宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为何(hé)会存在(zài)科(kē)学无(wú)法解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为(wèi)了(le)寻找暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的(de)证据，科学(xué)家们在过(guò)去的几(jǐ)十(shí)年当中进行了(le)超过50次的长期实验，但是却(què)没(méi)有发现任何的有(yǒu)效证据。除(chú)了(le)一(yī)个地方，在1687年出版的(de)自(zì)然(rán)哲学数学原理一书中(zhōng)，埃(āi)萨(sà)克牛顿(dùn)发表了万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力定律，它揭(jiē)示了宇(yǔ)宙中天(tiān)体运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当天文学家们发现某些(xiē)天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有引力定律的(de)时候，他们(men)就(jiù)会知道(dào)，周围一定有未(wèi)知的天体通过引力在摄动它的轨道。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨道(dào)的(de)异常，推算并(bìng)且发现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王(wáng)星的发(fā)现都是应用(yòng)万有(yǒu)引(yǐn)力定律所(suǒ)取得重(zhòng)大天文成就的例子。但是这些(xiē)发现都是(shì)在恒(héng)星系(xì)统的尺度(dù)当中，可当我们上(shàng)升到星系或者是星团(tuán)的尺度，事(shì)情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹(zī)威基正在研究和测量后发(fā)星(xīng)系团(tuán)的质量。这是一个由(yóu)数千个星系所组成的巨大星(xīng)系(xì)团，这些(xiē)星系(xì)被(bèi)引力束缚在一起。测量(liàng)星(xīng)系(xì)团的质(zhì)量(liàng)一般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方法结果(guǒ)一(yī)致，就可以确定其质量的范围。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质(zhì)量(liàng)"，需要的数据是测(cè)量各个星系(xì)的光度(dù)。

第二(èr)种是动力学质量的(de)计(jì)算(suàn)，是利用(yòng)光(guāng)谱红移测(cè)量星系(xì)团中(zhōng)的各个(gè)星系相对于星系团的运动速度(dù)。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了(le)，“动力学(xué)质(zhì)量”竟然是(shì)“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味着(zhe)，后发座(zuò)星系(xì)团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量并不(bù)以可见光(guāng)的(de)形式(shì)所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在(zài)测(cè)量速度的过程中，兹威基发现星系团中很多星系的速度比理(lǐ)论上要快(kuài)得多，按(àn)照牛顿的运动(dòng)学定(dìng)律，仅靠这些可见星系的质量所产生的(de)引力(lì)是无法将它们束(shù)缚在星系(xì)团内的，它(tā)们早就应该被抛出星(xīng)系团之(zhī)外(wài)了，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力量来源于某(mǒu)种隐(yǐn)形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了(le)这样部(bù)分(fēn)不可见的暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它们(men)却占据着宇宙(zhòu)中绝大部分(fēn)的质量。只(zhǐ)是当时的人们对(duì)这样的一(yī)种说法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直(zhí)到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词(cí)才再一次出现。天文(wén)学家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观测仙女座星系(xì)中(zhōng)的(de)恒星(xīng)运动(dòng)。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就(jiù)会越慢(màn)。但是他们观测的结(jié)果却让人感到不(bù)可(kě)思(sī)议(yì)。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星的(de)旋转速(sù)度几乎(hū)保持(chí)不变。可是根据(jù)牛顿的万有引力(lì)定律，在(zài)星系当(dāng)中如果没有(yǒu)足够大的(de)质(zhì)量来吸引它们，这些(xiē)外围(wéi)的恒星早就被甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。基于这种现(xiàn)象，科(kē)学家们(men)会使用一种相(xiāng)对标准的方法来解释暗(àn)物(wù)质的存(cún)在，这种(zhǒng)方法就(jiù)是测(cè)量(liàng)星(xīng)系当中气(qì)体在X轴上距离星系中心的(de)距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋(xuán)转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认为是(shì)由暗物质的(de)力量进入(rù)其中(zhōng)。

于是(shì)科学(xué)家们(men)通过射电望远镜测量了距离星系中心(xīn)更(gèng)远距离的氢元素，发现它们的旋转速度并(bìng)不符合牛顿的(de)力(lì)学定律。我们的(de)太阳系(xì)也不例外，太阳系(xì)位于(yú)银河系的第三悬(xuán)臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根(gēn)据万(wàn)有引力(lì)定律进行计算，太阳系(xì)的运行(xíng)速度(dù)应(yīng)该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在(zài)以(yǐ)220千米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转，这个实际(jì)速度(dù)远远大于理论速度，那么产生以(yǐ)上这(zhè)种向心加速度的原因很可(kě)能(néng)就(jiù)是存在着一种我们(men)看不到的物质，是这些暗物(wù)质的引力效(xiào)应将(jiāng)星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从这时(shí)开(kāi)始，越来越多的研究人员开(kāi)始相信暗物质的存(cún)在。科学(xué)家(jiā)根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估(gū)算在星系当中暗(àn)物质的质量占整个星系质量的85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯(wéi)一可(kě)以解释这个(gè)现象的原(yuán)因。在(zài)一(yī)项新的研究当中，科学家们发现，几乎没民盟的加入条件是什么，民盟的加入条件是什么样的有(yǒu)引力(lì)效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒星之(zhī)间，也会出现速度(dù)上的微小差异。另外，天文学家还发现了(le)一个反常(cháng)的(de)星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小和(hé)银河系(xì)不多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银(yín)河系的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该星(xīng)系必(bì)须(xū)存在暗(àn)物质，否则就会分崩离析。但是科学(xué)家们使(shǐ)用最(zuì)先进(jìn)的望远镜对其(qí)进(jìn)行(xíng)了(le)40个小时(shí)的详细(xì)测量(liàng)之后，发现星(xīng)系中的恒星(xīng)运动(dòng)是可以用正(zhèng)常的物(wù)质和力(lì)学定律来解释的。那么(me)又(yòu)有人提出，也许该星系的暗(àn)物质，已经(jīng)被附近的另一(yī)个大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的(de)附近没有(yǒu)任何(hé)星系存在。造成这些现象(xiàng)的除(chú)了暗物质的假说之外，另一种(zhǒng)可能就是人(rén)类对引力的理解(jiě)还不够全(quán)面，引力很可能在不(bù)同尺度空间中的(de)工作方式是(shì)不(bù)同的，这意味着在行星系尺度(dù)中(zhōng)的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理解(jiě)的方(fāng)式(shì)运动。但是上升到星系和星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的相互作用(yòng)则是(shì)不(bù)同的方式。对于在星(xīng)系(xì)团(tuán)之(zhī)间的相(xiāng)互(hù)作用，科学家还(hái)引(yǐn)入了(le)外部场效应的概念(niàn)，指(zhǐ)的是在数(shù)百万光年的(de)规(guī)模(mó)上，巨大的质(zhì)量之间(jiān)会产生对(duì)彼此特殊的(de)效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙(méng)德(dé)理论成(chéng)立，这意味(wèi)着我们(men)需(xū)要对现(xiàn)在(zài)的物理定律进行(xíng)修(xiū)正(zhèng)，这些发(fā)现也让(ràng)很(hěn)多人(rén)认为暗物质假(jiǎ)说理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中还有关于(yú)暗物(wù)质存(cún)在的其(qí)他的理论(lùn)证据(jù)，这些理论证据(jù)是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引(yǐn)力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光(guāng)年的子弹星系团(tuán)，由两个碰撞的(de)星系团(tuán)所组成，类似这样的星(xīng)团，它们大(dà)部分(fēn)的普(pǔ)通质量都在星系的(de)气体当中。当(dāng)星(xīng)团以1000万公里/小时发(fā)生碰撞的时候，星民盟的加入条件是什么，民盟的加入条件是什么样的际气体的相(xiāng)互作用就会导致温度的(de)急剧(jù)升高(gāo)，速度(dù)大幅降低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团(tuán)大部分的质量(liàng)将位于所有这些气体所在的中间区域。那(nà)么我(wǒ)们通(tōng)过(guò)什么来验证(zhèng)它的质(zhì)量区(qū)域(yù)到底是不(bù)是集(jí)中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回了宇宙当中第一(yī)张(zhāng)全(quán)彩(cǎi)的高清(qīng)照片，在照片中我们可(kě)以明显地看到(dào)很多(duō)星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的(de)形(xíng)变。其实(shí)这些星系本身并不是(shì)真的被扭曲了，也不是韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜出(chū)了什么问题，而(ér)是这样极遥远的天(tiān)体和(hé)我们(men)地(dì)球上的观测者之(zhī)间(jiān)。被一个质量超级巨(jù)大的天(tiān)体(tǐ)遮(zhē)挡，这个超(chāo)大质量的东西(xī)的引力，会使身后更遥(yáo)远星系的光(guāng)都发生(shēng)了扭曲。这个(gè)现(xiàn)象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天(tiān)体可能是超大(dà)质量的(de)黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系团(tuán)观测的时候，发现它的大质量区域(yù)并(bìng)不是在(zài)中间，而(ér)是在两侧。所(suǒ)以最好的解(jiě)释方(fāng)法就是当星团发生全部的(de)碰(pèng)撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则(zé)直接通过了这(zhè)个区域，并在两边形成了引力(lì)透镜。对子弹(dàn)星系团的引(yǐn)力透(tòu)镜(jìng)研(yán)究也被认为是暗物质存在的迄(qì)今为(wèi)止最好的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之外(wài)，还有来自宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年(nián)之(zhī)后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。经过(guò)了(le)130多亿(yì)年(nián)之后，这些(xiē)光在宇宙空间(jiān)背景(jǐng)上(shàng)留下(xià)了(le)各相(xiāng)同(tóng)性(xìng)的微波辐(fú)射。其中红色的部分(fēn)表示温度较高的区域，蓝色(sè)则表示相对(duì)较冷的区(qū)域(yù)，但实际上它(tā)们之间(jiān)的(de)温差只有万分之一。

科学家们通(tōng)过对前景背景分离后的二值图像进行连通域(yù)提取和标记之后(hòu)发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看(kàn)起来不应该是这样的，而随着暗物质的增(zēng)加，一些峰值的(de)幅度(dù)会减(jiǎn)小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗(àn)物(wù)质大约(yuē)是(shì)普通物质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系(xì)当(dāng)中恒星运动所需要的暗物质比例是(shì)一致的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的理论框架，就很好地解释(shì)了(le)很(hěn)多不同的观测结(jié)果。而暗物(wù)质(zhì)的本(běn)质就是宇(yǔ)宙(zhòu)当中存(cún)在着某种类型的粒子(zi)，它们(men)不(bù)参(cān)与任何其(qí)他的电(diàn)磁作用(yòng)，只通过引力来相互作用(yòng)。所以如果能够找到这种粒子的(de)存在(zài)，就相当于找(zhǎo)到了暗(àn)物质存在的(de)实际证据(jù)。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科(kē)学家们已(yǐ)经提出了数十(shí)种的假想目(mù)标，而要(yào)寻找这些(xiē)不同的目标(biāo)粒子所需要的实验方式也不相同。在过(guò)去的几(jǐ)十(shí)年当(dāng)中，人(rén)类(lèi)为(wèi)了寻找这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会(huì)与常规(guī)物(wù)质相互作用的“暗物(wù)质”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没(méi)有任何(hé)实(shí)质性的发(fā)现，除了一个(gè)地方(fāng)，意(yì)大利的(de)格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山(shān)脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏(cáng)着地球(qiú)上(shàng)最(zuì)大(dà)的(de)地学实验(yàn)室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三层(céng)楼(lóu)高的探测器，一直(zhí)致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的(de)周(zhōu)期性震荡。

自1997年(nián)以(yǐ)来(lái)，这里(lǐ)的科(kē)学家声称观测(cè)到(dào)了(le)某种信(xìn)号(hào)。经过了20多年的数据收(shōu)集，人们(men)发现(xiàn)了一个有趣(qù)的事情。探测率会在每年(nián)的6月份达到(dào)峰值，然后在11月降到最低，而且在20年(nián)当中每(měi)年(nián)都是(shì)一样。一些科(kē)学家认为(wèi)这可能是人类发现暗物质的第一个直接证(zhèng)据(jù)。

但是为(wèi)什么(me)暗物(wù)质会产生周期性的年度信号(hào)呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正在(zài)以220公里/秒的速度围绕(rào)着银河系进行移(yí)动，那么(me)如果暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这(zhè)意(yì)味(wèi)着(zhe)我们也在以这样的速(sù)度在穿越着暗物(wù)质流，这个(gè)过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕(rào)太阳进行旋转。所以有(yǒu)半年(nián)的时(shí)间，地球围绕太阳(yáng)的方向(xiàng)与太阳环绕银河系的(de)方向是一(yī)致的，而另外半年则(zé)与(yǔ)之相反(fǎn)。

而在(zài)6月份的时(shí)候，地球与太阳的(de)方(fāng)向(xiàng)正好达到(dào)完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越暗(àn)物质流最快(kuài)的时(shí)段。而(ér)在11月(yuè)份(fèn)，又恰好达到了最慢值。尽管在实际(jì)的情况(kuàng)中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度(dù)的(de)倾斜，但是这并(bìng)不影(yǐng)响这个理论(lùn)的有效性。

因此科学(xué)家认为这(zhè)可以(yǐ)用来解(jiě)释，研究人员们所观测到(dào)的周期性信号(hào)。当然也可能(néng)有(yǒu)其(qí)他的情况，造成(chéng)这种(zhǒng)年度周(zhōu)期信号的差异也(yě)可能(néng)是温度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高山上的积雪，甚至(zhì)连(lián)意(yì)大(dà)利游客的数量也符合这个周期的规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们(men)又在南半球建立了一个(gè)几乎相同的(de)实验(yàn)室，这里的季节与之前的实验室正好(hǎo)相反，而在(zài)这里，地球穿过暗(àn)物质(zhì)流的运动特(tè)征和第(dì)一个(gè)实验室是(shì)一(yī)样的。

因此，如果在这(zhè)里可以得到相同(tóng)的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所存在的(de)非常有力的(de)证据了(le)。但是(shì)由于(yú)这个实验室(shì)刚刚建(jiàn)成不久，所(suǒ)以截至目前还无(wú)法提(tí)供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新(xīn)的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫(jiào)做(zuò)“南(nán)希格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它的宽视(shì)场仪(yí)器提(tí)供(gōng)的(de)视(shì)野是(shì)哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其(qí)中(zhōng)一个(gè)关(guān)键(jiàn)的用途就是探索暗物质背后的(de)奥秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只能拭目以待(dài)了。费米实验室粒子(zi)天体(tǐ)物理(lǐ)中心(xīn)的科(kē)学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发(fā)现，如果暗物质(zhì)存在(zài)，它们极有(yǒu)可能拥有(yǒu)另(lìng)一种(zhǒng)神(shén)秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙当中(zhōng)生(shēng)命的诞生，或(huò)者说是生命(mìng)进(jìn)化的一(yī)个重要因素(sù)。

如果(guǒ)这一理论得到进(jìn)一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会(huì)意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角落(luò)的(de)行星上，暗物质正在(zài)通过这样的效应(yīng)创造生命。当然，这(zhè)些推(tuī)论的大(dà)前提是要先找到(dào)暗物(wù)质存(cún)在的实(shí)际证据(jù)。那(nà)么(me)小伙(huǒ)伴们(men)，你们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 民盟的加入条件是什么，民盟的加入条件是什么样的