宇宙是(shì)“人为制造”的？为何会存在(zài)科学无法解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类(lèi)为(wèi)了寻找暗物质(zhì)存在(zài)的证据，科(kē)学家们在过(guò)去的(de)几十年当中进行了超过(guò)50次的长(zhǎng)期实验，但是却没(méi)有发现任何(hé)的(de)有效证据。除了一个地方(fāng)，在1687年(nián)出(chū)版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引(yǐn)力定律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙(zhòu)中天体运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当(dāng)天(tiān)文学(xué)家们发现某(mǒu)些天体运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引(yǐn)力定律的时候(hòu)，他们就(jiù)会(huì)知道，周围(wéi)一定有未(wèi)知(zhī)的天体(tǐ)通(tōng)过(guò)引力(lì)在摄动它的轨(guǐ)道。比(bǐ)如在(zài)1846年，奥本(běn)勒维耶(yé)就通过天(tiān)王星运(yùn)行轨道的(de)异常，推算并且发(fā)现了(le)海王星的存在。另外(wài)，哈(hā)雷(léi)彗星、冥(míng)王星的(de)发现都(dōu)是应用(yòng)万有(yǒu)引力定律(lǜ)所取(qǔ)得(dé)重大(dà)天文成就的例子。但是(shì)这些发现都是在恒星系(xì)统的尺度当中(zhōng)，可当我们(men)上升到星系或者是星(xīng)团的尺度，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的质量。这是一(yī)个由数千(qiān)个(gè)星(xīng)系所(suǒ)组成的巨大星系团，这些星系被引力(lì)束缚在(zài)一起。测量星系团的质量一般会使(shǐ)用(yòng)到两种方法，当两种方法结(jié)果(guǒ)一致，就可(kě)以(yǐ)确定其质(zhì)量的范围(wéi)。

第一种(zhǒng)是(shì)获得其(qí)"光度学的质量"，需要(yào)的数据是(shì)测量各个星系的光度。

第(dì)二种是动力(lì)学质(zhì)量(liàng)的计算，是利用光谱其人舍然大喜的舍是什么意思，不舍昼夜的舍是什么意思古义红移测(cè)量星系(xì)团中(zhōng)的(de)各个星系(xì)相(xiāng)对(duì)于(yú)星系团(tuán)的运动速(sù)度。当测量结果出(chū)来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量(liàng)”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说这99%的质(zhì)量并不以(yǐ)可见光的形式(shì)所存在，我们无(wú)法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中很(hěn)多星系的速度(dù)比理论上要快得(dé)多，按照(zhào)牛顿的运动(dòng)学(xué)定律(lǜ)，仅(jǐn)靠(kào)这些可(kě)见星系的质量所产(chǎn)生的引力是(shì)无(wú)法将它们束(shù)缚在(zài)星系团内(nèi)的，它(tā)们(men)早就(jiù)应该被抛(pāo)出星系团之外了，除(chú)非有(yǒu)一种神秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力(lì)量来源于(yú)某种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹(zī)维(wéi)基提出(chū)了这样部(bù)分不可见的暗质，它不(bù)发散(sàn)光、吸光(guāng)、反射光(guāng)，但是它们(men)却(què)占(zhàn)据(jù)着宇宙中(zhōng)绝大部分(fēn)的质量。只是当时的人们对这样的一种说法不屑(xiè)一(yī)顾。

直(zhí)到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词(cí)才(cái)再一(yī)次出现。天文(wén)学家维拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特福特(tè)在(zài)观测(cè)仙女座星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动(dòng)。理论上来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的(de)恒星在其轨道(dào)上的(de)运(yùn)行速度就会(huì)越慢。但(dàn)是他们观测的结(jié)果却让人感到不可思议(yì)。

随着与中心距离的增(zēng)加，恒星的旋转速度几乎保持不(bù)变(biàn)。可是根据牛顿的(de)万有引力定律，在星系当(dāng)中(zhōng)如果没有(yǒu)足够大的质量(liàng)来吸引它们，这些外围(wéi)的恒(héng)星早(zǎo)就被(bèi)甩到宇(yǔ)宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会使用一种相对标准的方(fāng)法(fǎ)来(lái)解释(shì)暗物质的(de)存(cún)在，这种方法就是(shì)测量(liàng)星系当中气(qì)体在X轴上(shàng)距(jù)离星系(xì)中心的(de)距(jù)离(lí)，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度(dù)。如(rú)果出现异常的结果，就认为是由暗物质的(de)力量进入其中(zhōng)。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜(jìng)测(cè)量了(le)距离星系中心更远(yuǎn)距离(lí)的(de)氢元素，发现它们(men)的旋转速度并不符合牛顿(dùn)的力(lì)学定律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳(yáng)系(xì)也(yě)不例外，太阳系位于银河系的第(dì)三悬臂之上(shàng)，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引(yǐn)力定律进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但(dàn)实(shí)际(jì)上，太阳(yáng)系正在以220千米(mǐ)/秒的(de)速度围(wéi)绕银河(hé)系旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实际速(sù)度远远大(dà)于(yú)理论速(sù)度，那么产(chǎn)生以上这(zhè)种向心(xīn)加速度的原因很可能就是(shì)存(cún)在(zài)着一种我们看不(bù)到的物质，是这(zhè)些(xiē)暗(àn)物质的引力效应将星系聚集(jí)在了(le)一起。

也是从(cóng)这时开始，越(yuè)来(lái)越多的研究(jiū)人员开(kāi)始相信暗物质的存在。科学家根(gēn)据星系外恒(héng)星轨道的(de)速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中暗(àn)物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一可(kě)以解释(shì)这个(gè)现象的原因。在一项新的研究(jiū)当中，科学家们(men)发现(xiàn)，几乎没有(yǒu)引力(lì)效应的遥远恒(héng)星之(zhī)间(jiān)，也会出现速度上的(de)微小差异。另外，天(tiān)文学(xué)家还发现了一个反常(cháng)的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球大(dà)约2.5亿(yì)光年，大(dà)小和银河系不多，但是星系当中存在(zài)的(de)恒星数量却只有(yǒu)银河系的千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该星(xīng)系必须存在暗(àn)物质(zhì)，否则就(jiù)会分崩离析。但是(shì)科学(xué)家们使(shǐ)用最先进的望远(yuǎn)镜对其(qí)进行了40个小时的详(xiáng)细测量(liàng)之后，发现星系中(zhōng)的(de)恒星运动(dòng)是可以(yǐ)用(yòng)正常的物质和力学(xué)定律来解释的(de)。那么又有(yǒu)人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗物质，已经被附近的另一个大(dà)星系剥(bō)离了。奇怪(guài)的(de)是，它的附近没有任何星系(xì)存(cún)在。造(zào)成这(zhè)些现象的除了暗物质的假说之外，另一种可(kě)能就是人(rén)类对引力的理(lǐ)解还不够全面，引力很可(kě)能在不同(tóng)尺度空间中的工作方式(shì)是(shì)不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会(huì)沿(yán)着它们的(de)轨道，按照我们所理解的方式运动。但是上(shàng)升到星系和(hé)星团的尺度，引力之(zhī)间(jiān)的相(xiāng)互作(zuò)用则是不同的方式(shì)。对于在星(xīng)系(xì)团之(zhī)间的相互作用，科学家还引入了外部场效应的概(gài)念，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨大的(de)质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成立，这意味着我们需要对现(xiàn)在的(de)物(wù)理(lǐ)定律进行修正，这些发(fā)现也让很多人认为暗物质(zhì)假(jiǎ)说(shuō)理论就此终(zhōng)结。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中还有关于暗(àn)物质存在的其他的理论证(zhèng)据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系(xì)团，由两个(gè)碰(pèng)撞的星系团所组成，类(lèi)似(shì)这样(yàng)的星团，它们大(dà)部分(fēn)的普通质量都在(zài)星系的(de)气体当(dāng)中。当星(xīng)团以1000万公里/小时发生碰撞的(de)时候，星际(jì)气(qì)体的相互(hù)作用就(jiù)会导(dǎo)致温度的急(jí)剧升(shēng)高，速度大幅(fú)降低。所以在(zài)理论(lùn)上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系团大部分的质量将位于所(suǒ)有这(zhè)些气体(tǐ)所(suǒ)在的中(zhōng)间区域。那么我们通(tōng)过(guò)什么来验证它的质量区域(yù)到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前不(bù)久，詹姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜(jìng)传回了宇宙(zhòu)当(dāng)中第(dì)一张全彩的高清照片，在照片中我们可以明显地(dì)看到(dào)很(hěn)多星(xīng)系(xì)似乎被拉伸产(chǎn)生了(le)巨大的形变(biàn)。其实(shí)这些星系本身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜(jìng)出了(le)什(shén)么问题，而是这样(yàng)极遥远(yuǎn)的天体和(hé)我们地(dì)球(qiú)上的观(guān)测者之间。被一个质量超级(jí)巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的东西的引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系(xì)的(de)光都发(fā)生了扭曲。这(zhè)个现(xiàn)象(xiàng)就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大(dà)质量的(de)黑洞或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹(dàn)星系团观测的时候，发现它(tā)的大质量(liàng)区域(yù)并不是在中(zhōng)间，而(ér)是在两(liǎng)侧。所以(yǐ)最好的(de)解释方法就是(shì)当星(xīng)团发生全(quán)部的碰撞时，可被观测(cè)到的(de)质(zhì)量气体被(bèi)卡在了中间，暗物质则(zé)直接通过(guò)了(le)这(zhè)个区域，并在两边形(xíng)成了引(yǐn)力透(tòu)镜(jìng)。对子弹星系(xì)团的引力(lì)透镜研究(jiū)也被认为(wèi)是暗物(wù)质存在(zài)的迄今为(wèi)止最好(hǎo)的理论证据。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙(zhòu)大爆(bào)炸(zhà)开始(shǐ)，38万年之后(hòu)，可见光终于可(kě)以畅通无(wú)阻地穿越在(zài)宇(yǔ)宙当(dāng)中了(le)。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光在宇宙空间背景上留下了(le)各(gè)相同性的(de)微波辐射。其中红(hóng)色的部分表示温度较(jiào)高的区(qū)域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷的区域，但实际上它们之间(jiān)的(de)温差只有万分之一。

科学(xué)家们通过对前(qián)景背(bèi)景分离后的二值图像进行(xíng)连通域(yù)提取和标(biāo)记之后发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质(zhì)，图形(xíng)看起来不应该(gāi)是这样的，而(ér)随着暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波(bō)背(bèi)景辐射的(de)测量(liàng)值(zhí)，我们需要的(de)暗物质(zhì)大约是(shì)普通物质的5倍。这个数字与解(jiě)释星(xīng)系当中恒星运动所需要(yào)的暗(àn)物质(zhì)比例(lì)是一致的。这就意味着。

用了一个(gè)简单的(de)理论框架，就很好地解释了很多不同的(de)观(guān)测结果。而暗物质的(de)本(běn)质就是宇宙当中存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们不参与(yǔ)任(rèn)何其他的电(diàn)磁作用，只通过(guò)引力(lì)来相(xiāng)互作用。所以如果能够(gòu)找到这种粒子(zi)的(de)存在，就相当(dāng)于找到了(le)暗物质存在的实际(jì)证据。这种粒(lì)子到底(dǐ)是什么？科学(xué)家们已经提出了数十种的假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不同(tóng)的目(mù)标粒(lì)子(zi)所需要的实验方(fāng)式(shì)也(yě)不相同。在过去的(de)几十(shí)年当中，人类为了寻(xún)找这些看(kàn)不见、摸(mō)不到，几乎不会与常(cháng)规物质相(xiāng)互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们(men)已经进行了(le)超过50次的实验，却没有任何实质性的发现(xiàn)，除了一(yī)个地方(fāng)，意(yì)大(dà)利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山(shān)下(xià)1400米(mǐ)处(chù)的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学(xué)实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一(yī)个(gè)三(sān)层楼高的探测器，一直致力于寻(xún)找暗(àn)物质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家声称(chēng)观测到了某种信(xìn)号。经过了20多(duō)年的(de)数(shù)据(jù)收集，人们发现(xiàn)了一个有趣(qù)的(de)事情。探测(cè)率会在(zài)每年(nián)的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年(nián)当中每年都是(shì)一样(yàng)。一些科学(xué)家认为这可能其人舍然大喜的舍是什么意思，不舍昼夜的舍是什么意思古义是人(rén)类发现暗(àn)物质的第(dì)一个直接证据(jù)。

但是(shì)为什么(me)暗物质会(huì)产(chǎn)生周期性的(de)年度信号(hào)呢？刚才(cái)我(wǒ)们讲了(le)太阳系正在(zài)以220公里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质(zhì)存在(zài)宇宙当中，这意味着(zhe)我们也在以这样的速度在穿越着(zhe)暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相应的(de)振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球围绕(rào)太阳的方向与太(tài)阳环绕银河系的方(fāng)向是一致的(de)，而(ér)另外半(bàn)年则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正好达到(dào)完全(quán)一致(zhì)，这(zhè)是(shì)理论上地球穿越暗物质(zhì)流(liú)最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈现了(le)60度的倾斜，但是这并(bìng)不(bù)影响这个(gè)理论的有效性。

因此科学家认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的周期性信号。当然也可(kě)能有其(qí)他的情况，造成这种年度周期信号(hào)的差异也可能是(shì)温度、湿度(dù)、土壤(rǎng)中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连(lián)意大利游(yóu)客的(de)数量也符合这个周(zhōu)期的规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学(xué)家们又在南半(bàn)球建立了一个(gè)几(jǐ)乎相同的实(shí)验室，这里的季节与之前的实验室正(zhèng)好相反，而在(zài)这里，地(dì)球穿(chuān)过暗物(wù)质流(liú)的运动特征和第一个(gè)实(shí)验室是一(yī)样的。

因此，如果(guǒ)在这(zhè)里可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所存在的非常有力的证据了(le)。但是(shì)由于这个实(shí)验室刚刚建成(chéng)不(bù)久，所以(yǐ)截至目前还无法提供相应的(de)数据(jù)支持。另外(wài)，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相(xiāng)同，但它的宽视(shì)场仪(yí)器提供的(de)视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空(kōng)望远镜其(qí)中(zhōng)一个关键的用途(tú)就(jiù)是探索暗物(wù)质背后的奥秘(mì)，对于(yú)探测的(de)结果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米实验室(shì)粒子天体物理(lǐ)中(zhōng)心(xīn)的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现(xiàn)，如(rú)果暗物(wù)质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中(zhōng)生(shēng)命的诞生(shēng)，或者说是生命进化的一个重要因(yīn)素。

如果这一理论得到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味(wèi)着(zhe)人类并不(bù)孤单呢(ne)？或许在宇宙当中(zhōng)某个(gè)角(jiǎo)落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样(yàng)的效应创造生命。当然，这些推(tuī)论的大(dà)前提是要先(xiān)找(zhǎo)到(dào)暗物质存(cún)在的实际证据。那(nà)么小伙(huǒ)伴们，你(nǐ)们觉得暗(àn)物质(zhì)到(dào)底存不存在(zài)呢？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，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 其人舍然大喜的舍是什么意思，不舍昼夜的舍是什么意思古义