宇宙是“人为制造”的？为何(hé)会存(cún)在(zài)科学无法(fǎ)解释(shì)的(de)“暗物质”？暗(àn)物质又究竟是什么？人(rén)类为了(le)寻找暗物质存(cún)在的(de)证据，科(kē)学家们在过(guò)去的几十年当中进行了超过50次(cì)的(de)长(zhǎng)期实验，但是却没(méi)有发现(xiàn)任何(hé)的有效证据。除了一个地(dì)方，在(zài)1687年(nián)出(chū)版的自然哲学数学原理(lǐ)一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿(dùn)发表(biǎo)了万有引力定律，它(tā)揭示了宇宙中天体运(yùn)动的规(guī)律(lǜ)。往后(hòu)的(de)几(jǐ)百年来，当(dāng)天文学家(jiā)们发现某些天体运行轨道出现(xiàn)异常，不(bù)符(fú)合万有引力(lì)定律(lǜ)的时候，他(tā)们就会知(zhī)道，周(zhōu)围一定有未(wèi)知的天体通过(guò)引力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通(tōng)过天王星运(yùn)行轨(guǐ)道的异常，推算并且发现了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发(fā)现都是应用万有引力定律所取(qǔ)得(dé)重大天文(wén)成就(jiù)的(de)例子。但是(shì)这些(xiē)发(fā)现都是在恒(héng)星系统的尺(chǐ)度(dù)当中，可当(dāng)我们上升到(dào)星系或者是星(xīng)团的尺度(dù)，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学(xué)家弗里茨兹威基(jī)正(zhèng)在(zài)研究和测量后发星系(xì)团的质量。这是一(yī)个由数(shù)千个星系所组(zǔ)成的巨大星系团，这些星(xīng)系被引力束缚在(zài)一起。测量星系团的(de)质量(liàng)一(yī)般会使用到两种方法，当(dāng)两种方法(fǎ)结果一(yī)致，就可以(yǐ)确定(dìng)其质量(liàng)的范围。

第一(yī)种是获得其"光度(dù)学的(de)质量(liàng)"，需要的数据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利(lì)用光谱红(hóng)移测量星系团中的各(gè)个星(xīng)系相对于星系团的运动速度。当测(cè)量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是(shì)“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着(zhe)，后(hòu)发座星系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可(kě)见光的形式所存(cún)在(zài)，我(wǒ)们无法看到。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测量速度(dù)的过程中，兹威(wēi)基(jī)发现(xiàn)星系团(tuán)中很多星系的(de)速度比理论上(shàng)要快(kuài)得多，按照牛顿的运动(dòng)学定律，仅(jǐn)靠这(zhè)些可见星系的质量所产(chǎn)生的引(yǐn)力迪奥丝绒和哑光有什么区别，迪奥丝绒和哑光哪种好看是无法将它们束缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该被(bèi)抛(pāo)出星系团之(zhī)外了，除非有一种神(shén)秘的(de)力(lì)量在起作用，这种力量来源于某种隐形的(de)物质。

据此，兹维基提出(chū)了这样(yàng)部分不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸(xī)光、反射(shè)光(guāng)，但是它们(men)却占据着宇宙(zhòu)中绝大部分的(de)质量。只(zhǐ)是当时(shí)的人们(men)对这样的一(yī)种说法不屑一顾(gù)。

直到(dào)40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再一次(cì)出(chū)现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在(zài)观测(cè)仙女座星系中的恒星运(yùn)动。理论上(shàng)来(lái)说，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨(guǐ)道上(shàng)的运(yùn)行速度就(jiù)会越(yuè)慢(màn)。但是(shì)他们观测的结果却让人感到不可思议。

随(suí)着与中(zhōng)心距离的(de)增(zēng)加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保持不变。可是(shì)根据牛(niú)顿的万有引力定律(lǜ)，在星系(xì)当(dāng)中(zhōng)如果没有足(zú)够大的质(zhì)量(liàng)来吸引它们(men)，这些外围的恒星(xīng)早(zǎo)就被甩到(dào)宇宙当中了。基(jī)于这种现象，科(kē)学家(jiā)们会(huì)使(shǐ)用一种相(xiāng)对标准的(de)方法来(lái)解释(shì)暗物质的存在，这种(zhǒng)方法就是测量星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)气体在X轴上距离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴上气(qì)体的旋(xuán)转速度。如果出现异(yì)常的结果(guǒ)，就认为是由(yóu)暗物(wù)质的力量进入(rù)其(qí)中。

于是科学家们(men)通过(guò)射(shè)电望远镜测量了距离星系中心更远距(jù)离(lí)的氢元素(sù)，发现它们的旋(xuán)转速(sù)度(dù)并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例外(wài)，太阳系位于银(yín)河系的第三悬臂之(zhī)上，距离银河系(xì)中心2.6万光年，根(gēn)据万有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律(lǜ)进行计算(suàn)，太阳(yáng)系(xì)的(de)运(yùn)行速度应该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太(tài)阳系正(zhèng)在(zài)以220千(qiān)米/秒的(de)速度围绕银河系旋转，这(zhè)个实际速度(dù)远(yuǎn)远大于理论速度，那么产生(shēng)以上这种向(xiàng)心(xīn)加速度的原(yuán)因很可能就是存在着一(yī)种我们看不到的(de)物质，是这些暗物质的(de)引力效(xiào)应将星系聚(jù)集在了(le)一起。

也是从这时(shí)开始，越来越多的研究(jiū)人员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学(xué)家根据(jù)星系(xì)外恒星(xīng)轨道的速(sù)度，估算(suàn)在星系当中暗物质的质(zhì)量占整(zhěng)个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这(zhè)个现象的(de)原(yuán)因。在一项新的研(yán)究当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力(lì)效应的遥远恒(héng)星之间(jiān)，也会出现速度上的微小差异。另外，天(tiān)文学家还发现(xiàn)了一个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多(duō)，但是星(xīng)系当中存在的恒星(xīng)数量却只有(yǒu)银河系的千分之一。

所以在理论(lùn)上(shàng)，该星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离析。但是科学家们使用最先进的望远镜对其进行(xíng)了40个小时的详细测(cè)量之后，发(fā)现星系中的恒星(xīng)运动(dòng)是可(kě)以用正常的(de)物(wù)质和力学定律来解释的(de)。那么(me)又有(yǒu)人(rén)提出，也许(xǔ)该星(xīng)系的暗物质，已经被附(fù)近的(de)另一个大星系剥离(lí)了。奇怪(guài)的是，它(tā)的附近没有任何星系存在(zài)。造成这些现象的除了暗物(wù)质的假说之外，另一种可能(néng)就是人类对引力的理(lǐ)解还不够全(quán)面(miàn)，引力(lì)很可能在不(bù)同尺度(dù)空间中(zhōng)的(de)工作方式是不同的，这意味着在行星系(xì)尺(chǐ)度中的天体会(huì)沿着(zhe)它(tā)们的轨道，按照(zhào)我们所理解的方式(shì)运动。但(dàn)是上升到(dào)星系和星(xīng)团的(de)尺度，引力之(zhī)间(jiān)的相互作用则是(shì)不同的方(fāng)式(shì)。对(duì)于在星(xīng)系团之间(jiān)的相互(hù)作(zuò)用，科学家还引入了外部场(chǎng)效(xiào)应的概念(niàn)，指的是(shì)在数百万光年的(de)规模(mó)上，巨大的质(zhì)量之间会产(chǎn)生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我(wǒ)们需(xū)要(yào)对现在的物理(lǐ)定律进行修正，这些发现也让(ràng)很多人认为(wèi)暗物质假说理论就(jiù)此终结。但(dàn)是(shì)在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质存(cún)在的其他的理论(lùn)证据，这些理论证(zhèng)据(jù)是蒙德理论所(suǒ)没(méi)法(fǎ)解释的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所组(zǔ)成(chéng)，类似这样的星团，它们大(dà)部分的(de)普通质量(liàng)都(dōu)在星系的气体当中。当星(xīng)团以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的(de)时候，星际气体的相互作用就会导致(zhì)温度的急剧升(shēng)高，速度(dù)大幅(fú)降低。所以在理(lǐ)论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的质量(liàng)将位(wèi)于所有这些气体(tǐ)所在的中间区(qū)域(yù)。那(nà)么我们通过(guò)什么(me)来(lái)验证(zhèng)它(tā)的质(zhì)量区域到底是不(bù)是集中在中(zhōng)间(jiān)呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全彩的(de)高(gāo)清照片，在照片中我们可以明(míng)显(xiǎn)地看到很多星系似乎被(bèi)拉(lā)伸产生了巨(jù)大的形(xíng)变(biàn)。其实这些星系(xì)本(běn)身并(bìng)不是真的被扭曲(qū)了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上(shàng)的观测者之间(jiān)。被(bèi)一个质量(liàng)超级巨大的(de)天体遮挡，这个(gè)超大(dà)质量的(de)东西的引力(lì)，会使身后更遥远星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天体(tǐ)可能是超大质量的(de)黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们(men)对子弹星系团观测的(de)时候(hòu)，发现它的大(dà)质(zhì)量(liàng)区域(yù)并不是(shì)在中间，而是(shì)在两侧。所(suǒ)以最好(hǎo)的(de)解释方法就是当星团发生(shēng)全部(bù)的(de)碰撞时(shí)，可(kě)被观测到的质量气(qì)体被卡在(zài)了中间，暗物质则(zé)直(zhí)接通过了这个区域，并在两边形(xíng)成了(le)引力透镜。对子弹星(xīng)系团(tuán)的引力透(tòu)镜研究也(yě)被认(rèn)为(wèi)是(shì)暗物质(zhì)存在的迄今为止(zhǐ)最好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来(lái)自宇宙当中最古老的(de)光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万(wàn)年之后，可见光终于(yú)可以畅通(tōng)无阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙当(dāng)中了(le)。经(jīng)过了130多(duō)亿年之(zhī)后，这些(xiē)光(guāng)在宇宙空间(jiān)背(bèi)景(jǐng)上留下(xià)了各(gè)相同(tóng)性的微波辐射。其中红色的部(bù)分表示温(wēn)度较高的区(qū)域，蓝色(sè)则(zé)表示相对较冷的区域，但实际(jì)上它们(men)之(zhī)间的(de)温差只(zhǐ)有万(wàn)分(fēn)之一。

科(kē)学家们通过对前景背景分(fēn)离后的二值图(tú)像(xiàng)进行连通域提(tí)取和标(biāo)记之后发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当中没有暗物(wù)质，图形看起来不(bù)应该是这样(yàng)的，而随着暗物质的增加，一些峰值的(de)幅度会减小(xiǎo)，才(cái)变(biàn)得看起来“和(hé)谐”。为了(le)匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射(shè)的测(cè)量值(zhí)，我们(men)需要的(de)暗物(wù)质大约(yuē)是(shì)普通物质的5倍。这个数(shù)字与解释星系当(dāng)中恒星运动所需(xū)要的暗物(wù)质比例是一(yī)致的(de)。这就意味(wèi)着。

用了一(yī)个简单的理论框(kuāng)架，就(jiù)很好地解释了很多不同的观测结果。而(ér)暗(àn)物质(zhì)的本质(zhì)就(jiù)是宇宙当中存(cún)在着某种类型的粒子，它们不参与任(rèn)何其他的电磁作用，只通过引力来相互(hù)作用(yòng)。所以(yǐ)如果能够找到这种粒(lì)子的存(cún)在，就(jiù)相当于找到了暗物(wù)质存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提(tí)出(chū)了(le)数十种的假想目标(biāo)，而要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需要(yào)的实验方(fāng)式也(yě)不相同。在过(guò)去(qù)的几十年当中，人类为了寻找这些看不见、摸(mō)不到，几(jǐ)乎不会(huì)与常规物质(zhì)相互(hù)作(zuò)用(yòng)的“暗物(wù)质”，科学家(jiā)们已经进(jìn)行了超过(guò)50次的(de)实验，却没有(yǒu)任何(hé)实质性(xìng)的发现，除了一(yī)个(gè)地(dì)方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的(de)地学实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层楼高(gāo)的探(tàn)测(cè)器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周期性(xìng)震荡(dàng)。

自(zì)1997年(nián)以来(lái)，这(zhè)里的科学家(jiā)声称观测到了某种信号(hào)。经过了20多年(nián)的数据收集，人(rén)们(men)发现了一个有趣的(de)事情。探测率会在每年(nián)的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中每(měi)年(nián)都是一样。一些(xiē)科学(xué)家认(rèn)为这可能是(shì)人类发现暗(àn)物质(zhì)的第(dì)一个直接证(zhèng)据(jù)。

但(dàn)是为什(shén)么暗(àn)物(wù)质会产生周(zhōu)期性的年度(dù)信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了(le)太(tài)阳(yáng)系正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河(hé)系进行移动，那么如果(guǒ)暗(àn)物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味(wèi)着我们也在以这(zhè)样的(de)速度在穿(chuān)越(yuè)着暗物质流，这个过程中会(huì)产生(shēng)相应(yīng)的振荡，同(tóng)时地(dì)球又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进行(xíng)旋转。所以有半(bàn)年的时间，地球(qiú)围绕(rào)太阳的方(fāng)向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外半年(nián)则与之相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太(tài)阳(yáng)的(de)方向(xiàng)正(zhèng)好达到完(wán)全(quán)一(yī)致，这是理论上地球穿越(yuè)暗物(wù)质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际的情(qíng)况中，太阳(yáng)系相对银河系(xì)的(de)平(píng)面呈(chéng)现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这(zhè)个理(lǐ)论的有效性。

因此(cǐ)科学家认(rèn)为这可以(yǐ)用来(lái)解释(shì)，研究人员(yuán)们所观(guān)测(cè)到的(de)周期性(xìng)信号。当然(rán)也可能(néng)有其他的情况，造成这种年度周期信号的差异也可能是(shì)温(wēn)度(dù)、湿(shī)度(dù)、土壤中的水分、高山(shān)上的(de)积(jī)雪，甚(shèn)至连意(yì)大利游(yóu)客的(de)数量也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以(yǐ)，科学(xué)家们(men)又在南半球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与之(zhī)前(qián)的实(shí)验(yàn)室正好相反，而在(zài)这里，地球穿(chuān)过(guò)暗物(wù)质流的(de)运动(dòng)特征(zhēng)和(hé)第一迪奥丝绒和哑光有什么区别，迪奥丝绒和哑光哪种好看个(gè)实(shí)验(yàn)室是(shì)一样的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这里可以得到相同(tóng)的(de)信(xìn)号，就(jiù)可以成为暗物(wù)质所(suǒ)存在的非常有力(lì)的证(zhèng)据了。但是由于(yú)这个(gè)实(shí)验室刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所以截至目前还无法(fǎ)提供相(xiāng)应的数(shù)据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望(wàng)远镜，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小(xiǎo)跟哈(hā)勃(bó)望(wàng)远镜(jìng)相同，但它的宽(kuān)视场仪器(qì)提供的视野(yě)是(shì)哈勃红(hóng)外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中(zhōng)一(yī)个关键的用途就(jiù)是探索暗物质背后(hòu)的奥秘(mì)，对(duì)于探测的结果，我们只能拭目(mù)以(yǐ)待(dài)了。费米实验室粒(lì)子天体物理中心的(de)科学家丹(dān)琥珀和贾(jiǎ)森斯特(tè)芬研(yán)究发现，如果暗物质(zhì)存在，它们极有可(kě)能(néng)拥有另一种(zhǒng)神秘的效应，这(zhè)种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当中生命的(de)诞生，或者(zhě)说是(shì)生命进化的一个重要因素。

如果这一理论得到进一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中的(de)暗(àn)物质会(huì)不(bù)会意(yì)味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在通过这样的效应(yīng)创造生(shēng)命。当然，这些(xiē)推论(lùn)的大前(qián)提是要(yào)先(xiān)找到暗物质(zhì)存(cún)在的实(shí)际证据。那么小伙伴(bàn)们，你(nǐ)们觉(jué)得暗物质(zhì)到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我(wǒ)更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 迪奥丝绒和哑光有什么区别，迪奥丝绒和哑光哪种好看