宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在科(kē)学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物(wù)质又究(jiū)竟(jìng)是什么(me)？人类为了寻找暗物质存在(zài)的证据，科学家们在过去的几十(shí)年当中(zhōng)进行了超(chāo)过50次的长期实验，但是却(què)没(méi)有发现任何的(de)有效证据。除了一个地(dì)方，在1687年(nián)出版的自然(rán)哲学数学(xué)原理(lǐ)一书中，埃萨克牛(niú)顿发表(biǎo)了万有引力定律(lǜ)，它揭示(shì)了宇宙中天体运(yùn)动(dòng)的规律。往后的几百(bǎi)年来(lái)，当天(tiān)文学家们发现某(mǒu)些天(tiān)体运行轨道出(chū)现异常，不符合万有引力定律的时候，他(tā)们就会知道，周围一定(dìng)有未知的天体通过引(yǐn)力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒(lēi)维耶就通过天王(wáng)星运行轨道(dào)的异常，推(tuī)算并且(qiě)发现了海王星的存在。另(lìng)外(wài)，哈(hā)雷彗星、冥王星的发(fā)现都(dōu)是应用万有(yǒu)引力定(dìng)律所取得重大天文成(chéng)就的例子。但是这些发现都是(shì)在恒星系统(tǒng)的尺度当中(zhōng)，可当我们上升到星(xīng)系或者是星(xīng)团的尺度，事情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的(de)物理学家(jiā)弗里茨兹威基(jī)正在(zài)研究和测量后(hòu)发星系团的(de)质量。这(zhè)是一个(gè)由数千个星系所组成的巨大星(xīng)系团，这些星系被引力束缚在一起。测量星系团的质(zhì)量一(yī)般会使用到两种(zhǒng)方法，当(dāng)两种(zhǒng)方法结果一致，就可(kě)以确(què)定其(qí)质量的范围。

第一种是(shì)获得其"光度学的质(zhì)量"，需要(yào)的数(shù)据(jù)是测量(liàng)各个星(xīng)系(xì)的光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计算，是(shì)利用光(guāng)谱(pǔ)红移测量星系团中的各个星系相(xiāng)对于星系(xì)团的运动(dòng)速度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹威(wēi)基(jī)彻底懵了(le)，“动(dòng)力学质量”竟(jìng)然(rán)是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系(xì)团有99%的(de)质量消(xiāo)失了，或者说(shuō)这99%的质(zhì)量(liàng)并不以可见光的形式所存在，我们(men)无法(fǎ)看到(dào)。最诡异的是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹(zī)威基发现星系团中(zhōng)很多星系(xì)的(de)速度(dù)比理论上要快得(dé)多，按照(zhào)牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产生的引力是无法将它(tā)们束缚在星系(xì)团内的，它(tā)们早就应该被抛(pāo)出星系团之外了，除非有一(yī)种神秘(mì)的(de)力量在起作用，这种力(lì)量来源于某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部分不可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但是它们(men)却占据着(zhe)宇(yǔ)宙中绝大部分的质量。只是当(dāng)时(shí)的人们对这(zhè)样的(de)一种说(shuō)法不屑(xiè)一顾。

直到40年(nián)之后(hòu)，“暗(àn)物质”这(zhè)个词才再一次出现(xiàn)。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯(kěn)特福特在观测(cè)仙女座星系中的(de)恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中心越远的恒星(xīng)在其轨道上的运(yùn)行速度(dù)就会越(yuè)慢。但是他(tā)们(men)观测的结果却让人感到(dào)不可思议。

随(suí)着与中(zhōng)心距离的增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是(shì)根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星系当中如果没有足(zú)够大的质量来吸引它们，这些(xiē)外(wài)围的(de)恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中了。基(jī)于(yú)这种现象，科学家们(men)会使用(yòng)一种相对标准的(de)方法来解释(shì)暗物质的(de)存在，这(zhè)种方法就是测量星系(xì)当(dāng)中(zhōng)气体在X轴上距(jù)离星系(xì)中心(xīn)的(de)距(jù)离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出现异(yì)常的(de)结(jié)果，就认为是由暗物质的力量进入其中。

于是科(kē)学(xué)家(jiā)们(men)通过射电(diàn)望(wàng)远镜测量了距离(lí)星系中心更远距离的氢元(yuán)素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳(yáng)系也不(bù)例外，太阳系位于银河系的第(dì)三(sān)悬臂之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳(yáng)系的运(yùn)行速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际(jì)上(shàng)，太阳(yáng)系(xì)正在以220千米/秒的(de)速度围绕银河(hé)系(xì)旋转，这个实际速度远远大于理(lǐ)论速(sù)度，那么产(chǎn)生(shēng)以上这(zhè)种向心(xīn)加(jiā)速度的原因很可能就是(shì)存在(zài)着(zhe)一种我们看(kàn)不到的物质，是这些暗物质(zhì)的引力效应(yīng)将星系聚集在了一(yī)起。

也是(shì)从这时开始，越来越(yuè)多的(de)研究人(rén)员开始(shǐ)相信暗物质的存在(zài)。科(kē)学家根据(jù)星系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在(zài)星系当中暗(àn)物质的质量(liàng)占整个星(xīng)系(xì)质量的85%。但是，暗物质并不(bù)是(shì)唯一(yī)可以(yǐ)解释(shì)这个现象的原(yuán)因。在一项新的研究当(dāng)中，科学家(jiā)们发现，几乎没(méi)有引(yǐn)力(lì)效应的遥远恒星之间，也(yě)会出现(xiàn)速度上的微小差异。另外(wài)，天文(wén)学(xué)家还发现了(le)一(yī)个反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大小(xiǎo)和(hé)银河系(xì)不多，但是(shì)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(yǐ)在(zài)理(lǐ)论上，该星系必须存在暗(àn)物质，否则就会分(fēn)崩离析。但是(shì)科学家们使用(yòng)最先进的望(wàng)远镜(jìng)对其进行了40个(gè)小时的详(xiáng)细测(cè)量之后，发现(xiàn)星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动是可(kě)以用正(zhèng)常的物(wù)质(zhì)和力学定律来解释(shì)的。那么又有人提出，也(yě)许该星系的暗物质(zhì)，已经被(bèi)附近(jìn)的(de)另(lìng)一个大(dà)星系剥离了。奇怪的是(shì)，它(tā)的附近没有任(rèn)何(hé)星系存在。造成这些现(xiàn)象的(de)除(chú)了暗(àn)物(wù)质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人类对(duì)引(yǐn)力的(de)理解还不够全(quán)面，引(yǐn)力很可能(néng)在不同(tóng)尺度(dù)空(kōng)间中的工作方式是(shì)不同的(de)，这意味着(zhe)在行(xíng)星系尺(chǐ)度中的天体会沿着它们的轨道，按照(zhào)我们(men)所理解的方(fāng)式运动。但是上(shàng)升到星系(xì)和(hé)星(xīng)团的尺度(dù)，引(yǐn)力之间(jiān)的相互作用则是不(bù)同的方式。对于在星系团之间的相互作用，科学家还(hái)引入(rù)了外部(bù)场效应(yīng)的(de)概念，指的是在数(shù)百(bǎi)万光年的规模上，巨大(dà)的质量之间会产生对彼此(cǐ)特(tè)殊的效果，这(zhè)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(zhe)我(wǒ)们需要对(duì)现在的物理(lǐ)定律进行修正(zhèng)，这些发现也让很(hěn)多人认为(wèi)暗物质假(jiǎ)说理(lǐ)论就此(cǐ)终结(jié)。但是(s琅琊榜霓凰为什么嫁给聂铎 言豫津最后娶宫羽了吗hì)在宇宙(zhòu)当(dāng)中还有关于暗物质存在的其(qí)他的(de)理论证据(jù)，这些(xiē)理论证据(jù)是(shì)蒙德理论所没法解释的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年的子弹(dàn)星系团(tuán)，由两个碰撞的星系团所组成，类似(shì)这样(yàng)的星团(tuán)，它(tā)们大部(bù)分的普通质(zhì)量都在星系的(de)气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体(tǐ)的相互(hù)作用就会导致(zhì)温度(dù)的(de)急剧升高，速度(dù)大(dà)幅(fú)降低。所以在理(lǐ)论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些气体所在的(de)中间区域。那么我们通过什么来(lái)验证它(tā)的(de)质(zhì)量区域到底是(shì)不是(shì)集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回了宇宙当中(zhōng)第一张全(quán)彩(cǎi)的高(gāo)清照片，在照片(piàn)中(zhōng)我们可以明显地看到(dào)很多星系似乎被拉伸产(chǎn)生了巨大的形(xíng)变。其(qí)实这(zhè)些星(xīng)系本身(shēn)并不是(shì)真的被扭曲了，也(yě)不是韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜(jìng)出了什么问题，而是(shì)这(zhè)样极遥远的(de)天(tiān)体和我(wǒ)们地球上的观测者之间。被一个(gè)质量(liàng)超级巨大(dà)的天(tiān)体遮挡(dǎng)，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系的(de)光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大(dà)质量的黑洞或(huò)者(zhě)是暗物质。

所以(yǐ)当人们琅琊榜霓凰为什么嫁给聂铎 言豫津最后娶宫羽了吗对子(zi)弹星系团观测的时候，发(fā)现它的大质量区域并不是在中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好的解释方法(fǎ)就是当(dāng)星团发生全部的(de)碰撞时，可被观测到的质量(liàng)气体被卡(kǎ)在(zài)了中(zhōng)间，暗物(wù)质则(zé)直接通过了这(zhè)个(gè)区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研究也(yě)被认为是暗物质存在(zài)的迄(qì)今(jīn)为(wèi)止(zhǐ)最好的理论证据。

除此(cǐ)之外，还(hái)有(yǒu)来自(zì)宇宙当中最古(gǔ)老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万(wàn)年之后，可见(jiàn)光终于可(kě)以畅(chàng)通无阻(zǔ)地穿越(yuè)在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿(yì)年(nián)之后，这些光在(zài)宇宙空(kōng)间(jiān)背景上(shàng)留下(xià)了各相(xiāng)同性的微波(bō)辐射。其中红色的部(bù)分表(biǎo)示温度较高的区域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷(lěng)的区域，但实际(jì)上(shàng)它们之间的(de)温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通(tōng)过对(duì)前景背(bèi)景分离后的二值图像进行连通域提取和标(biāo)记(jì)之后发(fā)现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形看起(qǐ)来不应该是(shì)这样的，而随着暗(àn)物(wù)质的(de)增加，一些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变(biàn)得看起来(lái)“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背(bèi)景辐(fú)射的测量(liàng)值(zhí)，我们需要的(de)暗物(wù)质大约是普通物质的5倍。这(zhè)个(gè)数(shù)字与解(jiě)释星系当中恒星运动(dòng)所需要的(de)暗(àn)物(wù)质(zhì)比例是一致的。这(zhè)就意味着(zhe)。

用了一个简(jiǎn)单的理(lǐ)论框架，就(jiù)很好地(dì)解释了很多不同的观(guān)测(cè)结果(guǒ)。而暗(àn)物质的本(běn)质就是(shì)宇(yǔ)宙当中(zhōng)存(cún)在(zài)着(zhe)某种(zhǒng)类型(xíng)的粒子，它们不(bù)参与任(rèn)何其他的电磁(cí)作用，只通(tōng)过引力(lì)来相互作(zuò)用。所以如果能够找到这种粒子(zi)的存在，就相当(dāng)于找到了(le)暗(àn)物质存在(zài)的(de)实际证(zhèng)据。这种粒子(zi)到(dào)底是什么？科学家们已经提(tí)出了数十种(zhǒng)的假(jiǎ)想目标，而要寻找(zhǎo)这些(xiē)不(bù)同的目标粒(lì)子(zi)所需要的(de)实(shí)验(yàn)方式也不相同。在过去的(de)几十年(nián)当(dāng)中，人类为(wèi)了寻找这些看不(bù)见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规物质相互作用的“暗物质”，科(kē)学(xué)家们已经(jīng)进行了超过50次(cì)的实验，却(què)没有任何实质性的(de)发现，除了一(yī)个地(dì)方，意(yì)大利的格(gé)兰萨索(suǒ)山，隶属于(yú)阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中(zhōng)，藏着地球上(shàng)最大的地学实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层楼高的(de)探(tàn)测器，一直(zhí)致力(lì)于寻找暗物质粒(lì)子的周(zhōu)期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科学家声称(chēng)观测到了某种信号。经过(guò)了(le)20多年的数据(jù)收(shōu)集(jí)，人们(men)发现了一个有(yǒu)趣的(de)事情(qíng)。探(tàn)测率会(huì)在每年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且在20年当中(zhōng)每年都(dōu)是一样。一(yī)些科学家认为这可能是人类发现暗物质的(de)第一个直接证据。

但是为什么暗(àn)物质会产生周期性的年度信号呢？刚才我(wǒ)们(men)讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的(de)速(sù)度(dù)围绕着(zhe)银河系(xì)进行移动(dòng)，那么如果暗物(wù)质存在宇宙当(dāng)中，这意味着我们也在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流，这(zhè)个过程中会产生(shēng)相(xiāng)应的(de)振荡，同时地(dì)球又以30公里/秒的(de)速度围绕太(tài)阳进行(xíng)旋转。所以有(yǒu)半年(nián)的时间，地(dì)球围(wéi)绕太阳的(de)方向(xiàng)与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与(yǔ)之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的(de)时候，地球与太阳(yáng)的方向正好达到完全一致(zhì)，这(zhè)是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到(dào)了最(zuì)慢(màn)值。尽管在(zài)实际的情况中，太(tài)阳系相对银(yín)河系的(de)平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这(zhè)个理论的有(yǒu)效(xiào)性。

因此科学家认(rèn)为这可以用(yòng)来(lái)解释(shì)，研究(jiū)人员们所观测到的周期性信号。当然也可能有其他(tā)的(de)情况(kuàng)，造(zào)成这种(zhǒng)年度周期信号(hào)的(de)差异(yì)也可能是(shì)温度、湿(shī)度、土(tǔ)壤中的(de)水分(fēn)、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也(yě)符合这个周期的(de)规(guī)律。

所以，科学家们又在南(nán)半球建立了一(yī)个几乎相同的实验室，这里的(de)季(jì)节与(yǔ)之(zhī)前的(de)实(shí)验室正好相反，而(ér)在这里，地球(qiú)穿过暗物(wù)质(zhì)流的(de)运动特征和第一(yī)个实验室是一样的。

因(yīn)此，如果在(zài)这(zhè)里可(kě)以(yǐ)得(dé)到相同的信号(hào)，就(jiù)可以成为(wèi)暗物质所存在(zài)的非常有力的证据了(le)。但是由于(yú)这个(gè)实验室刚刚建成(chéng)不(bù)久，所以截至目前还(hái)无法提(tí)供相应的(de)数据支持。另(lìng)外，在(zài)2025年，NASA将会(huì)发射一台新的(de)望远镜，这台太(tài)空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大(dà)小跟(gēn)哈(hā)勃(bó)望远镜相同，但它的宽(kuān)视场(chǎng)仪(yí)器提供的(de)视野是哈勃红(hóng)外仪器的(de)100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其中一个关键(jiàn)的用途就是探索(suǒ)暗物(wù)质背后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只能拭(shì)目以待了。费米实验(yàn)室(shì)粒子(zi)天体物理中心的(de)科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗(àn)物质存在，它们极(jí)有可能拥有另一种神秘的效应(yīng)，这(zhè)种(zhǒng)暗(àn)物质效(xiào)应(yīng)，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞(dàn)生，或者说是生命进化的一(yī)个重要因素。

如果这一理论得到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙当(dāng)中(zhōng)的暗物质会不会意味着(zhe)人类并(bìng)不(bù)孤单呢？或许在(zài)宇宙当中某个角落的行(xíng)星上，暗物质正在(zài)通过这样(yàng)的效应创(chuàng)造生命。当然，这些推(tuī)论的大(dà)前(qián)提(tí)是(shì)要先找到暗物质(zhì)存在的实(shí)际证据。那么小伙(huǒ)伴(bàn)们，你(nǐ)们觉得(dé)暗物(wù)质到底存不(bù)存在呢(ne)？喜欢请点(diǎn)赞，你的(de)支持是(shì)我更新的动(dòng)力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 琅琊榜霓凰为什么嫁给聂铎 言豫津最后娶宫羽了吗