宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何会存在科学无法解(jiě)释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找暗物(wù)质存在(zài)的证据，科学家们在过去(qù)的(de)几十年当(dāng)中进(jìn)行了超过50次(cì)的长期实验，但是却没有发现(xiàn)任何的有(yǒu)效证据(jù)。除了一个地方，在1687年(nián)出版(bǎn)的自然哲学数学原理一(yī)书中(zhōng)，埃萨(sà)克牛顿发表了万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇(yǔ)宙中(zhōng)天体(tǐ)运动的(de)规律(lǜ)。往后的几百年来(lái)，当天文学家们发现某(mǒu)些(xiē)天体运行(xíng)轨道(dào)出现异常，不符(fú)合万有(yǒu)引力定律的时候，他(tā)们就会知道，周(zhōu)围(wéi)一定有未知的(de)天体(tǐ)通过引(yǐn)力在摄动它的轨道(dào)。比如在1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶就通(tōng)过天王星运行轨道的异(yì)常，推算并且发现了(le)海(hǎi)王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王星的(de)发现(xiàn)都是应用万有引力定律所取得重大(dà)天文成就的例子(zi)。但是这些发(fā)现都是在恒星系(xì)统的尺度当中(zhōng)，可当我们上(shàng)升到(dào)星系或者是(shì)星团(tuán)的(de)尺度，事情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的(de)物理学家弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测(cè)量后发星系团的质量。这是一个由(yóu)数千个(gè)星系所组成(chéng)的巨(jù)大星系团，这(zhè)些星系被引(yǐn)力束缚在一(yī)起。测量星系团的(de)质量一般会使(shǐ)用到两种方法，当两(liǎng)种方法(fǎ)结(jié)果一致，就可(kě)以(yǐ)确定其质量的范围(wéi)。

第一种是获得(dé)其"光度学的质量(liàng)"，需要的数据(jù)是(shì)测量(liàng)各个星系的光(guāng)度(dù)。

第二种是动力学质量的计算，是利用光(guāng)谱红移测量星系团中的各(gè)个星系相(xiāng)对于星系团的运(yùn)动速度。当(dāng)测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵了(le)，“动力学(xué)质量”竟然(rán)是(shì)“光度学质量(liàng)”的400倍。这(zhè)意(yì)味着，后发(fā)座(zuò)星系团有99%的质量消失(shī)了，或(huò)者说这99%的质量并不(bù)以可见光的形式所存在，我们无法看(kàn)到。最(zuì)诡异(yì)的是，在测量(liàng)速度的过程中，兹(zī)威基发(fā)现(xiàn)星(xīng)系团中很多星系的速度比理论上(shàng)要快得多，按照牛顿的(de)运(yùn)动学定律，仅靠这些可见星系的质(zh冀g是河北哪里的车牌ì)量所产(chǎn)生的(de)引力是无法(fǎ)将它们束缚在星系团内(nèi)的(de)，它们早就应该被抛出星(xīng)系团之外了，除非(fēi)有(yǒu)一(yī)种(zhǒng)神秘的力量(liàng)在起作用，这(zhè)种力量来源于某种隐形的物质(zhì)。

据(jù)此，兹维基(jī)提出了这样部分(fēn)不可见(jiàn)的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射(shè)光，但是(shì)它们却占据着宇宙中(zhōng)绝(jué)大部分的(de)质量。只是当时的人(rén)们对这样的(de)一(yī)种说法不(bù)屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出现。天(tiān)文学家维(wéi)拉鲁宾和(hé)肯特福特在观(guān)测仙女(nǚ)座(zuò)星(xīng)系(xì)中的(de)恒(héng)星运(yùn)动。理(lǐ)论上(shàng)来说，距离(lí)中心越远的(de)恒星在(zài)其轨(guǐ)道上的运行速度就(jiù)会越慢。但(dàn)是(shì)他们(men)观(guān)测的结果却让人感到(dào)不可思议。

随着(zhe)与(yǔ)中心(xīn)距(jù)离的增加(jiā)，恒(héng)星的旋(xuán)转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎(hū)保持不变。可是(shì)根(gēn)据牛顿的(de)万有引力定(dìng)律(lǜ)，在星系(xì)当中如果没有足够大的质量(liàng)来(lái)吸引它们，这些外围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当(dāng)中了。基(jī)于这种(zhǒng)现象，科学家们会使用一种相对标准的(de)方法来解释(shì)暗物质的存(cún)在，这(zhè)种方法(fǎ)就(jiù)是测(cè)量星(xīng)系当中气体在X轴上距离星系中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如(rú)果(guǒ)出现异常(cháng)的(de)结果，就认为是由(yóu)暗(àn)物质(zhì)的力量(liàng)进入(rù)其中。

于是科学家(jiā)们(men)通过射(shè)电望远镜(jìng)测量了距离星系中心更远距离的(de)氢(qīng)元(yuán)素(sù)，发(fā)现(xiàn)它们(men)的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不(bù)例外，太阳系位于银河系(xì)的(de)第(dì)三悬臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律(lǜ)进行计算冀g是河北哪里的车牌，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的(de)速(sù)度围绕银(yín)河(hé)系旋转，这个实际(jì)速度(dù)远远大于理论速度，那么产(chǎn)生以上这种向心加速度的原因很可能就是(shì)存在着一种我们看不到的(de)物(wù)质(zhì)，是(shì)这些暗物质的引(yǐn)力效应将星系聚集在了一起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多的研究人(rén)员(yuán)开(kāi)始相(xiāng)信暗(àn)物质的存在。科(kē)学家根(gēn)据星系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗(àn)物质的质量占整个星系(xì)质量的85%。但是，暗物质(zhì)并(bìng)不是唯一可以(yǐ)解释这个(gè)现(xiàn)象的原因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力(lì)效应的遥远恒星之(zhī)间，也会(huì)出现速度上的微小差异(yì)。另外，天文(wén)学家还发(fā)现了一个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大(dà)约2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和银河(hé)系不多，但(dàn)是星(xīng)系当中存(cún)在的恒星数量却只有银河系(xì)的千(qiān)分之一。

所以在(zài)理论上，该星系(xì)必须存在暗(àn)物(wù)质，否则就会(huì)分(fēn)崩离(lí)析。但是(shì)科学家们使用最先进的望远镜对(duì)其进行了40个小时的详(xiáng)细测量之(zhī)后，发现(xiàn)星(xīng)系中(zhōng)的恒(héng)星运动是可以(yǐ)用正常的物质和力学定律来(lái)解释(shì)的。那么(me)又有人提出(chū)，也许(xǔ)该星系(xì)的暗物质，已经(jīng)被(bèi)附近的另一个大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的附近没(méi)有(yǒu)任何星(xīng)系存在。造成这些现象(xiàng)的除了暗物质的假说之(zhī)外，另一(yī)种可(kě)能就是(shì)人类对引力的理解还不够全面，引力很可能在不(bù)同尺度空(kōng)间中的(de)工作方式是不同的，这意味着(zhe)在行星(xīng)系尺度中的天体会沿着它们的轨道(dào)，按照我们所理解的(de)方(fāng)式运动。但是上升(shēng)到星(xīng)系和星团的尺度，引(yǐn)力之(zhī)间的相互(hù)作用则是不(bù)同的方(fāng)式。对于在(zài)星系团之(zhī)间的相互(hù)作用(yòng)，科学(xué)家还引入了外部场(chǎng)效应的概念(niàn)，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨(jù)大的质量之间(jiān)会(huì)产生对(duì)彼此特殊(shū)的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意(yì)味(wèi)着(zhe)我们需要对现(xiàn)在的物理(lǐ)定(dìng)律进行修(xiū)正，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质(zhì)假(jiǎ)说理论就此终结。但是在宇宙当中还有关于(yú)暗物质存在的(de)其(qí)他的理论(lùn)证据，这些理论证(zhèng)据是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大(dà)部(bù)分的普通质(zhì)量(liàng)都(dōu)在星系(xì)的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时候，星际(jì)气体的相互作(zuò)用就(jiù)会导致温度的(de)急(jí)剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的(de)质量将位于所有这(zhè)些气体(tǐ)所在的中间区域。那么我们通过(guò)什么来验证它的质量(liàng)区域到底(dǐ)是不是集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯(bó)太空望远镜传回(huí)了宇宙当中第一(yī)张全(quán)彩的高清照片，在照片(piàn)中我们可(kě)以明显(xiǎn)地看到很多(duō)星系(xì)似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形(xíng)变(biàn)。其(qí)实这些星系(xì)本身并不(bù)是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出(chū)了什么问题(tí)，而是这样(yàng)极(jí)遥远的天(tiān)体和我(wǒ)们(men)地球上(shàng)的(de)观测者之间。被(bèi)一(yī)个(gè)质量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超大质量(liàng)的东西的(de)引力，会使身(shēn)后(hòu)更(gèng)遥远星系的光都(dōu)发(fā)生(shēng)了(le)扭曲。这个现象就是引力(lì)透(tòu)镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质量的黑洞或者是(shì)暗(àn)物质(zhì)。

所(suǒ)以当人们(men)对(duì)子弹星系团观测(cè)的时候，发现它的大质(zhì)量(liàng)区域并不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的解释方法就是当(dāng)星团(tuán)发生全(quán)部的碰(pèng)撞(zhuàng)时，可被观测(cè)到的质(zhì)量气体被卡(kǎ)在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个(gè)区域，并(bìng)在两边形成了引力透镜(jìng)。对子弹星系团的引力透镜研(yán)究也被(bèi)认为是暗物质存在的迄今为止最好(hǎo)的理(lǐ)论证据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万(wàn)年之后，可(kě)见光终于可(kě)以(yǐ)畅(chàng)通(tōng)无阻地穿越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了(le)。经过了130多(duō)亿年之后，这些光在宇宙空间(jiān)背(bèi)景上留下了各(gè)相(xiāng)同(tóng)性的微波辐射。其中红(hóng)色的部分表示(shì)温度较高的区域(yù)，蓝色(sè)则表示相(xiāng)对(duì)较冷的区域，但实际(jì)上(shàng)它们之间的温差只有万分之一。

科(kē)学(xué)家们通过对前景(jǐng)背景分(fēn)离后的二值(zhí)图(tú)像进(jìn)行连通(tōng)域提取和标记(jì)之后发现，如果宇(yǔ)宙当中(zhōng)没有暗物质(zhì)，图形看起来不应(yīng)该是这样的，而随着暗(àn)物质(zhì)的增(zēng)加，一些(xiē)峰(fēng)值的幅(fú)度会减小(xiǎo)，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙(zhòu)微波背景(jǐng)辐射的测量值，我们(men)需要的(de)暗物(wù)质大(dà)约是普通物(wù)质的5倍。这个数(shù)字与(yǔ)解释星(xīng)系当中恒星运动(dòng)所需(xū)要的暗物质比例是一致的(de)。这就意味着。

用(yòng)了(le)一个简(jiǎn)单的理论框(kuāng)架，就(jiù)很好地解释了很多不(bù)同的观测结果。而暗物质的本质就(jiù)是宇宙(zhòu)当中存在着某(mǒu)种类(lèi)型的粒子，它(tā)们不参与任何其他的电(diàn)磁作用，只(zhǐ)通过引(yǐn)力来相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)。所以如(rú)果能够找到这种粒(lì)子的(de)存在(zài)，就相当于找到了暗物质存在(zài)的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科(kē)学家们(men)已经提出(chū)了数十种的假想(xiǎng)目标，而要(yào)寻找这些(xiē)不同的目标(biāo)粒(lì)子所需要的实验方式也不相同。在(zài)过去(qù)的几(jǐ)十(shí)年当中，人(rén)类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不会与(yǔ)常规(guī)物(wù)质(zhì)相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进(jìn)行(xíng)了超过50次的(de)实验，却(què)没有任何(hé)实质性的发现，除了(冀g是河北哪里的车牌le)一个(gè)地方，意大利(lì)的格兰(lán)萨(sà)索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉(mài)。

在(zài)山(shān)下1400米(mǐ)处的地(dì)下矿井当中(zhōng)，藏着地球上最大(dà)的地(dì)学实验(yàn)室，这(zhè)个(gè)实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层(céng)楼高的探(tàn)测器，一直致力于(yú)寻(xún)找(zhǎo)暗物质粒(lì)子(zi)的周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声称观测到了某种信号。经过了20多(duō)年(nián)的数据收集，人们发现了(le)一个有(yǒu)趣(qù)的事情。探测率(lǜ)会在每年的6月份达到峰(fēng)值，然后在11月(yuè)降到最(zuì)低(dī)，而且在20年当中每年(nián)都是一样。一(yī)些科学家认为这(zhè)可能是人类(lèi)发现(xiàn)暗物质的第一个(gè)直接证据(jù)。

但是为什(shén)么暗物质会产(chǎn)生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒的(de)速度围绕着银河系进行移(yí)动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙当中，这意味着(zhe)我们也(yě)在以(yǐ)这样(yàng)的速度在穿越(yuè)着(zhe)暗物质流(liú)，这(zhè)个(gè)过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行(xíng)旋转。所(suǒ)以有半年(nián)的时间(jiān)，地球(qiú)围绕太阳的(de)方向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一致的(de)，而另外半年则与之相反。

而在6月份的(de)时候(hòu)，地球与太阳的(de)方向(xiàng)正好(hǎo)达到完全(quán)一致(zhì)，这是理(lǐ)论上地球(qiú)穿(chuān)越暗物质流(liú)最快的时段。而在(zài)11月份，又(yòu)恰好(hǎo)达到了最慢值(zhí)。尽管在实(shí)际(jì)的情况中，太(tài)阳(yáng)系相对银(yín)河系的平面呈现了(le)60度的倾(qīng)斜(xié)，但是(shì)这并不影响(xiǎng)这个理论的有效性。

因(yīn)此科学家(jiā)认(rèn)为这可以用来解(jiě)释，研(yán)究人(rén)员们所(suǒ)观测到的周期性信号。当然也可能有其他(tā)的情况(kuàng)，造成这种年(nián)度周(zhōu)期信号的差异也可能是温(wēn)度(dù)、湿度、土(tǔ)壤中的水分(fēn)、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大(dà)利游客的数量也(yě)符合(hé)这个周(zhōu)期的规(guī)律。

所以(yǐ)，科学家们(men)又在(zài)南半球建立(lì)了一个几(jǐ)乎相同的实验室，这(zhè)里(lǐ)的季节与之前(qián)的(de)实(shí)验室(shì)正好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质(zhì)流的运动特(tè)征和(hé)第(dì)一个实(shí)验室是一样的。

因此，如(rú)果在这(zhè)里可以得到相同的(de)信号，就可(kě)以成为暗物质所(suǒ)存在的(de)非常(cháng)有力的证据(jù)了。但是由于(yú)这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以截(jié)至目前还无法(fǎ)提供相应的数据支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射一台(tái)新的望远(yuǎn)镜，这(zhè)台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈(hā)勃(bó)望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)相同(tóng)，但它的(de)宽视(shì)场(chǎng)仪器提供的视(shì)野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太(tài)空(kōng)望(wàng)远镜其(qí)中一(yī)个关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待了。费米(mǐ)实验室粒子天体物理中心的(de)科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯(sī)特芬研(yán)究发现，如果暗物质存在，它们(men)极(jí)有(yǒu)可能拥有另一(yī)种(zhǒng)神秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞(dàn)生，或者说是(shì)生命(mìng)进(jìn)化(huà)的一个重要(yào)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暗物质会(huì)不会(huì)意味(wèi)着人类并不孤单呢？或(huò)许在宇(yǔ)宙当中(zhōng)某个角落的(de)行(xíng)星(xīng)上，暗物质(zhì)正在通过这样的(de)效应创造生命。当然，这(zhè)些推(tuī)论的(de)大前提是要先找(zhǎo)到暗物(wù)质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们(men)觉得暗物质到(dào)底存不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 冀g是河北哪里的车牌