据此，兹维基(jī)提出了(le)这样部分不可见的暗(àn)质，它不发(fā)散光(guāng)、吸(xī)光、反射光，但是(shì)它(tā)们却占据着宇宙中绝大部分(fēn)的质量。只是当时的人们对这样(yàng)的(de)一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学(xué)家维拉(lā)鲁宾和肯特福(fú)特在(zài)观测仙女座星系中的恒星运动(dòng)。理论上来说，距离中心(xīn)越远的恒(héng)星在(zài)其轨(guǐ)道上的运(yùn)行速度就会越慢。但是他们观测(cè)的结果却让人感到(dào)不可(kě)思议。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星(xīng)的旋转速(sù)度(dù)几乎保持不变。可是根据牛顿的(de)万有引力定律(lǜ)，在(zài)星系当中如果没有(yǒu)足够大的质量来吸引它(tā)们，这些外围的(de)恒(héng)星早就被甩到宇(yǔ)宙当中了。基于这(zhè)种现象，科学家(jiā)们(men)会(huì)使用(yòng)一种(zhǒng)相(xiāng)对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的存(cún)在，这种(zhǒng)方法(fǎ)就是(shì)测(cè)量星系当中气体(tǐ)在X轴上(shàng)距离星系(xì)中(zhōng)心(xīn)的距离(lí)，以及在(zài)Y轴上气(qì)体(tǐ)的旋转速度。如果出现(xiàn)异常(cháng)的结果，就认为(wèi)是(shì)由暗物质(zhì)的力(lì)量进入其(qí)中。

AVERAGE函数是什么意思，计算机average函数是什么意思tio="0.46758039008961516" data-type="jpeg" data-w="1897" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

于是科学(xué)家(jiā)们通(tōng)过(guò)射电(diàn)望远镜测(cè)量了(le)距离星系中(zhōng)心更远距离的氢元素(sù)，发现它们的(de)旋转速度并不(bù)符合(hé)牛(niú)顿的力学定律。我们的(de)太阳系(xì)也不例外，太阳系位(wèi)于银(yín)河系的第三悬臂(bì)之上，距离(lí)银河(hé)系中心2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万有(yǒu)引力定律进(jìn)行计算，太阳(yáng)系的运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际(jì)上，太(tài)阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋转，这(zhè)个实际速度(dù)远远大于理论速度，那么(me)产(chǎn)生以上这种(zhǒng)向心(xīn)加速度的(de)原因(yīn)很可能就是存在着一(yī)种我们看(kàn)不到的物质，是(shì)这些暗物(wù)质(zhì)的(de)引力效应将星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越(yuè)来越多的研究人员开始相信(xìn)暗物质的存在(zài)。科(kē)学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在(zài)星(xīng)系当中(zhōng)暗物(wù)质(zhì)的质量占整个(gè)星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是唯一可(kě)以解释这个(gè)现象的(de)原因。在一项新的研究当(dāng)中，科学家们发现，几乎没有引(yǐn)力效应的遥(yáo)远(yuǎn)恒星之(zhī)间，也(yě)会(huì)出现(xiàn)速度上的(de)微小差异(yì)。另外，天文学家还发现了(le)一个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小(xiǎo)和银河系不多，但是星系当中存(cún)在的恒星数量却只有银河系的(de)千(qiān)分之一。

所(suǒ)以在理(lǐ)论上，该星系(xì)必(bì)须存在暗(àn)物质，否(fǒu)则(zé)就会分崩离析。但(dàn)是(shì)科学(xué)家们(men)使用最先进的(de)望(wàng)远镜对(duAVERAGE函数是什么意思，计算机average函数是什么意思ì)其(qí)进(jìn)行(xíng)了40个小时的详细测量之后，发(fā)现星(xīng)系(xì)中的恒星运动是可(kě)以用(yòng)正常的物质和(hé)力(lì)学定律来解释(shì)的。那么(me)又有(yǒu)人提出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已(yǐ)经被附近的另一(yī)个大星(xīng)系剥离了(le)。奇怪的是，它的附近没有(yǒu)任何星系存在(zài)。造(zào)成(chéng)这些(xiē)现象的除(chú)了暗物质的假说之(zhī)外，另(lìng)一(yī)种可能就是人类对(duì)引力(lì)的理解还不够(gòu)全面，引力很可能在不同(tóng)尺度空间中的工作方(fāng)式是不同(tóng)的，这意(yì)味着在行星系尺(chǐ)度(dù)中的(de)天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按(àn)照我们所(suǒ)理(lǐ)解的方式运动。但是上升到星系和星团(tuán)的尺度，引力(lì)之间的相互作用则是不同的方式。对于在星系团之(zhī)间的相互(hù)作用，科学家(jiā)还引入了外(wài)部场效(xiào)应的概念，指的是在(zài)数(shù)百万(wàn)光年的规模上，巨(jù)大(dà)的(de)质量之间会产生(shēng)对(duì)彼此(cǐ)特殊的效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果MOND蒙德理(lǐ)论成(chéng)立，这(zhè)意味(wèi)着我们需(xū)要对现(xiàn)在的(de)物理(lǐ)定律进行修正，这些(xiē)发现也(yě)让很多(duō)人认为暗(àn)物质假(jiǎ)说理论就此终结(jié)。但是在宇宙(zhòu)当中(zhōng)还有关于暗物(wù)质存(cún)在(zài)的其他的(de)理论证(zhèng)据，这些理(lǐ)论证据是蒙(méng)德理(lǐ)论(lùn)所没法(fǎ)解释的“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿(yì)光(guāng)年的子弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星系团所组成(chéng)，类似这样的(de)星团(tuán)，它(tā)们大部分的普通质量都(dōu)在(zài)星(xīng)系的(de)气体当中(zhōng)。当星团(tuán)以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的时(shí)候，星际(jì)气体的相互(hù)作用就会导致(zhì)温度的急剧升高，速度大(dà)幅(fú)降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之(zhī)后，子(zi)弹星(xīng)系团大(dà)部(bù)分的质量(liàng)将(jiāng)位于(yú)所有这些气体所(suǒ)在的中(zhōng)间区域。那么我们通过什么(me)来验(yàn)证(zhèng)它的质(zhì)量区域到底是不是集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙(zhòu)当中第一张全彩的高清照片，在照片中我们可(kě)以明(míng)显地看到很(hěn)多星系(xì)似乎(hū)被(bèi)拉伸产生(shēng)了(le)巨大的形(xíng)变。其实这(zhè)些星(xīng)系本身并(bìng)不(bù)是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜(jìng)出了(le)什么问题，而是这(zhè)样(yàng)极遥远的天体和(hé)我们地(dì)球(qiú)上的观测者之间。被一个(gè)质量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大(dà)质(zhì)量的东(dōng)西的(de)引力，会使身(shēn)后更遥远星系(xì)的(de)光都发生(shēng)了(le)扭曲。这个现象就是引(yǐn)力透镜效应。这个(gè)巨大的天(tiān)体可能是超(chāo)大(dà)质(zhì)量(liàng)的黑洞或者是暗物(wù)质(zhì)。

所(suǒ)以当人(rén)们对(duì)子弹星系团(tuán)观测的(de)时(shí)候(hòu)，发现它的大质量(liàng)区(qū)域并不是在中间(jiān)，而是在两侧(cè)。所以最好的解(jiě)释方法(fǎ)就是(shì)当星团发(fā)生全部的碰撞时，可被观测(cè)到的质(zhì)量气体(tǐ)被卡(kǎ)在了中(zhōng)间(jiān)，暗物质则(zé)直接通过了这(zhè)个区(qū)域，并(bìng)在两边(biān)形成了引力(lì)透镜。对子弹(dàn)星系团的引力透镜(jìng)研(yán)究也被(bèi)认为是(shì)暗(àn)物(wù)质存在的迄今为止最(zuì)好的(de)理论证据(jù)。

除此(cǐ)之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可见光终于可以(yǐ)畅通无(wú)阻(zǔ)地穿越在宇宙当(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(liú)下了各相同性(xìng)的微波辐射。其(qí)中红色的部分表示温(wēn)度较(jiào)高(gāo)的区域(yù)，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实际上它们之间的温差只(zhǐ)有万(wàn)分之一。

科学(xué)家们通过对前景(jǐng)背景分离后(hòu)的二(èr)值图像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当(dāng)中没有暗物质，图形(xíng)看起来不(bù)应该是这样的(de)，而随着(zhe)暗物(wù)质的增加，一些峰值的(de)幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量值(zhí)，我(wǒ)们需(xū)要的暗物质(zhì)大约(yuē)是普通物(wù)质的5倍(bèi)。这个数(shù)字与(yǔ)解释星系(xì)当中恒星运动所需要(yào)的暗物质(zhì)比(bǐ)例是一致的。这就意味着。

用了一(yī)个简单的理论(lùn)框(kuāng)架，就很好地解释了很多不同(tóng)的观(guān)测结果。而暗物质(zhì)的本(běn)质就是宇宙当(dāng)中(zhōng)存在着某种类型的粒(lì)子，它们不(bù)参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通过引力来相互作(zuò)用。所以(yǐ)如果(guǒ)能够(gòu)找到(dào)这(zhè)种(zhǒng)粒子的存在，就相(xiāng)当于找到了(le)暗物质存在的实际证(zhèng)据。这(zhè)种粒子(zi)到底(dǐ)是(shì)什么？科学家们已经提出(chū)了数十种的假想目标，而要(yào)寻找这些不同的目标粒子(zi)所需要(yào)的实验(yàn)方式也(yě)不相(xiāng)同。在过去的几十年(nián)当中(zhōng)，人类为了寻找这(zhè)些看不见(jiàn)、摸(mō)不(bù)到，几乎不会与常(cháng)规物质(zhì)相(xiāng)互(hù)作用的“暗(àn)物质”，科学(xué)家们已经进(jìn)行(xíng)了超过50次的(de)实(shí)验，却没有任何实(shí)质性的发现，除了一个地方，意(yì)大(dà)利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处的(de)地下矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着地球(qiú)上(shàng)最大的地学实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的探测器，一(yī)直致力于寻(xún)找(zhǎo)暗物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自(zì)1997年以(yǐ)来，这里的(de)科(kē)学家声(shēng)称(chēng)观测到了某种信号。经过了(le)20多年的数据收集，人们发现了(le)一个有趣的事(shì)情(qíng)。探测率会在(zài)每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样。一些(xiē)科学家认为这可能是人(rén)类发(fā)现暗物质的(de)第一(yī)个直接证(zhèng)据。

但(dàn)是为什(shén)么(me)暗(àn)物质会产生周期性的年度信(xìn)号呢？刚才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕(rào)着银河系(xì)进行移动，那(nà)么如(rú)果暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这意(yì)味着我们也在以这样的速度在穿越着暗(àn)物质(zhì)流，这个过程(chéng)中(zhōng)会(huì)产生相应的(de)振荡(dàng)，同时(shí)地(dì)球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的(de)速度(dù)围绕(rào)太阳(yáng)进行旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕(rào)太阳的(de)方(fāng)向与(yǔ)太阳环(huán)绕银河(hé)系的(de)方向是一(yī)致的(de)，而另外半年则与之相反。

而(ér)在6月份(fèn)的时(shí)候，地球与太(tài)阳的方向正好达到完全一(yī)致，这是理(lǐ)论上地球穿越暗物质流最快(kuài)的(de)时段。而(ér)在11月份，又恰好达(dá)到(dào)了最慢值(zhí)。尽管在实际的情(qíng)况(kuàng)中，太阳(yáng)系相对银河系(xì)的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响(xiǎng)这(zhè)个理论的有效性。

因(yīn)此科学(xué)家(jiā)认(rèn)为这可以(yǐ)用来解释，研究(jiū)人员(yuán)们所观测到的周期(qī)性(xìng)信号(hào)。当然也可能(néng)有其他的情况，造成这种年度周期信号的差异也可(kě)能是温(wēn)度(dù)、湿度、土(tǔ)壤中的(de)水(shuǐ)分、高山(shān)上的积雪(xuě)，甚至连意大利游(yóu)客的数量也符合(hé)这个周期的规律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同的实验室，这里(lǐ)的季节与之前的(de)实(shí)验室正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物质流的运动特征和(hé)第(dì)一个实(shí)验室是一(yī)样(yàng)的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这里可以得到相同的信(xìn)号，就可以成为暗(àn)物质所存(cún)在(zài)的非常有力的证据了。但是由于这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所(suǒ)以(yǐ)截至(zhì)目前(qián)还无法提(tí)供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一(yī)台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远(yuǎn)镜(jìng)相(xiāng)同，但它的宽(kuān)视(shì)场仪器提供的视野是哈勃红外(wài)仪器的100倍。南希格(gé)雷(léi)斯罗曼太空望(wàng)远镜(jìng)其中一(yī)个关(guān)键(jiàn)的用(yòng)途(tú)就是(shì)探(tàn)索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭(shì)目以待了。费米实验室(shì)粒子天体(tǐ)物理中心的(de)科学家(jiā)丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神(shén)秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命(mìng)进化的一个重要因素(sù)。

如(rú)果这一理论得(dé)到进一步的(de)证实，那么遍布宇(yǔ)宙当(dāng)中的暗(àn)物质(zhì)会(huì)不会意(yì)味(wèi)着人(rén)类(lèi)并(bìng)不孤单呢？或(huò)许(xǔ)在宇宙当中某(mǒu)个角(jiǎo)落的行(xíng)星(xīng)上，暗物质正在通过这样(yàng)的效(xiào)应创造生命。当然，这些推(tuī)论的(de)大前提(tí)是要(yào)先找到暗物质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜(xǐ)欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新的(de)动力！

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