宇宙是“人为制造”的(de)？为何会存在科学无(wú)法解释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟是(shì)什(shén)么？人(rén)类为了寻找暗物质(zhì)存在的证据，科学家们在过去的几十年当中进行了(le)超过50次的长期实验，但(dàn)是却没有(yǒu)发(fā)现任何的有效证据(jù)。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发(fā)表了万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)，它揭(jiē)示了宇宙中(zhōng)天(tiān)体运动的规律(lǜ)。往后的几(jǐ)百年(nián)来，当天(tiān)文学家们(men)发现(xiàn)某些天体运行轨道出现异常，不符(fú)合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知道，周围(wéi)一定有未(wèi)知的天(tiān)体通过引力在摄动它的(de)轨道。比如在1846年(nián)，奥(ào)本勒(lēi)维耶(yé)就通(tōng)过天王星运(yùn)行轨(guǐ)道的异常，推(tuī)算并(bìng)且发现了海王星(xīng)的存(cún)在。另外，哈(hā)雷(léi)彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万有(yǒu)引力(lì)定律所取得重大天文成就的例子(zi)。但是这些(xiē)发现都是在恒(héng)星系统的尺度当中(zhōng)，可当我们上(shàng)升到(dào)星系或(huò)者是星(xīng)团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹威基正(zhèng)在研(yán)究和(hé)测量后发(fā)星系团的质量。这(zhè)是一(yī)个由数千(qiān)个(gè)星系所组(zǔ)成的巨大星系团，这些星系被引力束(shù)缚在一起。测量(liàng)星系团的质量一般会使(shǐ)用到两(liǎng)种方法，当两(liǎng)种方法结果一致，就(jiù)可(kě)以确定其质量的范围。

第一(yī)种是获得(dé)其"光度学的质量"，需要的数据是测量各个星(xīng)系的光度。

第二种是动力(lì)学质量的计算，是利用光谱红移测量星系团中(zhōng)的各个星(xīng)系相(xiāng)对(duì)于星系团的运动(dòng)速度。当测量结果出来(lái)之后(hòu)，兹威基(jī)彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然(rán)是“光度学(xué)质量”的400倍。这(zhè)意味着，后(hòu)发座星(xīng)系团有99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的(de)质(zhì)量(liàng)并不以(yǐ)可见(jiàn)光的形式(shì)所存在，我们无法看到。最诡异的是，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基发现星系团中很多(duō)星系的速(sù)度比理论上要快得多，按照牛(niú)顿的运(yùn)动(dòng)学定律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所产生的(de)引力是无法将它们束缚在(zài)星系(xì)团(tuán)内的(de)，它(tā)们早就应该被抛出星(xīng)系团之外了，除非有一种神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量来源于某种隐形的(de)物质(zhì)。

据此，兹维基提出了这(zhè)样部分(fēn)不可见的暗质(zhì)，它不发散(良莠不齐能形容物吗，良莠不齐是形容人还是形容物sàn)光、吸光、反射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质(zhì)量。只是(shì)当时的人(rén)们对(duì)这样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特福特(tè)在(zài)观测仙女座星系中的恒星运(yùn)动。理论(lùn)上(shàng)来说(shuō)，距离中心越远的恒(héng)星在其轨道(dào)上(shàng)的(de)运行速度就会越慢(màn)。但是他(tā)们观测(cè)的结果却让人感(gǎn)到(dào)不可思(sī)议。

随(suí)着与中(zhōng)心距离的增加(jiā)，恒星(xīng)的旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保持(chí)不变。可是根据牛顿的(de)万(wàn)有引(yǐn)力定律(lǜ)，在星系当(dāng)中如果没有足够大的质量来吸引它们，这些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科学(xué)家们会使用一种相(xiāng)对标准的方法来(lái)解释暗物质的存在(zài)，这种方(fāng)法就是测量星(xīng)系当中气体在(zài)X轴上距离星(xīng)系中心的(de)距离，以及在Y轴上(shàng)气体的旋(xuán)转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就(jiù)认(rèn)为(wèi)是由(yóu)暗物质的(de)力量进(jìn)入其中。

于是科学家们通过(guò)射(shè)电(diàn)望远镜(jìng)测(cè)量了(le)距离星系(xì)中心更远距离的(de)氢元素，发现它们的旋转速度并不符合(hé)牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太阳系也不例外(wài)，太阳系位(wèi)于银河系的(de)第三悬臂之上，距离银河(hé)系中心(xīn)2.6万光年，根(gēn)据万有引(yǐn)力定律进行(xíng)计算，太(tài)阳系(xì)的运行速(sù)度应该是160千米/秒，但实(shí)际(jì)上(shàng)，太(tài)阳系正在以220千(qiān)米/秒的(de)速(sù)度围绕银河系旋转，这个实际速度(dù)远远大于理论速(sù)度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加速度(dù)的原(yuán)因很可能就是存(cún)在着一(yī)种我们看不到的(de)物质，是这(zhè)些暗物质(zhì)的引力效(xiào)应(yīng)将星(xīng)系聚(jù)集在了一(yī)起(qǐ)。

也是从这时开始，越来越多(duō)的研(yán)究人员(yuán)开(kāi)始相信(xìn)暗物质的(de)存(cún)在。科学家根据星系外(wài)恒星轨道的(良莠不齐能形容物吗，良莠不齐是形容人还是形容物de)速度，估算(suàn)在星系(xì)当(dāng)中暗物质(zhì)的质量占整个星系(xì)质量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以(yǐ)解释这个(gè)现象的原因。在(zài)一项新的研究当中(zhōng)，科学(xué)家们(men)发现，几乎没(méi)有引力效应(yīng)的遥远恒(héng)星之(zhī)间，也会出现速度上的微小差异(yì)。另外，天文学家(jiā)还(hái)发现了一个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距(jù)离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但是星(xīng)系当中存在(zài)的恒星数量却只有银河(hé)系(xì)的千分之一。

所以在(zài)理论上，该星系必须存在暗(àn)物质，否则(zé)就(jiù)会分崩(bēng)离析(xī)。但是科学家们使用最先进的望远镜对其(qí)进行了(le)40个小时的(de)详细测量之(zhī)后，发现星系(xì)中的恒星运动是(shì)可以用正(zhèng)常(cháng)的物质(zhì)和力学定律来解释的。那么又有(yǒu)人提出，也许该(gāi)星系的暗物质，已(yǐ)经被附近的另一(yī)个大(dà)星(xīng)系(xì)剥离了。奇(qí)怪的是，它(tā)的附近没有任何星系存(cún)在。造成(chéng)这些(xiē)现象的(de)除(chú)了暗物质的(de)假(jiǎ)说之外(wài)，另一(yī)种可能(néng)就是人(rén)类对引力(lì)的理解还(hái)不够全面，引力很可能(néng)在不同(tóng)尺度空间中的工作方式是(shì)不同的，这(zhè)意味着在行(xíng)星(xīng)系(xì)尺(chǐ)度中的天体会沿着(zhe)它们(men)的轨道(dào)，按照我们(men)所理解的(de)方式运动。但是上升到星系和星团的尺度(dù)，引力之间的相(xiāng)互作用则是不同的方(fāng)式(shì)。对于在星系团之间的相互作用，科学家还引(yǐn)入了外部(bù)场效应的概念(niàn)，指的(de)是在数百万光年的规模上，巨大(dà)的质(zhì)量之间会(huì)产生(shēng)对彼此特殊的效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙(méng)德理(lǐ)论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的物理(lǐ)定(dìng)律进(jìn)行(xíng)修正(zhèng)，这些发现也让很多人认为暗物(wù)质(zhì)假(jiǎ)说理论(lùn)就此终结。但是在宇(yǔ)宙当中(zhōng)还有关(guān)于(yú)暗(àn)物(wù)质存在(zài)的其(qí)他的理论证据，这些理论(lùn)证(zhèng)据是蒙德(dé)理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所(suǒ)组成(chéng)，类似这样(yàng)的星团，它们大(dà)部分的(de)普通质量都在星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰(pèng)撞的时(shí)候，星际气体的相(xiāng)互作(zuò)用就会导致(zhì)温(wēn)度的急(jí)剧(jù)升(shēng)高，速度大幅降低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大部分的质量将位(wèi)于所有这些气体(tǐ)所在的中(zhōng)间(jiān)区(qū)域。那么我们通过什么来验证(zhèng)它(tā)的质量区域到底是不是(shì)集中在中间呢？前不久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空望远(yuǎn)镜(jìng)传(chuán)回了宇宙当中(zhōng)第(dì)一(yī)张全彩(cǎi)的(de)高清(qīng)照片，在照片中我(wǒ)们可以明显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸(shēn)产生了巨大的(de)形变(biàn)。其实这些星系本身并不(bù)是(shì)真的被(bèi)扭(niǔ)曲了(le)，也(yě)不是韦伯望(wàng)远镜出了什么问题，而是这样(yàng)极(jí)遥远的(de)天体和我(wǒ)们地球上的观(guān)测者(zhě)之间。被一个质量超(chāo)级巨大的天体遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量的东西的引力，会使身后更(gèng)遥(yáo)远星系的光都发生了扭曲(qū)。这个现象(xiàng)就(jiù)是(shì)引力(lì)透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能(néng)是超大质量的黑洞或(huò)者是暗物(wù)质。

所以当人(rén)们对子弹(dàn)星系(xì)团观测的时候，发(fā)现它的大质(zhì)量区域并(bìng)不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的解释方法就是当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被(bèi)观测到(dào)的质量气体被卡在了中(zhōng)间(jiān)，暗物质则直接通(tōng)过了这个区(qū)域，并(bìng)在两边形(xíng)成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透(tòu)镜研究也(yě)被认为(wèi)是暗(àn)物质存(cún)在的迄今(jīn)为止(zhǐ)最好的(de)理论证据(jù)。

除(chú)此之外，还有(yǒu)来自宇宙当中最古老的光(guāng)。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当(dāng)中(zhōng)了(le)。经过(guò)了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空间背景(jǐng)上留下了各相同性(xìng)的微波辐(fú)射。其(qí)中红色的部分表示温度较高(gāo)的区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷(lěng)的区域，但实际上它们之间(jiān)的温差只有万分(fēn)之一。

科学(xué)家们通(tōng)过对前景背(bèi)景分离后的二值(zhí)图(tú)像进行连通(tōng)域(yù)提(tí)取和标(biāo)记之后发现，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中(zhōng)没有暗物质，图(tú)形看起来不(bù)应该是这样的(de)，而随着暗物质的增加，一些(xiē)峰值的(de)幅度会减小，才(cái)变得(dé)看起(qǐ)来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波(bō)背景辐射的测量值，我们(men)需要(yào)的暗物质大约是普通物质(zhì)的5倍。这个数字与解释(shì)星系当中(zhōng)恒星运动所需(xū)要(yào)的(de)暗(àn)物质比(bǐ)例是一致的。这就意(yì)味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论框架(jià)，就很好地解释了(le)很多不同(tóng)的观测结果。而(ér)暗物质的本质就是宇宙当中存(cún)在(zài)着(zhe)某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒子，它们不参与任(rèn)何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过(guò)引力来相互(hù)作用。所以(yǐ)如(rú)果能够找到这(zhè)种粒子的存(cún)在，就相当于找到了(le)暗物质存(cún)在的实(shí)际证据。这种粒(lì)子到底是(shì)什么？科学家们已经(jīng)提出(chū)了数(shù)十种(zhǒng)的假想(xiǎng)目标(biāo)，而(ér)要寻(xún)找(zhǎo)这些不(bù)同的目(mù)标粒子所需要的实验(yàn)方(fāng)式也不相(xiāng)同(tóng)。在过去的几十年当中，人类为(wèi)了寻找这些看不见(jiàn)、摸不到(dào)，几乎不(bù)会(huì)与常(cháng)规物质相互作(zuò)用的(de)“暗物(wù)质”，科学家(jiā)们已经进(jìn)行了超过50次的(de)实验(yàn)，却没有(yǒu)任(rèn)何实质(zhì)性(xìng)的(de)发(fā)现，除了一个地方，意(yì)大利的格(gé)兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处的(de)地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大(dà)的地学实验室，这(zhè)个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的(de)探测器，一直致力于寻找暗(àn)物质(zhì)粒(lì)子的周期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家声(shēng)称观测到了某种信号。经过了20多年的数(shù)据收集，人们发现(xiàn)了一个(gè)有趣的事情。探测率会在每年的6月份(fèn)达(dá)到峰值，然后在11月(yuè)降到(dào)最低，而且在20年当中(zhōng)每年(nián)都是一样。一些科学家(jiā)认为这可能(néng)是人类发现暗物质的第一(yī)个直(zhí)接证据(jù)。

但是为什么暗物质会产生周期(qī)性的年度信号呢(ne)？刚才我(wǒ)们(men)讲了太阳系(xì)正在以(yǐ)220公里/秒的速度围(wéi)绕着银河(hé)系进行移动，那么如果暗物(wù)质存在宇宙当中，这意(yì)味着(zhe)我们也在以这(zhè)样的速度在穿越着(zhe)暗物质(zhì)流，这个过程中(zhōng)会产生相应的(de)振(zhèn)荡，同(tóng)时地(dì)球又以30公里/秒(miǎo)的速度围绕太(tài)阳进行(xíng)旋转。所(suǒ)以有半(bàn)年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一致(zhì)的，而另外半(bàn)年则与之相反。

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，这是理论上地球穿越(yuè)暗物质(zhì)流(liú)最快的时段。而在(zài)11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢值(zhí)。尽管在实际的(de)情况中，太阳系相对银河(hé)系的平(píng)面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影(yǐng)响(xiǎng)这个理(lǐ)论的有效(xiào)性。

因此(cǐ)科(kē)学家认为这可以用来(lái)解释，研究(jiū)人(rén)员们所观测到的周期(qī)性信号(hào)。当然也可能有其他的(de)情(qíng)况，造成这种年度周期信号的差异也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高(gāo)山上的(de)积雪，甚至连(lián)意大利游客(kè)的数量也符合这个周期的规(guī)律。

所以，科学家们又在(zài)南半(bàn)球建立(lì)了一个几乎相(xiāng)同的实验室(shì)，这里的季节与之前(qián)的实验室正(zhèng)好相(xiāng)反(fǎn)，而在这(zhè)里，地球穿过(guò)暗物质流的运(yùn)动特(tè)征和第一个实验室是(shì)一样的。

因此，如果在(zài)这里可以(yǐ)得到相(xiāng)同的(de)信号(hào)，就可(kě)以成为暗物质(zhì)所存在的非常(cháng)有力(lì)的(de)证据了。但(dàn)是由(yóu)于这(zhè)个实验室刚刚建(jiàn)成不久，所以(yǐ)截(jié)至目(mù)前还无法(fǎ)提(tí)供相应(yīng)的(de)数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射(shè)一台新(xīn)的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的(de)宽视场仪器提(tí)供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南(nán)希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中一个关键的用途就是探索暗物质(zhì)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(tiān)体物理中心的科学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯(sī)特芬研究发现(xiàn)，如(rú)果暗物质存在，它们极(jí)有(yǒu)可能拥(yōng)有另一种神(shén)秘的(de)效应，这(zhè)种(zhǒng)暗物质(zhì)效(xiào)应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当(dāng)中生命的诞(dàn)生，或(huò)者说是生(shēng)命(mìng)进(jìn)化(huà)的(de)一个重要因素。

如(rú)果(guǒ)这一理论得到(dào)进一步的(de)证实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗(àn)物质会(huì)不(bù)会意味着(zhe)人(rén)类(lèi)并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落的行(xíng)星上，暗物质正在通(tōng)过这样的效应创(chuàng)造生良莠不齐能形容物吗，良莠不齐是形容人还是形容物命。当然，这些(xiē)推论的大前(qián)提是要先(xiān)找到暗物(wù)质存(cún)在的(de)实际证据。那么小伙伴们，你们(men)觉得暗物质(zhì)到底存不(bù)存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支(zhī)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 良莠不齐能形容物吗，良莠不齐是形容人还是形容物