宇(yǔ)宙是“人为制造”的(de)？为何会存(cún)在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为了寻找暗物质(zhì)存(cún)在(zài)的证据(jù)，科学(xué)家们在过去的(de)几十年当中进行了超(chāo)过50次的长期(qī)实验，但是(shì)却(què)没(méi)有发现任何(hé)的有(yǒu)效证(zhèng)据。除(chú)了一个(gè)地(dì)方，在1687年出(chū)版的(de)自然哲学(xué)数学(xué)原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发(fā)表(biǎo)了(le)万有引力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动(dòng)的规律。往后的几百年来，当天文学家们发现某些(xiē)天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引力定律的时候(hòu)，他(tā)们就会(huì)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，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算并且发现了海王(wáng)星的(de)存在(zài)。另(lìng)外(wài)，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都是(shì)应用万(wàn)有引力定律所取得(dé)重大天文成就的例子。但是这(zhè)些发现都是在恒(héng)星系(xì)统的(de)尺度当中，可当(dāng)我们上升到星系或者是星团(tuán)的尺度，事情(qíng)就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和(hé)测量后发星系(xì)团的质(zhì)量。这是一个由数千个星系所组成(chéng)的巨(jù)大星系团(tuán)，这些星系(xì)被引力束缚(fù)在一起。测量星系团的质(zhì)量(liàng)一般会使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当(dāng)两种(zhǒng)方(fāng)法结果一致，就可以确(què)定(dìng)其质量的(de)范围(wéi)。

第(dì)一种是获(huò)得其"光(guāng)度(dù)学的质量"，需要的数据是(shì)测(cè)量各(gè)个星系的(de)光度。

第二种(zhǒng)是动力学质(zhì)量的计算，是利(lì)用光谱红(hóng)移(yí)测量星系团中的各个星系相对于星系团(tuán)的运动(dòng)速(sù)度。当(dāng)测量结果出来之后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学质(zhì)量”的(de)400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失了，或(huò)者说这(zhè)99%的质(zhì)量并不以(yǐ)可(kě)见光的形式所(suǒ)存(cún)在，我们(men)无法看到。最诡异(yì)的是，在测量速(sù)度的(de)过程中，兹威基发(fā)现星(xīng)系团中(zhōng)很多星系的(de)速度(dù)比理论上要快得多，按照牛(niú)顿的运动(dòng)学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系(xì)的质量所产生(shēng)的引力是无法将它们束缚在(zài)星系团内(nèi)的，它们早就应该被(bèi)抛(pāo)出(chū)星系团之(zhī)外了，除非(fēi)有一种神秘的(de)力量在起(qǐ)作(zuò)用，这种力量(liàng)来源于某种隐形的(de)物质。

据此，兹(zī)维基提(tí)出了(le)这样部分不(bù)可(kě)见的暗(àn)质，它不(bù)发散光(guāng)、吸光、反射光，但是它们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当时的(de)人(rén)们(men)对(duì)这样的(de)一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之(zhī)后，“暗物质”这(zhè)个词(cí)才再一次出现。天(tiān)文学(xué)家(jiā)维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观测仙女座星系中的(de)恒星运动。理论(lùn)上(shàng)来说，距离中心越远的恒星(xīng)在其(qí)轨道(dào)上的运(yùn)行速(sù)度就(jiù)会越慢。但是他(tā)们观测(cè)的结果却让人感(gǎn)到不可(kě)思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持(chí)不变(biàn)。可是根(gēn)据牛(niú)顿的万有引力(lì)定律，在星(xīng)系当(dāng)中如(rú)果没有(yǒu)足够(gòu)大(dà)的质量来吸引它们(men)，这些(xiē)外(wài)围的(de)恒星早就被(bèi)甩到(dào)宇(yǔ)宙当中了(le)。基(jī)于这(zhè)种现象，科(kē)学家(jiā)们会使用(yòng)一种相对标准的方法来解释暗物质的存在，这种(zhǒng)方法(fǎ)就是测量星系当(dāng)中气(qì)体在X轴上距离星系中心的距离(lí)，以及(jí)在Y轴上气(qì)体的旋转速度(dù)。如果出(chū)现(xiàn)异常的结果，就认为(wèi)是(shì)由暗物质的力量进(jìn)入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测(cè)量(liàng)了距离(lí)星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋(xuán)转速度并不(bù)符合牛顿的力学定律。我们的太阳系(xì)也不例外，太阳系位于银河(hé)系(xì)的第三(sān)悬臂之上，距(jù)离(lí)银河系(xì)中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒，但实际(jì)上，太阳系正在(zài)以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系旋转，这(zhè)个实(shí)际速度远(yuǎn)远(yuǎn)大于理论速度(dù)，那(nà)么(me)产生以上这种(zhǒng)向心加速度(dù)的原因(yīn)很可能就是(shì)存在着一种我(wǒ)们看(kàn)不(bù)到的物质，是这些暗物质(zhì)的引力(lì)效应将星系聚(jù)集在了一起(qǐ)。

也是从这时(shí)开始，越来越(yuè)多的(de)研究人员(yuán)开(kāi)始相信暗物质的存在(zài)。科学家根据星系外恒星轨道的(de)速度，估(gū)算在(zài)星(xīng)系当(dāng)中暗物质的质(zhì)量占整个星(xīng)系质(zhì)量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解(jiě)释这(zhè)个现(xiàn)象的原因。在一项新(xīn)的(de)研究当中(zhōng)，科学(xué)家们发现，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应的(de)遥远恒星之间(jiān)，也(yě)会出现速度(dù)上的微小差异。另外，天(tiān)文学家还发现了(le)一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个(gè)星(xīng)系距离地球(qiú)大约(yuē)2.5亿光年，大小和银(yín)河(hé)系(xì)不(bù)多，但是星(xīng)系当中存(cún)在(zài)的恒(héng)星(xīng)数量却只有(yǒu)银河系(xì)的千(qiān)分之一。

所以在(zài)理论(lùn)上，该星系必须存在暗(àn)物质(zhì)，否则就会分崩离析(xī)。但是科(kē)学家们使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细(xì)测量(liàng)之后，发现星系中的恒星运动是可以用(yòng)正常的物质和力学定(dìng)律来解释(shì)的。那么又有人提出，也许该(gāi)星系的暗物(wù)质，已经被附近的另(lìng)一个大星系剥离(lí)了。奇怪(guài)的是，它的附近没有任何星系存在。造成(chéng)这些(xiē)现象的除了暗物质的假说之外，另一种(zhǒng)可(kě)能(néng)就是人类对(duì)引力的理解还(hái)不够全面(miàn)，引力(lì)很可(kě)能在不(bù)同尺度空(kōng)间中的(de)工作方(fāng)式是(shì)不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿(yán)着它们的轨道(dào)，按照我们所理解(jiě)的(de)方式(shì)运动(dòng)。但是上(shàng)升到星系和星团(tuán)的(de)尺度，引力之间的(de)相互(hù)作用则是不(bù)同的方(fāng)式。对于在星系团之(zhī)间(jiān)的相互作用，科(kē)学(xué)家还引入了(le)外部(bù)场效应(yīng)的(de)概念(niàn)，指的是(shì)在数(shù)百万光(guāng)年(nián)的(de)规模上(shàng)，巨大的质量(liàng)之(zhī)间会(huì)产生对彼此特殊(shū)的效(xiào)果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的物理定律进(jìn)行修正，这些发现也让很多(duō)人认(rèn)为暗物质假说(shuō)理(lǐ)论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关(guān)于暗(àn)物质存在的其他的理(lǐ)论证据(jù)，这些理论证据是(shì)蒙德理论(lùn)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(xì)团所组(zǔ)成，类似这样的星(xīng)团，它们大部分的(de)普通质(zhì)量(liàng)都在星系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时(shí)候，星(xīng)际(jì)气体的相互作用就会导致温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团(tuán)大部(bù)分(fēn)的质量将位(wèi)于所有这些气(qì)体所在的中间区域。那么我们通(tōng)过什么来验证它(tā)的质(zhì)量区域到(dào)底(dǐ)是不是(shì)集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一张全彩的(de)高清照片，在照片中我们可以明(míng)显(xiǎn)地看到很多(duō)星系似乎被拉伸产生了(le)巨(jù)大(dà)的(de)形(xíng)变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯望(wàng)远镜(jìng)出了什么问题，而(ér)是(shì)这(zhè)样(yàng)极遥远的(de)天体(tǐ)和我(wǒ)们地球(qiú)上(shàng)的观测(cè)者之间(jiān)。被一(yī)个质量(liàng)超(chāo)级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超(chāo)大(dà)质量的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发(fā)生了扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨(jù)大(dà)的天(tiān)体可能(néng)是(shì)超大质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是暗(àn)物质。

所(suǒ)以当人们对子弹星(xīng)系团观测的时候，发现(xiàn)它的大质量区域(yù)并不是在中间，而是(shì)在两侧。所以最好的解释方法就是(shì)当星(xīng)团发生全部的碰(pèng)撞时，可被观(guān)测到的质量气(qì)体被(bèi)卡在了中间，暗物质则直接通(tōng)过了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系团的引力(lì)透镜研究也被认(rèn)为(wèi)是暗(àn)物质存在的迄今(jīn)为止(zhǐ)最好的(de)理(lǐ)论证据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙(zhòu)当中(zhōng)最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后(hòu)，可见光终于可以畅通(tōng)无(wú)阻地穿越在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了(le)。经过了130多(duō)亿年之(zhī)后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下了各相同性的微波辐射(shè)。其(qí)中红色的部分表示温度(dù)较高的区域，蓝色(sè)则表示相(xiāng)对较冷的区(qū)域，但实际上它们之间的温差只有万分(fēn)之一。

科(kē)学家(jiā)们通(tōng)过(guò)对(duì)前景背景分离后的二值(zhí)图像(xiàng)进行连通域提取和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗(àn)物质，图(tú)形看起(qǐ)来(lái)不应(yīng)该是这样的，而随着暗物质(zhì)的(de)增加，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度(dù)会(huì)减(jiǎn)小，才(cái)变得(dé)看(kàn)起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要的暗(àn)物质(zhì)大约是普通物质(zhì)的(de)5倍。这个数字(zì)与解释星系当(dāng)中恒星运动所(suǒ)需要的暗物质比例是一致的(de)。这就意味着。

用了(le)一(yī)个简单的理论框架(jià)，就很好地解释了很多(duō)不同的观测结(jié)果。而暗物质(zhì)的本质就是(shì)宇(yǔ)宙当中存在着某(mǒu)种类(lèi)型的粒子，它们不参(cān)与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能够找到这种粒子的(de)存在，就相当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证据。这(zhè)种粒子到底是什么？科(kē)学(xué)家们已经提出(chū)了数十(shí)种的(de)假想目标(biāo)，而(ér)要寻(xún)找这些不同的目(mù)标(biāo)粒(lì)子(zi)所需要的(de)实验方式也不相(xiāng)同。在过去(qù)的(de)几十年当中，人类为了寻找(zhǎo)这(zhè)些看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规(guī)物(wù)质相(xiāng)互作(zuò)用的“暗(àn)物质”，科(kē)学家们已(yǐ)经进行了超过50次的实(shí)验，却没有任何实质性的(de)发现，除了一个地方，意大利的(de)格兰萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉(mài)。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着地(dì)球上(shàng)最大的地学实验室，这(zhè)个实(shí)验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测(cè)器，一直致力(lì)于寻找暗物质(zhì)粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家声称观测到(dào)了某(mǒu)种信(xìn)号。经过了20多(duō)年的数据收集，人们发(fā)现了一个(gè)有趣(qù)的(de)事情。探测率会在每年的(de)6月份(fèn)达到峰值，然(rán)后在11月降到(dào)最低，而且在(zài)20年(nián)当中每年都是一样。一些科学家认为这可能是(shì)人类发现暗物质的第(dì)一个直接证据(jù)。

但是为什么暗物质会产生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才我们讲了太(tài)阳(yáng)系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银(yín)河系进行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意味着我们也在以(yǐ)这样的(de)速度在穿越着暗(àn)物质流，这(zhè)个过程中(zhōng)会(huì)产生(shēng)相应(yīng)的(de)振荡，同时地球又以(yǐ)DHC属于什么档次，dhc属于什么档次的化妆品30公里(lǐ)/秒的速度围绕(rào)太阳进行旋转。所以(yǐ)有半(bàn)年的时(shí)间，地球围绕太阳的(de)方向与太阳环绕银河系(xì)的(de)方向是一致的(de)，而(ér)另外半年(nián)则与之相(xiāng)反。

而在6月份(fèn)的(de)时(shí)候，地球与(yǔ)太阳的(de)方向正好(hǎo)达到完全一致(zhì)，这是(shì)理论上地(dì)球穿越暗物质流(liú)最快的时(shí)段(duàn)。而在11月份，又恰好达(dá)到了(le)最慢值(zhí)。尽管在实际的情况中，太阳系相对银(yín)河系的(de)平面呈(chéng)现(xiàn)了(le)60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论(lùn)的有效性。

因此科学家认(rèn)为这可(kě)以用(yòng)来解释，研(yán)究(jiū)人(rén)员们所观测到的周(zhōu)期(qī)性(xìng)信号(hào)。当然(rán)也(yě)可能有其他的情况，造成这种年度周期信号的差异也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这个周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们(men)又在(zài)南半球建立了一(yī)个几乎相同的实验室，这(zhè)里的季节与(yǔ)之前的实验(yàn)室(shì)正(zhèng)好相反，而在(zài)这(zhè)里，地球穿过暗(àn)物质流的运动特征(zhēng)和第一个(gè)实验室是一(yī)样的。

因此(cǐ)，如果在这(zhè)里可以得到相同的(de)信号(hào)，就可以成为(wèi)暗物质所(suǒ)存(cún)在的非(fēi)常有力的(de)证据了。但是(shì)由于这个实验室(shì)刚刚建(jiàn)成不久(jiǔ)，所(suǒ)以截(jié)至目(mù)前还无法(fǎ)提供相应的数(shù)据(jù)支(zhī)持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望(wàng)远(yuǎn)镜，这台(tái)太空望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯(sī)罗曼(màn)”，它的主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈(hā)勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希(xī)格(gé)雷斯(sī)罗曼太空望(wàng)远镜其(qí)中一个关键(jiàn)的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于探测(cè)的(de)结果(guǒ)，我(wǒ)们只能拭目以(yǐ)待(dài)了。费米实验室粒(lì)子(zi)天体(tǐ)物理中心的(de)科学家(jiā)丹琥(hǔ)珀和(hé)贾森斯特芬研究(jiū)发现，如果暗物质存在，它们极有可(kě)能拥有(yǒu)另一种神秘(mì)的效应，这种暗(àn)物质效应，会(huì)支持宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的(de)诞生，或者说是(shì)生命进化的(de)一个重要因素。

如果这一理论得到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙当中的(de)暗(àn)物质会不会意味(wèi)着人类并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中(zhōng)某个角落(luò)的行星上，暗物质正在通过这样(yàng)的效应(yīng)创造生命。当然，这(zhè)些推(tuī)论的大前提是要先(xiān)找到暗物质存在的实际证据(jù)。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存不存在呢？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 DHC属于什么档次，dhc属于什么档次的化妆品