宇宙是“人为制造(zào)”的(de)？为(wèi)何会存在科学无法(fǎ)解释的“暗物质(zhì)”？暗(àn)物质又究(jiū)竟是什么(me)？人类为了寻找暗物质存(cún)在(zài)的证据，科学家们(men)在过去的(de)几十年(nián)当中(zhōng)进行了超过50次的长(zhǎng)期实验，但是却没有(yǒu)发(fā)现(xiàn)任何的有效证据(jù)。除了(le)一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿(dùn)发表了(le)万有引力(lì)定律，它(tā)揭示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运动的规(guī)律。往(wǎng)后的(de)几百年(nián)来，当天文学家(jiā)们发(fā)现某些天体运(yùn)行(xíng)轨道(dào)出(chū)现(xiàn)异常(cháng)，不符合(hé)万有引(yǐn)力(lì)定律的时候，他们(men)就会知道，周围一定有未知(zhī)的(de)天(tiān)体(tǐ)通过引力在(zài)摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通(tōng)过天王(wáng)星运行(xíng)轨道的异常，推(tuī)算并且发现(xiàn)了海王星的存在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有引力(lì)定律所取得(dé)重(zhòng)大天文(wén)成就的例子。但(dàn)是(shì)这些发现都是(shì)在恒星系(xì)统(tǒng)的(de)尺度当中，可当我们上升到(dào)星系(xì)或(huò)者是星团的尺度，事情就开始变得(dé)诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家弗里茨兹威基正(zhèng)在研究和(hé)测(cè)量后发星系团(tuán)的质量。这(zhè)是一个由数千个(gè)星系所组(zǔ)成的巨大星系团，这些星系被(bèi)引(yǐn)力束缚在一起。测量星系团的质(zhì)量一(yī)般会(huì)使用到两种方(fāng)法，当两种方法结果(guǒ)一致(zhì)，就可以确定其(qí)质量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要的数据是(shì)测量各个星系的(de)光度。

第(dì)二(èr)种是(shì)动力学(xué)质量的计(jì)算(suàn)，是利用光谱红移测量星(xīng)系(xì)团中的各(gè)个星系相(xiāng)对(duì)于星系团的运(yùn)动速度。当(dāng)测量(liàng)结(jié)果出来之后，兹威(wēi)基彻底懵(měng)了，“动力(lì)学质(zhì)量(liàng)”竟(jìng)然是“光(guāng)度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质(zhì)量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不以可(kě)见光的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们无法看到(dào)。最诡异的(de)是，在测量速(sù)度的过程中，兹威基发现星系(xì)团中很(hěn)多星系的速度比理论上要(yào)快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这(zhè)些可见星系的(de)质量(liàng)所产生的引(yǐn)力是无法将它们束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出星(xīng)系团之外了，除非有一(yī)种(zhǒng)神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量来源(yuán)于(yú)某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可见的(de)暗(àn)质，它(tā)不(bù)发(fā)散光、吸(xī)光(guāng)、反(fǎn)射光，但是(shì)它们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时(shí)的人们对(duì)这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直(zhí)到(dào)40年(nián)之后(hòu)，“暗物质”这个词才(cái)再一(yī)次(cì)出现。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系(xì)中的恒星运动(dòng)。理论(lùn)上来说，距离(lí)中心越远的恒(héng)星在(zài)其轨(guǐ)道上的运行速(sù)度就会越慢。但是他们观测(cè)的结果(guǒ)却让人感(gǎn)到不可(kě)思议。

随着(zhe)与中(zhōng)心距(jù)离的增加，恒星(xīng)的旋(xuán)转(zhuǎn)速(sù)度几乎(hū)保持(chí)不(bù)变(biàn)。可是根(gēn)据(jù)牛顿的万有引力定律，在星系(xì)当中(zhōng)如果没有足够大的(de)质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被(bèi)甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种现(xiàn)象，科(kē)学家(jiā)们会使(shǐ)用一种相对标准的方法来解(jiě)释暗物(wù)质的存在，这种方法就(jiù)是测量星系当(dāng)中气体在X轴上距离(lí)星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴(zhóu)上(shàng)气体的旋转(zhuǎn)速(sù)度。如果出现(xiàn)异常(cháng)的结果，就认为是由谋女郎都有谁 谋女郎是褒义还是贬义暗物质的力(lì)量进入其中。

于是科(kē)学家们通过射电(diàn)望远镜(jìng)测量了(le)距(jù)离(lí)星系中心(xīn)更远距离的氢元素，发(fā)现(xiàn)它们的旋(xuán)转速度并(bìng)不(bù)符合牛顿(dùn)的力(lì)学定(dìng)律。我们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银河系的(de)第(dì)三(sān)悬(xuán)臂之上，距离银河系(xì)中(zhōng)心(xīn)2.6万(wàn)光年，根(gēn)据万(wàn)有引(yǐn)力定律进行计(jì)算，太阳系的运行速度应该是(shì)160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳系(xì)正(zhèng)在(zài)以220千(qiān)米/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银河(hé)系旋(xuán)转，这(zhè)个实际速(sù)度远远(yuǎn)大于(yú)理论速度(dù)，那么产(chǎn)生以上这(zhè)种向心加速度的原因很可能就是存在(zài)着(zhe)一(yī)种我们看不到的物质(zhì)，是这(zhè)些暗物(wù)质(zhì)的引力效应将星系聚集在了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越多的研究(jiū)人(rén)员开始相信暗物质(zhì)的存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的(de)速度(dù)，估算在(zài)星系当中(zhōng)暗(àn)物(wù)质的质量占整个星系(xì)质量的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一可以解释这个现(xiàn)象的原因。在一项新的(de)研究(jiū)当(dāng)中(zhōng)，科学(xué)家们发现，几乎没(méi)有引(yǐn)力效应(yīng)的(de)遥(yáo)远恒星之(zhī)间，也会出现速度上的(de)微小差异。另外，天文(wén)学家还(hái)发现了(le)一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河(hé)系不多，但(dàn)是星系当(dāng)中存在的恒星数量却只有(yǒu)银河系的千分之一(yī)。

所以在理论上，该星(xīng)系必须存(cún)在(zài)暗(àn)物质，否(fǒu)则就会(huì)分崩离析。但是(shì)科学家(jiā)们使用最先进的望远(yuǎn)镜对其进(jìn)行(xíng)了(le)40个小时的详(xiáng)细(xì)测量之后，发(fā)现(xiàn)星(xīng)系(xì)中的恒(héng)星运动是可以用正常的(de)物质和力学定律(lǜ)来解释(shì)的。那么又(yòu)有人提出，也许该星系的暗(àn)物(wù)质，已经被附近的另一(yī)个(gè)大星系剥(bō)离了。奇怪的(de)是(shì)，它的(de)附近(jìn)没有任何(hé)星系存在。造成这(zhè)些现象的除了暗物质的假说之外，另(lìng)一(yī)种(zhǒng)可能(néng)就是人类(lèi)对引力(lì)的理解还不够全面，引(yǐn)力很可能在不(bù)同尺度空间中(zhōng)的工(gōng)作方式(shì)是不同的，这意味(wèi)着在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿(yán)着它们的(de)轨道，按照我们所(suǒ)理解的方式(shì)运动。但是上升到(dào)星系和星(xīng)团(tuán)的尺度，引力(lì)之(zhī)间的相(xiāng)互作用则是不同的方式。对于在星系团之间的相互作(zuò)用，科(kē)学家还引(yǐn)入了外部场效(xiào)应的概(gài)念，指的(de)是在(zài)数百万(wàn)光年的规模上，巨(jù)大的质量之间会产(chǎn)生对彼此(cǐ)特殊的效果，这(zhè)个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立(lì)，这意(yì)味着我们需要对现在的物(wù)理定律进行(xíng)修正，这(zhè)些发(fā)现也让(ràng)很多人(rén)认为暗物质(zhì)假说理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当(dāng)中还有关于暗物质(zhì)存在(zài)的其他的(de)理(lǐ)论证据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的(de)“引(yǐn)力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的子弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)，由(yóu)两(liǎng)个碰撞的星(xīng)系团所组成(chéng)，类(lèi)似这样的星团，它们大部分的普通质量都在星系的气(qì)体当中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的(de)时(shí)候，星(xīng)际气体的相互作用就会导致温度(dù)的急剧升高，速度(dù)大幅(fú)降(jiàng)低。所(suǒ)以(yǐ)在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位(wèi)于(yú)所(suǒ)有(yǒu)这(zhè)些气体所在的中间区域。那么我们通过什么(me)来验证它(tā)的质量(liàng)区域到底是不是(shì)集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第一(yī)张全彩的高清照(zhào)片，在照片中(zhōng)我们可以明(míng)显地看(kàn)到很(hěn)多星系似乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身(shēn)并不是(shì)真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天(tiān)体(tǐ)和我们地(dì)球上的观(guān)测者之间。被一个质量超(chāo)级(jí)巨大(dà)的(de)天体遮(zhē)挡，这个(gè)超大质量的东西的(de)引力，会使(shǐ)身后更(gèng)遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的(de)天体可(kě)能是超大(dà)质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹星(xīng)系(xì)团观测的(de)时候，发现它的大质量(liàng)区域并不(bù)是在(zài)中间，而是在两侧。所(suǒ)以(yǐ)最好的解(jiě)释方法就是当星团发(fā)生全部的(de)碰撞时，可被(bèi)观测到的(de)质(zhì)量气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则(zé)直接通过了(le)这个区域，并(bìng)在两边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹(dàn)星系团的引力透镜研究也被(bèi)认为是暗物质存在的迄今为止最好的理论证(zhèng)据(jù)。

除(chú)此之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光(guāng)终于可以畅通无阻(zǔ)地穿越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙空(kōng)间背景上(shàng)留(liú)下了各相同(tóng)性(xìng)的微波辐(fú)射。其中红色的部分表示温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际上它们(men)之间的温差(chà)只有万分之一。

科学家(jiā)们通(tōng)过(guò)对(duì)前景背景分离后(hòu)的二值图(tú)像进行连通域提(tí)取和标记之后(hòu)发现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图(tú)形看起(qǐ)来(lái)不应该是(shì)这(zhè)样的，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小(xiǎo)，才变得看起来“和(hé)谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的测(cè)量值，我们需要的暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这个(gè)数字与解释(shì)星系(xì)当(dāng)中(zhōng)恒星(xīng)运动所需要(yào)的暗物质(zhì)比例是一(yī)致的(de)。这(zhè)就意味(wèi)着。

用(yòng)了一个简单的理论框架，就很(hěn)好地解释了很多不(bù)同的(de)观测结果。而暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存(cún)在着某种类(lèi)型的粒(lì)子(zi)，它们(men)不参(cān)与任何(hé)其他的电磁作(zuò)用，只通过(guò)引(yǐn)力来相(xiāng)互作用。所以如果能够找到这(zhè)种粒子(zi)的(de)存在，就相当于找到了暗物质存(cún)在的实际证据(jù)。这种粒子到(dào)底是什么？科学家们已经提出了数十种的假想目(mù)标，而(ér)要寻找这些不同的目标粒子所需(xū)要的实验方(fāng)式也不(bù)相同。在(zài)过(guò)去(qù)的几十年当(dāng)中，人类为(wèi)了寻找(zhǎo)这些看不(bù)见(jiàn)、摸不到，几乎不会与常规物质相互(hù)作用的“暗物质”，科学家(jiā)们(men)已经进行了超过(guò)50次的实(shí)验，却(què)没(méi)有任何实质性(xìng)的(de)发现(xiàn)，除(chú)了一个地(dì)方，意大利的格兰(lán)萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑(bēi)斯山脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的(de)地下矿井当中(zhōng)，藏着地球上最大的地(dì)学实(shí)验(yàn)室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个三(sān)层(céng)楼高(gāo)的探测器，一(yī)直致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科学家声称(chēng)观测到(dào)了某(mǒu)种信号。经过了20多年的数据收(shōu)集，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测率会在每年(nián)的6月份(fèn)达到(dào)峰值(zhí)，然后在11月降(jiàng)到最低(dī)，而且在20年当中每年都是一样。一些科学(xué)家认为这(zhè)可能是人类(lèi)发现暗物质的第一(yī)个直接证据(jù)。

但是为什(shén)么暗(àn)物质会产(chǎn)生(shēng)周期性的(de)年度信(xìn)号(hào)呢？刚才我们讲了太(tài)阳系正(zhèng)在(zài)以(yǐ)220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系进行移动(dòng)，那么(me)如果暗(àn)物质(zhì)存在宇(yǔ)宙当中，这意味(wèi)着我(wǒ)们(men)也在(zài)以这(zhè)样的速度在(zài)穿越着暗物质流(liú)，这个过程中会产生相应(yīng)的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行旋转。所以有半年的(de)时间，地球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕(rào)银河(hé)系的方向是(shì)一致(zhì)的(de)，而另外半(bàn)年(nián)则与之相反(fǎn)。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太阳(yáng)的方向正好达(dá)到完全一致，这是理论上地球穿越暗(àn)物质流最快的时段(duàn)。而在(zài)11月(yuè)份，又(yòu)恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相(xiāng)对银河系的(de)平(píng)面(miàn)呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这(zhè)并不影响这个理论的有效性。

因此(cǐ)科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究人员(yuán)们所(suǒ)观测到(dào)的周期性(xìng)信(xìn)号(hào)。当然也可能(néng)有其他的(de)情况，造成这种年度周期信号的(de)差异也可能(néng)是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山上的积雪，甚至连意(yì)大利游客的数量也(yě)符合这个周期的规律。

所以(yǐ)，科学家们又在(zài)南(nán)半球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的(de)实验室正好相反，而(ér)在(zài)这(zhè)里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一(yī)个(gè)实(shí)验室是一样的。

因(yīn)此，如果在这里可以(yǐ)得到(dào)相同的(de)信(xìn)号，就可以成为暗物(wù)质所(suǒ)存在的(de)非(fēi)常有力的证(zhèng)据了。但是(shì)由于这(zhè)个实验室(shì)刚刚建成不久，所以截至目(mù)前还无法提供相(xiāng)应的数据(jù)支(zhī)持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发(fā)射一(yī)台新的望远镜(jìng)，这台太(tài)空望远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南(nán)希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视场仪器提供的视野是哈勃(bó)红外仪器的(de)100倍。南希(xī)格雷斯罗曼(màn)太空(kōng)望远镜其中一个关键的用(yòng)途就是(shì)探索(suǒ)暗物质背(bèi)后的奥(ào)秘，对于探测(cè)的结(jié)果(guǒ)，我(wǒ)们只能(néng)拭目以(yǐ)待(dài)了(le)。费(fèi谋女郎都有谁 谋女郎是褒义还是贬义)米(mǐ)实验室粒子(zi)天体物理中心的科(kē)学家丹琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯特芬(fēn)研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它(tā)们(men)极有可能拥有另(lìng)一种(zhǒng)神秘的效(xiào)应，这种(zhǒng)暗物质效(xiào)应，会支持宇宙当中生(shēng)命的(de)诞生，或(huò)者说是生命进化(huà)的一个(gè)重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中某(mǒu)个角落(luò)的(de)行星上，暗(àn)物质正在通过这样的效应创造生命。当然(rán)，这些推论的(de)大前(qián)提是要(yào)先找(zhǎo)到暗物质存(cún)在的实际证据(jù)。那么(me)小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质(zhì)到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持(chí)是我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 谋女郎都有谁 谋女郎是褒义还是贬义