宇宙(zhòu)是“人(rén)为(wèi)制造”的？为(wèi)何会存在科学无法解(jiě)释的(de)“暗物质”？暗物(wù)质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找暗物质存在的证据(jù)，科(kē)学家们在过去的(de)几十(shí)年(nián)当(dāng)中进行了超过(guò)50次的长期实验(yàn)，但(dàn)是(shì)却没有发现(xiàn)任何的有效证(zhèng)据。除了一个地(dì)方，在1687年(nián)出(chū)版的自然哲学数学原理一(yī)书中，埃萨(sà)克牛顿发表(biǎo)了万有引力(lì)定律，它(tā)揭示(shì)了宇(yǔ)宙(zhòu)中天(tiān)体运动的规律。往后的几百年来，当天文学家们(men)发现某些天体(tǐ)运行轨道(dào)出现异常(cháng)，不符合万有(yǒu)引力定律的(de)时候，他们(men)就会知道(dào)，周围一定有(yǒu)未知的天体通过(guò)引力(lì)在(zài)摄动(dòng)它(tā)的(de)轨道(dào)。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星运行轨道(dào)的异(yì)常，推算并且发现了(le)海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗(huì)星、冥(míng)王星的发现都是应用万有(yǒu)引力定律所取得重大天(tiān)文成就的例子(zi)。但(dàn)是这(zhè)些发现都是在(zài)恒(héng)星系统的(de)尺(chǐ)度当中，可当我们上升到星系或(huò)者是星团的尺度，事情就(jiù)开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威(wēi)基(jī)正在研(yán)究(jiū)和测量后发星(xīng)系团(tuán)的质量。这是一个(gè)由(yóu)数千个(gè)星(xīng)系所(suǒ)组成的巨(jù)大星系团，这些星系被引力束缚在(zài)一起。测量星系(xì)团的(de)质量一般会使用(yòng)到两种方法，当两种方法结(jié)果一致，就可以确定其(qí)质量的范围。

第(dì)一种是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学质量的计算(suàn)，是(shì)利用光谱红移测量星(xīng)系(xì)团中的各个星系相(xiāng)对于星(xīng)系团的运动速(sù)度(dù)。当测量结果出来之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学(xué)质量”的400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了，或(huò)者说这99%的质(zhì)量并不以(yǐ)可见光的形(xíng)式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测量(liàng)速度的过程中，兹(zī)威基(jī)发现星系团中很多星(xīng)系(xì)的速度比理论(lùn)上要(yào)快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所(suǒ)产生的引力是无法将它们束缚在星系团内的，它(tā)们(men)早就应该被抛出星系团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力量来源于某种隐形的(de)物质。

5公里世界纪录多少 5公里世界纪录是几分钟ata-type="jpeg" data-w="1479" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/46f985a9e4c3e7e.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

据此，兹维基提出了这样部分不可(kě)见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却(què)占据着(zhe)宇宙中绝(jué)大部分的质量。只是当时的人们(men)对这样的一(yī)种说法不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出(chū)现。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯(kěn)特(tè)福特在观测仙女座星系中的恒(héng)星运动(dòng)。理论上来说，距(jù)离中心越远的恒星在其(qí)轨(guǐ)道上的运行(xíng)速度就会越慢(màn)。但是他(tā)们观测的结果却让人感到不可思议。

随(suí)着与中心(xīn)距(jù)离的增加，恒(héng)星(xīng)的旋(xuán)转速度(dù)几乎保(bǎo)持不(bù)变。可是根据牛顿(dùn)的(de)万有引力定律，在星系当(dāng)中如果没有足够大的质(zhì)量来(lái)吸引它们，这些外(wài)围(wéi)的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当(dāng)中(zhōng)了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会使(shǐ)用(yòng)一种相对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的(de)存(cún)在，这种方法就(jiù)是测量星系当(dāng)中气(qì)体在X轴上距离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出现异常的结(jié)果，就认(rèn)为是由暗物质的力量进入其(qí)中。

于是科学家们通过射电望(wàng)远镜测量(liàng)了距离星(xīng)系中心更远距离的(de)氢(qīng)元素，发现(xiàn)它们的旋(xuán)转速度(dù)并不符(fú)合(hé)牛(niú)顿(dùn)的力学定律。我们(men)的太阳系(xì)也(yě)不例外，太阳系位(wèi)于银河系的第三(sān)悬(xuán)臂(bì)之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年，根据(jù)万(wàn)有引力定律(lǜ)进(jìn)行计算(suàn)，太阳系的运行速度应该(gāi)是(shì)160千(qiān)米(mǐ)/秒(miǎo)，但实际上，太(tài)阳(yáng)系(xì)正在以(yǐ)220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋转，这(zhè)个实际速度远(yuǎn)远大于理(lǐ)论速度，那(nà)么(me)产生(shēng)以上这种向心加速度的原因很可能就是存在(zài)着一(yī)种我们看(kàn)不(bù)到(dào)的物质，是(shì)这些暗物质的引力效应将星系聚集在了(le)一起。

也是从这时开(kāi)始(shǐ)，越(yuè)来越多(duō)的研究人(rén)员(yuán)开(kāi)始相信暗物质的存(cún)在。科(kē)学家根据星系(xì)外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质的质量占整(zhěng)个星系质量的(de)85%。但是(shì)，暗(àn)物质(zhì)并不是唯一(yī)可(kě)以解释这(zhè)个现象的原(yuán)因。在一项新的研(yán)究当中，科(kē)学家们发现，几乎没有引力效应的(de)遥远恒星之间，也会出(chū)现速度上的微小差(chà)异(yì)。另外，天文(wén)学家还发现了一个反常(cháng)的(de)星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距(jù)离(lí)地球大约2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多，但是星系当(dāng)中存在的恒(héng)星(xīng)数量(liàng)却(què)只有银河系(xì)的(de)千分之一。

所以在理论(lùn)上，该星系必(bì)须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离析(xī)。但是科学家们使用最先进的望远镜对其(qí)进行了40个小时的详细测量之后，发现星系(xì)中的恒星运动是可以(yǐ)用正常的物质和力学定律来(lái)解释的(de)。那(nà)么又有(yǒu)人提出，也许(xǔ)该星系(xì)的(de)暗物质，已经被附近的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪(guài)的(de)是，它的附(fù)近没有任何星系(xì)存(cún)在。造成这些现象的除了(le)暗物质的假说之(zhī)外，另(lìng)一种可能就(jiù)是(shì)人类对引(yǐn)力的(de)理解还不(bù)够全面，引力很可能在不同(tóng)尺度空(kōng)间中的工作方式是不同的，这意(yì)味着(zhe)在(zài)行星系(xì)尺度中(zhōng)的天体会沿着它们(men)的(de)轨道，按照我(wǒ)们所理解(jiě)的方式(shì)运动。但是(shì)上升(shēng)到星系和星(xīng)团的尺度，引力之间(jiān)的相互作用则(zé)是不(bù)同的方式。对于在星系团之间的(de)相(xiāng)互作用，科学家还(hái)引入了(le)外部(bù)场(chǎng)效应(yīng)的概念，指的是在(zài)数(shù)百万光年的规模上，巨大(dà)的质量之(zhī)间会产生对(duì)彼此特(tè)殊(shū)的效(xiào)果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理论(lùn)成立，这意味着(zhe)我们需要对现在的物理定律(lǜ)进(jìn)行修正，这些发现(xiàn)也让很多人认为暗物质(zhì)假说(shuō)理论就此终结。但是(shì)在(zài)宇宙当中还有关于(yú)暗(àn)物质存(cún)在的(de)其他的理论证据，这些理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)是蒙德理论所没法(fǎ)解释的“引(yǐn)力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的(de)子弹星(xīng)系(xì)团(tuán)，由两个(gè)碰撞(zhuàng)的星系团所(suǒ)组成，类似这样的星团(tuán)，它们(men)大(dà)部(bù)分(fēn)的普通质量都在(zài)星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞的时(shí)候(hòu)，星(xīng)际气体的相互作用就会导(dǎo)致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所(suǒ)以(yǐ)在理论上，在(zài)碰撞之后(hòu)，子弹星系团大部(bù)分的质量5公里世界纪录多少 5公里世界纪录是几分钟将位于所(suǒ)有这些气体所在的中间区域。那么我(wǒ)们通(tōng)过什么(me)来(lái)验证它的(de)质(zhì)量区(qū)域到底是不(bù)是集中(zhōng)在(zài)中间(jiān)呢(ne)？前不久(jiǔ)，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当(dāng)中第(dì)一(yī)张全彩(cǎi)的高清(qīng)照片，在照片(piàn)中我(wǒ)们可(kě)以明显地看到很多星(xīng)系(xì)似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形变。其实这些星系本身并(bìng)不是(shì)真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥(yáo)远的天体和(hé)我(wǒ)们地球(qiú)上的观测者(zhě)之间。被一个质量超级巨(jù)大(dà)的天体(tǐ)遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系的光都(dōu)发(fā)生了扭曲。这个(gè)现象就(jiù)是引(yǐn)力透镜效(xiào)应(yīng)。这个巨大的天体(tǐ)可能是(shì)超(chāo)大质量的黑洞(dòng)或者是(shì)暗物质。

所以当人们对子弹星系团观(guān)测(cè)的时候，发(fā)现它的大质量区域(yù)并不是在中间，而(ér)是(shì)在两(liǎng)侧。所以最(zuì)好的解释方法就是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气(qì)体被卡在了中间(jiān)，暗物(wù)质(zhì)则直接通过了这个区域，并在两边形成(chéng)了(le)引力透镜。对子(zi)弹星系(xì)团的引力透镜(jìng)研究也被认(rèn)为是(shì)暗物(wù)质(zhì)存在的迄今为止最(zuì)好的理论证据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当中最古老(lǎo)的(de)光。从(cóng)宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可(kě)见光终于可以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背景上留下了各相同性的微波辐射。其中(zhōng)红色的部(bù)分表示(shì)温度较高的区域，蓝色则(zé)表示(shì)相对(duì)较冷的区(qū)域，但实际上它们之间的温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分离后的(de)二(èr)值图像进(jìn)行连通域提取和(hé)标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看起来(lái)不应(yīng)该是这样的(de)，而随着暗(àn)物(wù)质(zhì)的增加，一些峰值的(de)幅度(dù)会减小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐(fú)射(shè)的测(cè)量值，我们需(xū)要的暗物质大(dà)约是普通物(wù)质(zhì)的5倍。这(zhè)个数字与解释星系当(dāng)中恒星运动(dòng)所需要的暗(àn)物质比例(lì)是一致(zhì)的。这就意(yì)味着(zhe)。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就很好(hǎo)地解释(shì)了很多不同的(de)观(guān)测结(jié)果。而(ér)暗物(wù)质的本质就是宇宙(zhòu)当(dāng)中存(cún)在(zài)着某种类型(xíng)的粒子，它们不(bù)参与(yǔ)任(rèn)何其(qí)他的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互(hù)作用。所以(yǐ)如果能够找到这种粒子的存(cún)在，就相当于找到了暗物质存在的(de)实(shí)际证据。这种粒子到(dào)底是(shì)什么？科学家们(men)已经提出了(le)数(shù)十种的(de)假想目标，而要寻找这些不同(tóng)的目(mù)标粒子所(suǒ)需要的实验(yàn)方(fāng)式也不相同(tóng)。在过去的几十年当(dāng)中(zhōng)，人(rén)类为了(le)寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几乎不会与常规(guī)物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学(xué)家们已经进行了超(chāo)过50次的实验，却(què)没有(yǒu)任何实质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿(kuàng)井当中，藏着(zhe)地(dì)球上最大的地(dì)学实(shí)验室，这(zhè)个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致(zhì)力(lì)于寻找(zhǎo)暗物(wù)质粒子的周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声称观测到(dào)了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收集，人(rén)们发现了一个有趣的事情。探测率会在每(měi)年的6月份(fèn)达到峰值(zhí)，然(rán)后(hòu)在11月降到(dào)最低，而且在20年当(dāng)中每年(nián)都是一样。一些科学(xué)家认为这可(kě)能是人类发现暗物质的第一个直(zhí)接证(zhèng)据。

但(dàn)是为什么暗物质会产生周期(qī)性的年度信号呢？刚才我们讲了(le)太阳(yáng)系正在以(yǐ)220公里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕着银河系(xì)进行移动(dòng)，那(nà)么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我(wǒ)们(men)也在以(yǐ)这样的速度在穿(chuān)越着暗物质流，这个过(guò)程(chéng)中(zhōng)会产(chǎn)生相应的振(zhèn)荡，同时地(dì)球又以30公里(lǐ)/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间(jiān)，地球围绕太(tài)阳的(de)方向与太阳环绕银河系的(de)方向是一致的，而另外(wài)半年则(zé)与(yǔ)之相(xiāng)反。

而(ér)在(zài)6月(yuè)份的时候，地球与太阳的方向正(zhèng)好(hǎo)达到完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿(chuān)越暗(àn)物质流最快的(de)时段。而在11月份，又恰(qià)好达到了(le)最(zuì)慢值。尽管在(zài)实际的(de)情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系相对银河系的(de)平面呈现了(le)60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的(de)有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科(kē)学家认为(wèi)这(zhè)可(kě)以用来解释，研究人员们所观测(cè)到的周期(qī)性信号(hào)。当然(rán)也可能有(yǒu)其他的(de)情况，造成这(zhè)种年度周期信(xìn)号的差异也可(kě)能(néng)是温度、湿度、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游(yóu)客的数(shù)量也符合这个周期(qī)的(de)规(guī)律。

所以，科学家们又(yòu)在南半(bàn)球建立了一个几乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这里的季节与之(zhī)前的实验(yàn)室正好相反，而在(zài)这里，地球穿(chuān)过(guò)暗(àn)物质流的(de)运动特征和第(dì)一个实验(yàn)室(shì)是一(yī)样的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在这里可(kě)以得到相(xiāng)同的信号(hào)，就可以成为暗物质(zhì)所存在的非(fēi)常有力的证据了。但(dàn)是由(yóu)于(yú)这(zhè)个实(shí)验室刚刚(gāng)建成不久，所以截至目前还无(wú)法(fǎ)提供相应的数据支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望(wàng)远镜，这(zhè)台太空望远镜(jìng)叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它(tā)的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈勃红外仪(yí)器的100倍(bèi)。南希(xī)格(gé)雷(léi)斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就是探索(suǒ)暗物质背后的(de)奥(ào)秘(mì)，对(duì)于探测的结果(guǒ)，我们只能拭目以待了。费米实验室(shì)粒子天体物理中心的(de)科学家(jiā)丹琥(hǔ)珀和(hé)贾森斯特芬研(yán)究发现，如果暗(àn)物(wù)质(zhì)存在，它们极(jí)有可能拥有(yǒu)另一(yī)种神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说(shuō)是生(shēng)命进化的一个重要因素。

如果这一理论得(dé)5公里世界纪录多少 5公里世界纪录是几分钟到进一步(bù)的证实，那么遍(biàn)布(bù)宇宙(zhòu)当中的暗物质会不会意味(wèi)着人类并不孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中某个角落的行星上，暗(àn)物质正(zhèng)在(zài)通(tōng)过这样的效应(yīng)创造生命。当然，这些推论的大前提是要先(xiān)找到暗物质(zhì)存在的实(shí)际证据。那么(me)小伙伴(bàn)们(men)，你们觉得暗物(wù)质到底存不存在(zài)呢(ne)？喜欢请点(diǎn)赞，你的(de)支持(chí)是我更新的动(dòng)力(lì)！

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