宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在科学无法(fǎ)解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物(wù)质存(cún)在的(de)证据(jù)，科(kē)学家(jiā)们在过去的几(jǐ)十年当中进(jìn)行了超过50次的(de)长期实验(yàn)，但是却没有发(fā)现任何(hé)的有效证据。除(chú)了一个(gè)地方，在1687年出版(bǎn)的自(zì)然(rán)哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨(sà)克牛(niú)顿发表(biǎo)了万有引力(lì)定律，它(tā)揭示了宇宙中天体(tǐ)运(yùn)动的规(guī)律。往后的几(jǐ)百年来，当天(tiān)文学家们发现某些天体(tǐ)运行轨道出现异常(cháng)，不符(fú)合万有引(yǐn)力定律的时(shí)候，他们(men)就会知(zhī)道，周围一定有未(wèi)知(zhī)的(de)天体通(tōng)过引力在(zài)摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星(xīng)运行轨道的异常，推(tuī)算(suàn)并且发现了海王(wáng)星的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王(wáng)星的发现都(dōu)是应用万有引力(lì)定律(lǜ)所取(qǔ)得重大天文成就的例子。但是这些发现都(dōu)是在(zài)恒星系统的(de)尺(chǐ)度(dù)当中，可当我们上(shàng)升到星系(xì)或者是星团(tuán)的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学(xué)家(jiā)弗里茨兹威基正(zhèng)在研究和测(cè)量后发(fā)星系团的质量。这是一个由数千个(gè)星(xīng)系所(suǒ)组成的巨大(dà)星系团(tuán)，这些(xiē)星系被(bèi)引力束(shù)缚(fù)在(zài)一起。测(cè)量(liàng)星系(xì)团的质量一般会使用到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一(yī)致，就可以确定其质(zhì)量的(de)范围。

第一种是(shì)获得其(qí)"光度学的质量"，需(xū)要(yào)的数据是(shì)测量各个星系的(de)光度(dù)。

第二(èr)种是动(dòng)力学(xué)质量(liàng)的计算，是利用(yòng)光谱红移测量(liàng)星系团中(zhōng)的各个星系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测量结果(guǒ)出(chū)来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是(shì)“光度学质(zhì)量(liàng)”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星系(xì)团有99%的(de)质量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可(kě)见光的形式所存在，我们(men)无法(fǎ)看到(dào)。最(zuì)诡(guǐ)异(yì)的是，在测量(liàng)速度(dù)的过(guò)程中，兹(zī)威基发现星(xīng)系团中很多星系(xì)的速度比理论上要快得多，按照牛(niú)顿(dùn)的孙悟空真实存在过吗(de)运动学(xué)定律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质(zhì)量所产(chǎn)生(shēng)的引力(lì)是无法将(jiāng)它们束缚在星系团内(nèi)的，它们(men)早就应该被抛出星系团之外了(le)，除非有一种神秘的力量(liàng)在(zài)起作用，这种力量来源于某种隐形的物质(zhì)。

据此(cǐ)，兹维基提出了这(zhè)样(yàng)部分不可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是孙悟空真实存在过吗它们却占据着(zhe)宇(yǔ)宙中绝大部分的质(zhì)量。只是当时(shí)的人们对这样的一(yī)种说(shuō)法不屑一(yī)顾(gù)。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现。天文学家(jiā)维(wéi)拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯特福特在观测仙女座星(xīng)系(xì)中的(de)恒星运动。理论上(shàng)来说，距(jù)离中心越远的(de)恒星在其(qí)轨道上(shàng)的运(yùn)行速度就会越(yuè)慢。但是他们观(guān)测的(de)结果却让人感(gǎn)到不(bù)可思(sī)议。

随着与中心(xīn)距离的(de)增加，恒星的旋(xuán)转速度几乎保(bǎo)持不(bù)变。可是(shì)根据牛(niú)顿的万有引力定律，在星系(xì)当中如果没有足(zú)够大(dà)的质量来吸引它(tā)们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这(zhè)种现象，科(kē)学家们(men)会使用一种相对标准的方法来解释暗物质(zhì)的存在，这种方(fāng)法就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离(lí)星系(xì)中心的(de)距离，以及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋转速度。如果出现(xiàn)异常的结果，就认为是由暗物质的(de)力量进(jìn)入(rù)其中。

于是科学家(jiā)们通(tōng)过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离的氢元素，发现(xiàn)它(tā)们的旋转速(sù)度并不符合牛(niú)顿的(de)力(lì)学(xué)定律。我们的太阳系也不(bù)例(lì)外，太阳系位于银(yín)河系的第三(sān)悬(xuán)臂之(zhī)上，距离银河(hé)系中心2.6万(wàn)光年，根据万有(yǒu)引力定律进行计算，太(tài)阳(yáng)系(xì)的运行(xíng)速(sù)度应该是(shì)160千米(mǐ)/秒，但(dàn)实际上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的速度(dù)围绕银河(hé)系(xì)旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实(shí)际速(sù)度(dù)远(yuǎn)远大于(yú)理(lǐ)论(lùn)速(sù)度(dù)，那么(me)产生以上这种向心加(jiā)速度(dù)的原因很可能(néng)就是存在着一(yī)种我们看不到的物(wù)质，是这些暗物质(zhì)的引力效应将星系聚集在了一(yī)起。

也是(shì)从这时开始，越来越(yuè)多的研究人员(yuán)开始相信暗物质(zhì)的存在(zài)。科学(xué)家根据星系外恒(héng)星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗(àn)物质(zhì)的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是(shì)唯一可以解释(shì)这个现象的(de)原因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微(wēi)小(xiǎo)差异。另外，天文学家(jiā)还发(fā)现了一个反常(cháng)的(de)星(xīng)系，叫(jiào)做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不(bù)多(duō)，但是星(xīng)系当(dāng)中存(cún)在的恒(héng)星数(shù)量却(què)只有(yǒu)银河系(xì)的千分之一(yī)。

所以在理论上，该星系(xì)必须存在(zài)暗物质，否则就(jiù)会分崩离析。但是科(kē)学家们使用最先进的望远镜(jìng)对其进行了40个小(xiǎo)时的详细测量之后(hòu)，发现星(xīng)系中(zhōng)的恒星运(yùn)动是可以用(yòng)正常(cháng)的物(wù)质和力学定律(lǜ)来解释的(de)。那么又有人提出(chū)，也许该星系的暗物质，已经(jīng)被附近的另一(yī)个大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成这(zhè)些现象的除了暗物质的假说(shuō)之外，另一种可(kě)能就(jiù)是人(rén)类对引力的理解还(hái)不够全面，引力很可能在不同尺度空间中(zhōng)的工(gōng)作方(fāng)式是不同(tóng)的(de)，这意味着在行星(xīng)系尺度中的天(tiān)体会(huì)沿着(zhe)它(tā)们的轨道，按照(zhào)我们所理解(jiě)的方式运动。但(dàn)是上升到星(xīng)系(xì)和星团的尺度，引力之(zhī)间的相互作用则是(shì)不同(tóng)的方式。对于在星系(xì)团之间的(de)相(xiāng)互作用，科(kē)学家还引入了(le)外部场效应的概(gài)念(niàn)，指的是在数百(bǎi)万光年的(de)规(guī)模上(shàng)，巨大(dà)的(de)质量之间(jiān)会产生对彼此特殊的效果，这(zhè)个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着(zhe)我们需要对现在的物理定律进(jìn)行修正，这些发现也让很多人认为暗物质(zhì)假说(shuō)理(lǐ)论(lùn)就(jiù)此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还有关于暗(àn)物质存(cún)在的(de)其(qí)他的(de)理论证据(jù)，这些(xiē)理论(lùn)证(zhèng)据(jù)是(shì)蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿(yì)光年(nián)的子弹星(xīng)系(xì)团，由两个碰撞的星系团所组成(chéng)，类似这样的(de)星团，它们大(dà)部分的普通质量(liàng)都在星系的气体(tǐ)当中。当星团(tuán)以1000万公里(lǐ)/小时发生(shēng)碰撞的时候，星际气体的相互(hù)作(zuò)用就(jiù)会导致温度的(de)急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系(xì)团大部(bù)分的质量将(jiāng)位于所有这些气体(tǐ)所在的中间区(qū)域。那么我们通过什么来验证它的(de)质(zhì)量区域到底(dǐ)是不是集中(zhōng)在(zài)中(zhōng)间(jiān)呢？前不久，詹(zhān)姆斯(sī)韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高清照片，在照片中我(wǒ)们可以明显地(dì)看到很多(duō)星(xīng)系(xì)似乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实(shí)这些星系本身并不是(shì)真的被扭曲了，也不(bù)是(shì)韦伯望(wàng)远镜出(chū)了什么(me)问题(tí)，而是这样极遥(yáo)远(yuǎn)的天体和我们地球上的观(guān)测者之间(jiān)。被一个质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使(shǐ)身后更遥远星系的光都发(fā)生了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑(hēi)洞(dòng)或者是暗(àn)物质。

所以当(dāng)人们(men)对子弹星(xīng)系团观(guān)测的时候(hòu)，发现它(tā)的大质量(liàng)区域并不是在(zài)中间，而是(shì)在两侧。所以最好的解(jiě)释方法就是当(dāng)星团发生全部的(de)碰撞时，可被(bèi)观测到的质量(liàng)气(qì)体被卡在(zài)了中(zhōng)间，暗物质(zhì)则直接(jiē)通过了这个区域，并在两边(biān)形成了引力透镜(jìng)。对子(zi)弹星(xīng)系团的引力(lì)透(tòu)镜(jìng)研究也被认为是暗物质(zhì)存在的迄(qì)今为止最(zuì)好的理(lǐ)论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自(zì)宇宙(zhòu)当中(zhōng)最古(gǔ)老(lǎo)的(de)光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万(wàn)年(nián)之后，可见光终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多(duō)亿年之后，这些光在宇宙(zhòu)空(kōng)间背(bèi)景上留下(xià)了各相同性的微波辐射(shè)。其(qí)中(zhōng)红色的部分表示温度较高的区域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷的区域(yù)，但实际上它们之间的温差只有万(wàn)分之一。

科(kē)学家们通过(guò)对前景(jǐng)背景分离(lí)后的(de)二值图像进(jìn)行连通域提取(qǔ)和标记之后发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该是这(zhè)样的，而(ér)随着(zhe)暗物质(zhì)的(de)增加，一(yī)些峰值的幅度会减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的(de)测(cè)量值，我们需要的(de)暗物(wù)质(zhì)大约是普通物质的5倍。这个数(shù)字与解释星系当中恒(héng)星(xīng)运(yùn)动所需要(yào)的暗(àn)物(wù)质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解释了很多不同的观测结果。而暗(àn)物质的本(běn)质就是(shì)宇宙当(dāng)中存在着某(mǒu)种类型的粒子(zi)，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通过引(yǐn)力(lì)来相互作(zuò)用。所以如果能够找(zhǎo)到这种粒子的存在，就相(xiāng)当于找到了(le)暗物质(zhì)存(cún)在的实际证(zhèng)据。这种粒子到底(dǐ)是什(shén)么？科学家(jiā)们已(yǐ)经提出了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这些不(bù)同的目标(biāo)粒子所需要的实验方式也不相同(tóng)。在过去(qù)的几十年当中，人类(lèi)为了(le)寻找这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会(huì)与常规物质相互作用(yòng)的“暗(àn)物质”，科学家们已经进行了(le)超(chāo)过(guò)50次的(de)实(shí)验，却没有任何实质(zhì)性的发现(xiàn)，除了一(yī)个地方(fāng)，意(yì)大利(lì)的格(gé)兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿(kuàng)井当中，藏着地球上最大的(de)地(dì)学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的探测器，一(yī)直致力于寻找暗物(wù)质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测(cè)到了某(mǒu)种信(xìn)号。经过了20多年(nián)的数据收(shōu)集，人们发现了一个有趣的事情(qíng)。探测率(lǜ)会(huì)在每年(nián)的6月(yuè)份达到峰值，然(rán)后在11月(yuè)降到最低，而且在20年(nián)当中每(měi)年都是一样。一些(xiē)科学家认为这可能(néng)是(shì)人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是(shì)为(wè孙悟空真实存在过吗i)什么暗(àn)物质(zhì)会(huì)产生周(zhōu)期性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚才我们讲了太阳系正在(zài)以220公里/秒的速度围(wéi)绕(rào)着银河系进行移动，那么(me)如(rú)果暗(àn)物质存在宇宙当中，这意味着(zhe)我们也在(zài)以这(zhè)样(yàng)的(de)速度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过(guò)程中会产(chǎn)生(shēng)相应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒的速(sù)度围绕(rào)太阳进行旋转。所以有半(bàn)年(nián)的时间，地球围绕太阳的方向(xiàng)与太阳环(huán)绕(rào)银河(hé)系(xì)的方(fāng)向是一致的，而另外半年则(zé)与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与(yǔ)太阳的方(fāng)向(xiàng)正好达到完(wán)全(quán)一致，这是(shì)理(lǐ)论上地球穿越暗(àn)物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达(dá)到了最慢(màn)值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现(xiàn)了60度(dù)的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理(lǐ)论(lùn)的有效(xiào)性。

因此科学(xué)家认为这可(kě)以(yǐ)用来解(jiě)释，研究人(rén)员们(men)所观测到的周期性信号。当然也可(kě)能(néng)有其他(tā)的情况，造成(chéng)这种(zhǒng)年度周期信号(hào)的差异也(yě)可能(néng)是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意(yì)大利游客的数量也符合(hé)这个周期的规律。

所以，科(kē)学家们又在南半球建立了一个几乎(hū)相同的实验室，这里的(de)季节与之前的实验室正好相反(fǎn)，而在这里，地(dì)球穿过暗物质(zhì)流的运动特(tè)征和第一个(gè)实验室是一样的。

因此，如(rú)果在这(zhè)里可以得到(dào)相同的信号，就可以成(chéng)为(wèi)暗物质所存(cún)在的非(fēi)常有力的证据了。但是(shì)由于这个实验室刚(gāng)刚建成不久(jiǔ)，所以截至目(mù)前(qián)还无法提(tí)供(gōng)相应的(de)数据(jù)支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相同，但(dàn)它(tā)的宽视(shì)场(chǎng)仪器提供的(de)视(shì)野是哈勃红(hóng)外仪器的(de)100倍。南希格雷(léi)斯罗(luó)曼太空望远(yuǎn)镜其(qí)中一个关键的用途就(jiù)是探索(suǒ)暗(àn)物质背后的奥秘，对于探测(cè)的结果，我们只能拭目以(yǐ)待了(le)。费(fèi)米实验(yàn)室粒子天体物理中(zhōng)心(xīn)的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬(fēn)研(yán)究发(fā)现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神秘(mì)的效应，这种暗物质效应，会(huì)支持(chí)宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者说是生命(mìng)进化的一(yī)个重要因素。

如(rú)果这一理论得到(dào)进(jìn)一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味(wèi)着人类并不(bù)孤单(dān)呢？或(huò)许在(zài)宇宙当中(zhōng)某个角落的行星(xīng)上(shàng)，暗物质正在(zài)通过这样的效应创造生(shēng)命。当然，这些推论(lùn)的大前提(tí)是(shì)要先找到暗(àn)物质存在的实际证(zhèng)据(jù)。那(nà)么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新(xīn)的(de)动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 孙悟空真实存在过吗