宇宙是“人为制造”的(de)？为何(hé)会(huì)存在科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么？人类为(wèi)了寻(xún)找(zhǎo)暗物质(zhì)存在的证据，科学(xué)家们在过(guò)去(qù)的几(jǐ)十年当中进行了超(chāo)过50次的长期(qī)实验，但(dàn)是却没有发现任何的有效证据。除了一个(gè)地方，在(zài)1687年(nián)出版(bǎn)的自(zì)然哲学数学原(yuán)理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它揭示了宇宙中天体运(yùn)动的规律。往(wǎng)后的几百(bǎi)年来，当(dāng)天文学家们发现(xiàn)某些(xiē)天体(tǐ)运行轨道出现异(yì)常(cháng)，不符合万有引力定(dìng)律(lǜ)的时候(hòu)，他们(men)就(jiù)会知道，周围一(yī)定有(yǒu)未知的天体(tǐ)通(tōng)过引力在摄(shè)动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通(tōng)过天王星运行轨(guǐ)道(dào)的(de)异(yì)常，推算并且发(fā)现了海王星的存在。另外(wài)，哈(hā)雷(léi)彗星、冥王星的发现都(dōu)是应用(yòng)万有(yǒu)引力定律所取得重大天文成就的(de)例子。但是这(zhè)些发现都是在(zài)恒(héng)星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上升到星系(xì)或者是星团的尺(chǐ)度，事情就(jiù)开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家(jiā)弗里茨(cí)兹(zī)威基正在研究(jiū)和测量后发星系团的质量。这是一个由数千个星系所(suǒ)组成的巨(jù)大星系团(tuán)，这些星系被(bèi)引力束缚在一起。测(cè)量星系团的质量一般(bān)会使(shǐ)用到(dào)两种方法，当两种方(fāng)法结果一致，就可以确定其质量的(de)范围。

第一种(zhǒng)是(shì)获得其"光度(dù)学的质量"，需要的数(shù)据是测(cè)量各(gè)个星(xīng)系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱红移(yí)测量星系(xì)团(tuán)中的各个星系相对于星系团的(de)运动速(sù)度(dù)。当测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动(dòng)力(lì)学质量”竟然(rán)是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系(xì)团有99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的质(zhì)量并不以可见光的形式所存在，我们无法看到。最(zuì)诡异(yì)的是，在测量(liàng)速度的(de)过(guò)程中，兹威基发现星系团中很多星系的(de)速(sù)度比(bǐ)理论上要快得多，按照(zhào)牛顿(dùn)的运动(dòng)学定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些(xiē)可见星系的(de)质量(liàng)所产(chǎn)生的引力是无(wú)法(fǎ)将它(tā)们束缚在星系团内的，它们(men)早(zǎo)就(jiù)应该被抛(pāo)出星系团之外了(le)，除非有(yǒu)一种神(shén)秘的力量在起作(zuò)用，这种力量来(lái)源于某种隐形(xíng)的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出(chū)了(le)这样部分不可见的暗质(zhì)，它(tā)不发散光(guāng)、吸(xī)光(guāng)、反射光，但是它们却(què)占据(jù)着(zhe)宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只(zhǐ)是当时的(de)人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗(àn)物质”这个词才再一次(cì)出现。天(tiān)文(wén)学家维(wéi)拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女座星系中的恒(héng)星(xīng)运(yùn)动(dòng)。理论上来说，距离中(zhōng)心越远的恒星在其轨道上(shàng)的运行速度就(jiù)会越慢。但(dàn)是(shì)他们观测的结果却让(ràng)人感到不可(kě)思(sī)议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋(xuán)转速度几乎保持不变。可是(shì)根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星系当中如(rú)果没有足够大的质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒(héng)星早就被甩到(dào)宇宙当(dāng)中了。基(jī)于这种现象，科学(xué)家们会使用一(yī)种相(xiāng)对标准的方法来解释暗(àn)物质的存在，这种方法就是测量星系当中气体(tǐ)在X轴上(shàng)距离星系中心的(de)距离(lí)，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如(rú)果出(chū)现异常的结果，就认为(wèi)是(shì)由(yóu)暗(àn)物质的力量进入其中。

于是(shì)科学家们通过射(shè)电(diàn)望(wàng)远镜(jìng)测量了距离星系中心更远距离的(de)氢元(yuán)素，发现它们的(de)旋转速度并(bìng)不符(fú)合牛顿的(de)力学(xué)定律。我们的太阳系也(yě)不(bù)例外(wài)，太阳系位于(yú)银河系的第三悬臂之上，距离银河系中心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该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米/秒的(de)速度围(wéi)绕银河系旋(xuán)转，这个(gè)实际速(sù)度(dù)远远大于理论(lùn)速度，那么(me)产生以(yǐ)上(shàng)这种向心加速度的(de)原因很可(kě)能就(jiù)是存在着一种(zhǒng)我(wǒ)们(men)看不(bù)到(dào)的(de)物(wù)质，是这些暗物质的引(yǐn)力效应(yīng)将星(xīng)系聚集在了一起。

也是(shì)从(cóng)这时开始，越来越多(duō)的研(yán)究(jiū)人员(yuán)开(kāi)始相信(xìn)暗物(wù)质的存在(zài)。科学家根(gēn)据星系外恒(héng)星(xīng)轨道的速度，估算在(zài)星系当(dāng)中暗物(wù)质的(de)质(zhì)量占整个星系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可(kě)以解释这个现象(xiàng)的原(yuán)因。在一项新的研究(jiū)当(dāng)中，科学家们发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒星之(zhī)间，也会出(chū)现速度上的微小差(chà)异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大(dà)约2.5亿光年，大小和(hé)银(yín)河(hé)系(xì)不多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量却只(zhǐ)有银河系(xì)的千分(fēn)之一。

所以在理论(lùn)上(shàng)，该星(xīng)系必须(xū)存(cún)在(zài)暗物质(zhì)，否则就会分崩离析。但是科学家们使用最先进(jìn)的(de)望远镜(jìng)对其进行了(le)40个小时的详细测量之后，发现星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动是(shì)可以(yǐ)用正常的物质和(hé)力学定(dìng)律来解释的(de)。那么又有(yǒu)人提出(chū)，也许该星系的暗(àn)物(wù)质，已经被(bèi)附近的另(lìng)一个大星系(xì)剥(bō)离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何(hé)星系存在。造成(chéng)这些现象的除了(le)暗物质的(de)假(jiǎ)说之外，另一种可能就(jiù)是人(rén)类对(duì)引(yǐn)力的理解(jiě)还(hái)不够(gòu)全面，引(yǐn)力很可能(néng)在不(bù)同尺度(dù)空间中的(de)工作方式是不同的，这意味着(zhe)在行星系(xì)尺(chǐ)度中的天体会沿(yán)着它们的轨道，按照我们所理解的方式运动(dòng)。但是上(shàng)升(shēng)到星系和星团(tuán)的尺度，引(yǐn)力之间的(de)相互作用则是不同的方(fāng)式。对于在星(xīng)系团(tuán)之间的相互作用，科学家还引入了外(wài)部场效应的概念，指的是在数百万光年的规模上，巨(jù)大的质(zhì)量之间会产(chǎn)生对(duì)彼此特殊的效(xiào)果，这个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德理论(lùn)。如(rú)果MOND蒙(méng)德理论成(chéng)立(lì)，这意(yì)味(wèi)着(zhe)我们需要对(duì)现在的物理(lǐ)定律进行修正，这张继是什么朝代的诗人怎么读，张继是什么朝代的诗人啊些(xiē)发现也让(ràng)很多人认为(wèi)暗物质假说理论就此终结。但是在宇宙当中还有关于(yú)暗物(wù)质存在的(de)其他的理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德(dé)理论(lùn)所没(méi)法解释的“引力透镜(jìng)”。

径(jìng)向距(jù)离(lí)为(wèi)37亿(yì)光年的(de)子弹星系(xì)团，由两个碰撞的星系团所(suǒ)组成，类(lèi)似这样的星团，它们(men)大部分的普通质量都在星系(xì)的气体当中。当星(xīng)团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时候，星际气(qì)体(tǐ)的相互作用就会导致温(wēn)度的急(jí)剧(jù)升高(gāo)，速(sù)度(dù)大幅降(jiàng)低(dī)。所以(yǐ)在理(lǐ)论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星(xīng)系团大(dà)部分的质(zhì)量将位于所有这(zhè)些气体(tǐ)所(suǒ)在(zài)的中间(jiān)区域。那(nà)么我们通过什么来验证(zhèng)它(tā)的(de)质(zhì)量(liàng)区域到底(dǐ)是(shì)不是(shì)集中在(zài)中间(jiān)呢？前不(bù)久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远镜传回了宇宙(zhòu)当中第一张(zhāng)全彩的高(gāo)清照片，在照(zhào)片中我(wǒ)们可(kě)以明显地看(kàn)到(dào)很多星(xīng)系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实(shí)这些星系本身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这(zhè)样极遥远的天(tiān)体(tǐ)和我们地球上的(de)观(guān)测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量(liàng)的(de)东西的引力，会使身后更遥远星系(xì)的光都(dōu)发生了扭曲。这(zhè)个现象就(jiù)是引(yǐn)力(lì)透镜效(xiào)应(yīng)。这个巨大的天体可能是超(chāo)大质量的黑(hēi)洞或者是暗(àn)物质。

所(suǒ)以当人们对子弹(dàn)星系团观(guān)测(cè)的时候，发现(xiàn)它的(de)大质(zhì)量区域并不是在中间，而是在(zài)两侧(cè)。所以最(zuì)好的解(j张继是什么朝代的诗人怎么读，张继是什么朝代的诗人啊iě)释方法(fǎ)就是当星团(tuán)发(fā)生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体(tǐ)被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过(guò)了这个区域(yù)，并在两边形(xíng)成了引力(lì)透镜。对(duì)子弹(dàn)星系团的引力透(tòu)镜研究也被认为(wèi)是暗物(wù)质存在的(de)迄今为止最好的(de)理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自宇宙当中最古老(lǎo)的(de)光。从宇宙(zhòu)大爆(bào)炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终于可(kě)以畅(chàng)通无阻地(dì)穿越在(zài)宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空间背景上留下了各相同性的微波辐射。其中红(hóng)色的部分表示温度较高的区(qū)域，蓝(lán)色则表示相对较(jiào)冷的区(qū)域，但(dàn)实际上(shàng)它们之间(jiān)的温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分离后的二值图(tú)像进行连(lián)通域提取和(hé)标记之后发(fā)现，如果宇宙当(dāng)中(zhōng)没有(yǒu)暗(àn)物(wù)质，图形看起(qǐ)来不应该是(shì)这(zhè)样的，而(ér)随着暗物(wù)质的增(zēng)加(jiā)，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才变得看(kàn)起来(lái)“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的测量(liàng)值(zhí)，我们(men)需(xū)要(yào)的(de)暗物质大约是普通(tōng)物质的(de)5倍。这个数字与解(jiě)释星系当中(zhōng)恒星运动所需要(yào)的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一(yī)个简单的理论框架，就很好(hǎo)地解释了很多(duō)不同的观测结果(guǒ)。而暗物质(zhì)的本(běn)质就是宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)存在着某种类(lèi)型(xíng)的粒子，它们不参与任何(hé)其他(tā)的(de)电磁作用，只通过引(yǐn)力来相互作用。所以如(rú)果能够找到这(zhè)种粒子的(de)存(cún)在，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的(de)实际(jì)证据(jù)。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十种的(de)假想目标(biāo)，而要(yào)寻找这些(xiē)不同的(de)目标(biāo)粒子所(suǒ)需要(yào)的实验(yàn)方式也(yě)不相(xiāng)同。在过去的几十(shí)年当中(zhōng)，人类(lèi)为(wèi)了寻找这些(xiē)看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎不(bù)会(huì)与常(cháng)规(guī)物质相互作用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进(jìn)行(xíng)了超过50次的实验，却没(méi)有任何(hé)实质性的发现(xiàn)，除了一个(gè)地(dì)方，意大利(lì)的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中(zhōng)，藏(cáng)着地球(qiú)上(shàng)最大的地学实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探测器，一直致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期(qī)性(xìng)震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科(kē)学家声称观测到(dào)了(le)某种(zhǒng)信(xìn)号。经过了20多年的数据(jù)收集(jí)，人们发(fā)现了一个有趣的事(shì)情。探(tàn)测(cè)率会在每年的6月(yuè)份(fèn)达到峰值，然后在11月降到最低，而(ér)且在(zài)20年当中(zhōng)每年都是一样。一些科(kē)学家认为这(zhè)可(kě)能是人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为什么暗(àn)物质会产(chǎn)生周期性的年度信(xìn)号呢？刚才我(wǒ)们讲了(le)太阳(yáng)系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物(wù)质存在宇宙当(dāng)中，这(zhè)意味着我(wǒ)们也在(zài)以这样的速度在(zài)穿越着暗物质流，这个过程中(zhōng)会产生(shēng)相应的(de)振(zhèn)荡，同时(shí)地球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕太阳进行旋(xuán)转。所(suǒ)以(yǐ)有半年的时间，地球围(wéi)绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的方向(xiàng)是一致的，而另(lìng)外(wài)半年则与之相反。

而(ér)在6月份(fèn)的时候，地球与(yǔ)太阳(yáng)的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理论上地球穿(chuān)越暗物质流最快(kuài)的时段(duàn)。而(ér)在(zài)11月份，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系(xì)相(xiāng)对银(yín)河系(xì)的平面呈现(xiàn)了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个(gè)理论(lùn)的有效(xiào)性。

因(yīn)此(cǐ)科学家认为这可以用来解(jiě)释(shì)，研究人员们(men)所(suǒ)观测到的周期性信号(hào)。当然也可能有其他的情况，造成这(zhè)种年度(dù)周期信号的差异也(yě)可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高山(shān)上(shàng)的积雪，甚至(zhì)连意(yì)大(dà)利游客的数量也符合这(zhè)个周(zhōu)期的(de)规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半球(qiú)建立了一(yī)个几乎相同的(de)实(shí)验室，这里的(de)季(jì)节(jié)与(yǔ)之前的(de)实验(yàn)室正好相(xiāng)反，而(ér)在这里(lǐ)，地球(qiú)穿过暗(àn)物质流的运动特征(zhēng)和第一个实验室是一(yī)样(yàng)的。

因此，如果在这里可以得到相同(tóng)的信号，就可以成(ché张继是什么朝代的诗人怎么读，张继是什么朝代的诗人啊ng)为暗物质所存在的非常有(yǒu)力(lì)的证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建成不久，所以截至目前还无法提供相应(yīng)的数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜，这台(tái)太(tài)空望(wàng)远(yuǎn)镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的宽视(shì)场仪器提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜其(qí)中一(yī)个关键的用(yòng)途就是探索暗物(wù)质(zhì)背后的奥(ào)秘，对于(yú)探测的结果(guǒ)，我们只能拭目以待了。费米实验(yàn)室(shì)粒子天(tiān)体物理(lǐ)中心的(de)科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另一(yī)种神(shén)秘的(de)效(xiào)应(yīng)，这种暗物质(zhì)效应，会支(zhī)持宇宙当中生(shēng)命的诞(dàn)生(shēng)，或者说是(shì)生命进化的(de)一(yī)个重(zhòng)要(yào)因素。

如果这一(yī)理(lǐ)论得(dé)到进一步的(de)证实，那(nà)么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意(yì)味着(zhe)人(rén)类并(bìng)不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落的行星上，暗(àn)物质正在(zài)通(tōng)过这样(yàng)的效应创造生命。当然，这些推(tuī)论的(de)大(dà)前提是要先找到暗物质(zhì)存(cún)在的实际(jì)证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞，你的(de)支(zhī)持是我更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 张继是什么朝代的诗人怎么读，张继是什么朝代的诗人啊