宇(yǔ)宙是(shì)“人为制造”的(de)？为何(hé)会存在(zài)科(kē)学无(wú)法解(jiě)释的(de)“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟(jìng)是(shì)什么？人类为了(le)寻找暗物(wù)质存(cún)在的证据，科学(xué)家们在过去的几十(shí)年当(dāng)中进行了超过(guò)50次的长期实验，但是却(què)没有发(fā)现任何的有(yǒu)效证据。除(chú)了一个地方(fāng)，在1687年出(chū)版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的(de)规律。往后的(de)几百年(nián)来，当(dāng)天文学家们发(fā)现某些天体运行轨道出(chū)现(xiàn)异常，不(bù)符合万(wàn)有引力定(dìng)律的时候，他们就会知道(dào)，周围一定有未(wèi)知的天体通过引力在(zài)摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常(cháng)，推算并且(qiě)发现了海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王(wáng)星的发现都是(shì)应用万(wàn)有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)所取(qǔ)得重大天文成就的例子。但是这些发现(xiàn)都是在(zài)恒星系统(tǒng)的(de)尺度当中(zhōng)，可当我们上升(shēng)到星系或者是(shì)星团的尺度，事情(qíng)就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士(shì)的(de)物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正(zhèng)在研究和(hé)测量后发星系团的质量(liàng)。这是一个由数千(qiān)个星系所组成的(de)巨大星系团(tuán)，这(zhè)些星系被引力束(shù)缚在一(yī)起。测量星系团(tuán)的质量一般会(huì)使用到(dào)两(liǎng)种(zhǒng)方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种是获(huò)得其"光度(dù)学的质量"，需要(yào)的数据是(shì)测(cè)量各个星系的光度。

第(dì)二种是动力学(xué)质量(liàng)的计算(suàn)，是利用(yòng)光(guāng)谱(pǔ)红移测量星系团中(zhōng)的各(gè)个(gè)星(xīng)系相对(duì)于星(xīng)系团的(de)运(yùn)动速度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵(měng)了(le)，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意(yì)味着(zhe)，后发座星系(xì)团(tuán)有99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式所(suǒ)存在，我们无法看到(dào)。最诡异的(de)是，在测量速度的过程中，兹威(wēi)基发现星(xīng)系团中(zhōng)很多星系的速度比理论上要快(kuài)得(dé)多，按照牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠(kào)这些(xiē)可(kě)见星(xīng)系的质量所产生的引力是无(wú)法将它(tā)们(men)束缚在星系(xì)团内的，它(tā)们(men)早就(jiù)应该被抛出星系团之外了，除非(fēi)有一种神秘的力量在起作用，这种力量(liàng)来源于(yú)某种隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这(zhè)样部分(fēn)不(bù)可见的(de)暗质，它不(bù)发(fā)散光、吸(xī)光、反(fǎn)射(shè)光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的(de)质(zhì)量。只是当时的人们(men)对这样的一种说法不(bù)屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现(xiàn)。天文学家维(wéi)拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福(fú)特在观测仙女座星系中的(de)恒(héng)星运(yùn)动。理(lǐ)论(lùn)上来说，距(jù)离中心越远的(de)恒星在(zài)其轨道上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们观(guān)测的(de)结(jié)果却让人(rén)感到不可思议。

随着与中心距离的增加(jiā)，恒星的旋转速度(dù)几乎保持不变。可是根(gēn)据(jù)牛顿(dùn)的万有(yǒu)引力定律(lǜ)，在星系当中如果没有(yǒu)足(zú)够大(dà)的质量来吸引它(tā)们(men)，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学家们会使(shǐ)用一种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗(àn)物质的存在，这种(zhǒng)方法就是测量星系(xì)当中气体(tǐ)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(sù)度(dù)。如果出现异(yì)常的结果，就认为是由暗物(wù)质的力量进入其中。

于是科学家们通过(guò)射电望远镜测量(liàng)了距(jù)离星系(xì)中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并不符(fú)合牛(niú)顿(dùn)的(de)力学(xué)定律。我们的太(tài)阳(yáng)系也不(bù)例外，太阳系(xì)位于银河系的第三悬臂之上，距(jù)离银河系九年一贯制教育是什么意思啊，九年一贯制啥意思中心(xīn)2.6万光(guāng)年，根据万有引力定(dìng)律进行计(jì)算，太阳系的(de)运行速(sù)度(dù)应该是160千米(mǐ)/秒，但(dàn)实(shí)际上，太(tài)阳系正在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的速度围(wéi)绕银(yín)河系旋转，这个实(shí)际速度(dù)远远大于理论速度，那(nà)么产(chǎn)生以上(shàng)这(zhè)种向(xiàng)心(xīn)加速度的原因(yīn)很可能就是存在着一种我们(men)看不(bù)到的物质，是这些(xiē)暗物质的引力效应将星系(xì)聚集在了(le)一起。

也是从这时(shí)开始，越来越(yuè)多的研究人员开始相信暗物质的存(cún)在。科学家根据(jù)星系(xì)外恒星轨(guǐ)道的(de)速度(dù)，估算在星系当中暗物质的(de)质(zhì)量占整(zhěng)个星系质量的85%。但是，暗(àn)物质(zhì)并不是唯一可以解释这个现象的原因。在一项新的研究(jiū)当中(zhōng)，科(kē)学家们发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒(héng)星之间，也会出现(xiàn)速度上的微小差异(yì)。另外，天(tiān)文学家还发现了一个反常的星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不(bù)多，但是星系(xì)当中存在的恒星数量(liàng)却(què)只有银河系的千分之一。

所(suǒ)以在理论上(shàng)，该(gāi)星系必须(xū)存在(zài)暗物质，否(fǒu)则就会分崩离析。但是(shì)科学家们使(shǐ)用最(zuì)先进(jìn)的望远镜(jìng)对其进行了(le)40个小时(shí)的详细测量之后，发现星(xīng)系(xì)中(zhōng)的恒星(xīng)运动是可以用正常的(de)物质和(hé)力(lì)学定律来解释的。那么又有人提出，也许该(gāi)星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪(guài)的是，它(tā)的附近没有任(rèn)何星系存在(zài)。造成这些现(xiàn)象的除了(le)暗物质的(de)假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可(kě)能(néng)就是(shì)人(rén)类对引力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面，引力很可(kě)能在不同尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的(de)，这意味着在行星系尺(chǐ)度(dù)中的天(tiān)体(tǐ)会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解(jiě)的方式(shì)运动。但是上升(shēng)到星系和星(xīng)团的尺度，引(yǐn)力之间的相互作用则是(shì)不同(tóng)的方式。对(duì)于在星(xīng)系(xì)团之间(jiān)的(de)相互作用，科学(xué)家还引(yǐn)入了外(wài)部(bù)场效应的概念，指(zhǐ)的是在数百万光年的规模上，巨大的质量(liàng)之间会产(chǎn)生(shēng)对彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着(zhe)我们(men)需要对现(xiàn)在的物理定律进行修正，这(zhè)些发(fā)现也(yě)让很(hěn)多人(rén)认(rèn)为暗物质假说理论(lùn)就此终结。但是在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)还有关于暗物质(zhì)存在的(de)其他的理论证据，这些(xiē)理论(lùn)证据是(shì)蒙德理论(lùn)所没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为(wèi)37亿(yì)光年的子(zi)弹星系(xì)团，由两(liǎng)个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似(shì)这样的星团，它们大部分(fēn)的普通质(zhì)量都在星(xīng)系的气体当中(zhōng)。当星(xīng)团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体的相互作(zuò)用(yòng)就(jiù)会导致(zhì)温(wēn)度的急剧(jù)升高，速度大幅(fú)降(jiàng)低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系团大部分的质(zhì)量将位(wèi)于(yú)所有这些(xiē)气体所在的中间(jiān)区域(yù)。那(nà)么(me)我们通过什么(me)来验(yàn)证(zhèng)它的质(zhì)量(liàng)区域(yù)到底是不(bù)是集(jí)中在(zài)中间呢？前(qián)不(bù)久，詹姆斯韦伯太(tài)空望远镜传(chuán)回了宇宙当中第一(yī)张全彩的高清(qīng)照片(piàn)，在照片(piàn)中我们可(kě)以明(míng)显地看到很(hěn)多星(xīng)系(xì)似乎被拉伸产生了巨(jù)大的(de)形变(biàn)。其实这(zhè)些星系本身并不是真的(de)被扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什(shén)么问题，而是这样极遥(yáo)远(yuǎn)的天体和我们地球上(shàng)的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡(dǎng)，这(zhè)个超大质量的东西的引力，会使身后更遥远星(xīng)系的(de)光(guāng)都发生了扭曲(qū)。这(zhè)个现象(xiàng)就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑(hēi)洞或(huò)者(zhě)是暗物质。

所以当人们(men)对子(zi)弹星系团观测(cè)的时候，发现它(tā)的大质量区(qū)域并不是(shì)在中(zhōng)间，而是在两侧。所(suǒ)以最(zuì)好的(de)解释方法就是(shì)当星团发生全部的碰撞时，可被观测到(dào)的质量气体(tǐ)被卡在了中间(jiān)，暗物(wù)质则直接通过(guò)了这个区域，并在两边形(xíng)成(chéng)了(le)引力透镜。对(duì)子弹星系团(tuán)的(de)引力(lì)透镜研(yán)究(jiū)也被(bèi)认为是暗(àn)物质(zhì)存在的迄九年一贯制教育是什么意思啊，九年一贯制啥意思今为止最好的(de)理论证据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙当中(zhōng)最古(gǔ)老的(de)光(guāng)。从宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见光(guāng)终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了(le)130多亿(yì)年之后，这些(xiē)光在宇宙(zhòu)空间背景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射。其中红(hóng)色的部分(fēn)表示(shì)温度较高的区(qū)域，蓝色则表示(shì)相对较(jiào)冷的区域(yù)，但实际(jì)上它们之间的温(wēn)差(chà)只有万分之一。

科学家们(men)通(tōng)过对前(qián)景背景分离后的二值图像(xiàng)进(jìn)行连通域提(tí)取和标记之后发现，如(rú)果宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)没有暗(àn)物质，图形(xíng)看(kàn)起(qǐ)来不应该是这(zhè)样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才变得看(kàn)起(qǐ)来“和谐”。为(wèi)了(le)匹配(pèi)宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要的(de)暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这(zhè)个数字与(yǔ)解释星(xīng)系当中恒星运动所需要的(de)暗(àn)物质比例(lì)是一致的。这就意味着。

用了一(yī)个简单的理(lǐ)论(lùn)框架，就很好(hǎo)地解释(shì)了很多不(bù)同的(de)观测结果。而暗物质(zhì)的(de)本(běn)质就是宇宙(zhòu)当中存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们不参与任何其(qí)他(tā)的电磁作用，只通过引力来相互作(zuò)用。所以(yǐ)如果能(néng)够找到(dào)这种(zhǒng)粒子(zi)的(de)存在，就相当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证据。这种粒(lì)子到底是什(shén)么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目标，而要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需要的实验方式也不相同。在过去的几十年当(dāng)中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不(bù)到，几乎不(bù)会(huì)九年一贯制教育是什么意思啊，九年一贯制啥意思与常规物质相互作(zuò)用的“暗物(wù)质”，科学家们已(yǐ)经进行了(le)超过(guò)50次的(de)实(shí)验，却没有任何(hé)实(shí)质性(xìng)的(de)发现，除了一个地方，意大利的格(gé)兰萨(sà)索山(shān)，隶属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山(shān)脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着(zhe)地球上(shàng)最(zuì)大的(de)地(dì)学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的探测器，一直致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的(de)科(kē)学家(jiā)声(shēng)称观测到了某种信号。经(jīng)过(guò)了(le)20多(duō)年的数据收集，人(rén)们发现(xiàn)了一个有趣的(de)事情。探测率会(huì)在(zài)每年的6月份达到峰(fēng)值，然(rán)后在11月降(jiàng)到最低，而且在20年当(dāng)中每年(nián)都是一样。一些科学家(jiā)认为(wèi)这(zhè)可能是人类发现(xiàn)暗(àn)物质(zhì)的(de)第一个(gè)直接(jiē)证据。

但是为什么暗(àn)物质(zhì)会产生周(zhōu)期性的年(nián)度信号(hào)呢？刚才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕(rào)着(zhe)银河系(xì)进行移动(dòng)，那么如(rú)果暗(àn)物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味着我(wǒ)们(men)也在以(yǐ)这样的速度(dù)在穿越着暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相(xiāng)应的振荡，同时地球又以30公里(lǐ)/秒(miǎo)的(de)速度围(wéi)绕(rào)太阳进行旋转。所以有(yǒu)半年的时间(jiān)，地球(qiú)围绕太阳的方向与太(tài)阳环绕银河系的方向(xiàng)是一(yī)致的(de)，而(ér)另外半(bàn)年则(zé)与(yǔ)之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与(yǔ)太阳的方向正好达到(dào)完全一致，这(zhè)是理论上(shàng)地球(qiú)穿越暗物质流(liú)最快的时(shí)段。而在(zài)11月(yuè)份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系(xì)相(xiāng)对(duì)银河系(xì)的(de)平面呈现了60度的倾斜(xié)，但是这(zhè)并不影响这个(gè)理论(lùn)的(de)有效性。

因此科学家认为(wèi)这可以(yǐ)用来(lái)解释，研究人员们所观测到(dào)的周期(qī)性信号。当然也(yě)可能有其他的情况，造成这种年度周期信号(hào)的(de)差(chà)异也可能(néng)是温(wēn)度、湿度、土壤(rǎng)中的水分(fēn)、高山上(shàng)的(de)积雪，甚至连(lián)意(yì)大利游客的数量(liàng)也(yě)符合这(zhè)个(gè)周期的规律。

所以，科学家们(men)又在南(nán)半球建立了一个(gè)几(jǐ)乎(hū)相同的实验室，这里的季节与之前的实验室(shì)正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里(lǐ)，地球穿(chuān)过暗(àn)物质流的(de)运动特(tè)征和第一个实验(yàn)室是一(yī)样(yàng)的。

因此(cǐ)，如果在这里可以得到相同的信号(hào)，就(jiù)可以成为(wèi)暗物(wù)质所存在的(de)非常有(yǒu)力的证据了。但是(shì)由于(yú)这个(gè)实验室刚刚建成(chéng)不久，所以截至目前还无法提供相应的(de)数据支持(chí)。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的望(wàng)远镜(jìng)，这台太空(kōng)望远镜叫做“南希格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器(qì)提供的(de)视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望远镜(jìng)其(qí)中(zhōng)一个关键的用(yòng)途(tú)就(jiù)是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探(tàn)测的结(jié)果(guǒ)，我们只能拭目(mù)以待了。费米实验室粒(lì)子天体物理中心的(de)科学家丹琥珀和(hé)贾(jiǎ)森斯特芬研究(jiū)发现，如(rú)果暗物(wù)质存(cún)在，它们极(jí)有可能拥有另一种(zhǒng)神秘的(de)效应(yīng)，这种暗物质效应(yīng)，会支持宇宙(zhòu)当中生(shēng)命的诞生，或者说是生(shēng)命进化(huà)的(de)一个重要因素(sù)。

如果这一(yī)理(lǐ)论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物质会不会意(yì)味(wèi)着人类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的(de)行星上(shàng)，暗物质(zhì)正在通(tōng)过这样(yàng)的效应创造生命。当(dāng)然，这些(xiē)推(tuī)论(lùn)的(de)大前提是要先找到暗物质存(cún)在的实际证据。那么小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你的支持(chí)是(shì)我更新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 九年一贯制教育是什么意思啊，九年一贯制啥意思