宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会存在(zài)科学无(wú)法解(jiě)释的“暗(àn)物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类(lèi)为了寻找暗物(wù)质存在的(de)证据，科(kē)学(xué)家们在过去的(de)几(jǐ)十(shí)年当(dāng)中进行了超过50次的(de)长期实验，但(dàn)是却没有发(fā)现任(rèn)何的有效证据。除了(le)一个地(dì)方(fāng)，在1687年(nián)出版的自然哲学数(shù)学原理一书(shū)中，埃(āi)萨克(kè)牛顿发表(biǎo)了(le)万有(yǒu)引力定(dìng)律，它揭示了(le)宇宙(zhòu)中天体(tǐ)运动的(de)规(guī)律。往后(hòu)的几百年来(lái)，当天文学家们发现某些天体运行轨道(dào)出现异常，不符合万有(yǒu)引力(lì)定律的时候，他们就会(huì)知道，周围一定有未知的天体通(tōng)过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒(lēi)维耶就(jiù)通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推(tuī)算并且发现了海王星(xīng)的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥(míng)王星的发现都是应用万(wàn)有引力定律所取得重(zhòng)大天(tiān)文成就的例子。但是这些(xiē)发现(xiàn)都是在恒星(xīng)系统的尺度(dù)当中，可当我们上升到星系或者是星团的尺(chǐ)度，事情就(jiù)开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基(jī)正在研究(jiū)和(hé)测量后发星系(xì)团的质量。这是一个由数千个星系所组成的巨大星(xīng)系团，这(zhè)些星系被引力束缚在一起。测量星系(xì)团(tuán)的质量一般会使用到两种方法，当(dāng)两种(zhǒng)方法结果一致，就可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需(xū)要(yào)的数据是测量(liàng)各个星系的(de)光(guāng)度。

第二种是动(dòng)力(lì)学(xué)质量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星(xīng)系团中的各(gè)个星(xīng)系相对(duì)于星系团的运(yùn)动速度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍。这意味着(zhe)，后(hòu)发(fā)座(zuò)星系(xì)团有(yǒu)99%的质(zhì)量消失(shī)了，或者说这99%的质量并(bìng)不(bù)以(yǐ)可见(jiàn)光的形式所存在，我们无法看到(dào)。最诡异的是(shì)，在(zài)测量速度的过程中(zhōng)，兹(zī)威基发现(xiàn)星系(xì)团中很多星(xīng)系的速度(dù)比理(lǐ)论上要快得多(duō)，按照牛(niú)顿的运(yùn)动学定律，仅(jǐn)靠这些可见(jiàn)星系的质量所产(chǎn)生的引力是无法将它们束缚(fù)在(zài)星(xīng)系团内的，它们(men)早就应该(gāi)被抛出星系(xì)团之(zhī)外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量(liàng)在(zài)起作用(yòng)，这种力(lì)量来源于(yú)某种隐形(xíng)的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部分(fēn)不可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却占据(jù)着宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只是当(dāng)时的人们(men)对这样(yàng)的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这(zhè)个词才再一(yī)次(cì)出现。天(tiān)文学家维拉(lā)鲁宾和肯(kěn)特福特在观测仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在(zài)其(qí)轨道(dào)上的(de)运行速度就会越慢。但是他(tā)们观(guān)测的结果却(què)让人感到不可思(sī)议(yì)。

随着与中心距(jù)离的增加，恒星(xīng)的旋转(zhuǎn)速度(dù)几乎(hū)保持不变。可是(shì)根据牛顿的(de)万有(yǒu)引(yǐn)力定律(lǜ)，在星系(xì)当(dāng)中如果没有足够大(dà)的质量来吸引它们，这些外围的恒(héng)星(xīng)早就被甩到宇(yǔ)宙当中(zhōng)了(le)。基于(yú)这种现象，科学家们会使(shǐ)用一种相对(duì)标准的方法(fǎ)来解释暗物质的存在，这种方(fāng)法就是测量星系(xì)当中气(qì)体在(zài)X轴上(shàng)距离星系(xì)中心的距离，以及(jí)在(zài)Y轴(zhóu)上(shàng)气体的旋转速度。如(rú)果出现异(yì)常的结果，就认为是由暗物(wù)质的力(lì)量(liàng)进入其(qí)中。

于是科学家们通(tōng)过射(shè)电(diàn)望远镜(jìng)测量了(le)距离星(xīng)系中心更远距离的(de)氢元素，发(fā)现它(tā)们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太阳系也不例外，太(tài)阳系(xì)位于银河系的(de)第三悬(xuán)臂(bì)之(zhī)上，距离银河系(xì)中心2.6万光(guāng)年，根据万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运行速度应(yīng)该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实(shí)际(jì)速(sù)度远远大于理(lǐ)论(lùn)速度，那么(me)产生以上这种向心加(jiā)速度(dù)的原因很可(kě)能(néng)就(jiù)是存在(zài)着(zhe)一(yī)种(zhǒng)我们看不(bù)到的(de)物质(zhì)，是(shì)这些暗物质的引力(lì)效应(yīng女人出国能干什么工作，女人出国打工都有什么工作)将星系聚集在了一起。

也是从(cóng)这时(shí)开始，越(yuè)来(lái)越(yuè)多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家根(gēn)据(jù)星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中(zhōng)暗物质的(de)质量占整个(gè)星系质量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个现象的原(yuán)因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发(fā)现(xiàn)，几乎没有引力(lì)效应(yīng)的遥(yáo)远恒星之间，也会出现(xiàn)速度上的微小差异。另外，天文(wén)学家还发现了一个反常(cháng)的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个(gè)星系距离地球(qiú)大(dà)约2.5亿光年(nián)，大小和银河系不(bù)多(duō)，但是(shì)星(xīng)系(xì)当中(zhōng)存在的(de)恒星数量(liàng)却只(zhǐ)有银河系的千分之一(yī)。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须存在暗(àn)物质，否则就(jiù)会分崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先进(jìn)的望远镜(jìng)对其进行了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发现星(xīng)系中的恒(héng)星运(yùn)动是可以(yǐ)用正常的物质(zhì)和力学定律来解释的。那么(me)又有人提出，也许该星系的暗物质，已(yǐ)经被附(fù)近的另一(yī)个(gè)大星系剥离了(le)。奇怪的是，它(tā)的附近没有任(rèn)何(hé)星系存在。造成这些现象(xiàng)的除了(le)暗(àn)物质的(de)假(jiǎ)说之外，另(lìng)一种可能就是(shì)人类对引力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空间中的工作方式是(shì)不同的，这意(yì)味着在(zài)行星系尺度(dù)中的天(tiān)体会沿着它(tā)们(men)的轨道，按照我们(men)所理解的方(fāng)式运动(dòng)。但是上升(shēng)到星系(xì)和星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的相互作(zuò)用则是不同的方式。对于(yú)在星系团(tuán)之间的相互作用，科学家还引入了外部场效应(yīng)的概念(niàn)，指的是在数百万光(guāng)年的(de)规(guī)模上，巨(jù)大的质(zhì)量之间(jiān)会产生对彼此特(tè)殊(shū)的效果，这个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙(méng)德(dé)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(zhèng)，这些发现也(yě)让很多(duō)人(rén)认(rèn)为(wèi)暗物质假说理论就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有(yǒu)关(guān)于暗物质存(cún)在的其他的理论(lùn)证(zhèng)据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的(de)星系团所(suǒ)组成，类(lèi)似这样(yàng)的(de)星(xīng)团，它们大(dà)部分的普(pǔ)通质量都(dōu)在星系的(de)气体当(dāng)中。当星团以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导致温度的(de)急剧升高(gāo)，速(sù)度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系(xì)团大部分的质量(liàng)将位于所(suǒ)有这些气体(t女人出国能干什么工作，女人出国打工都有什么工作ǐ)所在(zài)的(de)中间区域。那么我们通(tōng)过什么来验证它的(de)质量区(qū)域到底是不是(shì)集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空望远镜传回(huí)了(le)宇宙当中第一张全彩的高清(qīng)照(zhào)片(piàn)，在(zài)照片中(zhōng)我(wǒ)们可(kě)以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨(jù)大的形变(biàn)。其实这些星系本身并不(bù)是真的被扭(niǔ)曲了，也(yě)不是韦(wéi)伯望(wàng)远镜出了什(shén)么问题，而是这样极(jí)遥远的天体和我们地球上的观测(cè)者之间。被一个质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个超(chāo)大质量(liàng)的东西的引力(lì)，会(huì)使(shǐ)身(shēn)后更遥远星系的(de)光都发(fā)生了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力透镜(jìng)效(xiào)应。这个巨大的(de)天体可能是超大质量的黑洞或者(zhě)是(shì)暗物(wù)质。

所以当人们对(duì)子弹星系团观测的时(shí)候，发现它的大质量区域并不是在(zài)中间(jiān)，而(ér)是在(zài)两(liǎng)侧。所以(yǐ)最好的解释方法(fǎ)就是当星团发生全部(bù)的碰撞时，可被观测(cè)到(dào)的质量气体(tǐ)被(bèi)卡在了中间，暗物质则(zé)直接通过了这个区域，并在(zài)两边形(xíng)成了(le)引力透镜。对子弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被认为是暗物质(zhì)存在(zài)的迄今为止最(zuì)好(hǎo)的(de)理(lǐ女人出国能干什么工作，女人出国打工都有什么工作)论证据。

除此之外，还有来(lái)自(zì)宇宙(zhòu)当中(zhōng)最古老的(de)光。从宇(yǔ)宙大(dà)爆(bào)炸开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地(dì)穿越(yuè)在宇宙当中了(le)。经过(guò)了(le)130多亿年之后，这(zhè)些光在(zài)宇宙空间背(bèi)景上留下了各相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色的部分(fēn)表示温度较高的区(qū)域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷(lěng)的(de)区域，但(dàn)实际上它们之间的温(wēn)差只有(yǒu)万分(fēn)之一。

科学家(jiā)们(men)通过(guò)对前景背景分离后的二值(zhí)图(tú)像(xiàng)进(jìn)行连(lián)通域提取和(hé)标记之后发现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)没有暗物质，图(tú)形看起来不应该是这样的，而随着暗(àn)物(wù)质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值，我们需要的暗物质大约是普通物(wù)质(zhì)的5倍。这个(gè)数字与解释(shì)星系当(dāng)中恒星运动(dòng)所(suǒ)需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框(kuāng)架，就很好(hǎo)地解释(shì)了很(hěn)多不同的(de)观测结果。而暗物(wù)质(zhì)的本质就是宇宙(zhòu)当(dāng)中存在着某种类型(xíng)的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以(yǐ)如果能够找到这种粒子(zi)的存在(zài)，就相当于(yú)找(zhǎo)到了暗物(wù)质存在的实(shí)际(jì)证据(jù)。这种粒子到底是什么(me)？科学家们已经提出(chū)了数十种的假(jiǎ)想目(mù)标，而要寻找这些不同(tóng)的(de)目标粒子所需要(yào)的(de)实验(yàn)方式也(yě)不相(xiāng)同。在过去的几十年当中，人(rén)类为了寻找这些看不(bù)见(jiàn)、摸(mō)不到(dào)，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物(wù)质”，科学家们已经(jīng)进(jìn)行了(le)超过(guò)50次的实验，却没有任何(hé)实质性的发现，除了(le)一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的地下(xià)矿井当(dāng)中(zhōng)，藏着(zhe)地球上最大的地学实验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个(gè)三层楼高的探(tàn)测器，一直致(zhì)力于寻找暗(àn)物质粒(lì)子的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家(jiā)声称(chēng)观测(cè)到了某种信号。经过了20多(duō)年的(de)数据收集，人们发现了一(yī)个有趣的事情(qíng)。探测率会在每(měi)年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月(yuè)降到最低(dī)，而且(qiě)在20年当中每年都是一样。一些科学家认为这可(kě)能是人类发现暗物(wù)质的(de)第一个直接证据(jù)。

但是(shì)为什(shén)么(me)暗物(wù)质会产生周期性(xìng)的年度信(xìn)号呢？刚(gāng)才(cái)我们讲了太阳(yáng)系正(zhèng)在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系(xì)进行移动(dòng)，那(nà)么(me)如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意味着我(wǒ)们也在以这样的速度在(zài)穿越着暗(àn)物质(zhì)流，这(zhè)个(gè)过程中会(huì)产生相应的(de)振(zhèn)荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的速度围绕(rào)太阳进(jìn)行旋转。所以(yǐ)有半(bàn)年的时间(jiān)，地球围绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕银(yín)河(hé)系的方向是一致的，而另(lìng)外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月份的时候，地球与(yǔ)太阳的方向正(zhèng)好达到(dào)完(wán)全一(yī)致，这是理论(lùn)上地球穿越暗物质(zhì)流最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河(hé)系的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这个理论的有效(xiào)性。

因此科学(xué)家认为这(zhè)可(kě)以用来解(jiě)释，研究人员(yuán)们所(suǒ)观测(cè)到的周期性信号。当(dāng)然也可(kě)能(néng)有其他的(de)情况(kuàng)，造成这种年度(dù)周期信号的(de)差异也可(kě)能是温度、湿度、土(tǔ)壤(rǎng)中的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚(shèn)至(zhì)连意大(dà)利游(yóu)客的(de)数量也符合这个周期的(de)规律。

所以，科学家们(men)又在南半球建立了一个几乎相(xiāng)同的实(shí)验室，这里(lǐ)的季节与(yǔ)之前的(de)实(shí)验(yàn)室正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物(wù)质流(liú)的运动特征和第一个实验(yàn)室是一样(yàng)的。

因此，如果(guǒ)在这里可以得到相同(tóng)的信号(hào)，就可(kě)以(yǐ)成(chéng)为暗物质所存在的非常有力的证据(jù)了(le)。但是由(yóu)于(yú)这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以(yǐ)截(jié)至(zhì)目前还无(wú)法(fǎ)提供相(xiāng)应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台(tái)新的望(wàng)远镜，这台太空(kōng)望远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈(hā)勃望远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯(sī)罗(luó)曼太(tài)空望远镜(jìng)其中一(yī)个关键(jiàn)的用(yòng)途就是探索暗物(wù)质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我们(men)只能拭目(mù)以待(dài)了。费(fèi)米实验室粒子天体物理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾(jiǎ)森(sēn)斯特芬(fēn)研究发现，如(rú)果暗物(wù)质存(cún)在(zài)，它(tā)们极有可能拥有另一(yī)种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当(dāng)中(zhōng)生(shēng)命(mìng)的诞生，或(huò)者说(shuō)是生(shēng)命进化的一个(gè)重要因素(sù)。

如果这(zhè)一理论(lùn)得(dé)到进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙(zhòu)当中(zhōng)的暗物质会(huì)不(bù)会意味(wèi)着(zhe)人类(lèi)并(bìng)不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的(de)行星上，暗物质正在(zài)通过(guò)这样的效应(yīng)创(chuàng)造生命。当然(rán)，这些推论的大(dà)前提是要先找到暗物质存(cún)在的实际证(zhèng)据。那么(me)小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢(ne)？喜(xǐ)欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 女人出国能干什么工作，女人出国打工都有什么工作