宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存(cún)在(zài)科学(xué)无(wú)法解释的“暗物质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟(jìng)是什么(me)？人类为了寻找暗物(wù)质(zhì)存在的证据，科学家们在过去的(de)几十年当中进行了超过50次(cì)的长(zhǎng)期实验，但(dàn)是却没有发现任(rèn)何的有(yǒu)效证据。除了一个(gè)地(dì)方，在1687年出版(bǎn)的自然(rán)哲学数学(xué)原理一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引力(lì)定律，它(tā)揭(jiē)示(shì)了宇宙中天体运动的规(guī)律。往(wǎng)后(hòu)的几百(bǎi)年来，当(dāng)天文学(xué)家们发(fā)现某些天(tiān)体运行轨道出(chū)现异(yì)常(cháng)，不符合(hé)万有引(yǐn)力定(dìng)律的时候，他们就(jiù)会(huì)知道，周围(wéi)一定有未知的天体通过引力(lì)在摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶(yé)就通(tōng)过天(tiān)王星(xīng)运行(xíng)轨道的异常，推算(suàn)并且(qiě)发现(xiàn)了海(hǎi)王星(xīng)的存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应(yīng)用万有引力定律所取(qǔ)得重大天文(wén)成(chéng)就(jiù)的例(lì)子。但(dàn)是这些发(fā)现都是在(zài)恒星系统(tǒng)的尺(chǐ)度当中，可当我们上升到星系或者是星团的尺度(dù)，事情就开(kāi)始(shǐ)变得(dé)诡(guǐ)异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学(xué)家(jiā)弗里茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后发星(xīng)系团(tuán)的质量。这是(shì)一个由数千个(gè)星系所组成的(de)巨大星系团，这些(xiē)星系被引力束(shù)缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确定其质量的范围(wéi)。

第一种是获(huò)得其"光度学的质(zhì)量"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第(dì)二(èr)种是动力学质量的计算，是利用光(guāng)谱红移测量星系团中(zhōng)的各(gè)个星系(xì)相对于星系团的运动速(sù)度。当测量(liàng)结果出来之后，兹威基彻(chè)底懵(měng)了，“动(dòng)力学(xué)质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的(de)400倍。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可(kě)见光(guāng)的形式所存在，我们(men)无法看到。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测量速度的过程(chéng)中，兹威基发(fā)现星系团中很(hěn)多星系的速度(dù)比理论(lùn)上要(yào)快(kuài)得多，按照牛顿的运动(dòng)学定律(lǜ)，仅靠这些(xiē)可(kě)见星系的质量所产生的引力是无(wú)法将它(tā)们束缚在(zài)星系团内的，它们早就(jiù)应(yīng)该被抛(pāo)出星(xīng)系团(tuán)之外了，除非有一种神秘的力量在(zài)起作用，这种力量来(lái)源(yuán)于某种隐形的(de)物(wù)质。

据此，兹维基提出了(le)这(zhè)样部(bù)分不可见的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光(guāng)，但是(shì)它们却占据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量(liàng)。只(zhǐ)是当(dāng)时的(de)人们对(duì)这(zhè)样的(de)一(yī)种说法(fǎ)不屑(xiè)一(yī)顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出(chū)现(xiàn)。天文学家维拉(lā)鲁宾和(hé)肯特福特在观测仙女(nǚ)座星(xīng)系(xì)中的恒星(xīng)运动。理论(lùn)上来说，距离中心越远的恒星在(zài)其轨道上的(de)运行速度就会越慢。但是他们观(guān)测的结果却让人感到不可思议。

随着(zhe)与中心距离的增加(jiā)，恒星(xīng)的旋(xuán)转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据牛顿的(de)万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律，在星系当中(zhōng)如果没有(yǒu)足够大的质量来(lái)吸引(yǐn)它(tā)们，这些外围的(de)恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使用一种相对标准的方法来解释(shì)暗(àn)物(wù)质的(de)存在，这种方法就(jiù)是测(cè)量星系当中气(qì)体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以(yǐ)及在Y轴上气(qì)体(tǐ)的旋转(zhuǎn)速(sù)度。如果出现(xiàn)异常的(de)结果，就认为是由暗(àn)物质的力量进(jìn)入其(qí)中。

于(yú)是科(kē)学家们通(tōng)过射(shè)电望(wàng)远镜测(cè)量(liàng)了距(jù)离星系中心更远距离的(de)氢元素，发现它们(men)的旋转速(sù)度并(bìng)不符合(hé)牛顿的力学定律。我们(men)的太阳系也(yě)不例(lì)外(wài)，太阳系位于银河(hé)系的第(dì)三悬臂之上，距(jù)离(lí)银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系(xì)的(de)运行速度应该(gāi)是(shì)160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系(xì)正在以220千(qiān)米(mǐ)/秒的速度围绕银河系旋转，这(zhè)个实际(jì)速度远(yuǎn)远大于理论速度(dù)，那么产(chǎn)生以上(shàng)这种向心加速度的原因很可(kě)能就是存在着一(yī)种(zhǒng)我们看不到的物质，是这些暗(àn)物质的引(yǐn)力效应将星系聚集在了一(yī)起。

也(yě)是从(cóng)这(zhè)时开始，越来越多的研究人员(yuán)开始相信(xìn)暗物(wù)质的存在。科学家根据星(xīng)系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星系当中暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不(bù)是唯一可(kě)以解释这个(gè)现象的原因。在一项新的研究当中，科学家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引力(lì)效应的遥(yáo)远恒(héng)星之间，也会出现(xiàn)速度上(shàng)的微小差(chà)异。另外，天文(wén)学家还发现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距(jù)离地球(qiú)大(dà)约2.5亿光(guāng)年，大(dà)小和银河系(xì)不多，但是星系(xì)当中存(cún)在的恒星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗(àn)物质(zhì)，否则就会分崩离析。但(dàn)是科学家(jiā)们使用最先进的望远镜(jìng)对(duì)其进行(xíng)了40个小时(shí)的(de)详(xiáng)细测(cè)量之后(hòu)，发现星系中的恒星(xīng)运动是可以用正常(cháng)的物质和力学定律(lǜ)来解释的。那么(me)又有人提出，也许该星系(xì)的暗物(wù)质，已经被附近(jìn)的另一个大(dà)星系剥离了。奇怪的是，它的(de)附近没(méi)有任何(hé)星(xīng)系存在。造成这些现象(xiàng)的除了暗(àn)物质的假说之外，另(lìng)一种(zhǒng)可(kě)能就是(shì)人类(lèi)对引力(lì)的理解还(hái)不够全面，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的(de)，这(zhè)意味(wèi)着在行星系(xì)尺度中(zhōng)的天体会沿着(zhe)它们的轨道，按照我们(men)所理(lǐ)解(jiě)的方式运动。但是上(shàng)升到(dào)星(xīng)系和星团的尺度，引力(lì)之间的相(xiāng)互作用则是(shì)不同的方式。对(duì)于(yú)在星系团之间的(de)相互(hù)作用，科学家还引入了外部(bù)场(chǎng)效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的是在数百万光年的规模上，巨大的质量之间(jiān)会产生对(duì)彼此(cǐ)特殊的效果，这(zhè)个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们需要对现在的物理定律进(jìn)行(xíng)修正，这些发现(xiàn)也让(ràng)很(hěn)多人认为暗物质假说理论(lùn)就(jiù)此终结(jié)。但(dàn)是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质存在(zài)的(de)其他的(de)理论证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由两(liǎng)个碰撞(zhuàng)的(de)星(xīng)系团所组成，类(lèi)似(shì)这样的星团，它们大部分(fēn)的普通质(zhì)量(liàng)都在(zài)星系(xì)的气体当(dāng)中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的(de)时(shí)候，星际气体的相互作(zuò)用(yòng)就会(huì)导致温度的(de)急剧升(shēng)高，速度(dù)大幅(fú)降(jiàng)低。所(suǒ)以在理论上，在(zài)碰(pèng)撞之后，子弹(dàn)星系团大部分的(de)质量将位于(yú)所有这些气体所(suǒ)在的中(zhōng)间区域。那么(me)我们通过什么来验证它的(de)质量区域到底(dǐ)是不是集中在中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当(dāng)中第(dì)一张全彩的高清照片，在照片中我们可(kě)以明(míng)显(xiǎn)地看到很(hěn)多星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形(xíng)变。其(qí)实(shí)这些星(xīng)系本身(shēn)并不是真的被扭曲了，也不是韦(wéi)伯(bó)望远镜(jìng)出了什么(me)问题，而(ér)是这样(yàng)极遥远的(de)天体(tǐ)和我们地球上的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超(chāo)大质量的(de)东西的引力，会使身后更遥(yáo)远星(xīng)系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效(xiào)应(yīng)。这个(gè)巨大的天体(tǐ)可能是超大质量(liàng)的(de)黑(hēi)洞或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)观测的时候，发(fā)现它的(de)大质量区域并不(bù)是在中间，而是在两侧。所以最(zuì)好的(de)解释(shì)方法就是当(dāng)星(xīng)团发生全(quán)部的碰撞时，可被观测(cè)到的质量(liàng)气(qì)体被卡在了中间，暗物质则(zé)直(zhí)接通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究也被认(rèn)为是(shì)暗物质(zhì)存在的迄今为(wèi)止(zhǐ)最(zuì)好(hǎo)的(de)理论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇宙当(dāng)中最古老的光。从宇宙大(dà)爆(bào)炸开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可见光终于可(kě)以畅通无阻地穿越在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)了。经(jīng)过了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空(kōng)间背景上留(liú)下了各相同性的微波辐射。其中红色(sè)的(de)部分(fēn)表(biǎo)示温度较高的区(qū)域，蓝(lán)色则表示相对较冷的(de)区域(yù)，但(dàn)实际上它们之间的温差只有万(wàn)分之一(yī)。

科(kē)学家们通过对(duì)前景背景分离后的二值(zhí)图像(xiàng)进行(xíng)连通(tōng)域提取和标记(jì)之后发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗(àn)物(wù)质，图形(xíng)看起来不应该(gāi)是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值的(de)幅度会减小，才变(biàn)得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射(shè)的测量(liàng)值，我们需要(yào)的暗物质(zhì)大约是普通(tōng)物(wù)质的5倍。这个数(shù)字与解释星(xīng)系当中恒星(xīng)运动所需要的(de)暗(àn)物质比例是(shì)一致的。这就意味着。

用了一个简单的(de)理论框架，就很好(hǎo)地解(jiě)释(shì)了很(hěn)多不同的(de)观测结果。而暗物质的本质就是(shì)宇宙当中(zhōng)存(cún)在着某种类型的粒子(zi)，它们不参与任何(hé)其他的(de)电磁作(zuò)用，只通过引力(lì)来相互作用。所以如果能够(gòu)找到这种粒子(zi)的存在，就相当于找到了暗(àn)物质(zhì)存在的实际(jì)证据。这种(zhǒng)粒(lì)子(zi)到底是(shì)什么？科学家们已(yǐ)经(jīng)提出(chū)了数十种的(de)假想目标，而要寻找(zhǎo)这些不同的(de)目标粒(lì)子所需要的实验方式也不相同(tóng)。在过去的(de)几十(shí)年当中，人(rén)类为了寻找这些看不(bù)见(jiàn)、摸不到，几(jǐ)乎不会(huì)与常规物质相互(hù)作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超(chāo)过50次的(de)实(shí)验，却没有任何实质性的发现，除(chú)了(le)一个地方，意大利的格兰萨(sà)索(suǒ)山，隶属于(yú)阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着地球上最大的地学天女散花的姿势是怎样的，男女之间天女散花是什么意思(xué)实验室(shì)，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三(sān)层楼高的探(tàn)测器，一直致(zhì)力(lì)于(yú)寻找暗物(wù)质粒子的周(zhōu)期(qī)性(xìng)震(zhèn)荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科(kē)学家声(shēng)称(chēng)观测到了某种信(xìn)号(hào)。经过(guò)了(le)20多年的(de)数据收集，人(rén)们发现了一个有趣(qù)的事(shì)情。探测(cè)率会在每(měi)年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在20年当中(zhōng)每年(nián)都是一(yī)样。一些科学家认为(wèi)这可能是人类(lèi)发现暗物质的第一个直接证据。

但是(shì)为什么暗物质会产(chǎn)生周期性(xìng)的年度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们讲了(le)太阳系(xì)正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕(rào)着(zhe)银河(hé)系进(jìn)行(xíng)移动，那么(me)如果暗(àn)物质存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也(yě)在以这样的速度在穿越(yuè)着(zhe)暗物质流，这(zhè)个过程(chéng)中会产生相应的振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有半年(nián)的时(shí)间，地球围绕(rào)太阳(yáng)的方(fāng)向与太阳环(huán)绕(rào)银河系(xì)的方向是一致的，而另外半年则与(yǔ)之相反(fǎn)。

而(ér)在6月份的时候(hòu)，地球与太阳的方向正好达(dá)到(dào)完全一(yī)致，这(zhè)是理论上地(dì)球穿越暗物质流(liú)最(zuì)快的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在(zài)实际(jì)的情况(kuàng)中，太阳系相对银河系的平面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影(yǐng)响(xiǎng)这(zhè)个理论的有效性。

因此科(kē)学家认(rèn)为这可以(yǐ)用来解(jiě)释，研究人(rén)员们所观测到的周(zhōu)期性信号(hào)。当然也(yě)可能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度周(zhōu)期(qī)信号的差异也可能(néng)是温度、湿度、土壤中的(de)水分(fēn)、高(gāo)山上的积(jī)雪，甚至(zhì)连意大利游客的数(shù)量也符(fú)合这个周(zhōu)期的(de)规律。

所以(yǐ)，科(kē)学家(jiā)们又在南半球建立了(le)一个(gè)几乎相同的实验室，这里的(de)季节与之前(qián)的实验室正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物质流(liú)的运(yùn)动特(tè)征和第(dì)一(yī)个实验室(shì)是一样的(de)。

因此(cǐ)，如果在这里(lǐ)可(kě)以(yǐ)得到相同的信号，就(jiù)可以成为暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但(dàn)是由于这个(gè)实验室刚(gāng)刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至(zhì)目(mù)前还无法提(tí)供相应的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会(huì)发射(shè)一台新的望远镜，这台太(tài)空望远镜叫(jiào)做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视(shì)野是哈勃红(hóng)外仪器的100倍(bèi)。南希格(gé)雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中(zhōng)一个(gè)关键的用途(tú)就(jiù)是探索暗物质背后(hòu)的奥秘(mì)，对(duì)于探测的结果，我们只能拭(shì)目以待了。费米实验(yàn)室粒子(zi)天体(tǐ)物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究(jiū)发(fā)现，如果暗物(wù)质(zhì)存(cún)在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神(shén)秘(mì)的效应，这(zhè)种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是生命进化的一个重要因素。

如果这(zhè)一理论得(dé)到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人类并不孤(gū)单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的行(xíng)星上，暗物质(zhì)正在通过(guò)这样的效应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是(shì)要先找到暗(àn)物(wù)质存在的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们(men)，你们觉得暗(àn)物质(zhì)到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支持(chí)是我(wǒ)更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 天女散花的姿势是怎样的，男女之间天女散花是什么意思