宇宙是(shì)“人(rén)为制造”的？为何(hé)会(huì)存在科学(xué)无(wú)法(fǎ)解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究(jiū)竟是什(shén)么？人类(lèi)为了寻找暗(àn)物质(zhì)存(cún)在(zài)的证据，科学家们在过去的几十(shí)年当(dāng)中进行了超(chāo)过50次的长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任何的有效证(zhèng)据(jù)。除了一个地(dì)方，在(zài)1687年出版的(de)自然哲学数(shù)学(xué)原理一书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了(le)万(wàn)有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的(de)规律。往后(hòu)的几百年来，当天文学(xué)家(jiā)们发(fā)现某些天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符合万(wàn)有引力定律的时(shí)候，他们就会知(zhī)道，周围一定有未知(zhī)的天体通过引力在摄动(dòng)它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异(yì)常，推算并(bìng)且发现了(le)海王星(xīng)的存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都是应(yīng)用万有引力定律(lǜ)所取得重大天文成就(jiù)的例子。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的(de)尺度(dù)当中，可当我们(men)上升到星(xīng)系或者是星团(tuán)的(de)尺度(dù)，事情(qíng)就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究(jiū)和(hé)测量后(hòu)发星系团的质量(liàng)。这是(shì)一(yī)个由(yóu)数(shù)千个星系所(suǒ)组成的巨大星系团，这些星系被引(yǐn)力束缚在(zài)一(yī)起。测量星系团的质量一般(bān)会使用到两种方法(fǎ)，当(dāng)两种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)结果一致，就可以(yǐ)确定其质量的范(fàn)围(wéi)。

第一(yī)种是获得其"光度学的质量"，需要(yào)的数据是测量各个星(xīng)系的(de)光度。

第二种是动力(lì)学质(zhì)量的(de)计算，是利用光谱红移测量(liàng)星系团中的各(gè)个星系相对于(yú)星系团的(de)运动速(sù)度。当测(cè)量结果(guǒ)出来(lái)之后，兹威基彻(chè)底(dǐ)懵(měng)了，“动力学(xué)质量(liàng)”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意(yì)味(wèi)着，后发座星系团(tuán)有99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的质量并(bìng)不以可见(jiàn)光的(de)形式(shì)所存在，我(wǒ)们无法(fǎ)看到。最诡异(yì)的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星(xīng)系团中很多星(xīng)系的速度比(bǐ)理论(lùn)上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所(suǒ)产生的引力是无法将它们束缚在星系团(tuán)内(nèi)的，它们早就应该被抛出星系团之(zhī)外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这(zhè)种力量来源(yuán)于某种隐形(xíng)的(de)物(wù)质。

据此，兹(zī)维(wéi)基提出了这样部分不可见的暗质，它不发散(sàn)光(guāng)、吸光、反射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中绝(jué)大部分的质量(liàng)。只是(shì)当时的人们(men)对这样的(de)一种说法不(bù)屑一(yī)顾(gù)。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再(zài)一(yī)次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测(cè)仙女座(zuò)星系中的恒星运动。理论上来说(shuō)，距(jù)离中心(xīn)越(yuè)远的恒星在其轨道(dào)上的运行速度(dù)就(jiù)会越慢。但(dàn)是他们观测的结果(guǒ)却让人感到不可思议。

随着与中心距离(lí)的增加，恒(héng)星的旋(xuán)转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据牛顿的(de)万有引力定(dìng)律，在(zài)星系当中如果没有足(zú)够大的质量来(lái)吸引它们，这(zhè)些外(wài)围的恒星早就被甩(shuǎi)到(dào)宇宙当中了。基于(yú)这种现(xiàn)象，科学(xué)家们会(huì)使用一(yī)种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的方(fāng)法来解(jiě)释暗物质的存(cún)在，这(zhè)种(zhǒng)方法就(jiù)是测量星系当中气体在(zài)X轴上距离星(xīng)系(xì)中心(xīn)的距离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气(qì)体的旋转速(sù)度(dù)。如果(guǒ)出现异常的(de)结果(guǒ)，就认为是由暗物质的力量进入(rù)其中。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜测量了距离星(xīng)系中(zhōng)心更远距(jù)离的氢元(yuán)素，发现它们的旋(xuán)转(zhuǎn)速度并不(bù)符合(hé)牛顿的力学定律。我们的太阳系也(yě)不例外，太阳系位于银河系的第(dì)三悬(xuán)臂之(zhī)上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力定律进(jìn)行计(jì)算，太阳系(xì)的运行(xíng)速度应该是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(xì)旋转，这个实际速度远远大(dà)于理(lǐ)论速度，那么产(chǎn)生以上这种向心加速度(dù)的原因很(hěn)可(kě)能就是存在着一种(zhǒng)我们看不到的物质，是(shì)这些暗物质的(de)引力效(xiào)应将星系(xì)聚集(jí)在了一起。

也是从这时开始，越来(lái)越多的研究人员开始(shǐ)相信暗(àn)物(wù)质的存在(zài)。科(kē)学家根(gēn)据星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算在星系(xì)当中暗物质的质量占整个星系(xì)质量的85%。但是(shì)，暗物(wù)质并不是唯一可以解释这个现象的原因(yīn)。在一项新的研究当中，科(kē)学(xué)家们发现，几乎没有(yǒu)引力效应的(de)遥远恒(héng)星之间，也会出现速度上的微小差异。另(lìng)外，天文学(xué)家还(hái)发(fā)现了一(yī)个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大(dà)约2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多，但(dàn)是星系当中存(cún)在的恒(héng)星数量却(què)只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该星(xīng)系必须存在暗物(wù)质，否则就(jiù)会分崩离析。但是科学家们(men)使用最先进的望远(yuǎn)镜(jìng)对其进(jìn)行了40个小时的详细测(cè)量之后，发现星系(xì)中(zhōng)的恒星(xīng)运动是可以(yǐ)用正(zhèng)常的物质和力学定律来解释的。那(nà)么又有人提(tí)出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经被(bèi)附(fù)近的另(lìng)一个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它的附近没(méi)有(yǒu)任何星系存(cún)在。造成这些现(xiàn)象的除了暗物质的假说之外，另一种可(kě)能(néng)就是人类(lèi)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的(de)工(gōng)作方式是(shì)不同的，这意味着(zhe)在行星(xīng)系尺度(dù)中的天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照(zhào)我(wǒ)们所理解的方式运动。但是上升到星系和星(xīng)团(tuán)的尺度，引力之间(jiān)的相互(hù)作用则是不同的方式。对于在星系团之(zhī)间的相(xiāng)互(hù)作用，科学家还引入(rù)了(le)外部场效(xiào)应的(de)概念，指(zhǐ)的是在(zài)数百万光(guāng)年(nián)的规模上，巨大(dà)的质量之间(jiān)会产生对彼此(cǐ)特(tè)殊(shū)的效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味(wèi)着我们需要(yào)对(duì)现在(zài)的物(wù)理(lǐ)定律进行修正，这些发(fā)现也让很多人认为暗物质假说理(lǐ)论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当中(zhōng)还有关(guān)于暗物质(zhì)存在的其他的理(lǐ)论证据(jù)，这些理(lǐ)论证(zhèng)据是蒙(méng)德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光(guāng)年的(de)子弹星(xīng)系(xì)团，由两个碰(pèng)撞的星系团所(suǒ)组(zǔ)成(chéng)，类(lèi)似这样(yàng)的(de)星团，它们大部分的普通质量都在星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰(pèng)撞的时候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速(sù)度大幅(fú)降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大(dà)部(bù)分的质量将位(wèi)于(yú)所有这(zhè)些(xiē)气体所在(zài)的中间区域。那(nà)么(me)我们(men)通过(guò)什(shén)么来(lái)验(yàn)证它的质量区域到底是(shì)不是集中(zhōng)在(zài)中间(jiān)呢？前不久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回(huí)了宇宙当中第(dì)一张全彩的高清照片，在(zài)照片(piàn)中我们可(kě)以明显地看到很多星系似乎被拉伸(shēn)产生了(le)巨大的形变。其实(shí)这些星系(xì)本身并不(bù)是真的被(bèi)扭曲了，也不是秋肖是指哪几个生肖，十二生肖北方生肖有哪些(shì)韦伯望远镜出了什么(me)问题，而是这样极(jí)遥远的(de)天(tiān)体和(hé)我们地球上的(de)观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的(de)东西的(de)引力，会使身后(hòu)更(gèng)遥(yáo)远星系的光都发生了扭曲(qū)。这个现(xiàn)象就是(shì)引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能是超(chāo)大质量(liàng)的(de)黑洞或者是暗物(wù)质。

所(suǒ)以当人们对子(zi)弹星系(xì)团(tuán)观测(cè)的时候，发(fā)现它的大质量区域并不是在(zài)中间，而(ér)是在(zài)两侧(cè)。所(suǒ)以最好(hǎo)的解释方法就是当星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被观(guān)测到的(de)质量气体被卡在了(le)中间，暗物(wù)质(zhì)则直(zhí)接通过了这个(gè)区域(yù)，并在两边形成了引(yǐn)力(lì)透镜。对子弹星系团的(de)引(yǐn)力(lì)透(tòu)镜研究也被认为是暗物质存在的迄今为止最好的理(lǐ)论(lùn)证据。

除此之(zhī)外，还(hái)有来自宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇(yǔ)宙大(dà)爆(bào)炸开(kāi)始(shǐ)，38万年之后，可见光终(zhōng)于可(kě)以畅通无(wú)阻地(dì)穿越在宇宙(zhòu)当中了。经(jīng)过了130多(duō)亿年(nián)之后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下了各相同性的微波辐射。其中红色的部分(fēn秋肖是指哪几个生肖，十二生肖北方生肖有哪些)表(biǎo)示温度(dù)较高的区(qū)域(yù)，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的区(qū)域，但实际上它们之间的温差只(zhǐ)有万分之(zhī)一。

科学(xué)家们通过对前(qián)景(jǐng)背(bèi)景分(fēn)离(lí)后的二值图像进(jìn)行连通域提取和标记之后发(fā)现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应该是这样的(de)，而(ér)随着暗物质(zhì)的增(zēng)加，一(yī)些峰值的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要的暗物质大约是普通物质(zhì)的5倍。这个(gè)数字与解(jiě)释星(xīng)系当中恒星运动(dòng)所(suǒ)需要的(de)暗物质比(bǐ)例是一致的。这就意味(wèi)着(zhe)。

用了一个简单的理论框架，就(jiù)很好地解释了(le)很多不(bù)同(tóng)的(de)观测结果。而暗(àn)物质的本质就(jiù)是宇宙当中存在着(zhe)某种类型的粒子，它们不参与任何(hé)其他的电(diàn)磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过引力(lì)来相(xiāng)互作用。所以如果(guǒ)能够找(zhǎo)到这种(zhǒng)粒子的存在(zài)，就(jiù)相当于找到了暗物质存在的实际(jì)证据。这种粒子到底是什么？科学家们(men)已(yǐ)经提出(chū)了数十(shí)种的假(jiǎ)想目标(biāo)，而要寻找这些(xiē)不同的(de)目标(biāo)粒(lì)子所需要(yào)的实(shí)验(yàn)方式也不相同。在过去的几(jǐ)十年当中，人类为了(le)寻找这(zhè)些看(kàn)不见、摸不到(dào)，几乎(hū)不会与(yǔ)常规物质相互作(zuò)用的“暗物(wù)质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次(cì)的实验，却没有任何实质性的(de)发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的地下(xià)矿(kuàng)井当中，藏着地球上(shàng)最大(dà)的地学(xué)实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼(lóu)高的探测(cè)器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒(lì)子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以(yǐ)来，这(zhè)里的科(kē)学家声称观(guān)测到了某种信号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率会(huì)在每(měi)年的(de)6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是一样。一些科(kē)学家(jiā)认为这可能是人类发现暗(àn)物(wù)质的第一个直接证据(jù)。

但是为什么暗物质会产生周(zhōu)期性的年度信(xìn)号呢？刚才我(wǒ)们讲了(le)太阳(yáng)系正在(zài)以220公(gōng)里/秒的(de)速度围绕着银河系进行移动，那么如果(guǒ)暗物质(zhì)存在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们(men)也在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质(zhì)流(liú)，这个过程中会产(chǎn)生相(xiāng)应(yīng)的振荡，同时地(dì)球又以30公(gōng)里/秒的速度围绕(rào)太阳进行(xíng)旋(xuán)转。所(suǒ)以有半年的时间，地球围绕太阳的方向(xiàng)与太(tài)阳环绕银河系(xì)的方向是一致的(de)，而另外半年则与之相反。

而(ér)在6月(yuè)份的时候，地(dì)球(qiú)与(yǔ)太(tài)阳的方(fāng)向正好达到(dào)完全(quán)一致，这(zhè)是理论上地球穿越暗(àn)物质流最快的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管(guǎn)在实际的情况(kuàng)中(zhōng)，太(tài)阳系(xì)相对银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这(zhè)个理论的有(yǒu)效性。

因此科学家认(rèn)为这可(kě)以用来(lái)解释(shì)，研(yán)究人员们所观测到的周期(qī)性信号。当然也可能有其他的情况，造成这种年度周(zhōu)期(qī)信号的差异(yì)也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数(shù)量也(yě)符合这个(gè)周(zhōu)期的规律。

所以，科学家们又在南半球建(jiàn)立(lì)了一(yī)个几乎相同(tóng)的实(shí)验室，这里的季节与(yǔ)之前的实验室正好相反，而在(zài)这(zhè)里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实验室(shì)是一样(yàng)的(de)。

因此，如果在这里(lǐ)可以得到相同的信号，就(jiù)可以(yǐ)成为暗(àn)物质所存在(zài)的非常(cháng)有力(lì)的证据了(le)。但是由于这个实验室刚刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所(suǒ)以截至(zhì)目(mù)前还无法(fǎ)提供相应的(de)数据支持(chí)。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射一台新的望远镜(jìng)，这台太空望(wàng)远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜(jìng)相同，但它的宽(kuān)视场仪器(qì)提供的视野是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太(tài)空望远镜其中一个关键的(de)用途就是探索暗物质(zhì)背后的奥秘，对于探测的结(jié)果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体物理中心的(de)科学(xué)家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存(cún)在(zài)，它(tā)们(men)极有可(kě)能拥(yōng)有另(lìng)一(yī)种神秘的效应，这(zhè)种暗物质效应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当中生命的(de)诞(dàn)生，或者说(shuō)是生命进化的一个重(zhòng)要因素(sù)。

如果这(zhè)一理论得到进一步的(de)证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会(huì)不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某(mǒu)个角落的(de)行(xíng)星上(shàng)，暗物质正在(zài)通过这样的效应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是要(yào)先(xiān)找到暗物(wù)质存(cún)在的实际证据。那么小伙伴们(men)，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持(chí)是我更新(xīn)的动力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 秋肖是指哪几个生肖，十二生肖北方生肖有哪些