宇宙是(shì)“人为(wèi)制造”的(de)？为(wèi)何会存在科(kē)学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗(àn)物质存在的证据，科学(xué)家们在过(guò)去的(de)几十年当(dāng)中进行了(le)超过50次的长期(qī)实(shí)验(yàn)，但是(shì)却没有发现(xiàn)任何的有效(xiào)证据。除了一个地方，在1687年出版的(de)自然(rán)哲(zhé)学数学原理一书中，埃萨克(kè)牛(niú)顿发表了万(wàn)有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的(de)规律。往后的几百年来，当天文(wén)学家们发现(xiàn)某些(xiē)天体(tǐ)运行轨道(dào)出现异(yì)常(cháng)，不符合万有引力定律(lǜ)的时(shí)候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未知的天体通过引(yǐn)力在摄动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如(rú)在(zài)1846年(nián)，奥本(běn)勒维耶就(jiù)通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发(fā)现(xiàn)了海王星的(de)存在。另外(wài)，哈(hā)雷(léi)彗星、冥王(wáng)星的发现都(dōu)是应用万(wàn)有引力定律所(suǒ)取得重大(dà)天文(wén)成就的例子。但是这些(xiē)发现都是(shì)在恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上升到星(xīng)系或者是星团的尺度，事情就开始变(biàn)得诡异(yì)了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学(xué)家(jiā)弗里茨兹威基正在(zài)研究和测(cè)量后发(fā)星系团(tuán)的质(zhì)量。这是一个(gè)由(yóu)数(shù)千个星系(xì)所组成的巨(jù)大星系团，这(zhè)些星系被引力束缚在(zài)一起。测量星系团的质量一般(bān)会使(shǐ)用到两种方(fāng)法，当两种方法结果一致，就可以确定其质量的范围。

第一(yī)种是获得其(qí)"光度学的质量"，需要的数据是测(cè)量各个星系的光度(dù)。

第二种是动力学质量(liàng)的计算(suàn)，是(shì)利(lì)用(yòng)光谱红移测(cè)量(liàng)星系团中的各个星(xīng)系相对于(yú)星系团的(de)运动速(sù)度。当测量结果出来之后(hòu)，兹(zī)威基(jī)彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然(rán)是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发(fā)座(zuò)星系团有(yǒu)99%的质量消失了，或者说这99%的质(zhì)量并(bìng)不以可见(jiàn)光的(de)形式所(suǒ)存在(zài)，我们(men)无法看到。最诡异(yì)的(de)是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系(xì)团(tuán)中很多星系(xì)的速度比(bǐ)理论(lùn)上要快得多，按(àn)照牛顿(dùn)的运(yùn)动学定律，仅靠这些可见星系的质量(liàng)所产生(shēng)的引力是无法将它(tā)们束缚(fù)在星系团内(nèi)的，它(tā)们(men)早就应(yīng)该被抛出星系(xì)团之外了(le)，除非有(yǒu)一(yī)种神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量来(lái)源于某种(zhǒng)隐形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样(yàng)部分(fēn)不可见的(de)暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射(shè)光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只是当(dāng)时的人们对(duì)这样(yàng)的一种(zhǒng)说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次出现(xiàn)。天文学家维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中的(de)恒星运(yùn)动(dòng)。理论上来说，距离中心越远的恒(héng)星在其轨道(dào)上的运(yùn)行速度就(jiù)会越(yuè)慢。但是他们观测的结果却让(ràng)人感到(dào)不(bù)可思议(yì)。

随着与(yǔ)中心距(jù)离的增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的(de)万有引(yǐn)力(lì)定律，在(zài)星系(xì)当中如果(guǒ)没有足(zú)够大的质量来吸引它们，这些外围的恒星(xīng)早(zǎo)就被甩到宇宙当中了(le)。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学家们会(huì)使用一种相对标准的(de)方法来解(jiě)释暗物质的存(cún)在，这(zhè)种(zhǒng)方法就是(shì)测量星(xīng)系当中气体(tǐ)在X轴上距(jù)离星系中心的(de)距离，以及(jí)在(zài)Y轴上气(qì)体的旋(xuán)转速度。如(rú)果出现(xiàn)异常的结果(guǒ)，就认为是由暗(àn)物(wù)质的(de)力(lì)量进(jìn)入其中。

于是科学家(jiā)们通过射(shè)电望(wàng)远镜(jìng)测量了距离(lí)星系中(zhōng)心更远距离(lí)的氢(qīng)元素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的(de)太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于(yú)银河(hé)系的第三悬臂(bì)之(zhī)上(shàng)，距离银河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力定(dìng)律进行计(jì)算，太阳系的(de)运行速度(dù)应该(gāi)是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银河系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度远远(yuǎn)大于理论速(sù)度，那么产生以上(shàng)这种(zhǒng)向心加速度的原(yuán)因(yīn)很可能就(jiù)是(shì)存在着(zhe)一种(zhǒng)我们(men)看不(bù)到(dào)的物质，是(shì)这些暗(àn)物质(zhì)的(de)引力效应将(jiāng)星(xīng)系聚(jù)集在了一起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多的研(yán)究人员开始相信暗(àn)物质的存在。科学(xué)家根据(jù)星(xīng)系外恒(héng)星(xīng)轨道的速度，估算在星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质量占整个星(xīng)系质量的(de)85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一可以解释这(zhè)个现象(xiàng)的原因。在一项(xiàng)新(xīn)的研究当中，科学家们发(fā)现，几(jǐ)乎没(méi)有引(yǐn)力效应的遥远(yuǎn)恒星之间，也(yě)会出现速度上的微(wēi)小差异。另(lìng)外，天文学家还发现了一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地(dì)球大(dà)约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多，但(dàn)是星系(xì)当(dāng)中存在的恒(héng)星数量却只有银河系的千分(fēn)之(zhī)一。

所以在(zài)理论上，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则就会分崩离(lí)析。但(dàn)是科学家(jiā)们使用最先进的(de)望远镜对(duì)其进行(xíng)了40个小时的详细(xì)测量之(zhī)后，发现星系中的恒星运(yùn)动是可以用正常的物质和力学定律来解释的。那(nà)么又有人(rén)提(tí)出，也许该星系(xì)的(de)暗物质，已(yǐ)经被(bèi)附近的(de)另一(yī)个大(dà)星系剥离了。奇怪(guài)的(de)是，它的附(fù)近(jìn)没有任何星(xīng)系存在。造成(chéng)这些(xiē)现象(xiàng)的除了(le)暗物质的(de)假说之外，另一种可能就是(shì)人类(lèi)对引力的理解(jiě)还不够全面(miàn)，引力(lì)很可(kě)能在(zài)不同(tóng)尺度空(kōng)间中的工(gōng)作方式是(shì)不同的，这意味着在行星系尺(chǐ)度中的天(tiān)体会(huì)沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式运动。但是上升到星(xīng)系和星团的(de)尺度(dù)，引力(lì)之(zhī)间(jiān)的相(xiāng)互作用(yòng)则(zé)是不同的方式(shì)。对(duì)于在星系(xì)团之(zhī)间(jiān)的相互作用，科(kē)学家(jiā)还(hái)引入(rù)了外(wài)部场(chǎng)效应的概(gài)念，指的是(shì)在数百万(wàn)光年(nián)的规模(mó)上，巨大的质量(liàng)之间(jiān)会产(chǎn)生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个(gè)理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需(xū)要(yào)对现在(zài)的(de)物理定律进行修(xiū)正，这些发(fā)现也(yě)让很多人(rén)认为暗物质假说理论就(jiù)此终结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存在的其他的理(lǐ)论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德(dé)理论(lùn)所(suǒ)没法解(jiě)释的“引(yǐn)力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的(de)子弹星(xīng)系团，由两个碰撞的星系(xì)团所组成，类似这样的(de)星团，它们大部分的普通质量都在星系的气体当(dāng)中。当星团(tuán)以1000万公(gōng)里(lǐ)/小时发生(shēng)碰撞(zhuàng)的时候，星(xīng)际气体的相互作用(yòng)就会导致温度(dù)的急(jí)剧(jù)升高，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰撞之后(hòu)，子弹星系团大部分的质量(liàng)将位于所有这些气体所在的中间区域。那(nà)么我们通过什(shén)么来验证它的质(zhì)量(liàng)区域(yù)到(dào)底是不是集中(zhōng)在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空望远镜传回了(le)宇宙当中第一张全彩的高清照片，在(zài)照片中我们可以(yǐ)明显地看到(dào)很(hěn)多星系似乎(hū)被(bèi)拉(lā)伸产生了巨大(dà)的形变(biàn)。其实这些星系本身并(bìng)不是真的被(bèi)扭曲了，也不(bù)是韦伯望远镜出(chū)了(le)什么问题，而是(shì)这样极遥远的天体(tǐ)和我们地球(qiú)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(dà)质量的东西的引力(lì)，会使身后更遥远(yuǎn)星系的(de)光都发生(shēng)了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力(lì)透镜效(xiào)应。这个巨大的(de)天(tiān)体可能是超大质量(liàng)的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系(xì)团观测都没戴口罩2米安全吗，不戴口罩2米的距离安全吗的时候，发现它(tā)的大质(zhì)量区域并不是在中间，而是在两侧。所以最(zuì)好(hǎo)的解释方(fāng)法就是当星团发生全部的碰(pèng)撞时，可被观测到的(de)质量气体被卡在(zài)了中间，暗物质则直(zhí)接(jiē)通过了(le)这(zhè)个区域，并(bìng)在两边形成了引力透镜(jìng)。对(duì)子弹星(xīng)系团的(de)引力透镜研究也被(bèi)认为是暗物质存在的迄今为止最好的(de)理论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙(zhòu)大爆(bào)炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于可以(yǐ)畅(chàng)通(tōng)无阻地穿越在宇(yǔ)宙当(dāng)中了。经过了(le)130多亿年(nián)之后，这些(x都没戴口罩2米安全吗，不戴口罩2米的距离安全吗iē)光在宇宙(zhòu)空(kōng)间背(bèi)景上(shàng)留(liú)下了(le)各(gè)相同性的微(wēi)波(bō)辐射。其(qí)中红色的部(bù)分表示(shì)温(wēn)度较高的区域，蓝色(sè)则表示相对较冷的区(qū)域，但实际上它们之间的温差只(zhǐ)有(yǒu)万分之一(yī)。

科学家们通过对前景背(bèi)景分离后的二(èr)值(zhí)图(tú)像进(jìn)行(xíng)连通域提取和标记之后发现(xiàn)，如果(guǒ)宇宙当中没有暗物质，图形看起来(lái)不应该是(shì)这样的，而随着(zhe)暗物质(zhì)的增加，一(yī)些峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙(zhòu)微波背景辐射的测量值，我们需(xū)要(yào)的(de)暗物质(zhì)大约(yuē)是普通物质的5倍。这个数字(zì)与解释(shì)星系当(dāng)中恒星(xīng)运动所需要的暗物(wù)质(zhì)比例是(shì)一致(zhì)的。这就意味着。

用(yòng)了一个(gè)简单(dān)的理论框架(jià)，就很好地(dì)解(jiě)释了很多不同的观(guān)测结果。而暗物质的(de)本质就是宇(yǔ)宙当(dāng)中存在着(zhe)某种类(lèi)型的粒子，它们不参(cān)与任何其他的电磁作用，只通过引(yǐn)力来相(xiāng)互作(zuò)用。所(suǒ)以(yǐ)如(rú)果(guǒ)能够(gòu)找(zhǎo)到这种粒子的存在(zài)，就相当于找到了暗物(wù)质(zhì)存在的实(shí)际证据。这种粒子到底是什(shén)么？科学家(jiā)们已(yǐ)经提出(chū)了数十种的假想(xiǎng)目(mù)标(biāo)，而(ér)要寻找这些不同的目标粒子所需(xū)要(yào)的实验方式也不(bù)相同。在过去的(de)几十年当中，人(rén)类为了寻(xún)找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进(jìn)行了超过50次的实验，却(què)没有任何实质(zhì)性的发(fā)现(xiàn)，除(chú)了(le)一个地方(fāng)，意(yì)大利的(de)格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑(bēi)斯(sī)山(shān)脉(mài)。

在(zài)山下1400米处的地(dì)下矿井当(dāng)中(zhōng)，藏(cáng)着地球(qiú)上最大的地学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器(qì)，一直(zhí)致(zhì)力于寻找暗(àn)物质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学家声(shēng)称观测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收集，人们发现了(le)一个有趣的事情。探测率会在每(měi)年的6月(yuè)份达(dá)到峰值，然后(hòu)在(zài)11月降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年都(dōu)是一(yī)样。一(yī)些科学(xué)家认为这(zhè)可(kě)能(néng)是(shì)人类发现暗物(wù)质(zhì)的(de)第一个(gè)直接证据(jù)。

但是为什么暗物质会(huì)产生周期性的(de)年度信号(hào)呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正(zhèng)在以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕着银河(hé)系进行移动，那么如果暗物(wù)质存在宇宙(zhòu)当中，这意(yì)味(wèi)着我们也在(zài)以(yǐ)这样的速度在(zài)穿越着暗物质流(liú)，这个过(guò)程中会产生相应的振荡，同时(shí)地球又(yòu)以30公里/秒(miǎo)的速度围绕太(tài)阳进行旋转。所以有(yǒu)半年的(de)时间，地(dì)球围绕太(tài)阳的方向(xiàng)与太阳(yáng)环(huán)绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与(yǔ)之(zhī)相反。

而(ér)在(zài)6月份(fèn)的时候，地球与太阳的(de)方向正好达到完全一致，这(zhè)是(shì)理论上地球穿(chuān)越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达(dá)到了最(zuì)慢(màn)值。尽管在实际的情(qíng)况中，太阳系相对银河系的平面呈现(xiàn)了60度的(de)倾斜，但是这并不(bù)影响这个理论的有效(xiào)性。

因此(cǐ)科学(xué)家(jiā)认(rèn)为这可以用来解释，研究人员(yuán)们所(suǒ)观测到的周期(qī)性(xìng)信号。当(dāng)然也可能有其他的(de)情况，造成这种年度(dù)周期信号(hào)的差异(yì)也可能是(shì)温度、湿(shī)度、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪，甚至(zhì)连意大利游客(kè)的(de)数量也符(fú)合这个(gè)周期的规律。

所以，科学家们又在南(nán)半球建立了一(yī)个几乎(hū)相同的(de)实(shí)验室，这里的(de)季节与之(zhī)前的(de)实验室正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿过暗物(wù)质流(liú)的运动(dòng)特(tè)征和第一个(gè)实验室是一(yī)样(yàng)的。

因此，如果在(zài)这里可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质(zhì)所存在的非常有力的(de)证(zhèng)据了。但(dàn)是由于这个(gè)实(shí)验室刚刚建成不久，所以截至目前(qián)还无法(fǎ)提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜，这台太空望(wàng)远镜(jìng)叫做“南希(xī)格雷斯罗(luó)曼(màn)”，它的(de)主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它(tā)的宽视场仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍(bèi)。南希格雷(léi)斯罗曼(màn)太空望远镜其中一个关键的(de)用途就是探索暗物(wù)质(zhì)背后的奥秘，对于(yú)探测的结(jié)果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实(shí)验(yàn)室粒子天体物理中心的科学家(jiā)丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研(yán)究发现，如果暗物(wù)质存(cún)在(zài)，它们极有(yǒu)可能拥有另一种神秘的效应，这种暗(àn)物质效应(yīng)，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或(huò)者说是生命(mìng)进化的一个重要因(yīn)素(sù)。

如果这一理论得到进一步(bù)的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的(de)暗物质会不会(huì)意味着人类并不(bù)孤单(dān)呢(ne)？或许在宇宙当中某个角(jiǎo)落的(de)行星上，暗(àn)物质(zhì)正(zhèng)在(zài)通过(guò)这样的效应创造生命。当然(rán)，这些推(tuī)论的大前提是要先(xiān)找到暗物(wù)质存(cún)在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物(wù)质到底存不存在呢？喜(xǐ)欢请点(diǎn)赞，你的支(zhī)持是(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 都没戴口罩2米安全吗，不戴口罩2米的距离安全吗