宇宙是“人为制(zhì)造”的(de)？为何会存在科(kē)学无法(fǎ)解释的“暗(àn)物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了(le)寻(xún)找暗物质存(cún)在(zài)的证据，科(kē)学(xué)家们在过去的(de)几十年当中进行了超过50次的长期实验，但是却没有(yǒu)发现(xiàn)任何的有效证据(jù)。除(chú)了一个地(dì)方，在(zài)1687年出版的自(zì)然哲(zhé)学(xué)数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引力定律，它揭示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往后的几(jǐ)百年来，当(dāng)天文学家们发现某些(xiē)天体运行轨道出现异(yì)常，不符(fú)合万有(yǒu)引力定律(lǜ)的时候(hòu)，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未知的天(tiān)体(tǐ)通过引力在(zài)摄(shè)动它的轨(guǐ)道。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王(wáng)星运行(xíng)轨道的异常，推算并且(qiě)发现(x耐克和aj哪个档次高，耐克和aj的区别鞋标iàn)了(le)海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王(wáng)星的发现都是应用万有引力(lì)定律所(suǒ)取得重大天文成就的例(lì)子。但是这些发现都是在恒(héng)星系(xì)统(tǒng)的尺(chǐ)度当(dāng)中，可(kě)当我们上升到星系或(huò)者(zhě)是星团的尺度，事(shì)情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基(jī)正在(zài)研究和测量(liàng)后发星系团的质量。这(zhè)是一(yī)个由数千个(gè)星系所组成的巨大星(xīng)系团，这(zhè)些星系被引力(lì)束缚在一起(qǐ)。测量星系团的质量(liàng)一般会使用到两(liǎng)种方法(fǎ)，当(dāng)两种方(fāng)法结果一致(zhì)，就可(kě)以确定(dìng)其质量的(de)范围。

第一(yī)种(zhǒng)是获(huò)得其(qí)"光(guāng)度(dù)学的(de)质量"，需要(yào)的数据是测量各个星系(xì)的光度。

第二种是动力(lì)学(xué)质量的(de)计(jì)算，是利用光谱红移测量星系(xì)团中的各个星系(xì)相对于(yú)星系团的(de)运动速度。当测量结果出来之后，兹威(wēi)基彻(chè)底懵(měng)了，“动力学质量(liàng)”竟然(rán)是“光度学(xué)质量(liàng)”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团(tuán)有99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的质量并不以(yǐ)可见光的形(xíng)式(shì)所存(cún)在，我们无法看(kàn)到。最诡异的(de)是(shì)，在测量速度的过(guò)程中(zhōng)，兹威基发(fā)现星(xīng)系团(tuán)中很多星系的速度比理论上要快得多(duō)，按照牛顿的(de)运动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质量(liàng)所产生(shēng)的引力是无(wú)法(fǎ)将它们束缚在星系团内的，它们(men)早就应该(gāi)被抛出星系团(tuán)之外了(le)，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力量(liàng)来源于某(mǒu)种(zhǒng)隐形的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹维基提出了(le)这样(yàng)部分不(bù)可见的暗质，它不发(fā)散(sàn)光、吸(xī)光、反射光(guāng)，但是它们(men)却占(zhàn)据着(zhe)宇宙中(zhōng)绝大部分的(de)质量。只是当时的人们(men)对(duì)这样的一种说法(fǎ)不屑(xiè)一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个词才再一(yī)次出现(xiàn)。天文(wén)学家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观(guān)测仙(xiān)女(nǚ)座(zuò)星系中(zhōng)的恒星运动。理(lǐ)论上来(lái)说，距离(lí)中(zhōng)心(xīn)越(yuè)远的(de)恒星(xīng)在其(qí)轨道(dào)上(shàng)的运行速(sù)度就会越慢。但是他(tā)们观测的结(jié)果却让人感到(dào)不(bù)可思议。

随着与中心距离的增(zēng)加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保持不变。可是根据(jù)牛顿(dùn)的(de)万有引力定律，在星系当中如果没有足够大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围(wéi)的恒星早(zǎo)就被甩(shuǎi)到(dào)宇宙当(dāng)中(zhōng)了。基于(yú)这(zhè)种现象(xiàng)，科学家们会使(shǐ)用一种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的(de)方法来解释(shì)暗(àn)物质的存在，这种方(fāng)法就是测(cè)量星系当中(zhōng)气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距(jù)离，以及(jí)在(zài)Y轴(zhóu)上气体的旋转速(sù)度。如果出现异常的结(jié)果，就认为是由暗(àn)物质的力量进入其中。

于(yú)是科学家(jiā)们(men)通过射电望远镜测量了距离星系中心更远(yuǎn)距离的氢元素(sù)，发现它们(men)的旋转速度(dù)并(bìng)不(bù)符合牛顿的力学定律。我们的(de)太阳系也不例外，太阳系(xì)位于银河系的第三悬臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行(xíng)计算，太阳(yáng)系的运行速度应该是160千米/秒，但(dàn)实际(jì)上，太阳(yáng)系(xì)正在(zài)以220千米(mǐ)/秒的速度围(wéi)绕(rào)银(yín)河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于(yú)理论(lùn)速度，那么产生以上这种向(xiàng)心加(jiā)速(sù)度的原因很可能(néng)就是存在着一(yī)种我们看(kàn)不到的(de)物质，是这(zhè)些暗物质的(de)引力(lì)效应将星系聚集(jí)在(zài)了(le)一起(qǐ)。

也是从这时开始，越来越多的研究人(rén)员开始相信暗物质的存在。科(kē)学家根据星(xīng)系外(wài)恒(héng)星轨道的(de)速度(dù)，估算(suàn)在星系当中暗(àn)物质的质量占整个(gè)星系质量的85%。但(dàn)是(shì)，暗物(wù)质并不是(shì)唯一可以解释这个(gè)现象(xiàng)的(de)原因。在一项新(xīn)的研究当(dāng)中，科学家们(men)发现，几乎没有(yǒu)引力(lì)效(xiào)应的(de)遥远恒(héng)星之(zhī)间，也(yě)会(huì)出现(xiàn)速(sù)度(dù)上(shàng)的微小差异(yì)。另外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大(dà)小和(hé)银(yín)河系(xì)不(bù)多，但(dàn)是星(xīng)系当中存(cún)在(zài)的恒星数量(liàng)却只有银河系的千分之一。

所以在(zài)理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物质，否则就(jiù)会分崩离析。但(dàn)是科学家们使(shǐ)用(yòng)最先进的望远镜(jìng)对(duì)其(qí)进行(xíng)了40个小时的详(xiáng)细(xì)测(cè)量之后，发(fā)现星(xīng)系中的恒星运动是可以用正常的物质(zhì)和力学(xué)定律来解释的。那(nà)么又(yòu)有人提出(chū)，也许(xǔ)该星系的暗(àn)物(wù)质，已经被附(fù)近的另一个大星(xīng)系剥离了。奇怪(guài)的是，它的(de)附(fù)近没有(yǒu)任何星系存(cún)在(zài)。造(zào)成这些现象的除(chú)了暗物质(zhì)的假说之外，另一种可能就是人类对引力(lì)的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度(dù)空(kōng)间中的(de)工作方(fāng)式是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺度中的天体(tǐ)会沿(yán)着它(tā)们(men)的轨(guǐ)道(dào)，按照我们(men)所(suǒ)理解的方式运动。但是(shì)上升到星系和星(xīng)团的尺度(dù)，引力之间的相互作用则是不同(tóng)的方(fāng)式。对于(yú)在星系(xì)团之间(jiān)的相互作用，科学(xué)家还(hái)引入了外部(bù)场效应的概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大的质量之耐克和aj哪个档次高，耐克和aj的区别鞋标间会产生对彼此特殊的效果，这个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这(zhè)意味着我们需要对现在的物理定律进行(xíng)修正，这(zhè)些发现(xiàn)也让很(hěn)多人(rén)认为暗物质假说理论就(jiù)此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关(guān)于暗物质存在的其他的理(lǐ)论证据，这些(xiē)理论证据是蒙德理论所(suǒ)没法解释的(de)“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星(xīng)系团所(suǒ)组成，类似这样(yàng)的星团，它们大部分的普通(tōng)质量都在星(xīng)系的气体(tǐ)当中(zhōng)。当(dāng)星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体的相互(hù)作用就会(huì)导(dǎo)致温度的急剧(jù)升高(gāo)，速(sù)度大幅降低(dī)。所以在理论(lùn)上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的质量将位于所有(yǒu)这些气体所在(zài)的(de)中间区域。那(nà)么我(wǒ)们通(tōng)过什么来验证它(tā)的质(zhì)量区(qū)域到底是不是集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空(kōng)望远(yuǎn)镜传回了宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全(quán)彩的高清照(zhào)片(piàn)，在(zài)照片中我们可以明显地看(kàn)到(dào)很多星系(xì)似乎(hū)被拉伸产(chǎn)生了巨(jù)大(dà)的(de)形变。其实这(zhè)些星系本身并(bìng)不是真的被扭(niǔ)曲了(le)，也不是韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这(zhè)样极遥(yáo)远的天体和我们地球上的观测(cè)者之间。被一个质量(liàng)超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个(gè)超大(dà)质量的东(dōng)西的引力(lì)，会使(shǐ)身后更遥远星系(xì)的光都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个(gè)巨(jù)大的天体可能是超大质量的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当(dāng)人(rén)们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域并不是在中(zhōng)间(jiān)，而(ér)是在(zài)两(liǎng)侧。所以最好的解(jiě)释方法就是当星团发(fā)生全部的碰撞时，可被观(guān)测到的质量气(qì)体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则直接通过了这个区(qū)域，并在(zài)两边形(xíng)成了引力透镜(jìng)。对(duì)子(zi)弹(dàn)星系团的引力透镜(jìng)研(yán)究(jiū)也被认为是(shì)暗(àn)物质(zhì)存在的迄今为止最好的(de)理论(lùn)证(zhèng)据。

除此之(zhī)外(wài)，还有来(lái)自宇宙当中最(zuì)古老的光。从宇(yǔ)宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后，可(kě)见光终于可以畅(chàng)通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。经过(guò)了130多亿(yì)年之后，这些光在(zài)宇宙空间背景上留下了(le)各相同(tóng)性的微波辐射(shè)。其(qí)中红色的部(bù)分(fēn)表示温(wēn)度较高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际上(shàng)它们之间的(de)温差只有万分之一。

科学(xué)家们通(tōng)过对前景背(bèi)景(jǐng)分(fēn)离后的二值图像(xiàng)进行连通域提取(qǔ)和标记(jì)之后发(fā)现，如果宇宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗物(wù)质，图形看起(qǐ)来不应该是这(zhè)样的，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅(fú)度会减小(xiǎo)，才变得看(kàn)起(qǐ)来“和谐(xié)”。为了(le)匹(pǐ)配宇(yǔ)宙微波背景辐射(shè)的(de)测量值，我们需要的暗物质(zhì)大约是普通物质(zhì)的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动所需要的暗物质比例是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的理论框架(jià)，就很好(hǎo)地解释了很多(duō)不同(tóng)的(de)观测结果。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙(zhòu)当中(zhōng)存在(zài)着某(mǒu)种类型的(de)粒子，它们不参与任(rèn)何其他的电磁作用，只通过(guò)引力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就(jiù)相(xiāng)当于找到了(le)暗物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒(lì)子到(dào)底(dǐ)是什么？科(kē)学家们已(yǐ)经提出了数十种的假(jiǎ)想目标，而要(yào)寻(xún)找这(zhè)些(xiē)不(bù)同的目标粒子(zi)所需要的实验方式(shì)也不相同。在过去(qù)的(de)几十年(nián)当中，人类为了寻(xún)找这些看不(bù)见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常(cháng)规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行了超过50次的实(shí)验(yàn)，却没(méi)有(yǒu)任何实(shí)质性的发现，除了一个地方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿(kuàng)井当中，藏着(zhe)地球(qiú)上最大的地学实(shí)验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有(yǒu)一个三(sān)层楼(lóu)高的探(tàn)测器，一直致力(lì)于寻找暗(àn)物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学(xué)家(jiā)声称观测到了某(mǒu)种信号。经过了20多(duō)年的(de)数据(jù)收集，人们发现了一个有趣(qù)的(de)事(shì)情。探(tàn)测率会在每年的6月份达到峰值(zhí)，然后在11月降到最(zuì)低(dī)，而且在20年当中每年都(dōu)是一(yī)样。一些科学家认为这可能是人类发(fā)现暗物质的第一个(gè)直(zhí)接证据。

但是为什么暗物质会产(chǎn)生周期性的(de)年(nián)度(dù)信号(hào)呢(ne)？刚才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物(wù)质存在(zài)宇宙(zhòu)当中，这意味(wèi)着我们也在以这样的速(sù)度在穿越着暗物质流，这个过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地球围(wéi)绕太阳的(de)方向与太阳环(huán)绕银(yín)河系的方向是一致(zhì)的，而(ér)另外(wài)半年则(zé)与之(zhī)相(xiāng)反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太(tài)阳的方向正好达到(dào)完全一致，这是理论上地球穿越暗物质流最(zuì)快的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际的情况(kuàng)中，太阳系相(xiāng)对(duì)银河(hé)系的平面(miàn)呈(chéng)现(xiàn)了60度(dù)的(de)倾斜，但是这并不影响这个理论的(de)有效性。

因此科学家认为这(zhè)可以(yǐ)用来(lái)解释(shì)，研究人员们所观测到的(de)周(zhōu)期性信号。当然也可(kě)能有(yǒu)其他的情况，造成(chéng)这种(zhǒng)年度(dù)周期信号的差异也可(kě)能是温度、湿度(dù)、土壤中(zhōng)的水分、高山上(shàng)的(de)积雪(xuě)，甚至连意(yì)大利(lì)游客(kè)的数量也符合(hé)这个(gè)周期的规律。

所以，科学家们又在南半球(qiú)建立了一个几(jǐ)乎相(xiāng)同的实验室，这里的(de)季节与(yǔ)之(zhī)前的实(shí)验室正好相反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗物质流的(de)运动特征和第一个实(shí)验室(shì)是一样的。

因(yīn)此，如果在(zài)这里可以得到相同的信号，就可(kě)以成为暗物质所存(cún)在的非常有力的证据了(le)。但(dàn)是由于(yú)这个实验室(shì)刚刚(gāng)建(jiàn)成不久，所(suǒ)以截至目前还无(wú)法(fǎ)提供相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的望远镜，这(zhè)台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它(tā)的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的宽视场仪器(qì)提供的视野(yě)是哈勃红外仪(yí)器的(de)100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太(tài)空望远(yuǎn)镜其(qí)中一个关键(jiàn)的用途(tú)就是探索暗(àn)物质背(bèi)后(hòu)的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体物理中(zhōng)心的科(kē)学家丹琥珀和贾森斯特芬研究发(fā)现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另(lìng)一(yī)种神(shén)秘的效应，这种暗物(wù)质效应，会支持宇(yǔ)宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是生命(mìng)进化的一个重要(yào)因素。

如(rú)果这一理(lǐ)论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会(huì)意味着人类并不孤(gū)单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的(de)效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要先找(zhǎo)到暗物质存在(zài)的实际证(zhèng)据。那么(me)小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质到底存不存在(zài)呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 耐克和aj哪个档次高，耐克和aj的区别鞋标