宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为(wèi)制造”的(de)？为何会存在(zài)科学无法解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什(shén)么？人(rén)类为了(le)寻(xún)找暗物质(zhì)存在的证据，科学家(jiā)们在过去的几十年(nián)当(dāng)中进行了超(chāo)过50次的长期实(shí)验，但是却没有发现任何(hé)的(de)有(yǒu)效(xiào)证据。除了一(yī)个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲(zhé)学(xué)数学原(yuán)理一(yī)书中(zhōng)，埃萨克牛顿发(fā)表了万有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)，它揭示(shì)了宇(yǔ)宙中(zhōng)天体(tǐ)运动的规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学(xué)家们发现某些天体(tǐ)运行(xíng)轨(guǐ)道出(chū)现异常，不符合万有(yǒu)引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未知的天(tiān)体通过引力在摄动它的轨道(dào)。比如(rú)在(zài)1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过(guò)天王星运行轨道的(de)异常，推(tuī)算并(bìng)且(qiě)发现(xiàn)了海王星的(de)存在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现都是应(yīng)用万有(yǒu)引力定律所(suǒ)取(qǔ)得重大(dà)天文成就的例子。但(dàn)是这(zhè)些(xiē)发(fā)现都(dōu)是在(zài)恒星(xīng)系(xì)统的尺(chǐ)度当中，可(kě)当我们上(shàng)升到星系或者(zhě)是星团的尺度(dù)，事情就开始变(biàn)得(dé)诡异了。

1933年(nián)，瑞士的(de)物理学家弗里茨(cí)兹(zī)威基正在研究和测量后发星系(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(yǐn)力束(shù)缚在一(yī)起(qǐ)。测量(liàng)星(xīng)系团的质量一(yī)般会使用(yòng)到两种方法(fǎ)，当两种方(fāng)法结(jié)果一致，就可以确(què)定(dìng)其质量的范围(wéi)。

第一(yī)种是获得其"光度(dù)学的(de)质量"，需(xū)要的数(shù)据是测量各个星系的光度。

第(dì)二(èr)种是动力学质量(liàng)的计算，是利用(yòng)光谱(pǔ)红移测量(liàng)星(xīng)系团中的(de)各个星系相对(duì)于(yú)星系团的(de)运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度学质量(liàng)”的(de)400倍。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的质(zhì)量消失了(le)，或者说这99%的质量并不(bù)以可见光的(de)形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹威基发现星系团中很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定(dìng)律(lǜ)，仅靠这(zhè)些可见星系的质(zhì)量所(suǒ)产生的引力是无法将它们束缚在星系团内的(de)，它(tā)们早就应该被(bèi)抛出星系团之外了，除非(fēi)有一种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于某种隐形的物质(zhì)。

据(jù)此，兹维基(jī)提出了这样部分不(bù)可见的暗质，它(tā)不发散光(guāng)、吸光、反射光(guāng)，但是(shì)它们却占据(jù)着宇宙中绝大部(bù)分的质(zhì)量(liàng)。只是(shì)当时的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗(àn)物(wù)质”这个词才再一次出(chū)现。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯(kěn)特(tè)福(fú)特在观测仙女座(zuò)星系中的(de)恒星运动。理(lǐ)论(lùn)上来说(shuō)，距(jù)离中心(xīn)越远的(de)恒(héng)星在其轨道(dào)上的运行速度就会越慢。但是(shì)他(tā)们观测的(de)结果却(què)让人感(gǎn)到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋(xuán)转速(sù)度几乎保持(chí)不变。可是(shì)根据牛顿的万(wàn)有引(yǐn)力定(dìng)律，在星系当(dāng)中如果没(méi)有足够大的质(zhì)量来(lái)吸引(yǐn)它们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到(dào)宇宙当中了。基于这种现象，科学(xué)家们(men)会使用一种相对标(biāo)准的方法(fǎ)来解(jiě)释暗物(wù)质的存在，这种方法就(jiù)是(shì)测(cè)量(liàng)星系当中气体在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的(de)旋转速度(dù)。如果(guǒ)出(chū)现异常的结果，就(jiù)认为是由(yóu)暗物质的力量进(jìn)入其中。

于是科(kē)学家们通过射电望远镜测(cè)量了(le)距离星系中心更远距离的氢元素，发(fā)现它们的旋转速度(dù)并(bì说女的炮台是什么意思，说女生是炮台啥意思ng)不符合牛(niú)顿的(de)力学定(dìng)律(lǜ)。我们的太阳系也不例外，太(tài)阳系位(wèi)于银(yín)河(hé)系(xì)的第三悬臂之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力定律进行(xíng)计算(suàn)，太阳系(xì)的运行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际(jì)上，太阳系正在(zài)以220千米(mǐ)/秒的速度围绕(rào)银河系旋转，这个实际(jì)速度远远(yuǎn)大于(yú)理(lǐ)论速度，那么产生(shēng)以(yǐ)上这(zhè)种向(xiàng)心加速度的原因很可能就是存(cún)在着一种(zhǒng)我(wǒ)们(men)看不到(dào)的物质(zhì)，是这些暗物质(zhì)的(de)引力效(xiào)应将(jiāng)星系(xì)聚集在(zài)了一(yī)起(qǐ)。

也是从(cóng)这时开始，越来越多的研究(jiū)人(rén)员开始相信暗物(wù)质(zhì)的存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的速(sù)度(dù)，估(gū)算在星系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物质并不(bù)是唯一可(kě)以解释这(zhè)个现(xiàn)象(xiàng)的原因。在一项新的研究当中(zhōng)，科(kē)学家们(men)发现，几乎(hū)没有引(yǐn)力效应的(de)遥远恒(héng)星之间，也(yě)会出现速(sù)度上的微(wēi)小(xiǎo)差异。另(lìng)外(wài)，天文学家还发现了一个反常的(de)星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距(jù)离(lí)地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和(hé)银(yín)河系不多，但是(shì)星系当中存在的恒星数量却(què)只有(yǒu)银河系的千分(fēn)之一(yī)。

所(suǒ)以在(zài)理论上，该星系必须存在暗物质，否则(zé)就(jiù)会(huì)分崩离析。但是(shì)科学家们使用最先进的望远(yuǎn)镜对其进行了(le)40个(gè)小时的(de)详细测量之后，发(fā)现(xiàn)星系(xì)中的恒星运动是可以用正常的物质(zhì)和力学定(dìng)律来解释的。那么又(yòu)有(yǒu)人提出(chū)，也许该星系的暗物质(zhì)，已经被附近的另一(yī)个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它(tā)的附近没(méi)有任何星系存在(zài)。造成(chéng)这些现(xiàn)象的除了暗(àn)物质的假说之外，另一种可(kě)能就是人类(lèi)对引力的理(lǐ)解(jiě)还不(bù)够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度空间中的(de)工作方式是(shì)不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会(huì)沿着它们的轨道，按照我们所理解的方(fāng)式运动。但是上(shàng)升到星系和(hé)星(xīng)团的尺(chǐ)度(dù)，引力之间的(de)相(xiāng)互作(zuò)用则是不同的方式。对于在(zài)星系团之(zhī)间的相(xiāng)互作(zuò)用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨大的(de)质量(liàng)之间会产(chǎn)生(shēng)对彼此特殊的效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意(yì)味(wèi)着我们需要对现在(zài)的物理定(dìng)律进行(xíng)修正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多人认为暗物质假(jiǎ)说理(lǐ)论就此终结。但是(shì)在宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在的其他的理(lǐ)论(lùn)证据，这(zhè)些(xiē)理论(lùn)证据是蒙德理(lǐ)论所(suǒ)没法(fǎ)解(jiě)释(shì)的(de)“引力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿(yì)光(guāng)年的子弹(dàn)星系团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团(tuán)所组(zǔ)成，类(lèi)似这样(yàng)的(de)星(xīng)团，它们大部分的普通(tōng)质量都在星系的气(qì)体当中。当星团(tuán)以(yǐ)1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时(shí)发生(shēng)碰撞的(de)时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于(yú)所有(yǒu)这些(xiē)气体所(suǒ)在的中间区域。那(nà)么我们通过什么来验证(zhèng)它的质量区域(yù)到底是不是集中在中间呢？前(qián)不久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜传(chuán)回了宇宙当中(zhōng)第(dì)一张全彩的高清照片，在照片(piàn)中(zhōng)我(wǒ)们可以明显(xiǎn)地看(kàn)到很多(duō)星系似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这(zhè)些星(xīng)系本身并不是真的(de)被扭(niǔ)曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了什么问(wèn)题，而(ér)是这样极遥远的(de)天(tiān)体(tǐ)和我们地球上的观测(cè)者(zhě)之(zhī)间(jiān)。被一个(gè)质量超级巨大的(de)天体遮挡，这个超大质量的东西(xī)的引力，会使身(shēn)后更遥(yáo)远星系的光(guāng)都(dōu)发(fā)生了扭(niǔ)曲。这个现(xiàn)象(xiàng)就是引力透镜(jìng)效(xiào)应。这个巨(jù)大(dà)的天体可能(néng)是(shì)超大质量的黑(hēi)洞或者是暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当人们对子弹(dàn)星系团(tuán)观测的时候，发现它的(de)大质量区域并不是(shì)在中间，而是在两侧。所以最(zuì)好的解释方法(fǎ)就是当星(xīng)团发生全部的碰(pèng)撞时，可被观测到的说女的炮台是什么意思，说女生是炮台啥意思(de)质量气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质(zhì)则直接通过了这个(gè)区域，并(bìng)在两边形成(chéng)了引(yǐn)力(lì)透(tòu)镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究(jiū)也(yě)被认(rèn)为(wèi)是暗物质(zhì)存在的迄今(jīn)为止最好(hǎo)的(de)理(lǐ)论(lùn)证据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可(kě)见光(guāng)终(zhōng)于可以(yǐ)畅通(tōng)无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿(yì)年(nián)之后，这些光在(zài)宇宙空(kōng)间背(bèi)景上(shàng)留下了各(gè)相同性的微波(bō)辐射(shè)。其中红色的部分表示(shì)温度较(jiào)高的区(qū)域，蓝色则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之(zhī)间的温差(chà)只有(yǒu)万分(fēn)之一。

科(kē)学家们通过对(duì)前景背景分离后的二值图(tú)像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没(méi)有暗(àn)物质，图形(xíng)看起来不应该是(shì)这样的，而随着暗物质的增(zēng)加，一些峰值的(de)幅度会减小，才变得看起(qǐ)来“和(hé)谐(xié)”。为了(le)匹配宇宙微波(bō)背景辐射的测(cè)量值(zhí)，我们需要的暗物质大约是普通(tōng)物质的5倍。这(zhè)个数字(zì)与解释(shì)星系当中恒星运动所需要(yào)的(de)暗物质(zhì)比例(lì)是一致(zhì)的。这(zhè)就意味(wèi)着。

用了一个(gè)简单的理论框架，就很好地解释了很多不同的观(guān)测(cè)结果(guǒ)。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙当(dāng)中存在着某种类(lèi)型的粒(lì)子(zi)，它们(men)不参与(yǔ)任(rèn)何其(qí)他的电磁作用，只通(tōng)过引(yǐn)力(lì)来相(xiāng)互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到了(le)暗(àn)物质存在的实(shí)际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十种的假想目(mù)标，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒子(zi)所需要的实(shí)验方式也不(bù)相同。在(zài)过去的几十年(nián)当中，人类为了寻找这些看不见(jiàn)、摸不到，几乎(hū)不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了超过50次(cì)的实验，却没有(yǒu)任何实质性(xìng)的发现，除了(le)一个地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的(de)地下矿(kuàng)井当(dāng)中，藏着地球(qiú)上(shàng)最大的地学实验室，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个(gè)三层楼高的探测(cè)器，一直(zhí)致(zhì)力于(yú)寻找(zhǎo)暗物质粒子的(de)周期(qī)性(xìng)震荡。

自1997年(nián)以(yǐ)来(lái)，这里的(de)科学家声(shēng)称观测到了某种信号。经过了20多年的数据收(shōu)集(jí)，人们发现(xiàn)了一(yī)个(gè)有趣的事情。探测率会在(zài)每年的(de)6月份达到(dào)峰值，然后(hòu)在11月降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是一样。一些科学(xué)家认为这可能是人(rén)类发现暗物质的第一(yī)个直接(jiē)证据。

但(dàn)是为什么暗物(wù)质会产生周期性的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公里(lǐ)/秒的速(sù)度(dù)围绕着银河系进(jìn)行移(yí)动，那(nà)么如果暗(àn)物(wù)质(zhì)存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也在以这(zhè)样的(de)速度在穿越着暗物(wù)质流，这个(gè)过程中会产生相(xiāng)应(yīng)的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太(tài)阳进(jìn)行旋转。所以(yǐ)有(yǒu)半年(nián)的时间，地球围绕太阳的方(fāng)向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是(shì)一致(zhì)的(de)，而另外半年则(zé)与之相反。

而在6月(yuè)份的(de)时候(hòu)，地球与太阳的方向正好达到完全一(yī)致(zhì)，这是(shì)理论上(shàng)地球穿(chuān)越(yuè)暗物质流(liú)最快的时(shí)段。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰好达(dá)到了最(zuì)慢值。尽管(guǎn)在实(shí)际的情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系相对(duì)银河系的平(píng)面呈现了60度(dù)的(de)倾斜，但是这并不(bù)影响这(zhè)个理论(lùn)的有效性。

因(yīn)此科学家认为这(zhè)可以用来(lái)解释，研究人员们所观测到的周(zhōu)期性(xìng)信(xìn)号。当(dāng)然也(yě)可能有其他的情况，造成这种(zhǒng)年度(dù)周期(qī)信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚(shèn)至连意大利游客(kè)的数量也符合(hé)这个周(zhōu)期的(de)规律。

所以(yǐ)，科学家们(men)又在南(nán)半球(qiú)建(jiàn)立了一个(gè)几乎相同的实验室(shì)，这里的季(jì)节与之前(qián)的实验室(shì)正好相(xiāng)反，而在这里，地(dì)球穿过(guò)暗物质流的运动特征和(hé)第一个(gè)实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号(hào)，就可(kě)以成为(wèi)暗物质所存在的非常有力的证据了。但是由于(yú)这个实验室(shì)刚刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截至(zhì)目前还无法(fǎ)提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜(jìng)，这台太空望远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但(dàn)它(tā)的宽视场仪器提(tí)供的(de)视(shì)野是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格(gé)雷(léi)斯罗曼(màn)太空望远镜其中一(yī)个关键的用途就是探索暗(àn)物质背后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只(zhǐ)能拭目(mù)以待(dài)了。费米(mǐ)实(shí)验室粒子天体物理中心(xīn)的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗物质存在，它们极有可(kě)能拥(yōng)有另一种神秘的效(xiào)应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进(jìn)化的一(yī)个(gè)重要因素。

如果这一理论得到(dào)进一步的(de)证实，那么(me)遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不(bù)会意味着(zhe)人类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通过这样(yàng)的(de)效(xiào)应创造生命。当然，这些(xiē)推论(lùn)的大前提(tí)是要(yào)先找到暗物质存在的实际证(zhèng)据(jù)。那(nà)么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗(àn)物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持是我更(gèng)新(xīn)的动(dòng)力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 说女的炮台是什么意思，说女生是炮台啥意思