宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为何会存(cún)在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为(wèi)了(le)寻找(zhǎo)暗(àn)物质存在的(de)证据，科学家们在过(guò)去的几十年(nián)当中(zhōng)进行(xíng)了超过50次的长期(qī)实验(yàn)，但是(shì)却(què)没有发现任何(hé)的有效证(zhèng)据。除了(le)一(yī)个地方，在(zài)1687年出版(bǎn)的(de)自然哲学数学(xué)原理一书中，埃萨(sà)克(kè)牛顿发表(biǎo)了万(wàn)有引力定(dìng)律(lǜ)，它揭示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往后的(de)几百年来，当天文学家(jiā)们(men)发现(xiàn)某些天体运(yùn)行轨道出现(xiàn)异常，不符合万有(yǒu)引(yǐn)力定律的时(shí)候，他们就会知道，周围一定(dìng)有未知的(de)天体(tǐ)通过引(yǐn)力在摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过(guò)天王星运行轨道的异常，推算并且发现了海王星(xīng)的存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发(fā)现都(dōu)是(shì)应用万(wàn)有引力定律所(suǒ)取得重大天(tiān)文(wén)成(chéng)就的(de)例子。但是这些发现都是(shì)在恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上升到星系(xì)或(huò)者(zhě)是星团的(de)尺度，事情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹(zī)威基正在研究和测量后(hòu)发星系团的质量。这是一个由数千个(gè)星(xīng)系所(suǒ)组(zǔ)成的巨大(dà)星系(xì)团，这些星系被(bèi)引力束缚在一起。测量星系(xì)团的质量(liàng)一般会使用(yòng)到两种方法，当两种方(fāng)法(fǎ)结果(guǒ)一致，就可以确定其质量的范围。

第一(yī)种(zhǒng)是获(huò)得其"光度(dù)学的质量"，需(xū)要的数据是测(cè)量各个星(xīng)系的(de)光度(dù)。

第二种是动力(lì)学质量的计(jì)算(suàn)，是利用光谱红移测(cè)量星系团中的各个星系(xì)相对于星(xīng)系(xì)团的运动(dòng)速度。当测量结果出来之后，兹威基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟然(rán)是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后发(fā)座星系团有99%的(de)质量消失了(le)，或者(zhě)说这99%的质量(liàng)并不以(yǐ)可见光的形(xíng)式所(suǒ)存在，我们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基(jī)发现(xiàn)星系团中很多星系(xì)的(de)速度比理论(lùn)上要快得多，按照牛(niú)顿的运动(dòng)学定律，仅(jǐn)靠这些(xiē)可(kě)见星系的质(zhì)量(liàng)所产(chǎn)生的引力是无法(fǎ)将它们束缚在(zài)星系团内的(de)，它们早就应(yīng)该被抛出星系团(tuán)之外了，除非有(yǒu)一种神(shén)秘的力(lì)量在(zài)起作用，这种力量来(lái)源于某(mǒu)种(zhǒng)隐形的物质(zhì)。

据(jù)此，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射(shè)光，但是它们却占据着宇宙中绝大(dà)部分的质量(liàng)。只是(shì)当时的人们(men)对(duì)这样的一种说(shuō)法不(bù)屑(xiè)一顾。

直到(dào)40年之(zhī)后，“暗物质”这个(gè)词才再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福特在观(guān)测(cè)仙女座星系(xì)中的(de)恒星运动。理论上来说，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其(qí)轨道上的(de)运行速度就会越慢。但是他们观(guān)测的(de)结果(guǒ)却(què)让人(rén)感到不(bù)可思议(yì)。

随着与中心距离的(de)增加(jiā)，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根(gēn)据牛顿(dùn)的万有引力(lì)定律，在星(xīng)系当中如果没有足够(gòu)大的质(zhì)量来(lái)吸引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中了(le)。基于这(zhè)种现象，科学(xué)家们会使(shǐ)用(yòng)一种(zhǒng)相对(duì)标准的方法(fǎ)来解(jiě)释暗物质的存在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴上距离星系(xì)中心的距离(lí)，以(yǐ)及(jí)在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果出(chū)现(xiàn)异常的(de)结果，就认为(wèi)是由暗物质的(de)力量(liàng)进(jìn)入其中(zhōng)。

于是科学(xué)家(jiā)们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离的氢元素，发现它们的旋转速度并不符合(hé)牛顿(dùn)的力学定律。我们的太阳系也不例(lì)外，太阳系位于银河系的第三悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据(jù)万有引力定律进行(xíng)计(jì)算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大(dà)于理论速(sù)度(dù)，那么(me)产生以上这种向心加(jiā)速度(dù)的原因很可能就(jiù)是存在(zài)着一种(zhǒng)我们看不到的(de)物质，是这些(xiē)暗物质的(de)引力(lì)效(xiào)应将(jiāng)星系(xì)聚集(jí)在(zài)了一起。

也是(shì)从(cóng)这时开始，越来越多的研究(jiū)人员(yuán)开始相信暗物质(zhì)的存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的(de)速(sù)度，估算(suàn)在星系当(dāng)中暗物质的质(zhì)量占整个星系(xì)质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物质(zhì)并不(bù)是(shì)唯(wéi)一可以(yǐ)解(jiě)释这个现象的(de)原因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速度上(shàng)的微小差异。另(lìng)外，天文学家还发现了一个反常(cháng)的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银河系不(bù)多(duō)，但(dàn)是(shì)星系当中存在(zài)的恒(héng)星数量却只有银河系的(de)千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系(xì)必须(xū)存在暗物质(zhì)，否则就会(huì)分崩离析。但是(shì)科学家们使用最(zuì)先(xiān)进的望远镜对其进行了40个(gè)小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系(xì)中的恒星运动(dòng)是(shì)可(kě)以(yǐ)用正常的物(wù)质和力学定律来解释的(de)。那(nà)么(me)又有人提出(chū)，也许该星(xīng)系的(de)暗物质(zhì)，已经被附近(jìn)的另一个大星(xīng)系剥离了。奇(qí)怪(guài)的是，它的附(fù)近云n是哪里的车牌号没(méi)有任何星系存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除(chú)了(le)暗物质(zhì)的假说之外，另一种可(kě)能就(jiù)是人(rén)类对(duì)引(yǐn)力的(de)理解(jiě)还不够全面(miàn)，引力很可能(néng)在不同尺度空间中(zhōng)的工作方式是(shì)不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式运动(dòng)。但(dàn)是上升到(dào)星系和星团的尺度，引力之间的相互作用则是不同的方式。对于(yú)在星系团之(zhī)间的相互作用(yòng)，科学家还(hái)引入(rù)了外部场效应的概(gài)念，指的(de)是在数(shù)百万(wàn)光年的规模上，巨大的质量(liàng)之间会产(chǎn)生(shēng)对彼此特殊的效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙(méng)德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的物理定(dìng)律进(jìn)行修(xiū)正(zhèng)，这些(xiē)发(fā)现也让很多(duō)人(rén)认为暗物质假说理论(lùn)就(jiù)此终(zhōng)结。但(dàn)是在宇(yǔ)宙当中还(hái)有(yǒu)关于暗物质存(cún)在的其他(tā)的理论(lùn)证据(jù)，这(zhè)些(xiē)理论(lùn)证据是蒙(méng)德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子(zi)弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星(xīng)系团所组成，类似这样的(de)星团，它们大(dà)部分的普通质量(liàng)都(dōu)在星系的气体(tǐ)当中(zhōng)。当(dāng)星(xīng)团以1000万(wàn)公里/小时发生碰(pèng)撞(zhuàng)的时候，星(xīng)际气体的相互作用就(jiù)会(huì)导致温度的(de)急剧升高，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些气体所在的(de)中(zhōng)间区域。那么我(wǒ)们(men)通过什么来验(yàn)证它的质(zhì)量区域(yù)到底是不是集中在中间呢？前不(bù)久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空(kōng)望(wàng)远镜(jìng)传回了宇宙当中第一张全彩(cǎi)的(de)高(gāo)清照片(piàn)，在照(zhào)片中我们可以明(míng)显地看到很多星(xīng)系(xì)似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形变(biàn)。其实这些星(xīng)系本身并不是真的(de)被扭曲了，也不是(shì)韦伯(bó)望远镜出了(le)什么问题，而是这样极遥远的(de)天体和我(wǒ)们地(dì)球(qiú)上的(de)观测者之间。被一(yī)个质量超级巨大(dà)的(de)天体遮挡，这个(gè)超大质量的东西的引力(lì)，会使(shǐ)身后更(gèng)遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象(xiàng)就是引力透镜效(xiào)应。这个(gè)巨大(dà)的天体可能是超大质(zhì)量(liàng)的黑洞或(huò)者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现它的大质量区(qū)域并不是在(zài)中间，而是在两(liǎng)侧(cè)。所以最好的解释方法就是当星团(tuán)发(fā)生全部的碰撞时，可被观测(cè)到(dào)的质量气体被(bèi)卡(kǎ)在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域(yù)，并在两(liǎng)边形(xíng)成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系(xì)团的引力透镜研究也被(bèi)认为是暗物质存在(zài)的迄今为止最好(hǎo)的理论证(zhèng)据。

除(chú)此之外，还有来自宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙大(dà)爆炸开(kāi)始(shǐ)，38万年之后，可(kě)见光终于(yú)可以畅通(tōng)无阻地(dì)穿越在(zài)宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些(xiē)光(guāng)在宇宙空间背景上留下了各相同性的微波辐射。其中红(hóng)色的部分表示温度(dù)较(jiào)高的区域(yù)，蓝(lán)色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实(shí)际上它们之(zhī)间的温差只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科学(xué)家们通过(guò)对(duì)前景背景分离后的二值图(tú)像进行(xíng)连通域提取和标记之后发(fā)现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗(àn)物质(zhì)，图形看起来不(bù)应该是这(zhè)样的(de)，而随(suí)着暗物质的增加，一(yī)些峰(fēng)值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微(wēi)波背(bèi)景辐射的测量值，我(wǒ)们需要的暗物质大约是(shì)普(pǔ)通(tōng)物(wù)质的5倍。这个数字与(yǔ)解释星系(xì)当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例是(shì)一致(zhì)的。这就意味(wèi)着。

用了一个简单(dān)的理论框(kuāng)架(jià)，就很好地(dì)解释了很(hěn)多(duō)不同(tóng)的(de)观测结果。而暗(àn)物质的本(běn)质(zhì)就是宇宙(zhòu)当中存在着(zhe)某种类型(xíng)的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引力来相互作用(yòng)。所以(yǐ)如果能够找到这种粒子的存(cún)在，就相当于找到(dào)了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经(jīng)提出(chū)了数十种的假想(xiǎng)目标(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(shì)也不相同。在过去的几(jǐ)十年当中，人类为(wèi)了寻找(zhǎo)这些(xiē)看不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不会与(yǔ)常规物质相互作用的“暗(àn)物质”，科(kē)学(xué)家们已经进行了超(chāo)过50次的实验，却没有任何实质(zhì)性(xìng)的发现，除了一个地(dì)方，意大(dà)利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉(mài)。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着地(dì)球上最(zuì)大的地学实验(yàn)室，这(zhè)个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的探测器，一(yī)直(zhí)致力于寻找暗物质粒(lì)子(zi)的(de)周期性震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家声称观测到了某种信号。经过了20多年(nián)的数据收(shōu)集，人们发(fā)现了一个云n是哪里的车牌号(gè)有趣的(de)事情(qíng)。探测率会在每年的6月份达到峰(fēng)值，然(rán)后在11月降(jiàng)到(dào)最低，而(ér)且(qiě)在(zài)20年当中每(měi)年都(dōu)是一(yī)样。一些科学家认(rèn)为这(zhè)可(kě)能是人类发现暗(àn)物质的(de)第(dì)一个直接证据。

但是为什(shén)么暗物质会产生周期性的年(nián)度信(xìn)号呢？刚才(cái)我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳(yáng)系正在(zài)以220公里/秒的速度围绕着银河系(xì)进行(xíng)移动(dòng)，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们(men)也在以这样的速度在穿越着暗(àn)物质流，这个(gè)过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同(tóng)时地(dì)球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速度围绕太阳(yáng)进(jìn)行旋转。所(suǒ)以有半年的(de)时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银(yín)河系的(de)方向(xiàng)是一致(zhì)的，而另外半年则与之相(xiāng)反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太阳的方(fāng)向(xiàng)正好达到完全一(yī)致(zhì)，这(zhè)是理(lǐ)论上地球(qiú)穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好(hǎo)达到(dào)了最慢值。尽管在实际的(de)情况中，太阳系相(xiāng)对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这(zhè)并不影响这个理论(lùn)的有效(xiào)性。

因此科学家认为这可以用来(lái)解释，研(yán)究人员们所观测到(dào)的周期(qī)性信号。当(dāng)然(rán)也可能(néng)有其(qí)他的(de)情(qíng)况，造(zào)成这种年度周期信(xìn)号(hào)的差异也可能是(shì)温度(dù)、湿(shī)度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利(lì)游客的数(shù)量也符(fú)合这个周期(qī)的规律。

所以，科(kē)学(xué)家们又在(zài)南半球建立(lì)了一个几乎(hū)相(xiāng)同(tóng)的实验室，这里(lǐ)的季(jì)节(jié)与之前(qián)的(de)实验室正好(hǎo)相(xiāng)反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗物质流的(de)运动特(tè)征和第一(yī)个实验室是一样(yàng)的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在(zài)这里可以得到相同的信(xìn)号，就可以成为暗物质所存在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由于(yú)这个实验室刚刚建成(chéng)不(bù)久(jiǔ)，所以截至(zhì)目(mù)前还无法(fǎ)提供相(xiāng)应(yīng)的数据支(zhī)持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的望远镜，这台太空望远镜叫(jiào)做“南(nán)希格(gé)雷斯罗(luó)曼(màn)”，它的主镜(jìng)大小(xiǎo)跟哈(hā)勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的(de)视野是(shì)哈勃(bó)红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜其中一个关键的用途就是探(tàn)索(suǒ)暗物质背(bèi)后的奥秘，对(duì)于探测的结果，我们只(zhǐ)能拭目以待(dài)了。费米实验室粒(lì)子天(tiān)体(tǐ)物理中心的科学家(jiā)丹琥珀和(hé)贾森斯(sī)特芬研究发现(xiàn)，如果暗物(wù)质存(cún)在，它们极(jí)有可能拥有另一种神(shén)秘(mì)的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说(shuō)是生命进(jìn)化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一理(lǐ)论得到(dào)进一(yī)步的证(zhèng)实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落的行星(xīng)上，暗物(wù)质正在通过这样的效应创造生命。当然(rán)，这些推论(lùn)的大前提是要先(xiān)找到(dào)暗物质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质(zhì)到底存不存在(zài)呢(ne)？喜欢请点(diǎn)赞，你的支(zhī)持是我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 云n是哪里的车牌号