宇宙是“人为制造”的？桂l车牌是哪里 桂L车牌号城市代号为何会存(cún)在(zài)科学(xué)无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又(yòu)究竟(jìng)是什(shén)么(me)？人类为了寻(xún)找暗物质存在的证(zhèng)据，科学家们在过(guò)去的几十年(nián)当(dāng)中进行了超过(guò)50次的长期实桂l车牌是哪里 桂L车牌号城市代号验，但(dàn)是却没有(yǒu)发现任何的(de)有效证(zhèng)据。除了(le)一个地方(fāng)，在1687年(nián)出版的自然(rán)哲学数(shù)学原理(lǐ)一书中(zhōng)，埃萨(sà)克(kè)牛顿发表了万(wàn)有引(yǐn)力定(dìng)律，它(tā)揭示了(le)宇宙中天体(tǐ)运(yùn)动的规律。往后的几百(bǎi)年来，当天文(wén)学家(jiā)们发现某(mǒu)些(xiē)天体运行(xíng)轨道出现(xiàn)异常，不符合万有引力定律的时(shí)候，他们就会知道，周围一定有未知的(de)天(tiān)体通过引力在摄(shè)动(dòng桂l车牌是哪里 桂L车牌号城市代号)它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王(wáng)星运行轨道的(de)异常，推算并(bìng)且发现了海王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王星的发现都是(shì)应(yīng)用万有(yǒu)引(yǐn)力定律所取得重大(dà)天(tiān)文成就(jiù)的例子。但(dàn)是(shì)这(zhè)些发现都是在恒(héng)星系统(tǒng)的尺度当中，可当我们(men)上升(shēng)到星系或者是(shì)星团的尺度(dù)，事(shì)情就开始变(biàn)得(dé)诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学(xué)家(jiā)弗(fú)里茨兹威基正在研究和测量后(hòu)发星系(xì)团的质量(liàng)。这是一个由(yóu)数千个(gè)星系所组成的巨大星系团，这些星系被引(yǐn)力束缚(fù)在一(yī)起(qǐ)。测量星系团的质量一般会使用到两种方(fāng)法，当两种方(fāng)法结果一致(zhì)，就可以确定其质(zhì)量的范围。

第一种(zhǒng)是获(huò)得其"光度学的质量"，需要的数据(jù)是(shì)测(cè)量(liàng)各(gè)个星系的光度。

第二种是(shì)动力学(xué)质量的计算，是利用(yòng)光谱(pǔ)红移(yí)测量星(xīng)系(xì)团中的各个(gè)星系相对于星(xīng)系团的运动速度(dù)。当测量结果出(chū)来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系(xì)团(tuán)有(yǒu)99%的质量(liàng)消失了(le)，或者说(shuō)这(zhè)99%的质(zhì)量并不以(yǐ)可见光的(de)形(xíng)式所(suǒ)存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异(yì)的是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹威基发现星(xīng)系团中很多星系的(de)速(sù)度比理论上(shàng)要快得(dé)多，按照(zhào)牛顿(dùn)的(de)运动(dòng)学定律，仅靠这(zhè)些可见星(xīng)系(xì)的质量(liàng)所产生的引力是(shì)无法将它们束缚在星系团(tuán)内的，它们(men)早就应该被抛出星(xīng)系团之外了(le)，除非有一种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量(liàng)来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出(chū)了(le)这样部(bù)分不可见(jiàn)的暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却(què)占据着宇宙中绝大部(bù)分(fēn)的质量。只是当时的(de)人(rén)们对这样的(de)一种说(shuō)法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一次出(chū)现(xiàn)。天文学家维(wéi)拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女座星(xīng)系中的(de)恒星(xīng)运动。理论上来说，距离中心越远的恒星(xīng)在(zài)其轨道上的(de)运行速度就会(huì)越慢(màn)。但(dàn)是他们观测的结果却让人感到不可思(sī)议。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒(héng)星的(de)旋转速度几(jǐ)乎保持(chí)不变。可是(shì)根据牛顿的万有引力定律，在星系(xì)当中如果(guǒ)没有足够(gòu)大(dà)的质量来吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)了。基于这种现象，科学(xué)家们会使用一种相对(duì)标准的方(fāng)法来解释暗物质(zhì)的存(cún)在，这(zhè)种方法就是测量星系当(dāng)中气体在(zài)X轴(zhóu)上距离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出现异(yì)常(cháng)的结果，就认为是由暗(àn)物(wù)质的力量进入(rù)其中(zhōng)。

于是科学家们(men)通过射电(diàn)望远镜(jìng)测量了距离星(xīng)系中心更远距离的氢元素(sù)，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并(bìng)不(bù)符(fú)合牛顿的(de)力(lì)学定律(lǜ)。我们的太阳系也不例外(wài)，太阳系位于银河系的(de)第(dì)三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年(nián)，根据万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的(de)运行速(sù)度应该是(shì)160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系正在(zài)以(yǐ)220千米/秒的速度(dù)围绕银(yín)河(hé)系旋(xuán)转，这(zhè)个实际(jì)速度远远大于(yú)理论速度，那么产生(shēng)以上这种向心加(jiā)速(sù)度的原(yuán)因很可(kě)能就是存在着一种我(wǒ)们看不到的物质(zhì)，是这(zhè)些暗物(wù)质的引力效(xiào)应将星系聚(jù)集在(zài)了一起(qǐ)。

也是(shì)从这时(shí)开始(shǐ)，越来越多的研究人员开(kāi)始相信暗物质(zhì)的存在。科学家根据星系(xì)外恒星轨道的(de)速度，估(gū)算在星系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系(xì)质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这(zhè)个现象的原因。在一项新的研究当中(zhōng)，科学家们(men)发现，几乎没有引(yǐn)力效应的(de)遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上的微小(xiǎo)差异(yì)。另外，天(tiān)文学家还发现了(le)一个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银河系不(bù)多，但是星系(xì)当中存在的恒星数量却只有银(yín)河(hé)系的千分之一。

所以在理论上，该星系必(bì)须存在暗物质(zhì)，否则就会分崩离析(xī)。但是科(kē)学家们(men)使(shǐ)用最先(xiān)进(jìn)的(de)望(wàng)远镜对其进行了(le)40个(gè)小时的(de)详细测量之(zhī)后，发现星系(xì)中的恒星运动是可以用正常(cháng)的(de)物质和(hé)力(lì)学定律来解释的。那(nà)么(me)又(yòu)有人提出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗物质，已经(jīng)被附近的另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它的附(fù)近没有任何(hé)星系(xì)存在。造成这些现象的(de)除了暗物(wù)质(zhì)的假说(shuō)之外，另一(yī)种可(kě)能就(jiù)是人类对(duì)引力的理(lǐ)解还不(bù)够全面，引力很(hěn)可能在不同尺度(dù)空间中的工作方式是(shì)不同的，这(zhè)意味着在行星系尺度中(zhōng)的(de)天体会沿着(zhe)它们的轨道，按照我们所(suǒ)理解(jiě)的方式运(yùn)动。但(dàn)是上升到(dào)星系和星(xīng)团(tuán)的尺度，引力之间的相互(hù)作用则是不同的方式。对(duì)于在星系(xì)团之间的(de)相(xiāng)互作用，科学家还引入了(le)外部场效应(yīng)的概念，指(zhǐ)的是在数百万光年的(de)规模上，巨大(dà)的质量之间会(huì)产生对彼(bǐ)此特殊(shū)的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理(lǐ)论。如果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成立，这意味着我们需(xū)要对(duì)现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些发现也让很(hěn)多人认(rèn)为(wèi)暗物质假说理论就(jiù)此终结。但(dàn)是在宇宙(zhòu)当中(zhōng)还有关于暗物质存在(zài)的(de)其他的理(lǐ)论(lùn)证(zhèng)据，这些理论证据是(shì)蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿(yì)光年的子弹星系团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞的星系团所组成，类似(shì)这样的星团，它们大部分的(de)普通质(zhì)量都在星系的(de)气(qì)体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体的相互作用就会导(dǎo)致温度的急(jí)剧升高，速度大幅降(jiàng)低(dī)。所以在理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大部分的质量将位于所有(yǒu)这些气体所(suǒ)在的中间区域(yù)。那么(me)我们通过什么来验证(zhèng)它(tā)的质(zhì)量区(qū)域到底是不是(shì)集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太(tài)空望远镜传回(huí)了宇宙当中(zhōng)第一(yī)张(zhāng)全彩(cǎi)的高(gāo)清照片，在照片(piàn)中我们可以明(míng)显地看到很多星(xīng)系似乎被拉伸产生了(le)巨大的形变。其实这(zhè)些星系本身并不是真的被扭(niǔ)曲了，也不(bù)是韦伯望(wàng)远镜出了什么问题，而(ér)是这样极遥远(yuǎn)的天体和我们地(dì)球上的观测者之间。被一(yī)个质(zhì)量超级(jí)巨(jù)大的天体遮挡，这个超大质量的东(dōng)西的引力，会(huì)使身(shēn)后更遥(yáo)远星系的光都发生了(le)扭曲。这个现象就是(shì)引(yǐn)力透(tòu)镜效应。这个巨大的天体可能是超大(dà)质量(liàng)的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系(xì)团观测(cè)的时候，发现它(tā)的大质量区域并(bìng)不是在(zài)中间(jiān)，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解释(shì)方法(fǎ)就是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的(de)质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并在(zài)两(liǎng)边形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子(zi)弹星系团(tuán)的引(yǐn)力透镜研究也(yě)被(bèi)认为是暗物质(zhì)存在(zài)的迄今为止最好的理论证据(jù)。

除(chú)此之外(wài)，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大(dà)爆(bào)炸开始，38万年(nián)之(zhī)后，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空间背景(jǐng)上留(liú)下了各相同性(xìng)的微(wēi)波(bō)辐射(shè)。其中红色的部分(fēn)表(biǎo)示(shì)温度较高的区域，蓝(lán)色(sè)则(zé)表示相对(duì)较(jiào)冷的区域，但实际上它们之间的温差只有万分之(zhī)一。

科学家们(men)通(tōng)过(guò)对(duì)前景(jǐng)背景(jǐng)分离后的二值(zhí)图(tú)像进(jìn)行(xíng)连通域提(tí)取和(hé)标记之(zhī)后(hòu)发现，如果宇宙当中没(méi)有暗物(wù)质，图形看起(qǐ)来不应该是这样的，而随着暗物质的(de)增加(jiā)，一些峰值的(de)幅(fú)度(dù)会减小，才(cái)变得(dé)看(kàn)起(qǐ)来“和(hé)谐”。为(wèi)了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射的测(cè)量值，我(wǒ)们需(xū)要的暗(àn)物质(zhì)大约是普通(tōng)物质的5倍。这(zhè)个数(shù)字(zì)与解释星系当中恒星运(yùn)动所需要(yào)的暗物质比(bǐ)例是(shì)一(yī)致的。这就(jiù)意味着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解释(shì)了很(hěn)多不同的观(guān)测结(jié)果(guǒ)。而(ér)暗物质的本质(zhì)就是宇宙当(dāng)中存在(zài)着某(mǒu)种(zhǒng)类(lèi)型的粒子，它们不参与任何(hé)其(qí)他的电磁(cí)作用(yòng)，只通过引力来相互作用(yòng)。所(suǒ)以如(rú)果能(néng)够找到这(zhè)种粒(lì)子的存在，就相当于找到了暗物(wù)质存在(zài)的实(shí)际证(zhèng)据(jù)。这(zhè)种(zhǒng)粒子到底是什么？科学(xué)家们(men)已经(jīng)提(tí)出了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找(zhǎo)这些不同的目标粒子(zi)所需要(yào)的实(shí)验方式也不相(xiāng)同。在过去的(de)几十年当中，人类(lèi)为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会与常规(guī)物(wù)质相互作用的(de)“暗物质”，科学(xué)家(jiā)们已经进(jìn)行了超过(guò)50次的实验，却(què)没有任何实质性的发(fā)现，除了(le)一个地方，意大利的格兰萨索山(shān)，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着(zhe)地(dì)球上最大的地(dì)学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层楼高的探测器，一直(zhí)致力于寻找(zhǎo)暗物(wù)质粒子的周(zhōu)期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称(chēng)观测到(dào)了某种信(xìn)号。经过了20多年(nián)的(de)数据收集(jí)，人们发(fā)现了一(yī)个有趣的(de)事(shì)情。探测率会在每年(nián)的(de)6月份达(dá)到(dào)峰值，然(rán)后在11月(yuè)降到最低，而且在(zài)20年当中每年都是一(yī)样(yàng)。一(yī)些科学家认(rèn)为这可能(néng)是人类发(fā)现暗物质的第一个(gè)直接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产生周期性的年度(dù)信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河(hé)系进(jìn)行移(yí)动(dòng)，那么(me)如果暗物(wù)质存在宇宙(zhòu)当(dāng)中，这意味着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流(liú)，这个过程中会产生相(xiāng)应的振(zhèn)荡，同时地(dì)球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速度(dù)围(wéi)绕太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以(yǐ)有半(bàn)年的时间，地(dì)球围绕太阳的方向与太阳环(huán)绕银河系的方向(xiàng)是一致的，而另外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的(de)时候，地球(qiú)与太阳的(de)方向正好达到完全一致(zhì)，这(zhè)是理论(lùn)上(shàng)地球(qiú)穿越暗(àn)物质流(liú)最(zuì)快的时段。而在(zài)11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银(yín)河(hé)系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论(lùn)的有(yǒu)效(xiào)性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来解(jiě)释，研究人(rén)员们所观测到的(de)周(zhōu)期(qī)性信号。当然(rán)也可(kě)能有其他的情况，造成这(zhè)种年度周期(qī)信号的差异也可能(néng)是温(wēn)度(dù)、湿(shī)度、土壤(rǎng)中(zhōng)的(de)水(shuǐ)分、高山(shān)上的(de)积雪(xuě)，甚至连意大利游客的数量也(yě)符合这个周期的规律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同(tóng)的实(shí)验室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流的(de)运动特(tè)征和第一个(gè)实验室是一样的。

因此(cǐ)，如果在这里可以得(dé)到(dào)相同的信号，就可以成(chéng)为(wèi)暗物质(zhì)所存在的非(fēi)常有力的证据了(le)。但是由于(yú)这个实验(yàn)室(shì)刚刚(gāng)建成不久，所以截(jié)至目前还无(wú)法提供相应的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜，这(zhè)台(tái)太空望(wàng)远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗(luó)曼”，它(tā)的主镜(jìng)大小跟哈勃(bó)望远镜相(xiāng)同，但它(tā)的宽(kuān)视场仪(yí)器提供的视(shì)野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷(léi)斯罗(luó)曼(màn)太空望(wàng)远镜其中一个关键的用途就是探索暗物质(zhì)背后的奥(ào)秘，对于(yú)探测(cè)的结果，我们只(zhǐ)能(néng)拭(shì)目以待了(le)。费(fèi)米实(shí)验(yàn)室(shì)粒(lì)子(zi)天体(tǐ)物理中(zhōng)心(xīn)的科学(xué)家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存(cún)在(zài)，它们极(jí)有(yǒu)可能拥有另一种神秘(mì)的效应，这(zhè)种暗物质效应(yīng)，会支(zhī)持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或者说是生命进化的(de)一个重要因素。

如果这一理论得到(dào)进一步的证实，那么遍(biàn)布(bù)宇(yǔ)宙(zhòu)当中的暗物质会不会意(yì)味(wèi)着人类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中某个角落(luò)的(de)行星上，暗物质正(zhèng)在(zài)通过(guò)这(zhè)样的效应(yīng)创造生命。当(dāng)然，这些推论(lùn)的大(dà)前提是要先找到暗物质存在的实际证据。那么(me)小伙伴们，你(nǐ)们觉得(dé)暗物质(zhì)到底存(cún)不存(cún)在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞，你的(de)支持是我(wǒ)更新的动(dòng)力！

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