宇宙是“人(rén)为制造”的(de)？为何会存(cún)在(zài)科学无法解(jiě)释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质又(yòu)究(jiū)竟(jìng)是什么？人类为了寻(xún)找暗物(wù)质存在的证据，科(kē)学家们在过去的(de)几十年当中进行了超过50次的长期实验(yàn)，但是却没有(yǒu)发现任何的有效证(zhèng)据。除了一(yī)个(gè)地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原理一(yī)书中，埃萨(sà)克牛(niú)顿发表(biǎo)了万(wàn)有引力(lì)定律，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文(wén)学(xué)家们发(fā)现某些天体运行轨道出现异(yì)常，不(bù)符合(hé)万有引力定律的(de)时候，他们就会(huì)知道，周围一定(dìng)有未知的天体(tǐ)通过(guò)引力在摄(shè)动它的轨道。比如在(zài)1846年(nián)，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推(tuī)算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王(wáng)星的发现(xiàn)都(dōu)是应用万有引力定律所取得重大天文成(chéng)就的例子。但是这些发现都是在恒星系统的(de)尺度当中(zhōng)，可(kě)当(dāng)我们上升到星系或者是星团的尺度，事(shì)情就开(kāi)始变(biàn)得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家(jiā)弗里茨兹(zī)威基正(zhèng)在(zài)研(yán)究和测量后(hòu)发星系(xì)团的质量(liàng)。这是(shì)一个(gè)由数千个(gè)星(xīng)系所组成(chéng)的巨大星系团，这些星系被(bèi)引力(lì)束缚在一起(qǐ)。测量星系团的质量(liàng)一(yī)般会使(shǐ)用到(dào)两(liǎng)种方法，当(dāng)两种方法结果(guǒ)一致，就可(kě)以确定(dìng)其质量的范围。

第(dì)一种是获得(dé)其(qí)"光度学的质量(liàng)"，需要的数(shù)据是测量各个星系的光度(dù)。

第二种是动(dòng)力学质量的计算，是利用光(guāng)谱(pǔ)红(hóng)移测量星系(xì)团中的各(gè)个星系相(xiāng)对于星系团压缩面膜和普通面膜哪个好，牛奶泡压缩面膜可以天天用吗的(de)运(yùn)动速度。当测量结果出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然(rán)是(shì)“光度学质(zhì)量(liàng)”的(de)400倍。这(zhè)意味着(zhe)，后(hòu)发座(zuò)星系团有99%的质量消失了，或(huò)者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光(guāng)的(de)形式所存(cún)在，我(wǒ)们(men)无(wú)法看到。最诡异的(de)是，在(zài)测量速度(dù)的过(guò)程中(zhōng)，兹威基发(fā)现星系团中很多星系的(de)速度比(bǐ)理论(lùn)上(shàng)要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系(xì)的质量所产生的(de)引(yǐn)力(lì)是(shì)无法将它们(men)束缚在星系团(tuán)内的，它(tā)们早就应该被抛出星(xīng)系(xì)团之外了，除非(fēi)有(yǒu)一种神秘的(de)力(lì)量(liàng)在起作用，这种力量来(lái)源于某(mǒu)种隐形的物(wù)质(zhì)。

据此，兹维基提(tí)出了这样部(bù)分(fēn)不可见的(de)暗质，它(tā)不发散光、吸光(guāng)、反射(shè)光(guāng)，但(dàn)是(shì)它(tā)们(men)却占据着宇宙(zhòu)中(zhōng)绝(jué)大(dà)部分的质(zhì)量。只是当(dāng)时的人们对(duì)这样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这个词才再一次(cì)出现。天文(wén)学(xué)家维(wéi)拉鲁(lǔ)宾和肯特(tè)福特在观测仙(xiān)女座星系中的恒(héng)星运动。理论上来(lái)说(shuō)，距离中心越远的恒星在其轨道上的(de)运行(xíng)速(sù)度(dù)就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到不可思议。

随着(zhe)与中心距离的增加，恒星的(de)旋转速度几乎保(bǎo)持不变(biàn)。可是(shì)根据(jù)牛顿的(de)万有引力(lì)定律，在星系当中(zhōng)如果没有(yǒu)足(zú)够大的质量来吸(xī)引它们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到(dào)宇宙当中了(le)。基于这种(zhǒng)现象，科学(xué)家们会使用一种相对标准的方(fāng)法来解释暗物质的存在，这种方法就是测量(liàng)星(xīng)系当中气体在X轴上距(jù)离星系中心的距离，以及在Y轴上气(qì)体的旋转速(sù)度。如果(guǒ)出现异常的(de)结果，就认为是(shì)由暗物质(zhì)的(de)力量进(jìn)入其(qí)中。

于是科学家们通过射(shè)电望远镜(jìng)测量(liàng)了(le)距离星系中(zhōng)心(xīn)更远距离的氢元素，发现(xiàn)它(tā)们的旋转速度(dù)并不符合牛顿的力学(xué)定(dìng)律。我(wǒ)们的太阳系也不(bù)例外，太(tài)阳系位于银河系的第三(sān)悬(xuán)臂之上，距离(lí)银河系(xì)中心(xīn)2.6万光年，根据(jù)万(wàn)有引力定(dìng)律(lǜ)进(jìn)行计算，太阳系的(de)运行速度(dù)应该是(shì)160千米/秒，但实际(jì)上，太(tài)阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个(gè)实(shí)际速度(dù)远远大于理论速度(dù)，那么产生以上这种(zhǒng)向心(xīn)加速度的原(yuán)因很可(kě)能就是(shì)存在着一种(zhǒng)我们看(kàn)不(bù)到(dào)的物质(zhì)，是这些暗物质的引力效应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是从这时(shí)开始，越来越多的研究人(rén)员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估(gū)算在星系当中(zhōng)暗物质的质量占整个星系(xì)质(zhì)量的(de)85%。但(dàn)是，暗(àn)物质并不(bù)是唯一可以解释这个现象的原因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发(fā)现(xiàn)，几乎没有(yǒu)引力效应的遥远恒星之间，也(yě)会(huì)出现速度上(shàng)的微小差异。另(lìng)外，天文学家还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数(shù)量却只有银河系的(de)千(qiān)分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物(wù)质，否则(zé)就会分崩离(lí)析。但(dàn)是(shì)科(kē)学(xué)家们使用最先(xiān)进的望远镜对其(qí)进行了40个(gè)小(xiǎo)时(shí)的详细(xì)测量之后，发(fā)现星系中的恒星运动是(shì)可以用正(zhèng)常的物(wù)质和力(lì)学定律来解(jiě)释的。那(nà)么又有人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经被附(fù)近(jìn)的另一个大(dà)星系剥离了。奇(qí)怪的是，它(tā)的附近没有任何(hé)星系存(cún)在。造成(chéng)这些现(xiàn)象(xiàng)的除了(le)暗物(wù)质的(de)假说之外，另一种(zhǒng)可能(néng)就是人类对引力(lì)的理解还不(bù)够全面，引力很可(kě)能在不同尺(chǐ)度空间中的工作(zuò)方式是不同的(de)，这意(yì)味着在行(xíng)星系(xì)尺度(dù)中的天体(tǐ)会沿着它(tā)们的轨道(dào)，按照(zhào)我们所理解的方式运动。但是上(shàng)升(shēng)到星系(xì)和星团的尺度，引(yǐn)力之(zhī)间的相互(hù)作用则是不同的方式。对于在星(xīng)系团(tuán)之(zhī)间(jiān)的相互(hù)作(zuò)用，科学家还引入(rù)了外部场效应(yīng)的概(gài)念(niàn)，指的是在数百(bǎ压缩面膜和普通面膜哪个好，牛奶泡压缩面膜可以天天用吗i)万光年的规模(mó)上，巨大(dà)的质量之(zhī)间(jiān)会(huì)产(chǎn)生对彼(bǐ)此特殊的效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意(yì)味着我们需(xū)要(yào)对现在的物理定律进(jìn)行修正，这些发现也让很多人(rén)认为暗物(wù)质假说理论就(jiù)此(cǐ)终结。但(dàn)是在(zài)宇宙当中(zhōng)还(hái)有关于暗(àn)物质存在的其他的(de)理论证(zhèng)据(jù)，这(zhè)些(xiē)理论证据是蒙德理(lǐ)论所没(méi)法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为(wèi)37亿(yì)光年的子弹星系(xì)团(tuán)，由两个碰撞的星系团所组成，类似这(zhè)样的(de)星团，它们大(dà)部分(fēn)的普(pǔ)通质(zhì)量都在星(xīng)系(xì)的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小时发(fā)生碰撞的时候，星际气体的(de)相互作(zuò)用(yòng)就会导致温(wēn)度的急剧升高，速度(dù)大(dà)幅降(jiàng)低(dī)。所以(yǐ)在理论上(shàng)，在碰撞之后(hòu)，子弹(dàn)星(xīng)系团大部分的质量将位于所有这些气体(tǐ)所在的中间(jiān)区(qū)域。那么我们通过什么来验证它的质(zhì)量区域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜(jìng)传回(huí)了宇宙当(dāng)中第一(yī)张全彩(cǎi)的高清照片，在照片中我们可以明(míng)显地看到很多(duō)星系似乎(hū)被拉伸产(chǎn)生了巨大的(de)形变。其(qí)实这些星系本身并不是(shì)真的被(bèi)扭曲了，也(yě)不是韦(wéi)伯望远镜(jìng)出(chū)了什么问题，而是这样极遥远的天(tiān)体和我们地球上(shàng)的观测(cè)者之间。被一(yī)个质量超(chāo)级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超大(dà)质量的(de)东(dōng)西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系的(de)光都发生了扭曲(qū)。这个(gè)现象(xiàng)就是引力透镜效应。这(zhè)个(gè)巨大的天体可能(néng)是(shì)超大质量的黑洞(dòng)或(huò)者是暗(àn)物质。

所以当人们对(duì)子弹星系团(tuán)观测(cè)的时候，发现它的大(dà)质量区域并(bìng)不是在中间，而是(shì)在两(liǎng)侧。所(suǒ)以最好(hǎo)的解释方法(fǎ)就是(shì)当(dāng)星团发生全部的碰撞时(shí)，可(kě)被观(guān)测到的质量气(qì)体被卡在(zài)了中间，暗物(wù)质则直接(jiē)通(tōng)过了这个区域，并在两边(biān)形成了引力(lì)透镜。对子弹星系团的(de)引(yǐn)力透镜(jìng)研(yán)究也(yě)被认为(wèi)是暗物质(zhì)存在的迄今为止最好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之(zhī)后，可(kě)见光终于可以(yǐ)畅通无阻地(dì)穿越在宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年之后，这些光(guāng)在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)空间背(bèi)景上留下了各相(xiāng)同(tóng)性的微(wēi)波辐(fú)射(shè)。其(qí)中红(hóng)色的部(bù)分表(biǎo)示温度较高的区域(yù)，蓝(lán)色(sè)则表示相对(duì)较(jiào)冷的区域，但(dàn)实际上它们(men)之间的温差只有万(wàn)分(fēn)之(zhī)一。

科学家(jiā)们(men)通过对前景背景分离后的(de)二(èr)值图像进行连通域提取(qǔ)和标记之后(hòu)发现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物质，图形(xíng)看起(qǐ)来不应该是这样的(de)，而(ér)随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙(zhòu)微波(bō)背(bèi)景(jǐng)辐(fú)射的测量值，我们需要(yào)的(de)暗物(wù)质大约是普通物质的(de)5倍。这个数字与解释星系当中恒星运(yùn)动所(suǒ)需要的暗物(wù)质比(bǐ)例是一致的。这就意(yì)味着。

用了一(yī)个简单的理论框(kuāng)架，就(jiù)很好(hǎo)地解释(shì)了很多不同的(de)观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的(de)粒子(zi)，它们不参与(yǔ)任何其(qí)他的电磁作用，只通过引力(lì)来相互(hù)作用。所以如果(guǒ)能够找到这种粒(lì)子的存在，就相当于找(zhǎo)到了暗物(wù)质(zhì)存在的实际(jì)证据。这种粒子(zi)到(dào)底是什么？科学家们已(yǐ)经提(tí)出了数十种的假想目(mù)标，而要寻找这些不同的目标粒子(zi)所需要的实验(yàn)方式(shì)也(yě)不相同。在过去的几十年当中，人类为了寻找这(zhè)些(xiē)看不(bù)见、摸不到(dào)，几乎(hū)不会与常规(guī)物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超(chāo)过50次的实验，却没有任何(hé)实质(zhì)性的发现(xiàn)，除(chú)了(le)一个地方，意(yì)大利的(de)格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下(xià)1400米处的地(dì)下矿井当(dāng)中，藏(cáng)着地球上(shàng)最大的地学实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼(lóu)高的探测器(qì)，一直致力于寻找(zhǎo)暗(àn)物质(zhì)粒子(zi)的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学家声称观测到了某种信号。经过了20多年的(de)数据(jù)收集，人们发现了(le)一个有趣的事情(qíng)。探测(cè)率会在(zài)每(měi)年的6月份达到峰(fēng)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。一些科(kē)学家认为这(zhè)可(kě)能是人(rén)类发现暗物(wù)质的第一个直接证据(jù)。

但是为什么(me)暗物质会产生周期性的(de)年度信号呢？刚才我们(men)讲了太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒的(de)速度围绕(rào)着银(yín)河系进行移(yí)动，那么如果暗(àn)物质存在宇宙当中，这意味着我们也在(zài)以这样的速度(dù)在穿越着暗物质流，这个过程中会产生相(xiāng)应的(de)振荡(dàng)，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围绕太(tài)阳的(de)方向与太阳(yáng)环绕银河系的方(fāng)向是一致的(de)，而另外(wài)半年则(zé)与之相(xiāng)反。

而(ér)在6月份(fèn)的(de)时候(hòu)，地球与太阳的方向(xiàng)正好达到完(wán)全一致，这(zhè)是理(lǐ)论上地(dì)球穿越暗(àn)物质(zhì)流(liú)最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在(zà压缩面膜和普通面膜哪个好，牛奶泡压缩面膜可以天天用吗i)实际的情(qíng)况中，太阳系相对银(yín)河系的平(píng)面呈现了(le)60度(dù)的倾斜，但是这并不影响这个理论的(de)有效性。

因此科学家认为(wèi)这可(kě)以用(yòng)来解释(shì)，研究人员们所(suǒ)观测到的周期性信(xìn)号。当然也可(kě)能(néng)有其他的情(qíng)况(kuàng)，造(zào)成这种(zhǒng)年度周期信(xìn)号的(de)差异也可能是(shì)温度、湿(shī)度、土(tǔ)壤中的水(shuǐ)分、高(gāo)山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游(yóu)客(kè)的数量也(yě)符合这个周(zhōu)期的(de)规律。

所以(yǐ)，科学家们(men)又在南半球建立了一(yī)个几乎相同(tóng)的实(shí)验室，这里的季节与之前(qián)的实验室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质(zhì)流的运动特征(zhēng)和第一个实(shí)验室(shì)是一样的。

因(yīn)此，如果在这(zhè)里可以得到相(xiāng)同的(de)信号，就可以成为暗物质所(suǒ)存在的(de)非常有力(lì)的(de)证据了。但是由于这个实验(yàn)室刚刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目前还无法(fǎ)提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜(jìng)，这台太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪(yí)器提供的视野是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南(nán)希格(gé)雷斯(sī)罗曼太空望远镜其(qí)中一(yī)个关键的用(yòng)途就是探索暗物质背后(hòu)的(de)奥秘，对(duì)于探测的结果(guǒ)，我们(men)只能拭目(mù)以(yǐ)待了。费米实(shí)验(yàn)室粒子(zi)天体物理(lǐ)中心的科学家(jiā)丹(dān)琥珀(pò)和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在，它们极有可能拥(yōng)有另一(yī)种神秘的效应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的诞生，或者说是生命(mìng)进(jìn)化的一个重要因素(sù)。

如果(guǒ)这一理论(lùn)得到进一步的证(zhèng)实，那(nà)么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会不会意(yì)味(wèi)着人(rén)类并(bìng)不孤(gū)单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上，暗物(wù)质(zhì)正在(zài)通(tōng)过这样的(de)效应创(chuàng)造(zào)生(shēng)命。当(dāng)然，这些推论的(de)大前提是(shì)要先(xiān)找到暗物质存在的实际证据(jù)。那(nà)么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到底(dǐ)存(cún)不(bù)存在呢(ne)？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持(chí)是(shì)我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 压缩面膜和普通面膜哪个好，牛奶泡压缩面膜可以天天用吗