宇宙是“人为制造”的？为何会存在科(kē)学无法解释的(de)“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类(lèi)为了(le)寻找(zhǎo)暗物质存在的(de)证(zhèng)据，科学(xué)家(jiā)们在过(guò)去的几十年当中(zhōng)进行了超过(guò)50次的长期实(shí)验，但是却没(méi)有发现任何的有效证(zhèng)据。除了一个地方，在(zài)1687年(nián)出版的自然哲学(xué)数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发(fā)表了(le)万有引(yǐn)力(lì)定律，它(tā)揭示了宇(yǔ)宙(zhòu)中天体(tǐ)运动(dòng)的规律。往后的几百年来，当天文学家们发现某些天体运行轨道出(chū)现异(yì)常，不符合万有引(yǐn)力定律(lǜ)的(de)时(shí)候，他们就会(huì)知道，周围一定有(yǒu)未(wèi)知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王星运行轨道(dào)的(de)异常，推算并(bìng)且发现了海王星的存在。另(lìng)外，哈(hā)雷(léi)彗星、冥王星(xīng)的发(fā)现都是应用万有引力定律所取得重大天(tiān)文成(chéng)就(jiù)的例(lì)子。但是这些发现都是(shì)在恒星(xīng)系统的尺(chǐ)度当中，可当我们(men)上升到星系(xì)或者是星团的尺(chǐ)度，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年(nián)，瑞士(shì)的物理学家(jiā)弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后发星系团的(de)质量(liàng)。这(zhè)是一(yī)个由数(shù)千(qiān)个星系(xì)所组成(chéng)的巨(jù)大(dà)星(xīng)系团，这些星(xīng)系被引力束缚在一起。测量星(xīng)系(xì)团(tuán)的质量一般会使用到两种方法(fǎ)，当两种方法结(jié)果(guǒ)一致，就可(kě)以确(què)定其质量的范围。

第一种是获得(dé)其(qí)"光(guāng)度(dù)学的质量"，需(xū)要的数(shù)据是测(cè)量各个(gè)星系的光(guāng)度(dù)。

第二种是动力(lì)学质量(liàng)的计算，是(shì)利用光谱(pǔ)红移测量星系团中的(de)各个星系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测量(liàng)结果出来之(zhī)后，兹威基彻(chè)底(dǐ)懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光(guāng)度(dù)学质量”的400倍。这意味着，后发座(zuò)星(xīng)系团有99%的质量消失了，或者(zhě)说这(zhè)99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式所存在，我们无法看到。最(zuì)诡异的是，在测量速(sù)度(dù)的过程中(zhōng)，兹威基(jī)发现(xiàn)星系团中很多(duō)星系的速度比理论上要快得多，按(àn)照(zhào)牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这些(xiē)可见星系的质(zhì)量所产(chǎn)生的(de)引力是(shì)无法将它们(men)束缚在星(xīng)系团内的，它们早就(jiù)应该被抛出(chū)星系团之外了，除非有一种神秘的力(lì)量(liàng)在起作用，这种力(lì)量来源于某种(zhǒng)隐形的(de)物质(zhì)。

据此，兹(zī)维(wéi)基提出了这样部分不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是(shì)它们却占据着宇宙中绝大部分(fēn)的质(zhì)量。只是(shì)当时(shí)的人们对这样的一种说法(fǎ)不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质(zhì)”这个词(cí)才(cái)再一次(cì)出现。天文(wén)学家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观测仙女(nǚ)座星系中的恒星运动。理论(lùn)上来说，距离(lí)中心越(yuè)远的恒星(xīng)在其轨道上的(de)运行(xíng)速度就(jiù)会(huì)越慢。但是他们观测的结果却让人感到不可思(sī)议(yì)。

随着与中心距离的增加(jiā)，恒星的旋(xuán)转速度几乎(hū)保(bǎo)持不变。可是根据牛顿的(de)万有引力定律，在星(xīng)系当中(zhōng)如果(guǒ)没(méi)有(yǒu)足够大的质量来吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们会使用一(yī)种相对标准的(de)方法来解释暗物质的存在，这(zhè)种方法(fǎ)就是测量莫衷一是什么意思 莫衷一是是褒义还是贬义(liàng)星系当中气体(tǐ)在(zài)X轴上距离星系(xì)中(zhōng)心的距离，以(yǐ)及在Y轴上(shàng)气体的旋转速(sù)度。如果出现异常的结果(guǒ)，就(jiù)认为是由(yóu)暗物质的力量进入(rù)其中。

于是科学家们通(tōng)过射电(diàn)望远(yuǎn)镜测量(liàng)了距离星系中心更远距离的氢元(yuán)素，发现(xiàn)它(tā)们的旋转速度并不符合牛(niú)顿(dùn)的力(lì)学(xué)定律。我们(men)的太阳系也不(bù)例外，太阳系位于银河系(xì)的第三悬(xuán)臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万(wàn)光(guāng)年，根据(jù)万有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的运行(xíng)速度应该是(shì)160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千(qiān)米/秒的(de)速(sù)度围绕银河(hé)系(xì)旋转，这个实际速度远远大于理论速度(dù)，那么产生以上这种向心加(jiā)速度的原因很可(kě)能就(jiù)是存在(zài)着(zhe)一种我们看不到的物质，是这些暗物质的(de)引力效应将星系(xì)聚集在了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越来越多(duō)的研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根(gēn)据(jù)星系外恒星(xīng)轨道的速(sù)度，估(gū)算(suàn)在(zài)星系当(dāng)中暗物质(zhì)的(de)质量占整个星(xīng)系质量(liàng)的85%。但是，暗物(wù)质并不(bù)是唯一(yī)可以解(jiě)释这个(gè)现象的原因。在(zài)一项新的研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上的微(wēi)小差异(yì)。另外，天文学家还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距(jù)离地球大(dà)约2.5亿(yì)光年，大小和银(yín)河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量(liàng)却只有银(yín)河系的千分之一。

所以在(zài)理(lǐ)论上，该星(xīng)系(xì)必(bì)须存在暗物质，否则就会分崩(bēng)离析。但是(shì)科学家(jiā)们使(shǐ)用(yòng)最先进的(de)望远镜对其(qí)进行(xíng)了40个小时的(de)详细测量之后(hòu)，发(fā)现星系中的恒星(xīng)运(yùn)动是可以用正常的物质和(hé)力学定律来解释的。那么又有人提出(chū)，也许该星系的暗(àn)物(wù)质，已经被(bèi)附近的另一(yī)个大星(xīng)系剥离了。奇怪的(de)是，它(tā)的附近没有任(rèn)何星(xīng)系存在。造成这些现象的(de)除(chú)了暗物质的假说(shuō)之外，另一种可(kě)能就是人(rén)类对引力的(de)理解还不够全面，引力很可(kě)能在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它(tā)们(men)的轨道，按照我们(men)所理解的方式运(yùn)动(dòng)。但是上升到星(xīng)系和(hé)星团的尺(chǐ)度，引力之间(jiān)的相互(hù)作用则(zé)是不(bù)同的方式(shì)。对于在(zài)星系团之间的相互作用，科学家还引入了外(wài)部场效(xiào)应的概念(niàn)，指(zhǐ)的是在数百(bǎi)万光年的规模(mó)上，巨(jù)大的质量(liàng)之间会产生对彼此特殊的效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如(rú)果(guǒ)MOND蒙德(dé)理论成立，这意(yì)味着我们需要对现在(zài)的物理定律进行修正，这些(xiē)发现也(yě)让很多人认为暗物质假说理论就此终结(jié)。但是在宇(yǔ)宙当中还(hái)有(yǒu)关于暗物质(zhì)存在的其他的理论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙德(dé)理论所没(méi)法解释(shì)的“引力透镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿光年的子弹星(xīng)系团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所(suǒ)组成，类似(shì)这样的星团，它们大部(bù)分的普通质量都在星(xīng)系(xì)的气体(tǐ)当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体的相(xiāng)互(hù)作用就会导(dǎo)致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在理(lǐ)论上，在碰(pèng)撞之(zhī)后，子(zi)弹(dàn)星系团大部分的质量将(jiāng)位于所有这些(xiē)气体(tǐ)所在的中间区域。那么我们通过什么来验证它(tā)的质量(liàng)区域到底是(shì)不是集中(zhōng)在中间(jiān)呢？前不(bù)久(jiǔ)，詹姆斯韦伯(bó)太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中(zhōng)第一(yī)张全彩的高清照片，在照片中我们(men)可(kě)以(yǐ)明显地看(kàn)到很多星(xīng)系(xì)似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的(de)形变。其(qí)实(shí)这(zhè)些星系本身并不是真的被(bèi)扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而是这样极遥远的天体和我们地球(qiú)上的观测者之间。被(bèi)一(yī)个质量超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超大质量的东西的引力(lì)，会使(shǐ)身后(hòu)更遥远(yuǎn)星系的光(guāng)都发生(shēng)了(le)扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨(jù)大(dà)的(de)天体(tǐ)可能是超(chāo)大质量(liàng)的黑洞或(huò)者是暗物(wù)质。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测(cè)的时候，发现它(tā)的大质量区(qū)域并(bìng)不是在中间，而是(shì)在两(liǎng)侧。所以最好的解释方法就是当星(xīng)团发(fā)生全部(bù)的碰撞(zhuàng)时，可(kě)被(bèi)观测到的质量气体被卡在了(le)中(zhōng)间，暗物质则(zé)直接通过了这个区域(yù)，并在两边(biān)形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究(jiū)也被认为(wèi)是暗(àn)物质存在的迄今为止(zhǐ)最(zuì)好的理论证(zhèng)据(jù)。

除此之(zhī)外，还有(yǒu)来自(zì)宇宙当中最(zuì)古老(lǎo)的(de)光(guāng)。从(cóng)宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于可(kě)以畅通无阻地穿(chuān)越在(zài)宇宙当中了。经过了130多(duō)亿(yì)年(nián)之后，这些光在宇宙空间背景(jǐng)上留下了各相同(tóng)性的微波辐射。其中红(hóng)色的部分(fēn)表示温度较高的区域，蓝色(sè)则表(biǎo)示(shì)相对(duì)较冷的区域，但实际(jì)上它们(men)之间(jiān)的温差(chà)只有万(wàn)分之一。

科学家们(men)通过对(duì)前景背景分(fēn)离(lí)后的二值图像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中(zhōng)没(méi)有暗物质，图形看起来(lái)不应该是这样的(de)，而随(suí)着暗物质(zhì)的增加，一些峰值(zhí)的幅(fú)度(dù)会减小，才变(biàn)得看起来“和(hé)谐”。为(wèi)了(le)匹(pǐ)配宇宙微波(bō)背景辐射(shè)的测(cè)量(liàng)值，我们需(xū)要的(de)暗物(wù)质大约是普通(tōng)物质的5倍。这(zhè)个(gè)数字与解释星系当中恒(héng)星(xīng)运动所需要的暗物质(zhì)比例是一致的(de)。这就意味(wèi)着。

用了一个简单的理论框架(jià)，就(jiù)很好地解释了很(hěn)多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙当中存(cún)在着(zhe)某种类型的(de)粒(lì)子，它(tā)们不参与任何其他的电磁作用，只通过引(yǐn)力来(lái)相(xiāng)互作(zuò)用。所以如果能(néng)够找到这种粒子的存(cún)在，就相当于(yú)找到了暗物质(zhì)存在(zài)的(de)实际证据。这种粒(lì)子到底是什么？科学家们已经提(tí)出了数十种的假想(xiǎng)目标，而(ér)要寻找这些不(bù)同的目标粒子(zi)所需要(yào)的(de)实验方式也不相同。在过(guò)去(qù)的几十年当中，人类为(wèi)了(le)寻找这些(xiē)看(kàn)不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的(de)“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没有(yǒu)任何实(shí)质性的(de)发现，除了一个地(dì)方，意大(dà)利的格(gé)兰萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯(sī)山(shān)脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏着(zhe)地球上(shàng)最大(dà)的(de)地(dì)学实验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层(céng)楼高(gāo)的探(tàn)测器，一直致力于(yú)寻(xún)找暗物质粒(lì)子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的(de)科学(xué)家声称(chēng)观(guān)测到(dào)了某种信号。经过了20多年的数据收集(jí)，人们发(fā)现了一个有(yǒu)趣(qù)的事情。探测率会在(zài)每年的6月份达(dá)到峰(fēng)值(zhí)，然(rán)后在11月降到(dào)最低，而且(qiě)在20年(nián)当中每年都是一(yī)样。一些科学家认为这可能是人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产(chǎn)生周期性的年(nián)度(dù)信号呢？刚才我们(men)讲了太阳(yáng)系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度在穿(chuān)越着暗(àn)物(wù)质流，这个过程(chéng)中会产生相应(yīng)的振荡，同(tóng)时(shí)地球又(yòu)以30公(gōng)里/秒的速度围(wéi)绕太阳进(jìn)行旋转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半年(nián)的时间，地球围绕(rào)太阳的方向与太阳环(huán)绕(rào)银河系的方向(xiàng)是一致的，而另(lìng)外半年(nián)则(zé)与之相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳(yáng)的方(fāng)向正(zhèng)好达到完全一(yī)致，这(zhè)是理论上地(dì)球(qiú)穿越暗(àn)物质流最快的时段(duàn)。而在(zài)11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢值(zhí)。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈现了60度的(de)倾斜(xié)，但是这并(bìng)不影响这个理论的有效(xiào)性。

因此科学家认为这可以用来解(jiě)释，研究人员们(men)所观测到(dào)的周期性信号。当然也可能(néng)有其(qí)他的情况，造成这种年度周期信号的(de)差异(yì)也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高山上的积雪(xuě)，甚(shèn)至(zhì)连意(yì)大利游(yóu)客的数量也符(fú)合这(zhè)个周(zhōu)期的规律。

莫衷一是什么意思 莫衷一是是褒义还是贬义-type="jpeg" data-w="1545" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/8743f9db0f4ec1b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以，科学(xué)家们又在南莫衷一是什么意思 莫衷一是是褒义还是贬义半球建立了一(yī)个几乎相同的实(shí)验室，这(zhè)里的季(jì)节与之前的实验(yàn)室(shì)正好相反，而(ér)在这里，地球(qiú)穿过暗(àn)物质流(liú)的运动特征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如(rú)果在(zài)这里可以得(dé)到(dào)相同的(de)信号，就可以成为暗物质(zhì)所存在的非(fēi)常有力的证据了。但是(shì)由于这个实(shí)验室刚(gāng)刚(gāng)建成不(bù)久(jiǔ)，所以截至目前还无法(fǎ)提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的(de)望远(yuǎn)镜，这(zhè)台太空(kōng)望远镜叫(jiào)做(zuò)“南(nán)希格雷斯罗曼(màn)”，它(tā)的主(zhǔ)镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视(shì)场仪器(qì)提供的视野是哈(hā)勃(bó)红(hóng)外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一个关键的用途就是探(tàn)索暗物质背后(hòu)的(de)奥(ào)秘(mì)，对于探测的结果，我们(men)只能拭目以待(dài)了。费(fèi)米实验室(shì)粒子天体物理(lǐ)中心的科(kē)学(xué)家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在，它们(men)极有可能(néng)拥有(yǒu)另一(yī)种(zhǒng)神秘的效(xiào)应，这种暗(àn)物质效(xiào)应(yīng)，会支持宇宙(zhòu)当(dāng)中生命的诞生，或者说是(shì)生命(mìng)进(jìn)化的一个重(zhòng)要因(yīn)素。

如果这一(yī)理(lǐ)论(lùn)得(dé)到进一步(bù)的(de)证(zhèng)实(shí)，那么(me)遍布(bù)宇宙(zhòu)当中的(de)暗物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许在(zài)宇宙当中某个(gè)角落的行星上，暗物(wù)质正在通过(guò)这样的效应创造(zào)生命。当然，这些推论的大前提是要(yào)先找到暗(àn)物质存在的实际证(zhèng)据(jù)。那么小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你(nǐ)们觉得暗物质到(dào)底存不(bù)存在(zài)呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支持是我更新的动力！

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