宇(yǔ)宙是“人为制造(zào)”的？为何会(huì)存在(zài)科学无法解(jiě)释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又究(jiū)竟是什么？人类为了寻找暗物质存在的证据，科学家们在过去的几十年当(dāng)中(zhōng)进行(xíng)了(le)超过50次的长期实(shí)验，但是(shì)却(què)没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自(zì)然(rán)哲学(xué)数学原(yuán)理(lǐ)一书(shū)中，埃(āi)萨克(kè)牛(niú)顿发表了万(wàn)有引力定律，它(tā)揭示(shì)了宇(yǔ)宙(zhòu)中天(tiān)体运动(dòng)的(de)规律。往后的几(jǐ)百年来，当天文学家们发现某些天体运行(xíng)轨(guǐ)道出(chū)现异(yì)常(cháng)，不符合万有引力定律的时候，他们(men)就会(huì)知道，周围(wéi)一(yī)定有未知的天体通(tōng)过引力(lì)在摄(shè)动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运行轨道的(de)异常，推(tuī)算并且发现了海王星(xīng)的(de)存(cún)在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有引(yǐn)力定律所(suǒ)取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在(zài)恒星系统(tǒng)的尺度当中，可当我(wǒ)们上升到星系或者是星团的尺度，事情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士(shì)的物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和测量(liàng)后发星系团的质量。这是一个由数千个星系所组成的巨大星系团，这些(xiē)星系被引(yǐn)力(lì)束缚在一起。测量(liàng)星系团(tuán)的质(zhì)量一般会使(shǐ)用到两种方法，当(dāng)两种方法结果一(yī)致，就可以确定其(qí)质量的(de)范(fàn)围(wéi)。

第一种是获得其"光度学的质(zhì)量(liàng)"，需要的数据是测(cè)量(liàng)各个(gè)星系的光度(dù)。

第二(èr)种是(shì)动力学质(zhì)量的计算(suàn)，是利用(yòng)光谱红移测量(liàng)星系团中的(de)各个星(xīng)系(xì)相(xiāng)对于(yú)星系团的运(yùn)动速度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的(de)400倍(bèi)。这(zhè)意味着，后发(fā)座星(xīng)系团有99%的质量(liàng)消(xiāo)失了(le)，或者说这99%的质量(liàng)并不(bù)以可见光的形式所(suǒ)存(cún)在，我们(men)无法看(kàn)到。最诡异的是(shì)，在测(cè)量速度的(de)过(guò)程中，兹威基(jī)发现星(xīng)系团中(zhōng)很多星系的速度比(bǐ)理论上要(yào)快得多，按(àn)照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些(xiē)可见星系的质量所产(chǎn)生的引力是无法将它们束缚在星系团内的(de)，它(tā)们早就应该被抛出星系团之外了，除(chú)非有一种神秘的力量在起作用(yòng)，这种(zhǒng)力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样(yàng)部(bù)分不可见的暗(àn)质，它不发(fā)散光、吸光(guāng)、反射光，但是它(tā)们(men)却占据着宇宙中绝大部分的(de)质量。只是(shì)当时的人们对这(zhè)样的(de)一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一(yī)次出现。天(tiān)文学家维(wéi)拉鲁(lǔ)宾(bīn)和(hé)肯特福特在(zài)观测仙女座星系中的恒(héng)星运(yùn)动。理论上来(lái)说，距离中(zhōng)心越远的恒(héng)星在其(qí)轨道(dào)上的(de)运行(xíng)速度就会(huì)越慢。但是他们观测的结果(guǒ)却让(ràng)人感到(dào)不可思议。

随着与中心(xīn)距离(lí)的增加(jiā)，恒(héng)星的(de)旋转速(sù)度几乎保(bǎo)持不变。可是根据牛顿的(de)万(wàn)有(yǒu)引力定律，在(zài)星系当中如果没有足够(gòu)大的质量来吸(xī)引(yǐn)它们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会使用一(yī)种相(xiāng)对标准的方法来解(jiě)释暗物质(zhì)的存在，这种方法就是测量星系(xì)当(dāng)中气体在X轴上距离星系(xì)中心(xīn)的(de)距离，以及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结果，就(jiù)认为是由(yóu)暗(àn)物质的力(lì)量进入其中。

于是科学家们(men)通(tōng)过(guò)射电(diàn)望(wàng)远镜测量了(le)距离星系中(zhōng)心更远距离的氢元素(sù)，发(fā)现它们的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系的第(dì)三悬臂之上，距离银河系(xì)中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定律进行计(jì)算，太(tài)阳系的(de)运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220千米/秒的速(sù)度围绕(rào)银(yín)河系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理论(lùn)速度，那么产生以(yǐ)上这种(zhǒng)向(xiàng)心加(jiā)速度(dù)的原(yuán)因很可能就是存在着一种我们看不到的物(wù)质，是这(zhè)些(xiē)暗物质(zhì)的引力(lì)效应将(jiāng)星系聚(jù)集在了(le)一起。

也是从(cóng)这(zhè)时开始，越来越多(duō)的(de)研究人(rén)员开(kāi)始相信暗物质的存(cún)在。科(kē)学家根据(jù)星系外恒星轨道(dào)的速度，估算在星系当(dāng)中暗物(wù)质的(de)质量占整(zhěng)个星系质量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物质并不(bù)是唯一可(kě)以解释(shì)这个现象的原因。在一项新的研究当(dāng)中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效应的遥远恒(héng)星(xīng)之间，也(yě)会出(chū)现速度(dù)上的微小差异。另外(wài)，天文学家(jiā)还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银(yín)河系不(bù)多(duō)，但是星(xīng)系当中存在(zài)的恒星数量却只有银河系(xì)的千分之(zhī)一。

所(suǒ)以(yǐ)在理论上，该(gāi)星系必须存在(zài)暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先进的望(wàng)远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发(fā)现星系中的恒星运动是(shì)可以(yǐ)用正常的物质和力学(xué)定律来解释的。那么又有人提出，也许该星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离了(le)。奇怪的是，它的附近没(méi)有任何星系(xì)存在(zài)。造(zào)成这些现象的除了暗物质的假说之(zhī)外，另一(yī)种(zhǒng)可能就(jiù)是人类对引力的(de)理解还(hái)不够全面，引力很可能在不同尺(chǐ)度(dù)空间中的工作(zuò)方式(shì)是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它(tā)们的轨道，按照我们所理解的方(fāng)式运动。但(dàn)是上升到(dào)星系和星团的尺度，引力之间的相(xiāng)互作用则是不(bù)同的方式(shì)。对于在星(xīng)系(xì)团之(zhī)间的相互(hù)作用，科学家还引入了外部场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的(de)是在数百万光(guāng)年的规模上，巨大的(de)质量之间会产生对彼此(cǐ)特殊的(de)效果，这(zhè)个理论(lùn)叫做MOND蒙(méng)德(dé)理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙(méng)德(dé)理论成立(lì)，这意味(wèi)着我(wǒ)们(men)需要对现在的物理定(dìng)律进行修正，这些发(fā)现也让很多人(rén)认为(wèi)暗(àn)物(wù)质假说(shuō)理论(lùn)就(jiù)此终结。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存(cún)在(zài)的其他的(de)理论证据(jù)，这些理论证据(jù)是蒙(méng)德(dé)理论所没法解释的“引力(lì)透镜(jìng)”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞的星系(xì)团所组成(chéng)，类(lèi)似这样的星团，它们大部分的普通质量都在星系的气体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时(shí)发生碰撞的(de)时(shí)候，星际气体的相(xiāng)互作用就会(huì)导致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在碰(pèng)撞之(zhī)后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这(zhè)些气体所在(zài)的中间区域。那么(me)我(wǒ)们通过什么来(lái)验证它的质量(liàng)区(qū)域到底是不(bù)是集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当中第(dì)一张全彩的高清照(zhào)片，在(zài)照片中我们(men)可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其(qí)实这(zhè)些星(xīng)系本身并不是真(zhēn)的被扭曲(qū)了，也不(bù)是韦伯望远镜出了什么问题，而是(shì)这样极遥(yáo)远(yuǎn)的(de)天体和(hé)我们地球上的观测者之(zhī)间。被一个(gè)质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这(zhè)个超(chāo)大质量的(de)东西的引力(lì)，会使身后更遥(yáo)远星系的光都发生了扭曲。这个现象就是引力(lì)透镜效应。这个巨(jù)大的(de)天体(tǐ)可能是超大质量的黑(hēi)洞或者是(shì)暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹星系团观测的时候，发现它的(de)大质量区域并(bìng)不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解(jiě)释方法就是当星团发生(shēng)全部的碰撞时，可(kě)被观测到(dào)的(de)质量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个(gè)区(qū)域，并(bìng)在两边形成了引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也被认为是暗(àn)物质存在的(de)迄今(jīn)为止最好的理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中(zhōng)最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可见光终于可以畅通无(wú)阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经过(guò)了130多(duō)亿年之后，这些光(guāng)在宇宙空间背景上留下了各相(xiāng)同性的微波(bō)辐(fú)射(shè)。其中红色的部分表示温度较高高中毕业时一般都多大年龄啊 高中毕业属于什么学历的区域，蓝色则表(biǎo)示相对(duì)较冷的区(qū)域，但实际上它们(men)之(zhī)间的温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分离后的二值图像(xiàng)进行连通域提取(qǔ)和标记之(zhī)后发现，如果(guǒ)宇宙当中没(méi)有暗物质(zhì)，图形看(kàn)起来不(bù)应该是这样的，而随着暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙(zhòu)微(wēi)波背景辐射的测量值，我们需要的(de)暗物(wù)质大约是普(pǔ)通(tōng)物(wù)质的(de)5倍。这个数字与(yǔ)解释星系当中恒星运(yùn)动(dòng)所需要的暗物(wù)质比例是一(yī)致的(de)。这就意味(wèi)着。

用(yòng)了一个简单的(de)理论框(kuāng)架，就很好地解释了很多不同的观测结(jié)果。而暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当(dāng)中存(cún)在(zài)着某种(zhǒng)类(lèi)型的粒子，它们不参与任何(hé)其他的电(diàn)磁(cí)作用，只通过引力来(lái)相互(hù)作用(yòng)。所以(yǐ)如果能够(gòu)找到这种(zhǒng)粒子的(de)存在(zài)，就相(xiāng)当于(yú)找到了(le)暗物质(zhì)存(cún)在的实(shí)际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学家们已经提出了(le)数(shù)十种的(de)假想目标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这些不(bù)同的目(mù)标粒(lì)子所需要的实验方式也不(bù)相(xiāng)同。在过去(qù)的几十年当中，人类为了寻(xún)找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸不(bù)到(dào)，几(jǐ)乎不会与(yǔ)常规物质相互作用的“暗(àn)物质(zhì)”，科学家们已经进行了(le)超过50次的(de)实验，却没有任(rèn)何实质性(xìng)的(de)发现，除了一个地方(fāng)，意大利的格兰萨索山(shān)，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井当中(zhōng)，藏(cáng)着地球上最大(dà)的(de)地(dì)学实验室，这个实验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直(zhí)致力于(yú)寻找(zhǎo)暗物质(zhì)粒(lì)子的(de)周期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声(shēng)称观(guān)测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数据收集，人们(men)发现了(le)一(yī)个有趣(qù)的事情。探测率会在每年(nián)的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月(yuè)降到最低，而且在20年当中每年都(dōu)是一(yī)样(yàng)。一些(xiē)科学(xué)家(jiā)认为这可能(néng)是人类发现暗物(wù)质的第(dì)一个直接证据(jù)。

但是为什么暗物质(zhì)会产生(shēng)周期性(xìng)的年度信(xìn)号呢？刚才(cái)我们讲(jiǎng)了太阳系正在(zài)以(yǐ)220公里/秒(miǎo)的(de)速度围(wéi)绕着银河系高中毕业时一般都多大年龄啊 高中毕业属于什么学历(xì)进(jìn)行移动(dòng)，那(nà)么如果暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流，这个(gè)过(guò)程中会(huì)产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒的(de)速度(dù)围绕太(tài)阳(yáng)进行旋(xuán)转。所以有(yǒu)半年(nián)的时(shí)间，地球围绕太阳的方(fāng)向与太(tài)阳环(huán)绕银(yín)河(hé)系的(de)方向是一致的(de)，而另(lìng)外(wài)半年则与之相反(fǎn)。

而在(zài)6月份的(de)时候，地球与(yǔ)太(tài)阳的方向(xiàng)正好达到完全一致，这(zhè)是理论上(shàng)地球穿越(yuè)暗(àn)物质(zhì)流最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太阳系(xì)相对(duì)银(yín)河系的平面呈(chéng)现了60度(dù)的倾斜，但(dàn)是这并不影响这个理论的(de)有效性。

因此(cǐ)科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究(jiū)人员们(men)所观测到的(de)周期性(xìng)信(xìn)号。当(dāng)然也可能有其他的(de)情况，造成这种(zhǒng)年度(dù)周期(qī)信号的差异也(yě)可能是温度、湿(shī)度、土壤中(zhōng)的水分、高(gāo)山上的(de)积雪，甚至(zhì)连意大利游客的(de)数量也符合这个周期的(de)规律(lǜ)。

所以，科学家们又在南半球建立了一个(gè)几乎相(xiāng)同的实验室，这里的(de)季节与之前的实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质(zhì)流的运动特征和第一个实(shí)验(yàn)室是一(yī)样的。

因此，如(rú)果在这里(lǐ)可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为(wèi)暗物质所存(cún)在的非常有力的(de)证据了。但是由于这个实验室刚刚建成不(bù)久，所以(yǐ)截(jié)至目(mù)前(qián)还无法提(tí)供相应的数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新(xīn)的望远镜，这(zhè)台太空望远镜叫做(zuò)“南希(xī)格雷(léi)斯(sī)罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈(hā)勃望远镜相同，但它的(de)宽视(shì)场(chǎng)仪(yí)器提供的视野是哈(hā)勃红外(wài)仪器的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼(màn)太空望远镜(jìng)其中一个关(guān)键的(de)用途(tú)就是(shì)探索暗物(wù)质背后的奥秘，对于探测(cè)的结果，我(wǒ)们(men)只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体物理(lǐ)中(zhōng)心的科(kē)学家(jiā)丹琥(hǔ)珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发(fā)现，如果暗物质存在，它们(men)极有可能拥有另(lìng)一种神秘的效应，这(zhè)种暗物质(zhì)效(xiào)应，会支持(chí)宇宙当中(zhōng)生(shēng)命的(de)诞生，或者说是生命进化的(de高中毕业时一般都多大年龄啊 高中毕业属于什么学历)一个重要因素(sù)。

如果这一(yī)理论(lùn)得到进一步的证实(shí)，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物(wù)质(zhì)会不会意味着人类并(bìng)不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中某个(gè)角落的行星上，暗物质(zhì)正在通过(guò)这样的效应创造(zào)生命。当然，这(zhè)些推论的(de)大前提是要先找到暗物(wù)质存(cún)在的实际证据。那(nà)么小伙伴们(men)，你们(men)觉得暗物质到(dào)底存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更(gèng)新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 高中毕业时一般都多大年龄啊 高中毕业属于什么学历