宇宙是“人为制造”的(de)？为何会存(cún)在科(kē)学无(wú)法解释(shì)的“暗物质”？暗(àn)物质(zhì)又(yòu)究(jiū)竟是什么？人类为了寻找暗物质存在的证(zhèng)据(jù)，科(kē)学家们在过去(qù)的几十(shí)年当中(zhōng)进行了超过50次的长(zhǎng)期实(shí)验，但是却(què)没有发现任何的有效证据。除(chú)了一个地方(fāng)，在(zài)1687年出版的自然哲学数学原理(lǐ)一(yī)书中，埃萨克(kè)牛顿(dùn)发表了万有(yǒu)引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后(hòu)的(de)几百年来，当天文学家们发现(xiàn)某些天体(tǐ)运行轨(guǐ)道出(chū)现异常，不符合万有(yǒu)引力定(dìng)律的(de)时候，他(tā)们(men)就会(huì)知道(dào)，周围一定(dìng)有未知的天体通过引力在摄动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异(yì)常，推算并且发现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应(yīng)用万有引力定律所取得(dé)重大天文(wén)成就的例子。但是这(zhè)些发现都是在恒星系统的尺度(dù)当中，可当(dāng)我们上升到星系或者是星(xīng)团(tuán)的尺度，事情就(jiù)开始变得(dé)诡异(yì)了。

1933年，瑞士的(de)物理学(xué)家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量后发星系团的质(zhì)量。这(zhè)是一个由数千个星(xīng)系所组成(chéng)的巨(jù)大星系团，这些星系(xì)被引力束缚在一起。测量星(xīng)系团的质量一般会使(shǐ)用到两种方法，当(dāng)两种方法结果一致(zhì)，就(jiù)可以(yǐ)确定其质量(liàng)的范围(wéi)。

第一种是获(huò)得其"光(guāng)度学的质量"，需(xū)要的数据是测量各个星(xīng)系的光度。

第二种是动力学(xué)质量的计算，是利用(yòng)光谱(pǔ)红移(yí)测(cè)量星系团中的各个星系相(xiāng)对于星系团的运动(dòng)速度。当测量结果出来(lái)之后(hòu)，兹威基彻底(dǐ)懵(měng)了，“动力(lì)学(xué)质量”竟然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发(fā)座星系团有99%的质量消失了(le)，或者说(shuō)这99%的质量并不(bù)以可见(jiàn)光的形式所存在(zài)，我们无法(fǎ)看到(dào)。最诡(guǐ)异的是，在测量速度的过(guò)程中(zhōng)，兹威基发现星系(xì)团中很多(duō)星(xīng)系的速度(dù)比理论(lùn)上要快(kuài)得(dé)多，按(àn)照牛顿的(de)运(yùn)动学定律(lǜ)，仅靠这些可见(jiàn)星系的质量(liàng)所产生的引力(lì)是无法将(jiāng)它们束缚在星系团内(nèi)的，它(tā)们早就应该被抛出星系团(tuán)之(zhī)外了，除非(fēi)有一(yī)种(zhǒng)神秘的力量(liàng)在起作用(yòng)，这(zhè)种力量(liàng)来(lái)源于(yú)某(mǒu)种隐形的(de)物质。

据此，兹维基(jī)提(tí)出了这样部(bù)分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但(dàn)是(shì)它们(men)却占据(jù)着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当(dāng)时(shí)的人们对这样的一种说法(fǎ)不屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物质”这个词才再一次出现。天文(wén)学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和(hé)肯(kěn)特福特(tè)在观测仙(xiān)女座星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动(dòng)。理论(lùn)上(shàng)来说，距(jù)离中心越远的恒星在其轨道(dào)上的运(yùn)行速度就会(huì)越慢。但是(shì)他们观测的结(jié)果却让(ràng)人感(gǎn)到(dào)不可思议。

随着(zhe)与中心(xīn)距离的增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎(hū)保持不变。可是根据牛顿的万有引力定(dìng)律，在星系当中(zhōng)如果没有足够大的质量来(lái)吸引它们，这些外(wài)围的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科学(xué)家(jiā)们(men)会(huì)使用一种相(xiāng)对标准的方法来解(jiě)释(shì)暗物质的存在，这种方法(fǎ)就是测(cè)量星系(xì)当(dāng)中气体(tǐ)在X轴上距离星系(xì)中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气(qì)体的旋转速(sù)度。如果出现异常的结果(guǒ)，就(jiù)认(rèn)为是由(yóu)暗物(wù)质的力量进(jìn)入(rù)其中。

于是科学(xué)家(jiā)们通(tōng)过射电望远镜测量(liàng)了(le)距(jù)离星系中心更远距(jù)离的(de)氢元素，发现它们的旋转速(sù)度(dù)并不符合牛顿(dùn)的力学定律。我们的太阳系也不例外，太(tài)阳(yáng)系位于银河系的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力(lì)定律进(jìn)行计算，太(tài)阳系的运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太(tài)阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋转，这个(gè)实际速度(dù)远远大于理论速度，那么产生以上这(zhè)种向心(xīn)加速度的原(yuán)因很可能就(jiù)是存在着一种我们看不到的(de)物(wù)质(zhì)，是(shì)这些暗物质(zhì)的引力效应将星系聚集在了(le)一起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在(zài)。科(kē)学(xué)家根据星系(xì)外恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)暗物质(zhì)的质量占整个(gè)星系质量的85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一(yī)可以(yǐ)解释这个现象的原(yuán)因(yīn)。在一项(xiàng)新的(de)研究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎(hū)没(méi)有引力(lì)效应的遥远恒星之间，也(yě)会出现速度(dù)上的微小差异。另外，天文学(xué)家还发现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大(dà)小和(hé)银河系不多，但是星系当(dāng)中存在的(de)恒星(xīng)数量却(què)只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩(bēng)离(lí)析。但是科学家们使用最先进(jìn)的望远镜对(duì)其进行(xíng)了(le)40个小时的详细测(cè)量之(zhī)后，发(fā)现星系中的恒(héng)星运动是(shì)可以用(yòng)正常的物(wù)质和(hé)力(lì)学定律来(lái)解释的。那么又(yòu)有人(rén)提出，也许该(gāi)星(xīng)系(xì)的暗物质，已经被附近的另一(yī)个大星(xīng)系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没有任(rèn)何(hé)星系(xì)存在。造成这些现象的除了暗物质的假说(shuō)之外，另(lìng)一种可能就是人(rén)类对引力的理(lǐ)解还不够全面，引(yǐn)力很可能(néng)在不同(tóng)尺(chǐ)度空间(jiān)中的工作方式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度中的(de)天体会沿(yán)着它们(men)的轨(guǐ)道，按(àn)照我(wǒ)们所理解的(de)方式运动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的相互作(zuò)用(yòng)则是(shì)不(bù)同的方式。对(duì)于在星(xīng)系团之间的相(xiāng)互作用，科(kē)学家还(hái)引入了外部场效应的(de)概念(niàn)，指(zhǐ)的是在(zài)数百(bǎi)万(wàn)光(guāng)年的(de)规模上，巨大(dà)的质量之间会产生对(duì)彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着(zhe)我们需(xū)要对现在的物理定(dìng)律(lǜ)进行修正，这些发现也让(ràng)很多人(rén)认为(wèi)暗物质假说理论就此终(zhōng)结。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中(zhōng)还有关于(yú)暗物质存在(zài)的其(qí)他的理论(lùn)证据(jù)，这些(xiē)理(lǐ)论证据(jù)是蒙德理论所没法解释(shì)的(de)“引力(lì)透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰(pèng)撞的星系团所组成，类似(shì)这样的星团，它们(men)大(dà)部分的普通质量都在星系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时候，星际气体的相互作用就会导致温(wēn)度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系(xì)团(tuán)大(dà)部分的质量(liàng)将位于所有(yǒu)这(zhè)些气体所在的中间(jiān)区(qū)域。那么我们通过(guò)什么来验证它的质量区域到底是不(bù)是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在(zài)照片中我们(men)可以明显(xiǎn)地看(kàn)到很多(duō)星(xīng)系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形变。其实这些星(xīng)系本身并不(bù)是真的(de)被扭曲了(le)，也不是韦(wéi)伯望远镜(jìng)出了(le)什么问题(tí)，而是这(zhè)样极(jí)遥远的天(tiān)体和我们地球上的观测者之间。被一个(gè)质量超级(jí)巨(jù)大的(de)天体遮(zhē)挡，这个(gè)超(chāo)大质量的东西的引力，会(huì)使身后更(gèng)遥(yáo)远(yuǎn)星系的光(guāng)都(dōu)发生了扭(niǔ)曲(qū)。这(zhè)个现象(xiàng)就是引(yǐn)力透(tòu)镜(jìng)效应。这(zhè)个巨(jù)大的天体可能是超大质量的黑(hēi)洞(dòng)或者是(shì)暗物质。

所以(yǐ)当人(rén)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(bù)是在中(zhōng)间，而是在(zài)两侧(cè)。所以最好的解释方法(fǎ)就是当星团发生全(quán)部的碰撞时，可被观(guān)测到的质量气体(tǐ)被卡(kǎ)在(zài)了中间，暗(àn)物质则直接通过(guò)了(le)这个区域(yù)，并在(zài)两边形成了引力(lì)透镜。对子弹星系团(tuán)的(de)引力(lì)透镜研究也被认为是暗物质存在的(de)迄今为止最乌克兰已经牺牲了多少人，乌克兰已阵亡了多少人好的理论(lùn)证据。

除此(cǐ)之外，还有来自宇(yǔ)宙(zhòu)当中最古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年之(zhī)后，可见光(guāng)终于可以畅(chàng)通无阻地穿(chuān)越(yuè)在(zài)宇宙当中了。经过了130多亿年(nián)之(zhī)后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同性的(de)微(wēi)波(bō)辐射(shè)。其(qí)中红色(sè)的部(bù)分表(biǎo)示温度较高的区(qū)域，蓝色则表示(shì)相对较冷(lěng)的区域，但(dàn)实际上它(tā)们之间的(de)温差只(zhǐ)有万分之一。

科(kē)学家(jiā)们通过对前(qián)景背景分离后的二(èr)值图像进行(xíng)连通域提取(qǔ)和标(biāo)记之后发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当中没有暗物质(zhì)，图形看(kàn)起来不应该(gāi)是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值(zhí)的幅度会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波背景辐射(shè)的测量值(zhí)，我们需要的暗物质大约(yuē)是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中(zhōng)恒星运动所(suǒ)需要(yào)的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的理论框(kuāng)架，就很好地解释了很多不同的观测(cè)结果。而暗物质的本(běn)质就是宇(yǔ)宙当中存在(zài)着某种类型(xíng)的粒子，它们(men)不参与任何(hé)其他的(de)电磁(cí)作用，只(zhǐ)通(tōng)过引力来(lái)相互作用(yòng)。所以(yǐ)如果能够找(zhǎo)到这种粒子的存在，就相当于找到(dào)了暗物质存在的(de)实际证据。这(zhè)种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十(shí)种(zhǒng)的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需要(yào)的(de)实(shí)验(yàn)方式(shì)也(yě)不(bù)相同。在过去的(de)几十年当(dāng)中，人(rén)类为了寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的(de)“暗物质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次的(de)实验，却没有任何实质性的发(fā)现(xiàn)，除了一个地方，意大(dà)利的(de)格兰萨索山，隶(lì)属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山(shān)下(xià)1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏着(zhe)地球上(shàng)最大(dà)的地学实验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层楼高(gāo)的探测(cè)器，一直致(乌克兰已经牺牲了多少人，乌克兰已阵亡了多少人zhì)力(lì)于(yú)寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家(jiā)声(shēng)称观测到了某种信号。经过了(le)20多年的(de)数据收集，人们发(fā)现(xiàn)了一个有趣的事情。探测率会在(zài)每年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降(jiàng)到最低，而且在20年当中每(měi)年(nián)都是一样。一(yī)些科学(xué)家认为这可(kě)能是人类(lèi)发现暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但是为什么暗(àn)物质(zhì)会产生(shēng)周(zhōu)期性的(de)年度信号(hào)呢？刚才我们讲了(le)太阳(yáng)系(xì)正在(zài)以(yǐ)220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么(me)如果(guǒ)暗物(wù)质(zhì)存在(zài)宇宙当中，这意味着(zhe)我们也在以这样的速度(dù)在穿(chuān)越着暗物质流，这个(gè)过程中会产生相应的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行(xíng)旋转。所以有半年(nián)的(de)时间，地球围绕太阳的方向(xiàng)与太阳环绕(rào)银河系的(de)方(fāng)向是一致的(de)，而另外半年则(zé)与(yǔ)之相反。

而在6月(yuè)份的(de)时候(hòu)，地(dì)球(qiú)与太(tài)阳的方向正好(hǎo)达到(dào)完全一(yī)致，这是理论上地(dì)球穿越暗物(wù)质流最快(kuài)的(de)时(shí)段。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了最(zuì)慢值。尽管在实际的(de)情况中，太阳系(xì)相对银河(hé)系的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但是这(zhè)并不影响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们所观测(cè)到(dào)的周(zhōu)期性信(xìn)号(hào)。当然(rán)也可能有其他的(de)情(qíng)况，造成这种年度(dù)周(zhōu)期(qī)信号(hào)的差异也可(kě)能(néng)是温度(dù)、湿度、土壤中的(de)水分、高山上的积雪，甚至连意大利(lì)游客的数量也符(fú)合这个周期的(de)规律。

所以，科学(xué)家们又在南(nán)半(bàn)球建(jiàn)立了一个几乎相(xiāng)同的实验室(shì)，这里的季节与之前的实验(yàn)室正(zhèng)好(hǎo)相反，而在(zài)这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特征和第一个实验室是一样(yàng)的。

因此，如果在这里(lǐ)可以(yǐ)得(dé)到相同的信号(hào)，就可以(yǐ)成为暗物质所存(cún)在的非常有力的证据了。但是由于这(zhè)个实(shí)验室刚刚建成不久，所以(yǐ)截至目前(qián)还无法提供相应的数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷斯罗曼(màn)”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太(tài)空望远镜(jìng)其中一(yī)个关(guān)键的用(yòng)途(tú)就是探索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥秘，对于探测的结(jié)果，我们(men)只能拭目以待了(le)。费米(mǐ)实验(yàn)室(shì)粒子天体物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物(wù)质(zhì)存(cún)在，它们极有可能拥有另一种神秘(mì)的效(xiào)应(yīng)，这种暗物(wù)质效(xiào)应，会支持宇宙当中生命(mìng)的(de)诞生，或者(zhě)说是生命进(jìn)化(huà)的一个重要(yào)因素。

如果这一理论(lùn)得到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不(bù)会意味(wèi)着(zhe)人类并不(bù)孤单(dān)呢(ne)？或许在(zài)宇宙当中某(mǒu)个角落的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造(zào)生命。当然，这些推论的大(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)们觉得暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜欢(huān)请点(diǎn)赞(zàn)，你的支持(chí)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 乌克兰已经牺牲了多少人，乌克兰已阵亡了多少人