宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物(wù)质(zhì)又究竟是什么？人类为了寻找暗物质存在的证据，科(kē)学家们在过去(qù)的几十(shí)年当中进(jìn)行了超过50次的(de)长期实(shí)验，但是却没有发现任何的有效证据。除(chú)了(le)一个(gè)地方，在1687年(nián)出版的自然哲(zhé)学(xué)数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引(yǐn)力定(dìng)律，它揭示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往后的几百年来(lái)，当天文学家们发现某些天(tiān)体运(yùn)行轨道出现异常，不符合(hé)万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力定律的(de)时候，他们(men)就(jiù)会知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过(guò)引力在(zài)摄(shè)动(dòng)它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶(yé)就通过天(tiān)王星(xīng)运行轨(guǐ)道的异常，推(tuī)算(suàn)并且发现了海(hǎi)王星的存在。另外(wài)，哈雷彗(huì)星(xīng)、冥王星(xīng)的(de)发现都(dōu)是应用万有引(yǐn)力定(dìng)律所取得重大天文成就的例子。但是这些发现(xiàn)都是在恒(héng)星(xīng)系统的尺(chǐ)度当中，可当我(wǒ)们上升到星系(xì)或(huò)者是星(xīng)团(tuán)的尺(chǐ)度，事(shì)情就(jiù)开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基(jī)正(zhèng)在(zài)研究和测量(liàng)后(hòu)发星系团的质量。这是一(yī)个由数千个(gè)星系所(suǒ)组成的巨(jù)大(dà)星系(xì)团，这些星(xīng)系(xì)被(bèi)引力束(shù)缚在一起。测量星系团的质量一般(bān)会使用(yòng)到两种方法，当两种方法结果一致，就可以确定其质(zhì)量的范围。

第一种是获得其"光度学(xué)的质量"，需要(yào)的数据是测量各个星系的(de)光度。

第二种是(shì)动力学质量的计算，是利(lì)用(yòng)光(guāng)谱红移(yí)测量星系团中(zhōng)的(de)各个星(xīng)系相对于星(xīng)系团的运动(dòng)速(sù)度。当(dāng)测量结果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系(xì)团(tuán)有99%的(de)质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不(bù)以可(kě)见光(guāng)的形式(shì)所存在，我(wǒ)们无(wú)法(fǎ)看到。最诡异的是，在(zài)测量速度的过程中，兹威基发现星(xīng)系团中很多星系的速度比理论上要快得(dé)多，按(àn)照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星(xīng)系的质(zhì)量(liàng)所产生的引(yǐn)力是无法将它们束缚在星(xīng)系团内(nèi)的，它们(men)早就(jiù)应该被抛出星系团之外了，除(chú)非有一(yī)种神秘的力量在起作用，这种力量来(lái)源于某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹(zī)维(wéi)基提(tí)出了这样部(bù)分不可(kě)见的(de)暗(àn)质(zhì)，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占据着(zhe)宇宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人(rén)们对这样的一(yī)种说法不屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年之后，“暗(àn)物质(zhì)”这个(gè)词才再一次出现。天(tiān)文学家(jiā)维拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福特在观(guān)测仙(xiān)女座(zuò)星(xīng)系(xì)中(zhōng)的恒星运动。理论上来说，距离(lí)中心越远的恒星(xīng)在其轨道上的运行速度就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到不可思(sī)议。

随着与(yǔ)中心距离的增加，恒(héng)星的旋(xuán)转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保(bǎo)持不变(biàn)。可(kě)是根据牛顿的万有引(yǐn)力定律，在星系当中(zhōng)如(rú)果没有足(zú)够大(dà)的质(zhì)量来吸引(yǐn)它们，这些外围的(de)恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中了(le)。基于这种现象，科学家们(men)会使用一种(zhǒng)相对标(biāo)准的方法来解(jiě)释暗物质的存在，这种方法就是(shì)测(cè)量星系当(dāng)中气(qì)体在X轴上距离星系中心的(de)距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认为是(shì)由(yóu)write的过去分词怎么用，write的过去分词英语暗物质(zhì)的(de)力量进入(rù)其中。

于是(shì)科学家(jiā)们(men)通过射电望远镜测量了距离星系中心更远(yuǎn)距(jù)离(lí)的氢元素(sù)，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并不符(fú)合牛顿的力学(xué)定律。我(wǒ)们的太阳系(xì)也不(bù)例外，太阳系(xì)位于银河系的(de)第三(sān)悬臂(bì)之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光(guāng)年，根据(jù)万有引力定律进(jìn)行计算，太阳系(xì)的运(yùn)行速(sù)度应该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以(yǐ)220千米/秒的速(sù)度围绕银河(hé)系(xì)旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大于理论速度，那么(me)产生以(yǐ)上这种向心(xīn)加(jiā)速(sù)度的原因很可能(néng)就是存在着一种我们看不到的物质，是这些暗(àn)物质的引(yǐn)力效应将(jiāng)星系聚(jù)集(jí)在了(le)一起(qǐ)。

也是从这(zhè)时(shí)开始，越(yuè)来(lái)越(yuè)多的研究(jiū)人(rén)员开(kāi)始相信暗(àn)物质的存在。科学家根据星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗物质的质量占整个星(xīng)系质(zhì)量的85%。但是(shì)，暗(àn)物质并(bìng)不是唯一可以解释这(zhè)个现象的原因(yīn)。在一项新(xīn)的研究当中(zhōng)，科学(xué)家们发现，几乎没有引力(lì)效应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距(jù)离地(dì)球(qiú)大约2.5亿光年，大(dà)小和(hé)银河系不多，但是(shì)星系当中存在的恒星数量却只有银河(hé)系(xì)的千(qiān)分之一。

所以在理(lǐ)论上(shàng)，该星系必(bì)须存(cún)在(zài)暗物质，否则就会(huì)分崩(bēng)离析。但是科学家(jiā)们使(shǐ)用最先进的望(wàng)远镜对其进行了40个小(xiǎo)时(shí)的详细(xì)测量(liàng)之后，发现星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动是可(kě)以用正常(cháng)的物质和力(lì)学(xué)定律来解(jiě)释的。那么又有(yǒu)人提出，也许该(gāi)星系(xì)的暗物质，已经(jīng)被附(fù)近(jìn)的(de)另一个大星系(xì)剥(bō)离了。奇怪的是(shì)，它的(de)附近没有任何星系存在(zài)。造成这些现象的除(chú)了暗物质的(de)假说之外(wài)，另一种可能(néng)就是人类对引力的理解还不够全面，引力(lì)很可(kě)能在不同(tóng)尺度空(kōng)间(jiān)中的(de)工作方式(shì)是不(bù)同的，这意味着在行(xíng)星系尺(chǐ)度中的天体会沿着它们的轨道，按照(zhào)我们所理解的方式运动。但是上升(shēng)到星系和星团的(de)尺度(dù)，引力之间的相互(hù)作用(yòng)则是不(bù)同(tóng)的方式。对于在星(xīng)系团之间的相互作用，科学家还引入了(le)外部场效应的概念(niàn)，指的是在数百万光年的规模(mó)上，巨大的质量(liàng)之间会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立，这意味着我们需要对现在(zài)的物理定律进(jìn)行修正，这(zhè)些发(fā)现也让很多人(rén)认为暗物质假说理(lǐ)论就此终(zhōng)结。但是(shì)在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关于暗物(wù)质存在的其他的理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光(guāng)年(nián)的子弹星系团(tuán)，由两个碰撞的星(xīng)系(xì)团所组(zǔ)成，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它们大(dà)部分的普通质量都在星系(xì)的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰(pèng)撞(zhuàng)的时(shí)候，星际气(qì)体的相(xiāng)互作用就会导致温(wēn)度(dù)的急剧升高，速度大(dà)幅降低。所以在(zài)理论上(shàng)，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大部分的(de)质量将位于所(suǒ)有这些气体(tǐ)所在(zài)的中(zhōng)间区域。那么我(wǒ)们通(tōng)过(guò)什(shén)么来(lái)验证(zhèng)它(tā)的质量区域(yù)到底(dǐ)是(shì)不是集中在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当(dāng)中第一(yī)张(zhāng)全彩的高(gāo)清照片，在照片中我们可(kě)以明显地看(kàn)到很多星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形变(biàn)。其实这(zhè)些(xiē)星系本(běn)身并不是真的被扭曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是(shì)这(zhè)样(yàng)极遥远(yuǎn)的天体(tǐ)和(hé)我们地球上的(de)观(guān)测者之间。被一个质量超级巨大(dà)的(de)天体遮(zhē)挡，这个超(chāo)大质量的东西的(de)引力，会使身后(hòu)更遥远星(xīng)系的光(guāng)都发生了扭曲。这个(gè)现(xiàn)象就是引力透镜(jìng)效应(yīng)。这(zhè)个巨大的(de)天体可能是超大质量的黑洞或者是暗物(wù)质(zhì)。

所以(yǐ)当人们对(duì)子弹星系团(tuán)观测的时(shí)候，发现它的大质(zhì)量区域并(bìng)不是在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是当星团发(fā)生全部的(de)碰(pèng)撞时，可(kě)被观测到(dào)的质量气体被(bèi)卡在了中间(jiān)，暗物质(zhì)则(zé)直接通过了这个区(qū)域，并在两边形(xíng)成了引力(lì)透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透(tòu)镜研究也被认为是(shì)暗物质存(cún)在的迄今为止最好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自宇宙(zhòu)当(dāng)中最古(gǔ)老的(de)光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后，可见光终于(yú)可(kě)以畅通(tōng)无阻(zǔ)地穿(chuān)越在宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇(yǔ)宙空间背(bèi)景上留下了各相同性的微波(bō)辐射。其(qí)中红色的部分表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则表示(shì)相对较(jiào)冷(lěng)的区域，但实际(jì)上它们(men)之间的温(wēn)差(chà)只有(yǒu)万分之一。

科学家(jiā)们通过对(duì)前景背景(jǐng)分离后的二值(zhí)图像(xiàng)进(jìn)行连(lián)通域提(tí)取和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形看起来(lái)不应该是这样的，而(ér)随着暗物质的增(zēng)加，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度(dù)会减小，才变得看起来(lái)“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景(jǐng)辐射的(de)测量值(zhí)，我们需要的暗物(wù)质(zhì)大约(yuē)是普通物质的(de)5倍。这个数字(zì)与解释星系当中恒星运动所需要的暗物(wù)质比例(lì)是一致(zhì)的。这(zhè)就意(yì)味(wèi)着。

用了(le)一个简(jiǎn)单的(de)理论框(kuāng)架，就很(hěn)好(hǎo)地(dì)解释了(le)很多不同的观测(cè)结果。而(ér)暗物(wù)质的(de)本质就是宇(yǔ)宙当中存在(zài)着某种类型(xíng)的粒(lì)子，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引力来相互作用。所以(yǐ)如果能够(gòu)找(zhǎo)到这种粒(lì)子的存在，就相(xiāng)当于找到了暗(àn)物(wù)质存在的实(shí)际证据。这种粒(lì)子到底是什么？科(kē)学家(jiā)们已经提(tí)出了(le)数(shù)十种(zhǒng)的假(jiǎ)想目标(biāo)，而要寻找这(zhè)些不(bù)同(tóng)的目标粒子所需(xū)要的(de)实(shí)验方式也不相(xiāng)同。在过去(qù)的几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类(lèi)为(wèi)了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规(guī)物质相互作用的“暗物(wù)质”，科学家(jiā)们已经进行了超过(guò)50次的(de)实验，却没有任何实质(zhì)性的发现，除了一个(gè)地方(fāng)，意大利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着(zhe)地球(qiú)上最大的(de)地学实验(yàn)室，这个实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个(gè)三层楼高(gāo)的探(tàn)测器，一(yī)直致(zhì)力于寻(xún)找暗(àn)物质粒子的周(zhōu)期性(xìng)震(zhèn)荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这(zhè)里的(de)科(kē)学家声称观测到了某(mǒu)种信(xìn)号。经(jīng)过了(le)20多年的数据收集，人们发现(xiàn)了一个有(yǒu)趣的事(shì)情。探(tàn)测率(lǜ)会在每年的6月份达到峰值，然(rán)后(hòu)在(zài)11月(yuè)降到最低，而且在20年当中每年(nián)都是一样(yàng)。一些科(kē)学家认为这可能(néng)是人类发现(xiàn)暗物质的(de)第一个直接证据。

但(dàn)是为什(shén)么暗(àn)物(wù)质会产生周期性的(de)年(nián)度信号呢(ne)？刚才我们讲了(le)太阳(yáng)系正在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系进(jìn)行移动，那么如果暗物(wù)质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也在以(yǐ)这(zhè)样的速度在穿越着暗物质流，这(zhè)个过(guò)程中会产(chǎn)生(shēng)相应的(de)振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳进行旋(xuán)转。所以有(yǒu)半年的时间(jiān)，地(dì)球围(wéi)绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向(xiàng)是一(yī)致的，而另外半年则与之相反。

而(ér)在6月份的时候，地球与太阳(yáng)的方向正好达(dá)到完全一致，这是(shì)理论上(shàng)地球穿越暗物质(zhì)流(liú)最(zuì)快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达(dá)到了(le)最慢值。尽(jǐn)管在实际的情(qíng)况中，太阳(yáng)系相对银河(hé)系的平(píng)面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理论(lùn)的有效(xiào)性。

因(yīn)此科(kē)学家认为这可以用来解释，研(yán)究(jiū)人员(yuán)们(men)所观测(cè)到的(de)周期性信号。当(dāng)然也可能有其他的情况，造成(chéng)这种年度周(zhōu)期(qī)信(xìn)号(hào)的差异也可(kě)能是温度、湿度、土壤中的水分、高山(shān)上的(de)积雪，甚至(zhì)连意大利游客的数(shù)量也符(fú)合(hé)这个周期的规律。

write的过去分词怎么用，write的过去分词英语ta-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(yǐ)，科学家们(men)又在南(nán)半球建立了一个几乎相同的实(shí)验室，这里的季节与(yǔ)之前(qián)的实验室(shì)正好相反，而在这里，地(dì)球穿过暗(àn)物质(zhì)流的运动特征和第(dì)一个(gè)实验室是一(yī)样的。

因此，如果在(zài)这里可以(yǐ)得到相同的信号(hào)，就可以(yǐ)成为暗物质(zhì)所存在(zài)的非常(cháng)有(yǒu)力(lì)的(de)证(zhèng)据了。但是由于(yú)这个实验室刚(gāng)刚建成不久，所以截至(zhì)目前还(hái)无法提(tí)供相应的(de)数(shù)据支(zhī)持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这(zhè)台太(tài)空望(wàng)远镜(jìng)叫做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的(de)主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场(chǎng)仪器提供的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格(gé)雷(léi)斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一个关(guān)键的用途就是(shì)探(tàn)索暗物(wù)质背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭(shì)目以待了。费米(mǐ)实验(yàn)室(shì)粒子天体物理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬(fēn)研(yán)究发(fā)现，如果暗(àn)物质存在(zài)，它们极有可能拥有另一种神秘的效(xiào)应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是(shì)生命进(jìn)化的一(yī)个重要(yào)因素。

如果这一理(lǐ)论(lùn)得到进一步的证实，那么遍(biàn)布(bù)宇宙(zhòu)当(dāng)中的暗(àn)物质会不会意味着人类并不孤单呢(ne)？或(huò)许在宇宙(zhòu)当中某(mǒu)个角落的行星上，暗(àn)物质(zhì)正在通过(guò)这样的效应创(chuàng)造(zào)生命。当然(rán)，这些推论的大前提(tí)是要先找到暗物质存在的(de)实际证据。那么(me)小伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜(xǐ)欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)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 write的过去分词怎么用，write的过去分词英语