宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何(hé)会存在科学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质(zhì)存在的证据，科学家们在过去的(de)几十年当中进行了(le)超过50次的长期实验，但(dàn)是却(què)没有(yǒu)发现任何的有效(xiào)证据。除(chú)了一(yī)个(gè)地方，在1687年出版的自然哲(zhé)学数学(xué)原(yuán)理一书中，埃(āi)萨克(kè)牛顿(dùn)发表了万(wàn)有(yǒu)引力定律，它揭示(shì)了宇宙中天体运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当天文学家们发现(xiàn)某些天体运(yùn)行轨道出现(xiàn)异(yì)常(cháng)，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有未(wèi)知的(de)天体通(tōng)过引(yǐn)力在(zài)摄动它的(de)轨道(dào)。比如在(zài)1846年(nián)，奥(ào)本勒(lēi)维(wéi)耶就通过天王星运行轨(guǐ)道的(de)异常，推算并(bìng)且发现了海王(wáng)星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用(yòng)万有(yǒu)引力定律所取得重大天(tiān)文成就的例子。但(dàn)是这些发现都是在恒星系(xì)统的尺度当(dāng)中，可当我们上(shàng)升到星系或者是(shì)星(xīng)团的尺度，事情(qíng)就开始(shǐ)变得诡异了(le)。

1933年，瑞(ruì)士(shì)的物理(lǐ)学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和(hé)测量后发星(xīng)系团(tuán)的质(zhì)量。这是一(yī)个由数千个星系所组(zǔ)成的巨大星系团，这些星系被引力束(shù)缚(fù)在一起。测量(lià七分之二十二是无理数吗，七分之22是不是无理数ng)星系团的质量一般会(huì)使用到两种方法，当两种方法结(jié)果一致，就可以确(què)定其质量的范(fàn)围(wéi)。

第(dì)一(yī)种(zhǒng)是(shì)获得(dé)其"光(guāng)度学的质量"，需要的数(shù)据是(shì)测(cè)量各(gè)个星(xīng)系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱红移测(cè)量星系团中的各个星系相(xiāng)对于(yú)星系团(tuán)的(de)运动速度。当测(cè)量结果出来之后，兹威基彻底懵了(le)，“动(dòng)力学(xué)质量”竟然(rán)是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座(zuò)星系团有99%的质量消(xiāo)失了(le)，或者说这(zhè)99%的质量并不(bù)以(yǐ)可见光的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们(men)无(wú)法看到。最诡异的(de)是，在测量速度的过程中，兹威(wēi)基发现星系团中(zhōng)很多星系的速(sù)度比(bǐ)理论上要快得(dé)多，按(àn)照牛顿(dùn)的(de)运动学定(dìng)律，仅靠这(zhè)些(xiē)可见星(xīng)系的(de)质量所产生的引力是无法(fǎ)将它(tā)们束缚在星(xīng)系(xì)团内(nèi)的(de)，它们早(zǎo)就应该被抛出星系团之外(wài)了，除非有(yǒu)一种神秘的力(lì)量在(zài)起作(zuò)用，这种力量来源于某种隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据(jù)此，兹维基提出了这(zhè)样部分(fēn)不可(kě)见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占据(jù)着(zhe)宇宙(zhòu)中绝大(dà)部分的质量。只是当时的(de)人(rén)们对这样的一(yī)种说法(fǎ)不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这(zhè)个词才再一次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙女座(zuò)星系(xì)中的恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中(zhōng)心越远(yuǎn)的(de)恒星(xīng)在其轨道上的运行速度(dù)就(jiù)会(huì)越慢。但是他们观测的结果却让人感到不(bù)可思(sī)议。

随着与(yǔ)中心距离的增加(jiā)，恒星(xīng)的(de)旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛(niú)顿(dùn)的万(wàn)有引力定律(lǜ)，在星系当中如果(guǒ)没有足(zú)够大的质量(liàng)来吸(xī)引(yǐn)它们，这(zhè)些外(wài)围(wéi)的恒(héng)星早就被(bèi)甩到宇宙当中(zhōng)了(le)。基于(yú)这种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家们会使用一种相对标(biāo)准的方法来解(jiě)释暗物(wù)质的存(cún)在，这种(zhǒng)方(fāng)法就是测量星系当(dāng)中(zhōng)气(qì)体在X轴(zhóu)上距离星系(xì)中心的(de)距离，以(yǐ)及在Y轴上气(qì)体的(de)旋转速度。如果(guǒ)出(chū)现异常的结果(guǒ)，就认(rèn)为是由暗物(wù)质(zhì)的力量(liàng)进入其中。

于是科(kē)学家们(men)通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离(lí)的氢元素，发现它们的旋转速度并不符(fú)合(hé)牛顿的力学定律。我(wǒ)们的(de)太阳系(xì)也不(bù)例外(wài)，太(tài)阳系位于银河系的第三悬臂(bì)之上，距(jù)离银河系中心2.6万(wàn)光年，根据万有引力(lì)定律进(jìn)行计算，太阳系的运(yùn)行(xíng)速度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的(de)速度围绕银河系旋(xuán)转，这个(gè)实(shí)际速度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产(chǎn)生以上这种(zhǒng)向(xiàng)心加速度的原因很(hěn)可能就是存在着一种我(wǒ)们看不到的物质，是(shì)这(zhè)些暗物(wù)质的引力(lì)效应将(jiāng)星系聚(jù)集(jí)在了一起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的研究人员(yuán)开始相信暗物(wù)质(zhì)的存(cún)在。科(kē)学家根(gēn)据星系外恒星轨道(dào)的速度，估(gū)算在(zài)星系当中(zhōng)暗(àn)物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不是唯一可以解释这个现(xiàn)象的原(yuán)因。在一(yī)项新的(de)研究当中，科学家们发现，几乎没有引(yǐn)力效应(yīng)的遥远恒星之(zhī)间，也会出现速度上的(de)微小(xiǎo)差异。另外(wài)，天(tiān)文学家还发(fā)现(xiàn)了一个反常的(de)星系(xì)，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大(dà)约2.5亿(yì)光年，大小和银河系不多，但(dàn)是(shì)星系(xì)当(dāng)中(zhōng)存在(zài)的恒星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该星系必须(xū)存在(zài)暗(àn)物质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科学(xué)家们使用最先进的望远镜对(duì)其(qí)进行(xíng)了40个小时的(de)详(xiáng)细测量之后(hòu)，发现(xiàn)星系中的(de)恒星运(yùn)动是(shì)可(kě)以用正(zhèng)常(cháng)的物质(zhì)和力学定律来解释的(de)。那么(me)又(yòu)有人(rén)提出，也许该(gāi)星系(xì)的(de)暗物(wù)质，已经(jīng)被附近的另一个大(dà)星(xīng)系剥离了(le)。奇(qí)怪的是(shì)，它的附近(jìn)没有任何星(xīng)系(xì)存在(zài)。造成这些现(xiàn)象的除了暗(àn)物(wù)质的假说之(zhī)外，另(lìng)一种可能(néng)就是人(rén)类对引力的理解还不(bù)够全面，引力很可能在不同尺度(dù)空(kōng)间中的工作方式是(shì)不(bù)同的，这意(yì)味着在行(xíng)星系尺度中的天(tiān)体会(huì)沿着(zhe)它(tā)们的轨道，按照我们所理解的方式运(yùn)动。但是(shì)上升(shēng)到星(xīng)系和星团的尺度，引力之(zhī)间的(de)相互(hù)作用则是不同(tóng)的方式。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科学家还引入了(le)外(wài)部(bù)场效应的概念，指的是(shì)在数百万光年的规模上，巨(jù)大的(de)质量之间会产生(shēng)对彼此(cǐ)特(tè)殊的效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立(lì)，这意味着我(wǒ)们需要对现在的物理(lǐ)定律进行修正，这些(xiē)发现(xiàn)也让很(hěn)多人认为(wèi)暗(àn)物质假说理论(lùn)就(jiù)此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还(hái)有(yǒu)关于暗物质存(cún)在的其他(tā)的(de)理论证据，这些理论证据是(shì)蒙德理(lǐ)论所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿光年(nián)的子弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所组成，类似这样的星(xīng)团，它们大(dà)部分的普(pǔ)通(tōng)质量都在(zài)星系的气(qì)体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时候(hòu)，星际气(qì)体的相互(hù)作用就会导致温度的急剧升高(gāo)，速度大幅降(jiàng)低(dī)。所以在理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团(tuán)大部分的质量将位(wèi)于所(suǒ)有这些气(qì)体所(suǒ)在的中间区域。那么(me)我(wǒ)们通过什么(me)来验证它的质量区域到底是不是集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传(chuán)回了宇宙(zhòu)当中第一张全彩的(de)高清照片(piàn)，在照(zhào)片中我们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了(le)巨大的形变。其实这些星系本身并(bìng)不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出(chū)了什么问题(tí)，而是这样极遥远(yuǎn)的天(tiān)体和我们地(dì)球上的(de)观测者之间(jiān)。被一个质量(liàng)超级巨大(dà)的天体遮挡(dǎng)，这(zhè)个超大(dà)质量的东西的引(yǐn)力，会(huì)使身后更遥(yáo)远星(xīng)系(xì)的光都发生了(le)扭曲。这个现象(xiàng)就是引力透(tòu)镜效应。这个巨(jù)大的天(tiān)体(tǐ)可能是超大质量的(de)黑洞或者是(shì)暗物质。

所以(yǐ)当人们对子(zi)弹星系团观测的时候，发现它的大质量区(qū)域并不是在(zài)中间，而(ér)是在两侧。所以最好的解释(shì)方法就是当星(xīng)团发(fā)生全部的碰撞时，可被观测到(dào)的质量气体被卡(kǎ)在(zài)了中间，暗物质则(zé)直接通过(guò)了这个区域，并在两边形成了引(yǐn)力透镜。对(duì)子(zi)弹星系团(tuán)的引力透镜研究也被认(rèn)为(wèi)是暗物质存在的迄今为止最(zuì)好的理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年(nián)之后，可(kě)见(jiàn)光终于(yú)可以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙空(kōng)间背景上留下了各相同性的微波辐射。其中红色的部分表示温(wēn)度(dù)较高的区域，蓝(lán)色则表示相对较冷的区(qū)域，但实(shí)际上(shàng)它(tā)们之间的温差只有万(wàn)分之一。

科(kē)学家们通过对前景(jǐng)背景分离(lí)后的二值图像进(jìn)行连通域提取(qǔ)和标记之(zhī)后发现，如(rú)果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看起来(lái)不应(yīng)该是(shì)这(zhè)样的(de)，而随着暗物质的增加，一些峰值(zhí)的(de)幅度会减小，才(cái)变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐(fú)射的测量值，我(wǒ)们(men)需要(yào)的暗物质(zhì)大约(yuē)是(shì)普(pǔ)通物质的5倍。这(zhè)个数字与解释星系当中恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论框(kuāng)架，就很好地解释了(le)很多不同的观测结(jié)果。而暗物质的本质就是(shì)宇宙当中存(cún)在着(zhe)某种(zhǒng)类型的粒(lì)子，它们不参与任何其(qí)他(tā)的电(diàn)磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过(guò)引力来(lái)相互作用(yòng)。所以如果能够找到这(zhè)种粒子的(de)存在，就(jiù)相当于(yú)找到(dào)了(le)暗物(wù)质存在的实际证据。这种粒子到底是(shì)什么(me)？科(kē)学家们已(yǐ)经提出(chū)了数(shù)十(shí)种的假(jiǎ)想目标(biāo)，而要(yào)寻找这些不同的(de)目(mù)标粒子所(suǒ)需要的实(shí)验(yàn)方式也不相同。在(zài)过去(qù)的几(jǐ)十(shí)年当中(zhōng)，人类为了寻找(zhǎo)这些看不(bù)见、摸(mō)不到，几乎(hū)不(bù)会与常规物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学(xué)家们(men)已经进行了(le)超过50次的实验，却(què)没有任何实质性(xìng)的(de)发(fā)现，除了一个地(dì)方，意大(dà)利的格(gé)兰(lán)萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏(cáng)着(zhe)地球(qiú)上最大(dà)的地(dì)学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层(céng)楼高的探测器，一直致力于(yú)寻找(zhǎo)暗物(wù)质粒子(zi)的周(zhōu)期性震荡(dàng)。

自1997年(nián)以来，这(zhè)里(lǐ)的(de)科学家声称(chēng)观测到了某种信号。经过了20多年的数据收集(jí)，人(rén)们发(fā)现(xiàn)了一个有(yǒu)趣(qù)的事情。探测(cè)率(lǜ)会在每年的6月份达到峰值，然后在(zài)11月降到最低(dī)，而且在20年当中(zhōng)每年都(dōu)是一样。一些科学家认为这可(kě)能是人类(lèi)发现暗(àn)物质(zhì)的第一(yī)个直接证据。

但是为什么(me)暗(àn)物质(zhì)会(huì)产(chǎn)生周期性的(de)年度(dù)信号呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系(xì)正在以220公(gōng)里/秒的(de)速度(dù)围绕着(zhe)银河系(xì)进行移(yí)动，那(nà)么(me)如果暗物质存在(zài)宇宙当中(zhōng)，这意(yì)味着(zhe)我们也在(zài)以这样的(de)速度在穿越着暗物质流，这个过程中(zhōng)会产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳(yáng)进行旋转。所以有(yǒu)半年的(de)时间，地球围绕(rào)太阳(yáng)的方向与太阳环绕银河(hé)系的(de)方向是一致的，而另外半(bàn)年则与之相反。

而(ér)在6月份(fèn)的(de)时候，地球与太阳的(de)方向(xiàng)正好达(dá)到完全一致，这是理论(lùn)上地球穿越暗物质(zhì)流最快(kuài)的时段。而(ér)在11月份(fèn)，又恰好达到(dào)了(le)最慢值。尽(jǐn)管在(zài)实际(jì)的(de)情况中(zhōng)，太(tài)阳系相(xiāng)对银河系的平(píng)面(miàn)呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影响这个(gè)理论的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来解释，研究人员们(men)所观测到(dào)的(de)周(zhōu)期性信号。当然也可能有其他的(de)情况，造(zào)成这种(zhǒng)年度周期信号的差(chà)异也(yě)可能是温(wēn)度、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积(jī)雪，甚至连(lián)意大利游客的数量也符合这(zhè)个周期的(de)规律。

七分之二十二是无理数吗，七分之22是不是无理数="async" data-ratio="0.5980582524271845" data-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(suǒ)以，科(kē)学(xué)家们又在南半球建(jiàn)立(lì)了(le)一(yī)个几乎相同的(de)实验室(shì)，这(zhè)里的季节与之前的实验室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质流的(de)运动特征和第一(yī)个实验室是(shì)一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的(de)信号，就可以成为(wèi)暗物质所存在的非常有力的证(zhèng)据了(le)。但是由(yóu)于这个实验室(shì)刚刚建成不久(jiǔ)，所以(yǐ)截至目前还无法(fǎ)提供相(xiāng)应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新的望(wàng)远镜，这台(tái)太空望远(yuǎn)镜叫做“南希(xī)格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远(yuǎn)镜相同(tóng)，但它的宽(kuān)视场仪器提供(gōng)的(de)视野是哈勃红外(wài)仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键的用(yòng)途就是(shì)探索暗物质背(bèi)后的奥(ào)秘，对于探(tàn)测的结(jié)果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米(mǐ)实(shí)验室(shì)粒子天体(tǐ)物理(lǐ)中(zhōng)心的科学家丹琥珀和(hé)贾森(sēn)斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质存(cún)在(zài)，它们极有可能拥有另(lìng)一(yī)种神秘的(de)效(xiào)应，这种暗物质效应(yīng)，会(huì)支持宇宙(zhòu)当(dāng)中生命(mìng)的(de)诞(dàn)生，或(huò)者说是生命进化的一个重(zhòng)要因(yīn)素。

如果这一(yī)理论得到进一步(bù)的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗(àn)物质会不会意味着(zhe)人(rén)类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个(gè)角落(luò)的行(xíng)星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命(mìng)。当然，这些推论的(de)大前提是要先找到暗(àn)物质存在的实(shí)际证据。那(nà)么小伙伴们(men)，你们觉得暗物(wù)质到底存不(bù)存在(zài)呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我更(gèng)新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 七分之二十二是无理数吗，七分之22是不是无理数