宇宙是“人为制造”的？为何(hé)会存在科(kē)学(xué)无法解释的“暗物质”？暗物(wù)质(zhì)又究(jiū)竟是什么？人类为了(le)寻找暗物质存在的(de)证据，科学家们在过去的(de)几十年(nián)当中进行了超(chāo)过50次(cì)的长期实(shí)验，但是却没有发现任何的(de)有效证据(jù)。除了一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学原理一书中，埃(āi)萨克(kè)牛顿发表了万有引力(lì)定(dìng)律，它揭示了宇宙中天(tiān)体运动的(de)规律。往(wǎng)后的几百年来，当天文(wén)学家(jiā)们发现(xiàn)某(mǒu)些天(tiān)体运行轨道出现(xiàn)异(yì)常(cháng)，不符合万有引力定律的时候，他们(men)就会知道，周围一定有(yǒu)未知的天体通(tōng)过(guò)引力在摄动它(tā)的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通(tōng)过天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并且发现了海王(wáng)星的存在(zài)。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现(xiàn)都(dōu)是应用万有引力定律所取得重大天(tiān)文成就(jiù)的例子(zi)。但是(shì)这些(xiē)发(fā)现都是在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上升到星系或者是(shì)星团的尺度(dù)，事情(qíng)就开始变得(dé)诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测(cè)量后(hòu)发星系团的质量(liàng)。这是一(yī)个(gè)由数千(qiān)个(gè)星(xīng)系所组成的(de)巨大(dà)星(xīng)系团(tuán)，这些(xiē)星(xīng)系(xì)被引(yǐn)力束缚在一(yī)起。测(cè)量星系团(tuán)的质量(liàng)一般会使(shǐ)用到两种方(fāng)法，当两种(zhǒng)方法(fǎ)结果一致(zhì)，就可以确(què)定其质量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要的(de)数据是(shì)测(cè)量各个星(xīng)系的光度。

第(dì)二种是动(dòng)力学质量的计算，是利用(yòng)光谱红移测量星系团(tuán)中(zhōng)的各(gè)个星系相对于星系团的运动速度。当测量结(jié)果出(chū)来(lái)之后，兹威基彻(chè)底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光度学(xué)质(zhì)量”的(de)400倍。这意味着，后发座(zuò)星系团有99%的质量消失了，或者(zhě)说这99%的质量并不(bù)以可(kě)见光的形式所存在，我(wǒ)们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在(zài)测(cè)量速(sù)度的过程(chéng)中，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星系的速度(dù)比(bǐ)理论上要(yào)快得(dé)多，按(àn)照(zhào)牛顿的运动学(xué)定律，仅(jǐn)靠(kào)这些可见星系的质量所产生的引力是无法(fǎ)将它们束(shù)缚在星系团内的，几近是什么意思，几近什么意思拼音它们(men)早就应该被抛出星(xīng)系团之外(wài)了，除非有一种神秘的力量在起作(zuò)用，这种(zhǒng)力(lì)量(liàng)来源于某(mǒu)种隐形的物质。

据此，兹(zī)维基提出(chū)了这样部分(fēn)不可(kě)见的(de)暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却占(zhàn)据着宇宙中绝大部(bù)分的质量。只是当时的人们对这样的一(yī)种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质(zhì)”这个(gè)词才(cái)再一次(cì)出现。天(tiān)文学家维(wéi)拉(lā)鲁宾和(hé)肯特福(fú)特在观测(cè)仙女座(zuò)星系中(zhōng)的恒(héng)星运动(dòng)。理论上来说，距(jù)离中(zhōng)心越远的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但(dàn)是他们观测的(de)结果(guǒ)却(què)让人感(gǎn)到(dào)不可思议。

随着与(yǔ)中心距离(lí)的增加，恒星的旋转速(sù)度几(jǐ)乎保持不变(biàn)。可是根据牛(niú)顿的(de)万有(yǒu)引(yǐn)力定律，在星系当中如果没有足(zú)够大的质量来(lái)吸(xī)引它们，这些外围的(de)恒星(xīng)早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙当中了(le)。基于这种现象，科学家们会使(shǐ)用一种相对标准的方法来解释(shì)暗物质的(de)存在(zài)，这种方(fāng)法就是测量星系当中(zhōng)气体(tǐ)在(zài)X轴上(shàng)距离(lí)星系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上(shàng)气体的(de)旋转(zhuǎn)速度(dù)。如果出现异常(cháng)的结(jié)果，就认为是由暗物质(zhì)的力量进(jìn)入其(qí)中。

于(yú)是科学(xué)家们(men)通过射电(diàn)望远镜测(cè)量了距离星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛顿的力学定(dìng)律。我们的太(tài)阳系也(yě)不(bù)例(lì)外，太阳系(xì)位于银河系的(de)第(dì)三悬臂(bì)之上，距离(lí)银(yín)河(hé)系中(zhōng)心2.6万光年(nián)，根据万有引力定律进行(xíng)计算，太阳系的运行(xíng)速度应该是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以(yǐ)220千米(mǐ)/秒的速(sù)度围绕银(yín)河系(xì)旋转，这个实际速度(dù)远远(yuǎn)大于理(lǐ)论(lùn)速度，那么产(chǎn)生以上这种向心(xīn)加(jiā)速度(dù)的原因很(hěn)可能(néng)就是存在着(zhe)一种我们(men)看不到的物质，是这些暗物质的(de)引力效应(yīng)将(jiāng)星系聚集在了一起。

也(yě)是从这时开(kāi)始，越来越多的研(yán)究人(rén)员开始相(xiāng)信暗(àn)物质的存在。科学家(jiā)根据星系(xì)外恒(héng)星轨(guǐ)道的速度(dù)，估算在星系当中暗物质(zhì)的质(zhì)量占整个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以解释这个现象(xiàng)的原(yuán)因。在一项(xiàng)新(xīn)的研究当中，科学家们发(fā)现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会(huì)出现(xiàn)速度上的(de)微小差(chà)异。另外，天文学(xué)家还发现(xiàn)了一个反常的(de)星系，叫做(zuò)Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约2.5亿光年，大(dà)小(xiǎo)和银河(hé)系(xì)不多，但是星系当中存在的(de)恒星数(shù)量(liàng)却只(zhǐ)有银河系的千分之一。

所以在(zài)理(lǐ)论上(shàng)，该(gāi)星系(xì)必须存在暗物质，否则(zé)就会(huì)分(fēn)崩离析。但是科(kē)学(xué)家们使(shǐ)用(yòng)最先进(jìn)的望远镜对其进行了40个小(xiǎo)时(shí)的详细(xì)测(cè)量之后，发现星系中的恒星运动是(shì)可(kě)以(yǐ)用正(zhèng)常的物质和力学定律(lǜ)来(lái)解释的。那么(me)又有(yǒu)人提(tí)出，也许该(gāi)星系的暗(àn)物(wù)质，已经被附近的另一个大星系剥离了(le)。奇怪的是，它(tā)的(de)附近没有(yǒu)任何(hé)星系存在。造成这些现象(xiàng)的除了暗物质的假说之外，另一(yī)种(zhǒng)可能(néng)就是人类对引力的理(lǐ)解还不(bù)够全面，引力很可(kě)能(néng)在不同尺度(dù)空间中的工作方式是不同的，这意味着在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿着(zhe)它们的轨道(dào)，按照我们所理解的方式运(yùn)动(dòng)。但是上(shàng)升(shēng)到星系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引力之间(jiān)的相互作用则是不同的方(fāng)式。对(duì)于在星(xīng)系团之间的相(xiāng)互作(zuò)用，科学家还引入了(le)外部(bù)场效(xiào)应的概念，指的是在数百万(wàn)光年的规模(mó)上，巨大(dà)的(de)质量之间会(huì)产(chǎn)生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德(dé)理论成立，这意味着我们需(xū)要(yào)对现(xiàn)在的物(wù)理定律进行修正(zhèng)，这(zhè)些发现(xiàn)也让很多人认为暗物(wù)质(zhì)假说(shuō)理论就此(cǐ)终结(jié)。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗物质存在(zài)的(de)其他(tā)的理论证据(jù)，这些理论证据(jù)是蒙德理论所(suǒ)没法解释的(de)“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星(xīng)系团所组成，类似这样的星团，它们大部分的普通质量都在星(xīng)系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时(shí)候，星际气体的相互作用(yòng)就会导致温度的急剧(jù)升(shēng)高，速(sù)度(dù)大(dà)幅降低。所以(yǐ)在理论上，在(zài)碰撞之后(hòu)，子弹(dàn)星系团大部分的质量将位于所(suǒ)有这些气体所在的(de)中间(jiān)区域。那么(me)我们通过什么来验证(zhèng)它的质(zhì)量区域到底是(shì)不是集中在(zài)中间呢？前(qián)不久，詹(zhān)姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传(chuán)回了宇宙当中第一张全彩(cǎi)的(de)高清照片，在(zài)照(zhào)片中(zhōng)我们可(kě)以明显(xiǎn)地看到很多星系似(shì)乎被拉伸产(chǎn)生了巨大的(de)形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了(le)，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么问题，而(ér)是(shì)这(zhè)样极遥远的天体和我们地球(qiú)上的观测者之(zhī)间。被一个(gè)质(zhì)量超级(jí)巨大(dà)的(de)天体遮挡，这(zhè)个超大质量的东西的引力，会使(shǐ)身后更遥远星系的光(guāng)都(dōu)发生了(le)扭曲。这个现象就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大(dà)的天体可(kě)能是(shì)超大(dà)质(zhì)量的黑洞(dòng)或(huò)者是暗(àn)物质(zhì)。

所以当人们(men)对子弹星系团(tuán)观测的时候，发现它的大质量区域并(bìng)不是在中间，而是(shì)在(zài)两侧。所以最好(hǎo)的解释(shì)方法(fǎ)就是当星团发生全部(bù)的碰撞(zhuàng)时，可被观测(cè)到的(de)质(zhì)量气体(tǐ)被卡在了(le)中(zhōng)间，暗(àn)物(wù)质则直接通过了(le)这个区(qū)域，并在两边(biān)形成了引力透镜。对(duì)子弹星(xīng)系团的引力透镜研(yán)究也被认(rèn)为是暗物质存在的迄今(jīn)为(wèi)止最好的理(lǐ)论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了(le)。经过了130多亿年(nián)之后(hòu)，这些光在宇宙空间背(bèi)景上留下了各相同性的(de)微波辐射(shè)。其中(zhōng)红色的部分(fēn)表示温度较高(gāo)的区域，蓝色(sè)则表示相(xiāng)对较冷(lěng)的区域，但(dàn)实际上它们之间的温(wēn)差只有万分之(zhī)一(yī)。

科(kē)学家们通(tōng)过对前景(jǐng)背景(jǐng)分离后(hòu)的(de)二值图像进(jìn)行连通域(yù)提取和(hé)标记之(zhī)后发现，如果宇(yǔ)宙当中(z几近是什么意思，几近什么意思拼音hōng)没有(yǒu)暗(àn)物质，图形看起来不应该是这样的，而随(suí)着暗物质(zhì)的增加(jiā)，一些峰值的幅度会减小，才变(biàn)得(dé)看起来“和(hé)谐(xié)”。为了(le)匹配(pèi)宇宙(zhòu)微波背(bèi)景辐射的(de)测量值，我(wǒ)们(men)需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数(shù)字与(yǔ)解释星(xīng)系当(dāng)中恒星运动所(suǒ)需要(yào)的暗物质比(bǐ)例是(shì)一致的。这就意味着。

用了一(yī)个简单的理(lǐ)论框架，就很好地(dì)解释了很(hěn)多不同的观测结果。而暗物质的(de)本质(zhì)就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子，它们(men)不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来(lái)相互作用。所以如果(guǒ)能够找到这种(zhǒng)粒子的(de)存(cún)在，就相当(dāng)于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提(tí)出了数(shù)十(shí)种的(de)假想目标，而要寻找这(zhè)些不同的(de)目标粒(lì)子(zi)所需要的实验方式也(yě)不相同。在过去的几(jǐ)十年(nián)当中，人类为了寻找这(zhè)些看不见(jiàn)、摸(mō)不到(dào)，几乎不会与常规物(wù)质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学(xué)家们已(yǐ)经进行了超过50次(cì)的实验，却没有任何实质性的发现，除了一个地方，意大(dà)利的格(gé)兰萨索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下(xià)矿(kuàng)井当中(zhōng)，藏着(zhe)地(dì)球上最大的(de)地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探测(cè)器(qì)，一直致力于(yú)寻找暗物(wù)质粒子的周期(qī)性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的(de)科(kē)学家(jiā)声称观测到(dào)了某种信(xìn)号。经过(guò)了20多年的(de)数(shù)据收(shōu)集，人们(men)发(fā)现(xiàn)了一个有趣的事(shì)情。探测率会在(zài)每(měi)年的(de)6月份(fèn)达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样(yàng)。一些科学家(jiā)认为这可能是(shì)人类发现暗物质的第一个(gè)直(zhí)接证据。

但是为什么(me)暗(àn)物质会(huì)产生周期性的年(nián)度信(xìn)号呢(ne)？刚才我们(men)讲(jiǎng)了太阳系正在(zài)以220公里/秒的(de)速(sù)度围绕着银河(hé)系(xì)进行移(yí)动，那么如果(guǒ)暗物质存(cún)在宇宙当中，这意味(wèi)着我们也在以这样的速度在穿越着暗(àn)物(wù)质(zhì)流，这(zhè)个过程中会产生相(xiāng)应的振荡，同时(shí)地(dì)球又以30公里/秒(miǎo)的速度围绕太(tài)阳进行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有半年的时间，地(dì)球围(wéi)绕太阳的方向(xiàng)与太阳环绕银河系(xì)的方向是一(yī)致的，而(ér)另外半年则(zé)与(yǔ)之(zhī)相反。

而(ér)在6月份的时候，地球与(yǔ)太阳的方向(xiàng)正好达到完(wán)全(quán)一(yī)致，这是理论(lùn)上(shàng)地球穿(chuān)越暗物质(zhì)流最快(kuài)的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际的(de)情况(kuàng)中，太阳系相对(duì)银河系的平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是(shì)这并不影(yǐng)响这个(gè)理论的(de)有效(xiào)性。

因此科(kē)学家认为这(zhè)可以用(yòng)来(lái)解(jiě)释，研究人员们所观测到的周期(qī)性信号。当然也可能有其他的情况，造成(chéng)这种年度周期(qī)信号的差异也可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游(yóu)客的(de)数量也符合这个周期(qī)的规律。

所以，科(kē)学家(jiā)们又(yòu)在南半球(qiú)建立(lì)了一个几乎相同的(de)实验室，这(zhè)里的季节与之前的实验(yàn)室正(zhèng)好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过暗物(wù)质流的(de)运动特征和第(dì)一(yī)个实验室是一(yī)样的。

因(yīn)此，如果在(zài)这里可以得到相同(tóng)的(de)信(xìn)号，就可以成为暗物(wù)质所存在的非常有力的证据了。但是由于这个实验室刚刚建成不久，所以(yǐ)截(jié)至目前还无法提(tí)供相应的(de)数据(jù)支持(chí)。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望远镜(jìng)，这台太空(kōng)望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大小(xiǎo)跟哈勃望(wàng)远镜(jìng)相同，但它的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希(xī)格雷斯罗曼太(tài)空(kōng)望远镜其中一(yī)个关键的用途就是探索暗物质(zhì)背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待了。费米实验室(shì)粒子天体物理(lǐ)中心的科学家丹(dān)琥(hǔ)珀(pò)和贾森斯(sī)特芬研(yán)究发现，如果暗物(wù)质(zhì)存在，它(tā)们极有可能拥有另一种神秘的效(xiào)应，这种暗物质效(xiào)应，会支(zhī)持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的(de)诞生，或者说是(shì)生命(mìng)进化的一个(gè)重(zhòng)要因素。

如果这(zhè)一理论得(dé)到(dào)进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会(huì)不会意味(wèi)着人类(lèi)并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某个(gè)角落的行星上，暗物质(zhì)正在通过这样的效应创(chuàng)造生(shēng)命。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物质存在的实际证据(jù)。那么小(xiǎo)伙伴们，你们(men)觉得暗(àn)物质到底(dǐ)存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 几近是什么意思，几近什么意思拼音