宇宙是(shì)“人为制(zhì)造”的？为何会存在科学(xué)无法(fǎ)解释的(de)“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为(wèi)了(le)寻(xún)找暗(àn)物质(zhì)存在的(de)证据，科学家们在过去的几十年当中(zhōng)进行了超过50次(cì)的长期实(shí)验，但是(shì)却没有发现任何的有效证据(jù)。除(chú)了一(yī)个地方，在(zài)1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原理一书中，埃萨(sà)克牛顿发表了万有引力(lì)定律，它揭示(shì)了宇宙中天体运(yùn)动的规律。往(wǎng)后的(de)几百年(nián)来，当天文学家(jiā)们发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引力定律的时候，他们就会知道，周围(wéi)一定有未知(zhī)的天体通(tōng)过引力在(zài)摄动它(tā)的轨道。比如在1846年(nián)，奥(ào)本勒维耶就(jiù)通(tōng)过天(tiān)王星运行轨道的(de)异常，推算(suàn)并且发(fā)现了(le)海(hǎi)王星(xīng)的存在(zài)。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都是(shì)应用万(wàn)有引力定律所取得重(zhòng)大(dà)天文成就的例子。但是这(zhè)些(xiē)发(fā)现都是在恒星系(xì)统的尺度当中(zhōng)，可当(dāng)我们上(shàng)升到(dào)星系或者是(shì)星(xīng)团的尺度，事情(qíng)就(jiù)开始(shǐ)变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物(wù)理学家弗里(lǐ)茨兹威(wēi)基(jī)正在(zài)研究和测量后发(fā)星系团的(de)质量。这是一个由数千个星系(xì)所组成的巨大星系团，这(zhè)些星系被(bèi)引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就可以(yǐ)确定(dìng)其质量的范围(wéi)。

第一种是获得其"光度(dù)学的质量(liàng)"，需要的(de)数(shù)据是(shì)测(cè)量各(gè)个星系的光度。

第二种是动(dòng)力学质量(liàng)的计算，是利用光谱红移测量星系团中的各个星系相对于(yú)星系(xì)团的运动速度。当测量结(jié)果出来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光(guāng)度(dù)学质(zhì)量”的400倍。这意味着，后发座星(xīng)系团有(yǒu)99%的质(zhì)量(liàng)消失了，或者说这99%的质量(liàng)并(bìng)不以(yǐ)可见(jiàn)光的形式所存在，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测(cè)量速度的(de)过(guò)程中，兹威基发现(xiàn)星系团中很多星系(xì)的速度(dù)比理论上要快得多，按(àn)照牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠(kào)这些可见星系的质(zhì)量所产(chǎn)生的引力是无(wú)法将它们束缚在星系团内的，它们早就应该被(bèi)抛出星系团(tuán)之(zhī)外了，除非有一种神秘的力量在(zài)起作用，这种力量来源于某种(zhǒng)隐形的物质(zhì)。

据此，兹维基(jī)提出(chū)了这样(yàng)部分不可见的(de)暗质，它不(bù)发(fā)散光、吸光、反射光，但(dàn)是它(tā)们却占(zhàn)据着宇宙中绝大部分(fēn)的质(zhì)量。只是当时的人们(men)对这样的一种说法(fǎ)不屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年(nián)之后(hòu)，“暗物(wù)质”这(zhè)个词才再一次(cì)出(chū)现。天文学(xué)家维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯特福特在(zài)观测仙女(nǚ)座星系中的恒星运(yùn)动。理(lǐ)论上(shàng)来说(shuō)，距离中心越远的恒星(xīng)在其轨道(dào)上的运行速度就会越慢。但(dàn)是他们(men)观测的结果却让(ràng)人感到(dào)不(bù)可思议。

随(suí)着与(yǔ)中心距离的增加，恒星的旋转速度(dù)几乎(hū)保持不变。可是根据(jù)牛(niú)顿的万(wàn)有引力定律，在星系当中如果没有足够大的质量来吸引它们，这些(xiē)外围的恒(héng)星早就被甩到(dào)宇宙当中了。基(jī)于这(zhè)种现(xiàn)象(xiàng)，科(kē)学家们会使用一种相对标准的方法来(lái)解(jiě)释暗物(wù)质的存在，这种方法就是测量星系当中(zhōng)气体在(zài)X轴上(shàng)距(jù)离星系中心(xīn)的(de)距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的(de)旋转(zhuǎn)速度。如果出(chū)现异常的结(jié)果，就认(rèn)为是(shì)由暗物(wù)质的力量进入其中。

于是科学家们通过射(shè)电望远(yuǎn)镜测量了(le)距离星系中心更远距离的氢(qīng)元素(sù)，发现它们(men)的(de)旋转速度(dù)并(bìng)不符(fú)合牛顿的(de)力学(xué)定律。我们的太阳系(xì)也不例外，太(tài)阳系位于(yú)银(yín)河系的第三悬臂(bì)之上，距离银河系(xì)中(zhōng)心2.6万光年，根据(jù)万有(yǒu)引(yǐn)力定律进行计算(suàn)，太阳系的(de)运行(xíng)速度应该是160千米/秒，但实(shí)际(jì)上，太阳(yáng)系正在以(yǐ)220千米(mǐ)/秒的速度围绕(rào)银河系旋转，这个(gè)实(shí)际速度远远大(dà)于理论速度，那么产生以(yǐ)上这种向(xiàng)心(xīn)加(jiā)速(sù)度的原因很可能就是存(cún)在着一(yī)种我们看不(bù)到的物质，是这些暗(àn)物质的引力效(xiào)应将星系聚集在了(le)一(yī)起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的研究人(rén)员(yuán)开始相信暗(àn)物质的存(cún)在。科学家根(gēn)据星(xīng)系外(wài)恒(héng)星轨道的速度，估(gū)算在星系(xì)当中暗物质的质量占整个(gè)星(xīng)系质量的85%。但是(shì)，暗(àn)物质并不是(shì)唯一(yī)可以解释这个现象的原因。在一项新的(de)研究当(dāng)中(zhōng)，科学家们发现(xiàn)，几乎(hū)没有引(yǐn)力(lì)效应的遥远恒星之间，也会出(chū)现(xiàn)速度上(shàng)的微小差异。另外，天(tiān)文学家(jiā)还发现了一个(gè)反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地(dì)球大(dà)约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小和银河(hé)系不多，但是星系当中存在的(de)恒星数量却只(zhǐ)有银河系的千分之一。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是(shì)科学家们使用最先(xiān)进的望远镜对(duì)其进(jìn)行了40个小时(shí)的详细测(cè)量之后，发现(xiàn)星(xīng)系中的恒星运动是可(kě)以(yǐ)用(yòng)正常的物质(zhì)和力学定律来解释(shì)的(de)。那么(me)又有人提出，也许该星系(xì)的(de)暗物质，已经被附近的另一个大(dà)星系剥离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有(yǒu)任何(hé)星系存在。造成这些(xiē)现象的除了暗物质的假说之(zhī)外，另(lìng)一(yī)种可能就是人(rén)类对(duì)引力的理解还不够全面，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意味着在行(xíng)星系尺度中的天体会(huì)沿着它们的轨道，按照(zhào)我(wǒ)们所(suǒ)理解的方式运动。但是上升到星系和星团的(de)尺度，引(yǐn)力之(zhī)间的相互(hù)作用(yòng)则是不同(tóng)的方式。对于在星(xīng)系团之间的相互作用，科学家还引(yǐn)入了外部场(chǎng)效应的(de)概念(niàn)，指(zhǐ)的是在数百万(wàn)光年(nián)的规(guī)模上，巨(jù)大的质(zhì)量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这(zhè)个(gè)理论叫做(zuò)MOND蒙德(dé)理论(lùn)。如(rú)果(guǒ)MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着我们需要对现(xiàn)在的物理定律进(jìn)行修正，这些发现(xiàn)也让很多人认为暗物质假(jiǎ)说(shuō)理论(lùn)就此终结。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中(zhōng)还有关于(yú)暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的其他的理(lǐ)论证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论(lùn)所(suǒ)没法解释(shì)的(de)“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿(yì)光(guāng)年(nián)的子弹星(xīng)系团，由两(liǎng)个碰撞的星系团所组成，类似这样的星(xīng)团，它们大部分的普通(tōng)质量都在星系的(de)气体(tǐ)当中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相互作用就会导致温度的急剧升高(gāo)，湘d是湖南哪里的车牌，湘d是湖南哪里的车牌号速度大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系(xì)团(tuán)大部分的质(zhì)量将位于所有这些(xiē)气体所在的中间(jiān)区域。那么我们通过什(shén)么(me)来验证它的质(zhì)量区域(yù)到底是不是集(jí)中在(zài)中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩(cǎi)的高清照片，在照片(piàn)中我们(men)可以明显(xiǎn)地看到很多星系(xì)似乎被(bèi)拉伸(shēn)产生了巨(jù)大的形变。其实这些(xiē)星系本身并不(bù)是真的被扭曲(qū)了，也(yě)不是韦伯望(wàng)远镜出了(le)什么问(wèn)题，而是这样极遥远的天(tiān)体和我们地(dì)球上的观测(cè)者之间。被(bèi)一个(gè)质量超级巨大的(de)天体遮(zhē)挡，这个超(chāo)大质量的(de)东(dōng)西的(de)引力(lì)，会使身后更遥远(yuǎn)星系(xì)的(de)光都发生了扭曲。这(zhè)个现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体(tǐ)可能是(shì)超大质量的黑(hēi)洞或者是(shì)暗(àn)物质(zhì)。

所以(yǐ)当人们对子(zi)弹星(xīng)系(xì)团观测的时候，发现它的大质量(liàng)区域并不是在(zài)中间，而是在两侧(cè)。所以最好的解释方法就是当星团发生(shēng)全(quán)部的碰撞时，可被观测到的质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物质则(zé)直接通过了这(zhè)个区域，并(bìng)在两(liǎng)边形(xíng)成了(le)引力透(tòu)镜。对子弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被认(rèn)为是暗物(wù)质存在的迄今为止最好(hǎo)的理论证据。

除(chú)此之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始(shǐ)，38万年之后，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地(dì)穿越(yuè)在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年(nián)之后，这些光在宇宙空间(jiān)背景上(shàng)留(liú)下了各相同(tóng)性的微(wēi)波辐射。其(qí)中红(hóng)色的部分表示温度较(jiào)高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际(jì)上它们之(zhī)间的温差只有万(wàn)分之(zhī)一(yī)。

科(kē)学家(jiā)们通过对前景背景分(fēn)离后(hòu)的二(èr)值图(tú)像进(jìn)行(xíng)连通域提(tí)取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来(lái)不应该是这样的，而随着(zhe)暗物(wù)质的(de)增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的(de)测(cè)量值，我们需(xū)要的暗物(wù)质(zhì)大约是(shì)普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了(le)一个简单的(de)理论框(kuāng)架，就很好(hǎo)地解(jiě)释了(le)很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存(cún)在着某种类型的粒子，它们不参(cān)与任何其他的电磁(cí)作用(yòng)，只通过引力来相湘d是湖南哪里的车牌，湘d是湖南哪里的车牌号互作用。所以如果能够找(zhǎo)到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于(yú)找到了暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的实际证据。这种粒(lì)子到底是(shì)什么？科(kē)学家们已经提出了数(shù)十(shí)种的(de)假(jiǎ)想目标，而要寻找这些(xiē)不同的(de)目标粒子所(suǒ)需要(yào)的实(shí)验方式也(yě)不相同。在(zài)过去(qù)的几十年当中(zhōng)，人类(lèi)为了寻找这些看不(bù)见、摸不(bù)到，几乎不会(huì)与常规(guī)物质相互作用(yòng)的“暗物(wù)质”，科学家们已经进(jìn)行了超过50次(cì)的(de)实验，却没有任何实质性的(de)发现，除了一个(gè)地(dì)方(fāng)，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿(ā)尔卑斯(sī)山脉。

在(zài)山下(xià)1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地球上最大的地(dì)学实验室(shì)，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三(sān)层楼高的探测(cè)器(qì)，一直致力(lì)于寻找暗物质粒(lì)子(zi)的周期(qī)性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这(zhè)里的(de)科学家声称观测(cè)到(dào)了(le)某种信号(hào)。经过了20多年的数(shù)据收集(jí)，人们发(fā)现(xiàn)了一个有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到(dào)峰值，然后在(zài)11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家认为这(zhè)可能是人类发现暗物(wù)质的第一个直接证据。

但(dàn)是为什(shén)么暗物质会产生周(zhōu)期性的年(nián)度信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速(sù)度(dù)围(wéi)绕(rào)着银河系进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这(zhè)意味着我们(men)也在(zài)以这样的速度在穿越着(zhe)暗物质(zhì)流，这个(gè)过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太(tài)阳的方向(xiàng)与(yǔ)太阳环绕银河系(xì)的方向是一致的，而(ér)另外半年(nián)则与之(zhī)相反。

而(ér)在6月份的时候，地(dì)球与太阳(yáng)的(de)方(fāng)向(xiàng)正好达(dá)到完(wán)全一致，这是理论上(shàng)地球穿越(yuè)暗物质(zhì)流(liú)最快的时段。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰好(hǎo)达到了最慢值(zhí)。尽管在实(shí)际(jì)的情况中，太阳系(xì)相对(duì)银(yín)河系的平面(miàn)呈现了(le)60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这个理(lǐ)论(lùn)的(de)有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科学家认为这可以用来解释，研(yán)究人员们所观测到的周期性信号(hào)。当然(rán)也可能有其(qí)他的情况，造成这种年度周(zhōu)期(qī)信号的差异也可能是温度(dù)、湿度(dù)、土壤(rǎng)中的(de)水分、高(gāo)山上的积雪，甚至连(lián)意大利游客(kè)的(de)数量也符合这个周期的规(guī)律。

所以，科学家们又在(zài)南半球建(jiàn)立了一个(gè)几乎相(xiāng)同的实验室(shì)，这里的季(jì)节(jié)与之前的实验室正好相(xiāng)反，而在(zài)这里，地(dì)球穿过暗物质流的运动特征(zhēng)和第(dì)一个实验室(shì)是(shì)一样的。

因(yīn)此(cǐ)，如果在这(zhè)里可以得(dé)到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗(àn)物质所存在的非常(cháng)有力(lì)的证据了(le)。但是由(yóu)于这个实验(yàn)室(shì)刚刚建成不久，所以截(jié)至(zhì)目前还无法提供相(xiāng)应的数据支持(chí)。另外(wài)，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射一台新(xīn)的(de)望远镜(jìng)，这台太(tài)空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相同，但它(tā)的(de)宽视场仪器提供(gōng)的视野是哈勃红(hóng)外(wài)仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中一个关键的用途就是(shì)探索暗物(wù)质背后的奥秘，对(duì)于探测的结果，我们只能(néng)拭目以待了(le)。费(fèi)米实验室粒子天体物理中心(xīn)的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗物质存在，它们(men)极有可能拥有另一种神秘(mì)的(de)效(xiào)应(yīng)，这(zhè)种暗物质效应，会(huì)支持(chí)宇宙(zhòu)当(dāng)中生命(mìng)的诞(dàn)生，或者说是生命进化的一个重(zhòng)要因(yīn)素。

如果这一理论(lùn)得(dé)到进一步的证实，那么(me)遍布宇宙(zhòu)当中(zhōng)的(de)暗(àn)物质会(huì)不(bù)会意味着(zhe)人类并不(bù)孤单(dān)呢？或许在宇宙当(dāng)中某个角落的(de)行星(xīng)上，暗物质正在通过这样的效(xiào)应(yīng)创造生(shēng)命。当(dāng)然，这些(xiē)推(tuī)论的大前提是(shì)要(yào)先(xiān)找到暗物(wù)质存(cún)在的实际(jì)证据。那么小伙伴们(men)，你们觉(jué)得暗物质(zhì)到底存(cún)不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我(wǒ)更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 湘d是湖南哪里的车牌，湘d是湖南哪里的车牌号