宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释的(de)“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什(shén)么(me)？人(rén)类为了寻找暗物(wù)质(zhì)存在的证据，科学家们(men)在过(guò)去(qù)的(de)几十(shí)年当中进行了超过50次的长(zhǎng)期实验，但是(shì)却没有发(fā)现任何的(de)有效(xiào)证据。除(chú)了一(yī)个(gè)地方，在(zài)1687年(nián)出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨(sà)克(kè)牛顿(dùn)发表了万有引力(lì)定律，它(tā)揭示了宇(yǔ)宙(zhòu)中天体运动的规律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们发现(xiàn)某些天体运行(xíng)轨道(dào)出(chū)现(xiàn)异常，不符合万(wàn)有引力定律(lǜ)的(de)时(shí)候，他们就会知道，周围一定有未知的(de)天体通过(guò)引力(lì)在摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星运行轨道的(de)异常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都是应(yīng)用万有引(yǐn)力定律所(suǒ)取(qǔ)得重大天文成就的(de)例子。但(dàn)是这些(xiē)发现都是在恒星系(xì)统的尺度当中，可当我们上升到星系或者是星团的尺度，事情就(jiù)开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士(shì)的物理学(xué)家(jiā)弗里茨兹威基正在研(yán)究和测量(liàng)后发星系(xì)团的(de)质量。这是一(yī)个由数千(qiān)个星(xīng)系所组成的巨(jù)大星(xīng)系团(tuán)，这些星系被引力束(shù)缚(fù)在一起。测量星(xīng)系团的质(zhì)量一般会使用到(dào)两种方法(fǎ)，当两种方法结(jié)果一致(zhì)，就可以确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的质量"，需要的数据是(shì)测量各个(gè)星系(xì)的光度(dù)。

第二种是(shì)动力学(xué)质量(liàng)的计算，是利用光(guāng)谱红移测量(liàng)星系(xì)团中的各(gè)个星(xīng)系相对于星系团的运(yùn)动速度。当测量结果出(chū)来之(zhī)后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星系团有99%的(de)质量消失了，或(huò)者说(shuō)这99%的质量并(bìng)不以可(kě)见光的形式(shì)所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异(yì)的是，在测(cè)量(liàng)速度的(de)过程中，兹威基发(fā)现星(xīng)系团中很多(duō)星系的(de)速度(dù)比理论上要快得(dé)多，按(àn)照牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠这(zhè)些可见(jiàn)星系的质量所产生的引(yǐn)力(lì)是无法将它们束缚(fù)在星系团(tuán)内的，它们早(zǎo)就应该被抛出星系(xì)团之(zhī)外(wài)了，除非(fēi)有一(yī)种神秘的力量(liàng)在起(qǐ)作用，这种力量来源于某(mǒu)种隐形(xíng)的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维(wéi)基提出(chū)了这样部(bù)分不(bù)可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是当时(shí)的(de)人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个词才(cái)再(zài)一次出现。天文(wén)学(xué)家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女座星系(xì)中的恒(héng)星运动。理(lǐ)论(lùn)上(shàng)来说，距离(lí)中(zhōng)心越远(yuǎn)的恒星在其轨道上(shàng)的(de)运(yùn)行速(sù)度(dù)就会越慢。但是他们观(guān)测的结果(guǒ)却让(ràng)人感到不可思议。

随着(zhe)与中心距离的增加，恒星的旋(xuán)转(zhuǎn)速度(dù)几(jǐ)乎保持不变(biàn)。可(kě)是根据牛顿的(de)万有引力(lì)定律(lǜ)，在(zài)星(xīng)系当中如果没有足够大(dà)的质量来吸引(yǐn)它们(men)，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科(kē)学家(jiā)们会使用一种相(xiāng)对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质(zhì)的存在，这种方法就是测量星系(xì)当中气体(tǐ)在(zài)X轴上距离星系中心的距离(lí)，以及(jí)在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出(chū)现异常(cháng)的结果，就认为是(shì)由暗物质的力量进入其中。

于是科学家们通过(guò)射电望远(yuǎn)镜测量了距(jù)离星系(xì)中(zhōng)心(xīn)更远距离(lí)的氢元(yuán)素，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并不(bù)符合牛顿(dùn)的力学定律。我们的太阳(yáng)系(xì)也不例(lì)外，太阳系位(wèi)于(yú)银河系(xì)的第三悬臂之(zhī)上，距离银(yín)河系中心2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万有引力定(dìng)律进行计算，太(tài)阳系的(de)运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米/秒(miǎo)的(de)速度围绕银河(hé)系旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大(dà)于理论(lùn)速(sù)度，那么产生(shēng)以上这种向(xiàng)心加速度的原(yuán)因很可能就是存在着一种我们(men)看不到的物质，是这些暗物质的引力效应将(jiāng)星系聚集(jí)在了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研究人员开(kāi)始(shǐ)相信暗物质的(de)存在。科学家根据星(xīng)系外恒(héng)星轨道(dào)的速度，估算(suàn)在星系(xì)当中(zhōng)暗(àn)物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯一可以解释这个(gè)现象的原(yuán)因。在(zài)一项新的研究当(dāng)中，科(kē)学家们发现，几乎没有引力效(xiào)应的遥远恒星之间，也会出现速度(dù)上的微小(xiǎo)差异。另外，天文学(xué)家(jiā)还发现了一(yī)个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大(dà)约2.5亿(yì)光(guāng)年(nián)，大小和(hé)银河(hé)系(xì)不多(duō)，但(dàn)是星系当(dāng)中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系的(de)千分之一(yī)。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须存在暗物质，否则(zé)就(jiù)会分(fēn)崩离析。但是科(kē)学家(jiā)们使(shǐ)用最(zuì)先(xiān)进的望远(yuǎn)镜(jìng)对其进(jìn)行了40个小时的详(xiáng)细(xì)测量(liàng)之后，发现星系中的恒星运动是(shì)可以用(yòng)正常的物质和力学定律来(lái)解释的(de)。那(nà)么(me)又有(yǒu)人提出(chū)，也许该星系的(de)暗物质，已(yǐ)经被附近的(de)另一个大(dà)星系(xì)剥离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何星系(xì)存在。造成这(zhè)些(xiē)现象(xiàng)的(de)除(chú)了暗物(wù)质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人类对(duì)引力的理解还不够全面，引力很可(kě)能(néng)在(zài)不(bù)同尺度空间中的工作方式是不同的，这(zhè)意(yì)味着(zhe)在行(xíng)星(xīng)系(xì)尺度中的(de)天体会(huì)沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式运动(dòng)。但是(shì)上升到星系(xì)和星团的尺(chǐ)度，引力(lì)之(zhī)间的相互作用则是不同(tóng)的方式。对于在星(xīng)系团之(zhī)间的相互作用(yòng)，科学家还(hái)引(yǐn)入了外部场效应的(de)概念，指(zhǐ)的(de)是在数(shù)百万光(guāng)年的规模(mó)上，巨大的质量(liàng)之间会产(chǎn)生(shēng)对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的(de)物理(lǐ)定律进行修正，这些发现也让(ràng)很多人(rén)认(rèn)为暗(àn)物(wù)质假说理论就此终结。但是在宇宙(zhòu)当(dāng)中还(hái)有关于暗物质存(cún)在的(de)其他的理(lǐ)论(lùn)证据，这(zhè)些理论证(zhèng)据(jù)是蒙德理论所没法(fǎ)解释(shì)的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年(nián)的子弹星系团，由两(liǎng)个(gè)碰撞的星系(xì)团所组成，类似这(zhè)样的星团，它们大部分的普(pǔ)通质量都在(zài)星系的气(qì)体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体的相互作(zuò)用(yòng)就(jiù)会导(dǎo)致温度的急剧升高(gāo)，速度大(dà)幅降低(dī)。所以(yǐ)在理论上，在碰(pèng)撞之后(hòu)，子(zi)弹星系团大部分的质量将(jiāng)位于所有这些气体所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过(guò)什么来验(yàn)证它的质量区(qū)域到底是不是(shì)集中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一张全彩的(de)高清照片，在照(zhào)片中我们可以(yǐ)明显地(dì)看到(dào)很多星(xīng)系(xì)似(shì)乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨大的形(xíng)变。其实这些(xiē)星系本身并不是(shì)真的被(bèi)扭(niǔ)曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是(shì)这样极遥远(yuǎn)的天体和我们(men)地球上的观测者(zhě)之间。被一个质量(liàng)超(chāo)级巨大(dà)的天体遮挡(dǎng)，这个超大质量的东西的引力，会使(shǐ)身后更遥远星系的光都发生(shēng)了扭曲。这个现象就是(shì)引力透镜(jìng)效应。这个巨大的天体(tǐ)可(kě)能(néng)是超大质量的黑洞或(huò)者是暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当人们对子弹星(xīng)系团观测的时候，发现(xiàn)它(tā)的大质量区域并不是在中间，而是在两(liǎng)侧。所以最好的解释方(fāng)法就是(shì)当星团发生全(quán)部的(de)碰撞时，可被观测到(dào)的质(zhì)量气体(tǐ)被(bèi)卡在了中间(jiān)，暗物质则(zé)直接通过了这个区域(yù)，并(bìng)在两边(biān)形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研究也(yě)被认为是暗物(wù)质存在的迄(qì)今为(wèi)止最好的理论证据。

除此(cǐ)之外(wài)，还有(yǒu)来自宇宙当(dāng)中台湾领导者是谁，现任台湾领导者是谁(zhōng)最古老(lǎo)的(de)光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见(jiàn)光终于可以畅通无阻地(dì)穿越(yuè)在(zài)宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年(nián)之后(hòu)，这些光在宇宙空间背(bèi)景(jǐng)上(shàng)留下了(le)各相同性的(de)微(wēi)波辐射。其中红(hóng)色的部(bù)分(fēn)表示温(wēn)度较高的(de)区域，蓝色则表示(shì)相对较冷的区域，但(dàn)实际(jì)上(shàng)它(tā)们之间的温(wēn)差只有万分之一。

科(kē)学家们通过(guò)对(duì)前景(jǐng)背景分(fēn)离后的二值图像进行连通域提取和标记(jì)之(zhī)后(hòu)发现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙当(dāng)中没有暗物质，图形看起(qǐ)来不(bù)应该是这样的，而随着(zhe)暗物(wù)质的(de)增加(jiā)，一些峰值的幅度(dù)会减小，才变(biàn)得(dé)看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇(yǔ)宙(zhòu)微波背(bèi)景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质(zhì)大约(yuē)是(shì)普(pǔ)通物(wù)质的5倍。这个数字与解(jiě)释星系当中恒星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物质比例(lì)是一致的。这就意(yì)味着(zhe)。

用(yòng)了一个简单的理论框(kuāng)架，就(jiù)很好地解(jiě)释了很多不同的观测(cè)结(jié)果(guǒ)。而(ér)暗物质的本(běn)质就是宇宙当中存(cún)在着某种类型的粒(lì)子，它们不参与任(rèn)何其他的(de)电磁作用，只通(tōng)过引(yǐn)力来相互作用。所以(yǐ)如(rú)果能够(gòu)找到这种粒子(zi)的存(cún)在，就相当于找(zhǎo)到了(le)暗物质存在的实(shí)际证据。这种粒子到底是什(shén)么？科学家们已经提(tí)出了数十种的假想目(mù)标，而要寻找这(zhè)些不(bù)同(tóng)的目(mù)标粒子所(suǒ)需要的实验(yàn)方式也不(bù)相同。在过去的几十(shí)年当中，人类为了寻(xún)找这些看不见、摸(mō)不到，几乎(hū)不会(huì)与常规(guī)物质相互作用的(de)“暗(àn)物质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次的实(shí)验，却没有任何实质(zhì)性的(de)发(fā)现(xiàn)，除了(le)一(yī)个地方，意(yì)大利的(de)格兰(lán)萨索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米处(chù)的地(dì)下(xià)矿井当中，藏着地(dì)球上最大的地(dì)学实(shí)验室，这(zhè)个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探测器，一直致力(lì)于寻找暗物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科(kē)学家(jiā)声称观(guān)测(cè)到了某(mǒu)种信号。经过了(le)20多年的数据收(shōu)集，人们发现了(le)一个有(yǒu)趣的事情(qíng)。探测率(lǜ)会(huì)在每年的6月份(fèn)达到(dào)峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而且(qiě)在(zài)20年当中每年都是一样。一些(xiē)科(kē)学家认为(wèi)这可能是人类(lèi)发现暗(àn)物(wù)质的第一个直接证据。

但是为(wèi)什(shén)么暗(àn)物质会(huì)产生周期性的年度信(xìn)号呢？刚才(cái)我们(men)讲了(le)太阳系(xì)正在以(yǐ)220公里/秒的速度(dù)围绕(rào)着银河系进行移(yí)动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们(men)也在以这样(yàng)的速度(dù)在穿越着暗物质流，这个过(guò)程中会产生相应的振荡(dàng)，同时(shí)地球(qiú)又以30公里(lǐ)/秒的速度围绕太(tài)阳(yáng)进行旋(xuán)转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的方向(xiàng)与(yǔ)太阳环绕银河(hé)系的方向(xiàng)是一致的，而另外(wài)半年则与之相反(fǎn)。

而在(zài)6月(yuè)份(fèn)的时候，地(dì)球与太阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢值(zhí)。尽管在实际的情况中，太阳系(xì)相(xiāng)对(duì)银河系的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是这(zhè)并不影(yǐng)响这个理论(lùn)的有效性(xìng)。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来解(jiě)释，研究人员们所观测(cè)到的周(zhōu)期(qī)性信号。当然(rán)也可能有其他(tā)的情况，造成这(zhè)种(zhǒng)年(nián)度周期信号(hào)的差异也可能是温(wēn)度、湿(shī)度、土(tǔ)壤中的水分、高(gāo)山上的积(jī)雪，甚至(zhì)连意大(dà)利游客的(de)数(shù)量也符合(hé)这个周期的(de)规律。

所以，科学家们又在南(nán)半球建立了(le)一个几乎相同的实验室，这(zhè)里的季(jì)节与之(zhī)前的(de)实验(yàn)室正好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物(wù)质(zhì)流的运动(dòng)特征和第一个实(shí)验室是一(yī)样的。

因此，如果在(zài)这里可以得到相同(tóng)的信号(hào)，就可以成为暗物质所(suǒ)存在的非常有(yǒu)力的(de)证据了。但是由(yóu)于(yú)这个实验室刚刚建成不(bù)久(jiǔ)，所以截至目前还无法提供(gōng)相(xiāng)应(yīng)的数据(jù)支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼(màn)”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈(hā)勃(bó)望远镜相同，但它的(de)宽视场仪器提供的(de)视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望(wàng)远(yuǎn)镜其中一个关(guān)键的用(yòng)途就(jiù)是(shì)探索暗物质(zhì)背后的奥秘(mì)，对(duì)于探测(cè)的(de)结果(guǒ)，我(wǒ)们(men)只能(néng)拭目以待了。费(fèi)米实验室粒子天体物理(lǐ)中(zhōng)心的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬(fēn)研究发(fā)现，如果暗物质存(cún)在(zài)，它们极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应，这种暗物(wù)质(zhì)效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或(huò)者说(shuō)是生命进化的一个(gè)重要因(yīn)素。

如果这一理论得到进一步的证(zhèng)实，那(nà)么遍(biàn)布宇宙(zhòu)当(dāng)中的(de)暗物质(zhì)会(huì)不会意味(wèi)着人类(lèi)并不孤单呢？或许在(zài)宇宙当中某个角落(luò)的(de)行星上，暗物(wù)质(zhì)正(zhèng)在(zài)通过这样的效应创造生命。当(dāng)然(rán)，这些推论的大前提是要先找到暗物质存在的实际(jì)证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物(wù)质(zhì)到底(dǐ)存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的(de)支(zhī)持是我更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 台湾领导者是谁，现任台湾领导者是谁