宇宙是“人(rén)为制造”的(de)？为何会存在科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟(jìng)是什么？人类(lèi)为了寻找(zhǎo)暗(àn)物(wù)质存(cún)在(zài)的(de)证据，科学家们在过去的几十年当中进行了超过(guò)50次(cì)的(de)长期实(shí)验(yàn)，但(dàn)是却没(méi)有(yǒu)发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引(yǐn)力定(dìng)律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动(dòng)的(de)规律。往后的几百年来，当天(tiān)文学家们(men)发(fā)现某些(xiē)天体运行(xíng)轨道出现异(yì)常(cháng)，不符(fú)合(hé)万(wàn)有(yǒu)引力定律的时候(hòu)，他们就会知(zhī)道，周(zhōu)围(wéi)一定有未(wèi)知的(de)天体通过引力(lì)在摄动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥(ào)本勒维耶(yé)就通过天王星运行轨(guǐ)道的异常(cháng)，推算并(bìng)且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现(xiàn)都是(shì)应用万(wàn)有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(xīng)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，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹威(wēi)基正在研究(jiū)和测(cè)量后发星系团的(de)质量。这(zhè)是(shì)一(yī)个(gè)由数(shù)千个(gè)星系(xì)所组成的巨大星系(xì)团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法(fǎ)，当两种方(fāng)法结果一致，就(jiù)可以确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得其(qí)"光度(dù)学(xué)的质量"，需要的数(shù)据是测量各个(gè)星系的光度。

第二种是动力学质量(liàng)的(de)计(jì)算，是利用光谱(pǔ)红移测量星系(xì)团中(zhōng)的各(gè)个星系相对于星系团的运动速度。当测(cè)量结果出来之(zhī)后，兹威(wēi)基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星(xīng)系团有99%的(de)质(zhì)量消失了，或者说(shuō)这99%的质(zhì)量并不以(yǐ)可见光的形式所存(cún)在(zài)，我们(men)无(wú)法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威(wēi)基发现星系团中很(hěn)多(duō)星(xīng)系的速度比理论上要快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量(liàng)所产生(shēng)的引力是无法将它们束缚在星系团内的，它们早就应该(gāi)被抛出(chū)星(xīng)系团(tuán)之外了，除非有一种神(shén)秘(mì)的力量在起作用，这种力量来(lái)源(yuán)于某种隐形的物质。

据此，兹(zī)维(wéi)基提(tí)出(chū)了(le)这样部分不可见(jiàn)的(de)暗质，它不(bù)发散光(guāng)、吸光、反(fǎn)射光(guāng)，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的(de)质量。只是(shì)当时的(de)人(rén)们(men)对(duì)这样的(de)一(yī)种说法(fǎ)不屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中的恒(héng)星运(yùn)动。理论上来说，距离中心越远的恒星在(zài)其轨(guǐ)道上的(de)运行速度就会越慢。但是他们(men)观测的结果却(què)让(ràng)人感到不(bù)可思(sī)议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持不变。可是(shì)根据牛顿的万(wàn)有(yǒu)引力定律，在(zài)星(xīng)系当(dāng)中如果(guǒ)没(méi)有足够大的(de)质量来吸(xī)引它们，这些外围的(de)恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种(zhǒng)现象，科学家们会使用一种相(xiāng)对标(biāo)准(zhǔn)的方法来解释暗物质的(de)存在，这种方法就是测(cè)量星系当中气(qì)体(tǐ)在(zài)X轴上距离(lí)星系中心(xīn)的(de)距离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上(shàng)气体的旋(xuán)转速度。如果(guǒ)出(chū)现异常的结果，就认为是由暗物质的(de)力(lì)量进入其中。

于是(shì)科学家们通过(guò)射(shè)电望远镜(jìng)测量了距离星系(xì)中心更(gèng)远距(jù)离的氢元素，发现它们的旋转速度并不(bù)符合牛顿的(de)力学定律。我们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银(yín)河(hé)系的(de)第(dì)三悬臂之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万(wàn)光年，根据(jù)万有引力(lì)定律进行计算，太阳系(xì)的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于理论(lùn)速度，那么产生以上这(zhè)种向心加速度的原因很可能就是存在着(zhe)一种我们看(kàn)不到的(de)物质，是这(zhè)些暗物(wù)质(zhì)的引力效应将星系聚集(jí)在了(le)一起。

也是从这时开始(shǐ)，越来越多(duō)的(de)研究人员开始相信暗物质的(de)存(cún)在。科学家根据(jù)星系(xì)外恒星轨道(dào)的(de)速度，估算在星(xīng)系(xì)当中(zhōng)暗物(wù)质的质(zhì)量占(zhàn)整个星系质量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可(kě)以解释这个现(xiàn)象(xiàng)的原因。在一(yī)项新的研究当(dāng)中，科学家们发(fā)现，几乎没有引力效(xiào)应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差(chà)异。另(lìng)外，天文学(xué)家还(hái)发现(xiàn)了(le)一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是(shì)星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)存在的(de)恒星数量(liàng)却(què)只有(yǒu)银河系的千分(fēn)之一。

所以在(zài)理论(lùn)上(shàng)，该星系(xì)必须存(cún)在(zài)暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科学家们(men)使用最先进的(de)望远镜对(duì)其进(jìn)行了40个小时的详细测量之(zhī)后，发现星系中的(de)恒星(xīng)运动(dòng)是可(kě)以(yǐ)用(yòng)正常的物质和力(lì)学定(dìng)律来解释(shì)的。那么又有人提(tí)出，也许该星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造成这(zhè)些现象的除(chú)了暗物质(zhì)的(de)假说之外(wài)，另一种可(kě)能(néng)就是(shì)人类对引力的理(lǐ)解(jiě)还(hái)不够全面(miàn)，引(yǐn)力很可能(néng)在不同尺度空间中的工(gōng)作方(fāng)式是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解的方(fāng)式运动。但是(shì)上(shàng)升到星系(xì)和星团的尺度，引力之间(jiān)的相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)则是不同(tóng)的方式(shì)。对于在星(xīng)系团之(zhī)间的相互作(zuò)用(yòng)，科(kē)学家(jiā)还引(yǐn)入(rù)了外部场效应(yīng)的概念，指的是(shì)在数百万光年(nián)的规模上(shàng)，巨大的质量之(zhī)间(jiān)会产生对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着(zhe)我们需要对现在的物(wù)理(lǐ)定律进行修正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让很多人(rén)认为(wèi)暗物质假说(shuō)理论就此终结。但是在(zài)宇宙当中还有关(guān)于暗物质存(cún)在的其他的理论证(zhèng)据，这些理论(lùn)证据是蒙德(dé)理论所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团(tuán)，由两个碰撞的星系(xì)团所(suǒ)组(zǔ)成，类(lèi)似(shì)这(zhè)样的星团，它们(men)大部分的普通质量都在星系(xì)的气体当中(zhōng)。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时候，星际(jì)气(qì)体的(de)相互作(zuò)用就(jiù)会(huì)导(dǎo)致(zhì)温(wēn)度的急剧升高，速度大(dà)幅降低。所以在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的(de)质量将位于所有(yǒu)这些气(qì)体所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过(guò)什么来(lái)验证它(tā)的质量区(qū)域到底(dǐ)是不是集(jí)中在中(zhōng)间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高清(qīng)照(zhào)片，在(zài)照片中(zhōng)我们(men)可以明显地看(kàn)到很多星系似(shì)乎被拉伸(shēn)产生了巨大的形变。其实这些星系本身并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是韦伯韵达快递人工客服电话是多少号 韵达可以寄活体宠物吗望远镜(j韵达快递人工客服电话是多少号 韵达可以寄活体宠物吗ìng)出(chū)了什么问题，而是这(zhè)样极遥远的天体和我们(men)地球上的(de)观(guān)测者之间。被一个质(zhì)量超(chāo)级巨大(dà)的(de)天体遮(zhē)挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使(shǐ)身(shēn)后更遥远星系(xì)的光都发(fā)生了(le)扭曲。这个现象就是(shì)引力透镜效应(yīng)。这(zhè)个巨大的(de)天体可能是(shì)超(chāo)大质量的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所以当(dāng)人们(men)对子弹星系团(tuán)观(guān)测的时候，发(fā)现(xiàn)它的大质量区域并(bìng)不(bù)是(shì)在中间(jiān)，而是在两侧(cè)。所以最(zuì)好的解(jiě)释方法就(jiù)是当星(xīng)团发生(shēng)全部的(de)碰撞(zhuàng)时，可被(bèi)观测到的质量(liàng)气体(tǐ)被卡(kǎ)在了中(zhōng)间，暗物质(zhì)则直(zhí)接通过了(le)这个区域，并在两边形成(chéng)了引力透镜(jìng)。对(duì)子弹星系团(tuán)的引力(lì)透镜研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今为止最好的理论证据。

除此(cǐ)之外，还有(yǒu)来(lái)自宇宙当中最(zuì)古老的(de)光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可(kě)见(jiàn)光终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙(zhòu)当(dāng)中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同(tóng)性的微波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示温(wēn)度较高的区域，蓝色则表示(shì)相对较冷的区域，但实际上(shàng)它(tā)们之(zhī)间的温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后的(de)二值图像进行连通域提取(qǔ)和标记(jì)之(zhī)后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图(tú)形看(kàn)起来不应(yīng)该是这(zhè)样的，而随(suí)着暗物质的(de)增(zēng)加，一些(xiē)峰值的(de)幅度(dù)会减小，才变(biàn)得(dé)看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波(bō)背(bèi)景辐(fú)射(shè)的测量值，我们需要的暗(àn)物质大(dà)约是普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解释星(xīng)系当(dāng)中恒(héng)星运动(dòng)所需要的暗物质比例(lì)是(shì)一(yī)致的。这就意味着。

用了一(yī)个简单(dān)的理论(lùn)框架(jià)，就很好地解释了很(hěn)多不(bù)同(tóng)的观测(cè)结果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是宇(yǔ)宙当中(zhōng)存在着(zhe)某种类型的(de)粒子(zi)，它们不(bù)参与任何其他(tā)的电(diàn)磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所以如果能够(gòu)找到这种粒子(zi)的存在，就相当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证(zhèng)据。这种粒子到底(dǐ)是(shì)什么？科(kē)学家们已经提出了数十种的假(jiǎ)想目标，而要寻(xún)找这些(xiē)不(bù)同的目标粒子所需要的实(shí)验方式也不相同。在过去的几十年(nián)当(dāng)中(zhōng)，人类(lèi)为了寻找这(zhè)些看(kàn)不见、摸不到(dào)，几乎(hū)不会与常(cháng)规物质相(xiāng)互(hù)作(zuò)用的(de)“暗物质(zhì)”，科学家们已(yǐ)经进(jìn)行了超过50次的实验，却没有任何实质性(xìng)的发现，除了一(yī)个地(dì)方(fāng)，意大利的(de)格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大的地学实验室，这(zhè)个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三(sān)层楼高(gāo)的(de)探测器，一直致力于寻(xún)找(zhǎo)暗物质粒子(zi)的(de)周期(qī)性震荡。

自(zì)1997年以(yǐ)来，这里的科学家(jiā)声(shēng)称(chēng)观测到了某种信号。经过了(le)20多年的(de)数(shù)据收集，人们发现了一个(gè)有趣的事(shì)情。探测(cè)率会在每(měi)年的6月份达到峰值，然后在(zài)11月降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年(nián)都是一样(yàng)。一(yī)些科学家认为这(zhè)可(kě)能(néng)是人(rén)类发现暗物质(zhì)的第一个直接证据。

但是(shì)为什么(me)暗物(wù)质会产(chǎn)生周期性的(de)年度(dù)信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系(xì)正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银(yín)河系进行移动(dòng)，那么(me)如果暗物质存(cún)在宇宙(zhòu)当中，这意(yì)味着(zhe)我们也(yě)在以这样(yàng)的速度在穿(chuān)越着(zhe)暗物(wù)质流，这个过(guò)程中会产生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速度围绕(rào)太阳(yáng)进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有半年的(de)时间，地球围(wéi)绕(rào)太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的(de)，而另外半年则(zé)与之相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太(tài)阳的方向(xiàng)正好达到完全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的(de)时段。而在11月(yuè)份，又恰好达(dá)到了最慢值。尽(jǐn)管在实(shí)际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这(zhè)并不影响这个理论的有效性(xìng)。

因(yīn)此科学家认为这可以用来(lái)解释，研究人(rén)员们所观测到的周期性信号(hào)。当然(rán)也可能有其(qí)他(tā)的情况，造成这种年度周期信号的(de)差(chà)异也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的水分(fēn)、高山上(shàng)的积(jī)雪，甚至连意大利游(yóu)客(kè)的数量(liàng)也符合(hé)这(zhè)个周期的(de)规(guī)律。

所以，科学家们又在南(nán)半球(qiú)建(jiàn)立了一个几(jǐ)乎(hū)相同(tóng)的实验(yàn)室，这(zhè)里的季节与(yǔ)之前的实(shí)验室正好相反，而在(zài)这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗物质流的运动特征和第(dì)一(yī)个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗物质所(suǒ)存(cún)在(zài)的非常有(yǒu)力(lì)的证据了。但是由于这个实验(yàn)室刚(gāng)刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至(zhì)目前还无法提(tí)供相应(yīng)的(de)数据(jù)支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发(fā)射一台(tái)新的望远(yuǎn)镜，这(zhè)台太空望远镜叫做“南希格(gé)雷(léi)斯罗曼(màn)”，它的(de)主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的(de)宽视场仪器(qì)提供(gōng)的视野是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中一个关键的用(yòng)途就是探索暗物质背后的奥秘，对于(yú)探测的结(jié)果，我们只(zhǐ)能拭(shì)目以待了。费米(mǐ)实验室粒子天体(tǐ)物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研(yán)究发现，如果暗物(wù)质存在，它们极有可能(néng)拥有另一种神秘(mì)的效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质效(xiào)应，会(huì)支持宇(yǔ)宙当中(zhōng)生(shēng)命的诞生，或(huò)者说是生(shēng)命(mìng)进化(huà)的一(yī)个(gè)重要因素。

如果(guǒ)这一理论得(dé)到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中(zhōng)的暗物质会(huì)不会意(yì)味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在(zài)通过这(zhè)样(yàng)的效应创造(zào)生命。当然，这些推论的大(dà)前提是要(yào)先找(zhǎo)到暗物质(zhì)存(cún)在的实际证据。那么(me)小伙(huǒ)伴们，你(nǐ)们觉得暗物质(zhì)到底存(cún)不存在呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的支持是我(wǒ)更(gèng)新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 韵达快递人工客服电话是多少号 韵达可以寄活体宠物吗