宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在科学(xué)无法解释的“暗(àn)物质”？暗物质又究竟是什(shén)么？人类为了寻找暗物质存在的证(zhèng)据，科学家(jiā)们在过去的几十年(nián)当中进行(xíng)了超过(guò)50次的长期(qī)实(shí)验，但(dàn)是却(què)没有发(fā)现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然(rán)哲(zhé)学数学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运动(dòng)的规律。往后的几百(bǎi)年来，当(dāng)天文学家们发现(xiàn)某些(xiē)天体运行轨道(dào)出现(xiàn)异常，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们(men)就会(huì)知道，周围一定有(yǒu)未知的天体通(tōng)过引(yǐn)力在摄(shè)动它(tā)的轨道。比如(rú)在1846年，奥本(běn)勒维耶(yé)就通过(guò)天(tiān)王星运行轨道(dào)的异常，推(tuī)算并且发(fā)现了海(hǎi)王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现都(dōu)是应(yīng)用万有(yǒu)引力定律所取得重大天文成就(jiù)的例(lì)子。但是这些发现都(dōu)是(shì)在恒星系统的尺(chǐ)度当中，可当我们(men)上升(shēng)到星系或(huò)者是星团的尺度，事情(qíng)就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正在(zài)研究和测量(liàng)后发星系(xì)团的质量(liàng)。这是一(yī)个由数千个星系所(suǒ)组成的巨(jù)大星(xīng)系(xì)团，这些星系(xì)被引力束缚在一(yī)起。测(cè)量星系(xì)团的(de)质量一般(bān)会(huì)使用到两种方法，当两种方法结果一(yī)致，就(jiù)可以确定其质(zhì)量的范围。

第(dì)一种(zhǒng)是获得其"光度学的(de)质量"，需要(yào)的(de)数据是测量各个(gè)星系的光度。

第二种是动力学质(zhì)量的计算，是利用(yòng)光谱红移测量星(xīng)系团(tuán)中的各个星(xīng)系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当(dāng)测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学质(zhì)量”竟(jìng)然是(shì)“光度学质量”的400倍。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的质(zhì)量消失了，或(huò)者(zhě)说这(zhè)99%的质量并不以(yǐ)可见光(guāng)的形式所存在，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在测(cè)量(liàng)速度的过(guò)程中，兹威基发现星(xīng)系团(tuán)中(zhōng)很多星系的速度比(bǐ)理(lǐ)论上(shàng)要快得多(duō)，按照牛顿的运动(dòng)学定(dìng)律，仅靠这些可见星系的质量(liàng)所产生的(de)引力是(shì)无法将它们束缚在星系团内的，它们早就应(yīng)该被抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一(yī)种神秘的(de)力量在起作(zuò)用，这种力量来(lái)源于某种隐形的(de)物质(zhì)。

据(jù)此，兹(zī)维基提出了这样部(bù)分不可见的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是当时的人(rén)们对这样的(de)一种说法(fǎ)不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年(nián)之后(hòu)，“暗物质(zhì)”这(zhè)个词(cí)才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙女座(zuò)星系中的恒星运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨道上的运行速度(dù)就会越慢。但是(shì)他(tā)们观测(cè)的(de)结果(guǒ)却让人感到不可思议(yì)。

随(suí)着(zhe)与中心距离的(de)增加，恒星的(de)旋转速度几(jǐ)乎(hū)保持不变。可是根据(jù)牛顿的万有引力定(dìng)律，在(zài)星系当(dāng)中(zhōng)如果没(méi)有足够大的质量来吸引它们(men)，这些外(wài)围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这种现象，科学(xué)家(jiā)们会(huì)使用一种相对标准(zhǔn)的方法来解(jiě)释(shì)暗物质的存在，这种方(fāng)法就是测量(liàng)星系当中气体在X轴上距离星系中心的距离(lí)，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果出现异常的(de)结果，就认为是由暗物质的力量进入其(qí)中。

于是科学(xué)家们(men)通过(guò)射(shè)电望远镜(jìng)测(cè)量了距离星系(xì)中心更远距离的氢(qīng)元素，发现它们的(de)旋(xuán)转速度(dù)并不符合牛顿(dùn)的力(lì)学定律。我(wǒ)们的太阳(yáng)系也不例外，太阳(yáng)系位于银河系(xì)的第(dì)三悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万光年(nián)，根据万有(yǒu)引力定律进行计算(suàn)，太阳系(xì)的运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但实(shí)际(jì)上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的(de)速(sù)度围绕银河(hé)系(xì)旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理论速度(dù)，那么产生以(yǐ)上(shàng)这种(zhǒng)向(xiàng)心(xīn)加(jiā)速度(dù)的(de)原(yuán)因很可能就是存在着一种(zhǒng)我(wǒ)们看不(bù)到的物质，是这些(xiē)暗(àn)物质的引(yǐn)力效应将(jiāng)星系聚集在了一(yī)起。

也是从这时开始(shǐ)，越来(lái)越多的(de)研究人员开始相信暗(àn)物质的(de)存在。科学(xué)家根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估算在(zài)星系(xì)当中(zhōng)暗物质的质量占整个星系(xì)质量的85%。但(dàn)是，暗物(wù)质(zhì)并不是(shì)唯一(yī)可以解(jiě)释(shì)这个现象的原因。在一项(xiàng)新的研(yán)究当(dāng)中，科学(xué)家们发现，几乎(hū)没(méi)有引力效应(yīng)的遥远恒星(xīng)之间，也会(huì)出(chū)现速度上的微小差异。另外，天文学家(jiā)还发现(xiàn)了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多，但是星系(xì)当(dāng)中存在的(de)恒星数量却只有银河(hé)系的(de)千分(fēn)之(zhī)一。

所以在(zài)理论上，该星(xīng)系必须存在(zài)暗物质，否则就会分(fēn)崩(bēng)离析。但是科学家们使用最先进(jìn)的望远(yuǎn)镜对其进行了40个小时的详细测(cè)量之(zhī)后，发现(xiàn)星系中的恒星(xīng)运动是可以用(yòng)正常(cháng)的物质和(hé)力学定律来(lái)解释(shì)的。那(nà)么又有人提(tí)出(chū)，也许该星系的暗物质，已经被附近的另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有任何(hé)星系(xì)存在。造成这些现象(xiàng)的(de)除了暗物质的假说之外，另一种可能就(jiù)是(shì)人(rén)类对引力的理解(jiě)还不够全(quán)面，引力很可能在不同(tóng)尺度(dù)空间中的工(gōng)作方式(shì)是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度(dù)中的天体会沿着它们的(de)轨道(dào)，按照我们所理解(jiě)的(de)方式(shì)运动。但是(shì)上(shàng)升到星系和(hé)星团的尺度，引力之间的相互作用则是不同的方式。对于在星系团(tuán)之间的(de)相互作用，科学家还引(yǐn)入了外部场效(xiào)应的概念，指的(de)是在数百万光年的规(guī)模(mó)上(shàng)，巨大的质(zhì)量之间(jiān)会产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们需要对现在的物理定律进行(xíng)修正，这些发现也让很多(duō)人认为(wèi)暗物质假说理(lǐ)论(lùn)就(jiù)此终结。但是在(zài)宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的其他(tā)的理论证(zhèng)据，这些理论证(zhèng)据是(shì)蒙德(dé)理论所没法解释的(de)“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光(guāng)年的子(zi)弹(dàn)星系(xì)团，由两个(gè)碰撞的星系(xì)团所组成(chéng)，类似这(zhè)样的星团，它们大部分的普通质量都在星系的气体当(dāng)中。当星团以1000万(wàn)公里(lǐ)/小时发(fā)生碰撞的(de)时候，星(xīng)际气体的相(xiāng)互作用就会导致温(wēn)度(dù)的急剧升高，速度大幅(fú)降低(dī)。所以在理论上，在碰撞之(zhī)后，子(zi)弹星(xīng)系团大部分的质量将(jiāng)位(wèi)于所有这些气体所(suǒ)在的中间区域(yù)。那(nà)么我们通过(guò)什么(me)来验证它的(de)质量(liàng)区域到底是不是集(jí)中(zhōng)在中间呢？前(qián)不久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传(chuán)回(huí)了宇(yǔ)宙当中第一(yī)张全彩的(de)高清照片，在照片中(zhōng)我们可(kě)以明显(xiǎn)地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形(xíng)变。其(qí)实这些星系本身并不是真的被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了(le)什(shén)么问题，而是这样极遥远的天体和我们地球上的观测(cè)者(zhě)之间。被(bèi)一个(gè)质(zhì)量超级巨大的(de)天体遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量的东西的引力，会(huì)使身后更(gèng)遥远星系(xì)的光都发生了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效应。这个(gè)巨(jù)大的天体(tǐ)可能是(shì)超大质量的黑洞或者是暗(àn)物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系团观测(cè)的时候，发现它的(de)大质量区域(yù)并(bìng)不是在中间，而是(shì)在(zài)两侧。所(suǒ)以(yǐ)最好(hǎo)的解(jiě)释(shì)方法就是当星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被(bèi)观测到的质量气体被卡在了中间，暗(àn)物质则直(zhí)接通过了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子(zi)弹(dàn)星系团的(de)引力(lì)透(tòu)镜研(yán)究也(yě)被认为是暗物(wù)质存在的迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除(chú)此之外，还有来自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开始(shǐ)，38万年之后(hòu)，可见光终于(yú)可以(yǐ)畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当中了(le)。经过了130多(duō)亿年之后，这些光在宇宙(zhòu)空间背景上(shàng)留下了各相同性的微(wēi)波辐射(shè)。其(qí)中(zhōng)红色(sè)的部分表示(shì)温度较(jiào)高的区域，蓝色(sè)则表示相对(duì)较冷的区域，但实(shí)际(jì)上它们(men)之间的温差(chà)只有万分之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背景分离后的二(èr)值图像进行(xíng)连(lián)通(tōng)域提取和标记之(zhī)后发现(xiàn)，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形(xíng)看(kàn)起来不应(yīng)该是(shì)这(zhè)样的，而随着(zhe)暗(àn)物质的增加，一些峰值的幅度(dù)会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波背景辐射的测量值(zhí)，我们需要(yào)的暗物(wù)质(zhì)大约是普通物质的5倍。这个数字与解(jiě)释星系当中恒星运动所需(xū)要的暗物质(zhì)比例是一致的。这就意味着。

用了一(yī)个简单(dān)的(de)理论框架，就很好地(dì)解释了很(hěn)多不同的观测(cè)结果。而(ér)暗(àn)物质的(de)本质就是宇宙当中(zhōng)存在着某种(zhǒng)类型的粒子(zi)，它们(men)不参(cān)与任何其他(tā)的电磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过引(yǐn)力来相(xiāng)互(hù)作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就(jiù)相(xiāng)当于找到了暗物(wù)质存(cún)在的实际(jì)证据(jù)。这种粒子到底是什么？科学家们已(yǐ)经提出了(le)数十种的假想目(mù)标，而要寻(xún)找这些不同(tóng)的目标(biāo)粒子所(suǒ)需要(yào)的实验方式也不相同(tóng)。在过去的(de)几十年(nián)当中(zhōng)，人类为了(le)寻找这些看不见、摸(mō)不到，几乎(hū)不会与常规物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次的实(shí)验，却没(méi)有任何实质性的发(fā)现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中(zhōng)，藏着(zhe)地球上最大(dà)的地(dì)学(xué)实验室，这(zhè)个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层(céng)楼高的探测(cè)器，一直致(zhì)力于寻(xún)找暗物质粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称观(guān)测(cè)到了(le)某种信(xìn)号。经过了20多年的数据收集，人们发现了(le)一个(gè)有趣的事情。探(tàn)测率会(huì)在每年的6月(yuè)份达(dá)到(dào)峰(fēng)值，然后在11月(yuè)降到最低，而且(qiě)在(zài)20年当(dāng)中每年都(dōu)是一样。一些科学家认为这可能是(shì)人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周期性的年度信(xìn)号(hào)呢？刚才我们讲了太阳系正在(zài)以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系进(jìn)行移动，那么如果(guǒ)暗物质存(cún)在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也(yě)在以这(zhè)样的速度在(zài)穿越着暗物质流，这(zhè)个过(guò)程中会产(chǎn)生相应的振荡(dàng)，同时地球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳(yáng)的(de)方(fāng)向与太阳环绕(rào)银河(hé)系的方向是一致的(de)，而另(lìng)外半(bàn)年则(zé)与之相反。

而在6月份的时候，地(dì)球与太阳的方向正好达到完全(quán)一(yī)致，这是(shì)理论上(shàng)地(dì)球穿越暗物质流最快的时(sh蒋欣现任老公是谁 蒋欣是科班出身吗í)段。而(ér)在11月(yuè)份，又恰好(hǎo)达到(dào)了最慢(màn)值。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河系的平(píng)面呈现(xiàn)了60度的(de)倾(qīng)斜(xié)，但是这并不影(yǐng)响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科学家(jiā)认为这可以(yǐ)用(yòng)来解释，研(yán)究人员们(men)所观测到的周(zhōu)期性(xìng)信号。当然也可能有其(qí)他的情况，造成这种年度周期(qī)信号的(de)差异也(yě)可能是温度、湿度、土(tǔ)壤中(zhōng)的(de)水(shuǐ)分、高山上的(de)积雪，甚(shèn)至连意大利游客(kè)的数量也符合这个周期的规律(lǜ)。

蒋欣现任老公是谁 蒋欣是科班出身吗

所以，科学家们又在南半(bàn)球建立了一个(gè)几乎相同的实验室，这(zhè)里的季(jì)节与之前的实(shí)验(yàn)室(shì)正(zhèng)好相(xiāng)反(fǎn)，而在这里，地球(qiú)穿过暗物(wù)质流的(de)运(yùn)动特征和第(dì)一(yī)个实验(yàn)室是一样(yàng)的。

因此，如果在这(zhè)里可以得到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非常有力的(de)证据(jù)了(le)。但是(shì)由于这(zhè)个(gè)实(shí)验室(shì)刚(gāng)刚建成不久，所(suǒ)以截至目(mù)前还无法(fǎ)提供(gōng)相(xiāng)应的数据支(zhī)持(chí)。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发(fā)射一台新的(de)望(wàng)远(yuǎn)镜，这台太(tài)空(kōng)望(wàng)远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的(de)视野(yě)是哈勃红(hóng)外仪(yí)器(qì)的100倍(bèi)。南希格雷(léi)斯(sī)罗曼太空望远镜其中一个关键的(蒋欣现任老公是谁 蒋欣是科班出身吗de)用途就(jiù)是探索暗物质背(bèi)后的(de)奥秘，对于探(tàn)测的结果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费(fèi)米(mǐ)实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特(tè)芬研究(jiū)发现，如果暗(àn)物质存在，它(tā)们极有(yǒu)可能拥有另一种神秘的效应，这种暗物(wù)质效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的诞(dàn)生，或者说是生命进化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论(lùn)得(dé)到进一(yī)步(bù)的(de)证(zhèng)实(shí)，那么遍布宇宙当中的(de)暗(àn)物(wù)质会不会意味着人类并(bìng)不(bù)孤单(dān)呢？或许在宇宙当中某个(gè)角落的行(xíng)星上(shàng)，暗物质正在通过这样的效应(yīng)创造生命。当然，这些推(tuī)论(lùn)的大前(qián)提是要先找到暗物(wù)质存在的实际(jì)证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，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 蒋欣现任老公是谁 蒋欣是科班出身吗