宇宙(zhòu)是(shì)“人(rén)为制造”的？为(wèi)何(hé)会存(cún)在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么(me)？人类为了寻找暗(àn)物质存在的(de)证(zhèng)据(jù)，科学家们在过去的(de)几十年当中进行了超过(guò)50次的(de)长期实验，但是却没有(yǒu)发现任(rèn)何的有效证据。除了(le)一(yī)个地方(fāng)，在1687年出版的(de)自然哲学数(shù)学原理(lǐ)一书中，埃(āi)萨克牛顿发(fā)表(biǎo)了万有引(yǐn)力定律，它揭(jiē)示了(le)宇宙中天体运(yùn)动的规(guī)律。往后的几百年(nián)来，当天文学家们发现某些(xiē)天(tiān)体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符合万有引(yǐn)力定律的(de)时(shí)候，他(tā)们就会知道，周围(wéi)一定有未知的天体通(tōng)过引力在摄动(dòng)它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本(běn)勒(lēi)维耶就(jiù)通过(guò)天王星运行轨道(dào)的(de)异(yì)常，推算并(bìng)且发现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥王星的发现都是(shì)应用(yòng)万有(yǒu)引(yǐn)力定律所取得重大天文(wén)成就的例(lì)子。但是(shì)这(zhè)些发现都是在恒星系统的(de)尺(chǐ)度当中，可当我们上(shàng)升到星系或者是星团的尺(chǐ)度，事情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测量后(hòu)发星系(xì)团的质(zhì)量。这(zhè)是一个由数千个星系所组成(chéng)的(de)巨(jù)大星系(xì)团，这些星系(xì)被引力(lì)束缚在(zài)一起。测量星(xīng)系团的质(zhì)量一(yī)般会使用(yòng)到两种方法(fǎ)，当两(liǎng)种方法结果一致，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

第一(yī)种是获得其"光度学的质量(liàng)"，需要的数(shù)据(jù)是测量各个星系(xì)的(de)光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计算，是利用光谱红移测量星系团中的各个(gè)星系相对(duì)于星系团的运动速度。当测量(liàng)结果(guǒ)出(chū)来之后，兹威基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然(rán)是“光度学(xué)质量”的(de)400倍。这意味着，后发座星系团有(yǒu)99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可(kě)见光的(de)形式所存(cún)在，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测(cè)量速度(dù)的过程中，兹威基发现星系团中很多星(xīng)系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可(kě)见星系的质量所(suǒ)产(chǎn)生的引力是无法(fǎ)将它们束(shù)缚在星系团内的，它们(men)早就应该被(bèi)抛出星系团之外了，除非有一种神(shén)秘的力量(liàng)在起作用，这种力量来源于某种隐形的物质(zhì)。

据此(cǐ)，兹维基提出(chū)了这样部分不可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射(shè)光(guāng)，但是它们却占据(jù)着宇宙(zhòu)中绝(jué)大(dà)部分的(de)质量。只是(shì)当(dāng)时的人们对这(zhè)样的一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再(zài)一次出现。天(tiān)文学家维(wéi)拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙(xiān)女座星系中的恒星运动。理(lǐ)论上来说，距离(lí)中心越远的恒星在其轨道(dào)上的运行速度就(jiù)会越慢(màn)。但是他们观测的结果却让人感到不可(kě)思议。

随着与(yǔ)中(zhōng)心距离(lí)的(de)增加，恒星的旋转速度几乎保(bǎo)持(chí)不变。可是根(gēn)据牛(niú)顿的万(wàn)有(yǒu)引力定律，在星系当中如果(guǒ)没有足(zú)够大的质量(liàng)来吸引它们，这些外围的恒星早就(jiù)被(bèi)甩(shuǎi)到宇宙当中了。基于这种现象，科学家(jiā)们会使用一种相对标(biāo)准的方法(fǎ)来解释暗物(wù)质的存在，这种方法(fǎ)就是测量星系当中气体在X轴上距离星(xīng)系中心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如果出(chū)现异常(cháng)的结果，就认为是由暗物质的力量进入(rù)其中。

于是科学(xué)家们通(tōng)过射电望远镜(jìng)测量了距(jù)离(lí)星系中(zhōng)心(xīn)更远距离的氢元素，发(fā)现它们的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力学定律。我们的太(tài)阳系也不例外(wài)，太(tài)阳系位于银河系的(de)第三悬臂之(zhī)上，距离银(yín)河系(xì)中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力(lì)定律进行计算(suàn)，太阳(yáng)系的运(yùn)行速(sù)度(dù)应该是160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系(xì)正在以220千米/秒的速(sù)度(dù)围绕(rào)银河(hé)系旋转，这个实(shí)际速度(dù)远远大于理(lǐ)论速度，那(nà)么产生以上这种(zhǒng)向心加速度的原因(yīn)很可能就是存在着(zhe)一种我们看(kàn)不到的(de)物质，是这些暗物质的引(yǐn)力(lì)效应将星(xīng)系(xì)聚集在了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越多(duō)的研(yán)究人员开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根据星系(xì)外(wài)恒星轨道的速度(dù)，估算在星系当中暗物质的质量占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯一可(kě)以解释这个现象的(de)原因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度上的(de)微小差异(yì)。另外，天文学家还发现了一个反常的(de)星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大(dà)约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星(xīng)系当中(zhōng)存在的恒星数量却只(zhǐ韵达快递人工客服电话是多少号 韵达可以寄活体宠物吗)有(yǒu)银河系的千分(fēn)之(zhī)一。

所(suǒ)以在理论(lùn)上，该星(xīng)系必须存在(zài)暗(àn)物质，否(fǒu)则(zé)就会(huì)分崩离析。但是科(kē)学家(jiā)们(men)使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行(xíng)了40个小(xiǎo)时的详细测量之后，发现(xiàn)星系中的恒(héng)星运动是可以用正常的物(wù)质(zhì)和力学定(dìng)律来解释的。那么又有(yǒu)人提出，也许该星系的暗(àn)物质，已经被附近的(de)另(lìng)一个(gè)大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有(yǒu)任何星系存在(zài)。造成(chéng)这(zhè)些现(xiàn)象(xiàng)的(de)除了暗物质的(de)假说之外，另(lìng)一种可(kě)能(néng)就是人类对引力的理解还不够全面，引(yǐn)力很可能(néng)在不同(tóng)尺度(dù)空间中的工作方式是不同的，这意味着在(zài)行(xíng)星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的(de)轨(guǐ)道，按照我们(men)所理解的方式运动(dòng)。但是上升到星(xīng)系和星团的尺度，引力之间的相互作(zuò)用则是不(bù)同的方式。对于在星系(xì)团之间的(de)相互(hù)作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是在数百万光年的规模上(shàng)，巨大的质量之间会产生对彼此特殊的效果，这个(gè)理论(lùn)叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着(zhe)我们需要对现(xiàn)在的物(wù)理定律进行修正，这些发现(xiàn)也让很多人认为(wèi)暗物质(zhì)假说(shuō)理(lǐ)论就此终结。但是(shì)在宇宙(zhòu)当中还有(yǒu)关于暗物(wù)质存在的其他(tā)的理论证据，这些理论(lùn)证据(jù)是蒙德(dé)理论所(suǒ)没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离为37亿光年的子(zi)弹星系团，由两个碰撞的星(xīng)系团所组(zǔ)成(chéng)，类似(shì)这(zhè)样的(de)星团，它们大(dà)部分的普(pǔ)通(tōng)质(zhì)量都在星系的气体当中。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时(shí)发生(shēng)碰撞的时候，星际气体的相(xiāng)互(hù)作用(yòng)就会导致(zhì)温度的(de)急剧升高(gāo)，速度大(dà)幅降低。所以在理论上，在(zài)碰撞(zhuàng)之(zhī)后，子弹星系团大部分的(de)质量将位(wèi)于所有(yǒu)这些气体所(suǒ)在的中间区域。那么我们(men)通(tōng)过什么来(lái)验证它(tā)的(de)质量区域(yù)到(dào)底是不是集中在中间呢(ne)？前(qián)不久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太空(kōng)望远(yuǎn)镜传(chuán)回了宇宙(zhòu)当(dāng)中第一张(zhāng)全彩(cǎi)的高清照片，在照片中我们可以明显地看到很多星(xīng)系似乎被(bèi)拉(lā)伸产生了巨大的形变(biàn)。其实(shí)这些(xiē)星系本身并(bìng)不是(shì)真的被扭(niǔ)曲(qū)了，也不是(shì)韦伯望远镜出(chū)了(le)什么问题，而是这样极(jí)遥远的天体(tǐ)和(hé)我们地球上(shàng)的观测者之间。被一个(gè)质量超级巨大(dà)的天(tiān)体遮(zhē)挡，这个(gè)超(chāo)大质(zhì)量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系的光都发生了(le)扭曲。这个现象就是引力(lì)透镜效(xiào)应。这个巨大(dà)的天体(tǐ)可能是超(chāo)大质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星系(xì)团观测(cè)的(de)时候，发现它的大质(zhì)量(liàng)区域并不是在中间，而是在两(liǎng)侧(cè)。所以(yǐ)最好(hǎo)的解释方法就是当星团(tuán)发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测(cè)到的(de)质量(liàng)气体被(bèi)卡(kǎ)在韵达快递人工客服电话是多少号 韵达可以寄活体宠物吗(zài)了中间，暗物质(zhì)则(zé)直接通(tōng)过了这个区(qū)域，并在两(liǎng)边形成了(le)引力透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研究也被认为是(shì)暗物质(zhì)存在(zài)的迄(qì)今为止最(zuì)好的(de)理论证(zhèng)据。

除此之外，还(hái)有(yǒu)来自(zì)宇宙(zhòu)当中最古老的(de)光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年(nián)之(zhī)后，可见光终于可以畅(chàng)通无阻(zǔ)地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上(shàng)留下(xià)了各相(xiāng)同性的微(wēi)波辐射。其中(zhōng)红色(sè)的(de)部分(fēn)表(biǎo)示温度较高的(de)区域，蓝色(sè)则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之间的温差(chà)只(zhǐ)有万分之一(yī)。

科学(xué)家(jiā)们(men)通过对(duì)前景(jǐng)背景分离后的(de)二值图像进行连(lián)通域提取(qǔ)和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形(xíng)看起来不应该是这样的，而随着暗物质的(de)增加，一些(xiē)峰值的幅度会减小，才变得看(kàn)起来(lái)“和(hé)谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质大约(yuē)是(shì)普通物(wù)质的5倍。这个数字与(yǔ)解释星系当(dāng)中恒星运(yùn)动所需要的暗物(wù)质比例是一致(zhì)的。这就意味(wèi)着。

用(yòng)了一个简单的理论框架，就很好地解释了很多(duō)不同的观(guān)测(cè)结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙当中存(cún)在着某种类型(xíng)的粒(lì)子，它们不参与任(rèn)何其他的(de)电磁作用(yòng)，只通过引力来相互作用(yòng)。所以如(rú)果(guǒ)能(néng)够找到这种粒子的存在，就(jiù)相当于(yú)找到了(le)暗(àn)物质(zhì)存在的实际(jì)证据。这种粒子到底是(shì)什么？科学(xué)家们已经(jīng)提出了(le)数十(shí)种(zhǒng)的假(jiǎ)想目(mù)标，而要寻(xún)找这些不同(tóng)的目(mù)标(biāo)粒子所需要(yào)的实验方式(shì)也不(bù)相(xiāng)同。在过去的几十年当(dāng)中(zhōng)，人类为了寻(xún)找(zhǎo)这些(xiē)看不见(jiàn)、摸(mō)不(bù)到，几乎(hū)不(bù)会与常规物(wù)质相互作(zuò)用的“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了(le)超过(guò)50次的实(shí)验(yàn)，却没有任何实质性(xìng)的发现(xiàn)，除了(le)一(yī)个(gè)地方，意大利(lì)的格兰萨(sà)索(suǒ)山(shān)，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着地球上最大(dà)的地学实(shí)验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层楼高的探测器，一直(zhí)致力(lì)于(yú)寻(xún)找暗物(wù)质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声(shēng)称观(guān)测(cè)到了某种(zhǒng)信(xìn)号。经(jīng)过了(le)20多年的数(shù)据收集，人(rén)们(men)发现了(le)一个有趣的(de)事(shì)情。探测率(lǜ)会在每(měi)年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年(nián)当中每年都是一样。一些(xiē)科学家认(rèn)为(wèi)这可能是人类发现暗物质的第一(yī)个(gè)直接证据。

但是为什(shén)么暗物(wù)质(zhì)会产生周期性的年度信号呢(ne)？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了太(tài)阳系正在以220公里/秒(miǎo)的(de)速(sù)度围绕着银河系进(jìn)行移动，那么如果暗物质存在(zài)宇宙当中，这意味着我们(men)也在以这(zhè)样的速度(dù)在穿越着暗物(wù)质(zhì)流，这(zhè)个过程中会产生相应(yīng)的振荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕太阳进行旋(xuán)转。所以(yǐ)有半年的时(shí)间，地球(qiú)围绕太阳的方(fāng)向与(yǔ)太阳(yáng)环(huán)绕银河系的方向是(shì)一致的，而另外半(bàn)年则与(yǔ)之相反。

而在6月份的(de)时候，地球与太阳的方向正好达到完全(quán)一致，这是理论上地(dì)球穿越暗(àn)物(wù)质流最快的时段(duàn)。而在11月份(fèn)，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对(duì)银河系的平面(miàn)呈现了60度的(de)倾斜，但是这并不影(yǐng)响这(zhè)个理(lǐ)论的(de)有效性。

因此科学家(jiā)认(rèn)为这可(kě)以用来解(jiě)释，研(yán)究人员们所观测到的周期性信号。当然也可能有其他的(de)情(qíng)况，造成这种年度周期信号的差异也(yě)可能是(shì)温度、湿(shī)度(dù)、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连(lián)意(yì)大(dà)利(lì)游(yóu)客的数量(liàng)也符合这(zhè)个(gè)周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们(men)又在南(nán)半球建立了一个几乎相同的实验室(shì)，这里的季节与之前的实验室(shì)正(zhèng)好相(xiāng)反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物质流的运动(dòng)特征和第一个(gè)实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在(zài)这里可以得(dé)到相(xiāng)同的信号，就可以(yǐ)成为(wèi)暗物质(zhì)所(suǒ)存在(zài)的(de)非常(cháng)有力(lì)的证据(jù)了(le)。但是(shì)由(yóu)于这个(gè)实验室刚刚建成(chéng)不久，所(suǒ)以截至(zhì)目前(qián)还无法提供相(xiāng)应的数据支持。另(lìng)外(wài)，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜(jìng)大小跟哈(hā)勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪(yí)器提供的(de)视野是哈(hā)勃红外仪器的(de)100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯(sī)罗曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一(yī)个关键的用途(tú)就是探索(suǒ)暗(àn)物质背后的奥秘(mì)，对于(yú)探测的结果，我们只能拭目(mù)以(yǐ)待了。费米实(shí)验室粒子天体物理中心(xīn)的科(kē)学家丹(dān)琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗(àn)物质存(cún)在，它们极(jí)有可能拥(yōng)有另一种神秘的(de)效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质效应，会支持宇宙当中生命的诞生(shēng)，或(huò)者说(shuō)是生(shēng)命进化的一个重要因素(sù)。

如果这(zhè)一理论得到进一(yī)步的(de)证(zhèng)实(shí)，那么遍布(bù)宇宙当中的暗(àn)物质会不会意味着人类并不孤(gū)单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的行星上，暗物质正在通(tōng)过这样的效(xiào)应(yīng)创(chuàng)造生命。当然，这(zhè)些推论(lùn)的大前(qián)提是要先(xiān)找到暗物质存在的(de)实际证(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质(zhì)到底(dǐ)存不存在(zài)呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的(de)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 韵达快递人工客服电话是多少号 韵达可以寄活体宠物吗