宇宙是“人(rén)为制造”的？为何(hé)会存(cún)在科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟是什么？人(rén)类为(wèi)了寻找暗(àn)物(wù)质存(cún)在的证据，科学家们在(zài)过去的几十(shí)年当(dāng)中(zhōng)进(jìn)行了超过50次的长期实(shí)验，但(dàn)是却没有发现任何(hé)的(de)有效证据。除了一个地(dì)方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学(xué)原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的(de)规律(lǜ)。往后的几百年来，当天(tiān)文(wén)学家们(men)发现某些天体运行轨道出现(xiàn)异常(cháng)，不符合(hé)万有(yǒu)引力定律的时候，他们就会知(zhī)道(dào)，周围一定(dìng)有未(wèi)知的天体通过(guò)引力在摄(shè)动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过天王星(xīng)运行(xíng)轨道的(de)异常(cháng)，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现(xiàn)都是应用(yòng)万有引(yǐn)力定律所取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中，可当我们(men)上升(shēng)到星系或(huò)者是星团的尺度(dù)，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物(wù)理学家弗里茨兹威基正在研(yán)究和测(cè)量后发星系团的质量。这是一(yī)个由(yóu)数千个星(xīng)系所组成的巨(jù)大星系(xì)团(tuán)，这些星系被引力束缚在(zài)一起。测量星(xīng)系团的质(zhì)量一(yī)般会使用到(dào)两种(zhǒng)方(fāng)法，当两(liǎng)种方法结果一致，就(jiù)可以确定其质量的范围。

第(dì)一种是获得其"光度(dù)学的质量(liàng)"，需(xū)要的数(shù)据是测(cè)量各(gè)个星(xīng)系的(de)光度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学质量的计算，是利用光谱红移测量星(xīng)系团(tuán)中的各个星系相对于星系(xì)团的运动(dòng)速(sù)度(dù)。当(dāng)测量结果出来之后，兹威(wēi)基(jī)彻(chè)底懵(měng)了，“动力学质(zhì)量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后(hòu)发座星系(xì)团有99%的质量(liàng)消失了，或者说这99%的质量并不以(yǐ)可(kě)见光(guāng)的形式所存在(zài)，我们无(wú)法看到(dào)。最诡(guǐ)异(yì)的是，在(zài)测量速度(dù)的过程中，兹(zī)威(wēi)基发现星系团中很多星系的速度比理论上要(yào)快得多，按(àn)照牛顿的运动(dòng)学定(dìng)律，仅靠这些(xiē)可见星系的质量(liàng)所产生(shēng)的引(yǐn)力是无法将它们束(shù)缚在星系(xì)团内(nèi)的，它(tā)们早(zǎo)就应该被抛出星系团之外了，除非有一种神(shén)秘的力(lì)量在起作用，这种力(lì)量来(lái)源于某种隐形的(de)物(wù)质。

据此，兹(zī)维基(jī)提出了这样(yàng)部分不可见的(de)暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射(shè)光，但是它们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当(dāng)时的人们对(duì)这样(yàng)的一(yī)种说法不屑一顾(gù)。

直(zhí)到40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天文(wén)学家维(wéi)拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙女(nǚ)座星系(xì)中的(de)恒星运动。理论上来说，距离中心越远(yuǎn)的恒星(xīng)在其轨道(dào)上的运行(xíng)速度就(jiù)会(huì)越慢。但是他(tā)们观(guān)测的(de)结果却让人(rén)感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距(jù)离的增加，恒星的(de)旋转速度几乎保持(chí)不变(biàn)。可(kě)是根据牛顿的万有引力定律，在星系当中如果(guǒ)没有足(zú)够大(dà)的质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了(le)。基于这(zhè)种(zhǒng)现象(xiàng)，科学(xué)家们会(huì)使用一种(zhǒng)相对标准的方(fāng)法来解释暗物质(zhì)的存在(zài)，这种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)就(jiù)是测(cè)量星系当(dāng)中气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的(de)旋转速度。如果(guǒ)出现异常的结(jié)果，就(jiù)认(rèn)为是由暗物质的力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测量了(le)距离星系中心更远(yuǎn)距(jù)离的(de)氢(qīng)元素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符合牛(niú)顿(dùn)的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河(hé)系的第三(sān)悬臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定律进行计算，太阳(yáng)系的运行(xíng)速度应(yīng)该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实际速度远(yuǎn)远(yuǎn)大于理(lǐ)论(lùn)速度，那么产生以上这种向心加速度的原因很(hěn)可(kě)能(néng)就是存在着一种我们(men)看不到的物质，是这(zhè)些暗(àn)物质的(de)引(yǐn)力效应将星(xīng)系聚集在了(le)一起。

也是从这时(shí)开始，越(yuè)来越(yuè)多的研究人员开始(shǐ)相(xiāng)信暗物质(zhì)的存在。科学家根据星系(xì)外恒(héng)星轨道的速度，估算在(zài)星(xīng)系当中暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释这个(gè)现(xiàn)象(xiàng)的(de)原因。在一项新的研(yán)究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会(huì)出现速度上的微(wēi)小差(chà)异。另外，天文学(xué)家还发现(xiàn)了一个反常(cháng)的(de)星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多，但(dàn)是星系当中存在的(de)恒星数量却(què)只(zhǐ)有银(yín)河系的(de)千分之一。

所以在(zài)理论上，该星(xīng)系必须存在(zài)暗(àn)物(wù)质(zhì)，否(fǒu)则(zé)就(jiù)会分(fēn)崩离(lí)析。但是科(kē)学(xué)家(jiā)们使用(yòng)最先进的望远镜对(duì)其进行了40个小时的(de)详细测量之后，发现(xiàn)星系中的恒星运动是可以(yǐ)用正常(cháng)的物(wù)质和力(lì)学定律来解(jiě)释的(de)。那么又有人(rén)提出(chū)，也许(xǔ)该(gāi)星系的(de)暗(àn)物质(zhì)，已经被(bèi)附近(jìn)的另一(yī)个大星系(xì)剥离(lí)了。奇怪的(de)是，它的附近没(méi)有(yǒu)任(rèn)何星系存(cún)在。造(zào)成(chéng)这些现象的(de)除了(le)暗物质的假(jiǎ)说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可能(néng)就是人类对引力的(de)理(lǐ)解(jiě)还不够全面(miàn)，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中的工作方式(shì)是不(bù)同的，这(zhè)意味着(zhe)在(zài)行星系尺度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式(shì)运动。但是(shì)上升到星系和星(xīng)团的尺度，引力之间的(de)相互作用则是不同的方式。对于(yú)在星系团之间的相互(hù)作用，科学家还引(yǐn)入了(le)外部场(chǎng)效应(yīng)的(de)概念，指的是(shì)在数(shù)百万光年的(de)规模上(shàng)，巨大的质(zhì)量之间会(huì)产生(shēng)对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我们需要(yào)对现在的物理定(dìng)律(lǜ)进(jìn)行修正，这些发现也让(ràng)很多人认(rèn)为暗(àn)物(wù)质假说理(lǐ)论就此终结。但(dàn)是(shì)在宇宙当中还有关于(yú)暗物质(zhì)存(cún)在的其(qí)他的理(lǐ)论证据，这些(xiē)理论证据是蒙德理论(lùn)所没法(fǎ)解(jiě)释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为(wèi)37亿光年的子弹(dàn)星(xīng)系团，由两个碰(pèng)撞的(de)星(xīng)系团所组(zǔ)成，类似这样的星团(tuán)，它们大部分(fēn)的普通质量都(dōu)在星(xīng)系(xì)的气(qì)体(tǐ)当中。当星团以(yǐ)1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的(de)时(shí)候，星(xīng)际气体(tǐ)的相(xiāng)互作用就(jiù)会导致温度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理(lǐ)论(lùn)上，在碰撞之后，子(zi)弹星系(xì)团大部分(fēn)的(de)质(zhì)量将位于所有这(zhè)些气体所在的中间区域(yù)。那么我们通过什么来验证(zhèng)它的(de)质量区域到底是(shì)不是集中在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜传回(huí)了宇(yǔ)宙当中(zhōng)第(dì)一张全彩的高(gāo)清照片(piàn)，在照片中我(wǒ)们可(kě)以明显地看到很(hěn)多星(xīng)系似乎被(bèi)拉伸产生(shēng)了巨大(dà)的形变。其实这些星(xīng)系本身(shēn)并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜(jìng)出(chū)了什么问题，而(ér)是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观测者(zhě)之间。被一个质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个超大(dà)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(xiàn)象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天体可(kě)能是超大质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的(de)时(shí)候(hòu)，发现(xiàn)它(tā)的大质量区域并(bìng)不是在中间，而是在(zài)两侧。所以(yǐ)最好的解释方法就是当星团发生全部(bù)的碰撞时(shí)，可被观测到的质(zhì)量(liàng)气体被卡在了(le)中间，暗物质则直接通过了这个区域，并(bìng)在(zài)两边形成(chéng)了引(yǐn)力透镜。对(duì)子弹星系团的(de)引(yǐn)力透镜研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今(jīn)为(wèi)止最好的理(lǐ)论证据。

除此(cǐ)之外，还(hái)有(yǒu)来自宇宙当中最(zuì)古(gǔ)老的光(guāng)。从宇(yǔ)宙大(dà)爆(bào)炸(zhà)开(kāi)始(shǐ)，38万年之后，可(kě)见光终于(yú)可以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了。经(jīng)过了(le)130多亿年之后，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下了各(gè)相同性的微(wēi)波辐射。其中红(hóng)色的部分(fēn)表(biǎo)示温度较(jiào)高的区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的区域，但实际上它们之间的温差(chà)只有万分之(zhī)一。

科学家们通过对前景背景分离(lí)后的(de)二值(zhí)图像进(jìn)行连通域提取和(hé)标记之(zhī)后发(fā)现，如(rú)果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形看起(qǐ)来不应(yīng)该(gāi)是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度会(huì)减(jiǎn)小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微(wēi)波背景(jǐng)辐射的(de)测量值，我们需(xū)要的暗物质大约是普通物质的(de)5倍。这个(gè)数字与解释星(xīng)系当中(zhōng)恒(héng)星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物(wù)质比例是一致的(de物尽其才人尽其用是什么意思，人尽其用打一生肖)。这就意(yì)味(wèi)着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解释了很多不同的观物尽其才人尽其用是什么意思，人尽其用打一生肖测结果(guǒ)。而暗物质的本质就是宇宙当中(zhōng)存在着(zhe)某种类型的(de)粒子，它们(men)不参与任(rèn)何其他的(de)电磁作用(yòng)，只通过引力来相(xiāng)互作(zuò)用。所(suǒ)以(yǐ)如果能够找到这种粒子的(de)存在，就相(xiāng)当于找到了暗物质存(cún)在的(de)实际(jì)证据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底是(shì)什么？科学家们(men)已经提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不同(tóng)的(de)目标(biāo)粒子所需要的实验方式(shì)也不相(xiāng)同。在过去的(de)几十年当中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不到(dào)，几(jǐ)乎不会(huì)与常规物(wù)质相互作用的(de)“暗物质”，科学家们(men)已经进行了超过50次的实验(yàn)，却没有任(rèn)何(hé)实(shí)质性的(de)发(fā)现(xiàn)，除了一个地(dì)方，意(yì)大利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学(xué)实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层(céng)楼(lóu)高的探(tàn)测器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒(lì)子的(de)周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家(jiā)声称观测到(dào)了某种信号(hào)。经(jīng)过了20多年的(de)数(shù)据(jù)收集，人们发现了一个有趣的事情。探测(cè)率会在每年的6月(yuè)份达到(dào)峰值，然后在11月(yuè)降到最低，而且在20年当中每年(nián)都是(shì)一样。一些科学家(jiā)认为这可(kě)能(néng)是人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为(wèi)什么暗物质(zhì)会产(chǎn)生(shēng)周期性的年度信(xìn)号呢？刚(gāng)才(cái)我们(men)讲了太阳系(xì)正在以220公里(lǐ)/秒的(de)速度(dù)围绕(rào)着银河(hé)系进行(xíng)移动，那么如果暗物质存在(zài)宇宙当(dāng)中(zhōng)，这(zhè)意(yì)味着(zhe)我们也在以这样的速度在穿越着暗(àn)物质流，这个过程中会(huì)产生相(xiāng)应(yīng)的(de)振荡(dàng)，同时地(dì)球又以30公里(lǐ)/秒的(de)速(sù)度围(wéi)绕太阳进行旋(xuán)转。所以有半(bàn)年的时间，地球围绕太(tài)阳的方向(xiàng)与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一致的，而(ér)另外半年则与(yǔ)之相(xiāng)反。

而(ér)在6月份的(de)时(shí)候，地球与太阳的方向正好达到完全一(yī)致，这(zhè)是理论(lùn)上地球穿越暗物(wù)质流最快的时(shí)段。而(ér)在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管(guǎn)在(zài)实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这个理论的有效(xiào)性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来(lái)解释，研(yán)究人员们所观(guān)测到(dào)的周(zhōu)期性(xìng)信号。当然也可能有其他的情况，造成(chéng)这种年度周期信(xìn)号的差异(yì)也可能是温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的(de)水分、高(gāo)山上的积雪(xuě)，甚(shèn)至(zhì)连(lián)意大利游客(kè)的数量也符合这个周(zhōu)期(qī)的规律。

所以，科学(xué)家们又在南半(bàn)球建立了一(yī)个几乎(hū)相同的实验室，这(zhè)里(lǐ)的季节与之前的实(shí)验室正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质流的(de)运(yùn)动(dòng)特征和第一(yī)个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的(de)信号(hào)，就可以成为暗物(wù)质所存在的非常(cháng)有力的证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建成(chéng)不久，所以截至目(mù)前(qián)还无(wú)法提供相(xiāng)应的(de)数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新(xīn)的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)相同，但它(tā)的宽视场仪器(qì)提供的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南(nán)希(xī)格雷(léi)斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一(yī)个关键的(de)用(yòng)途就是(shì)探索暗物(wù)质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭目以待了(le)。费(fèi)米实验室(shì)粒子天体(tǐ)物理中心的科学家(jiā)丹琥珀(pò)和贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗(àn)物质存在，它们极有可能拥有另一种(zhǒng)神秘的(de)效应，这(zhè)种暗物质效(xiào)应(yīng)，会支(zhī)持宇宙当中生命的(de)诞生，或者说(shuō)是生命进化的一个(gè)重要因素。

如果这一理论得到进(jìn)一步(bù)的(de)证实(shí)，那么遍布宇宙当中的暗物质会不(bù)会意味着人类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中某个角(jiǎo)落(luò)的(de)行星上，暗(àn)物质(zhì)正在(zài)通过这样的效应创造生命。当(dāng)然，这些推论的大(dà)前(qián)提是要先找(zhǎo)到暗物(wù)质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你(nǐ)们(men)觉得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的支持是我更新(xīn)的(de)动力！

未经允许不得转载：太仓网站建设,太仓网络公司,太仓网站制作,太仓网页设计,网站推广-昆山云度信息科技有限公司 物尽其才人尽其用是什么意思，人尽其用打一生肖