宇(yǔ)宙是“人(rén)为(wèi)制造”的？为何会(huì)存(cún)在(zài)科学无法解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究(jiū)竟是什么？人类为了(le)寻(xún)找暗物质(zhì)存(cún)在的证据，科(kē)学家们在过去的几十年当中进(jìn)行了超过50次的长期实验，但(dàn)是却没有(yǒu)发现任(rèn)何的有(yǒu)效(xiào)证据。除了一个(gè)地(dì)方(fāng)，在1687年出(chū)版(bǎn)的自然(rán)哲(zhé)学(xué)数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力定律，它揭示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往(wǎng)后的几百(bǎi)年(nián)来，当天文学家们发(fā)现(xiàn)某些天体运行轨(guǐ)道出现异常，不符合万有引力定律的时候(hòu)，他们就(jiù)会知道，周围一定有未知的天体通过引力在摄动它的(de)轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王星运行轨道的异常，推算(suàn)并且发现了海王(wáng)星的存在。另外(wài)，哈(hā)雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都(dōu)是应用万有引(yǐn)力定律(lǜ)所取(qǔ)得重大天文成就的例(lì)子。但是这些发(fā)现都是在恒星系统的尺度当中，可(kě)当我们上升(shēng)到星系或者是星团的尺度，事情就(jiù)开(kāi)始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹威基(jī)正在(zài)研(yán)究和测量后发(fā)星(xīng)系(xì)团的质(zhì)量。这(zhè)是(shì)一(yī)个由数千(qiān)个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨(jù)大星系团，这些星系(xì)被(bèi)引(yǐn)力束(shù)缚在一起。测(cè)量星(xīng)系团的质(zhì)量(liàng)一般会(huì)使用到两种方法，当两种方法(fǎ)结果一致，就(jiù)可以确定(dìng)其质量的范围(wéi)。

第一种是获得其"光度学的质(zhì)量(liàng)"，需要的数(shù)据是测量各个(gè)星(xīng)系的光度。

第二种是动力学质量的计(jì)算，是利(lì)用(yòng)光谱红移测量星(xīng)系团中的各个星(xīng)系相对于星(xīng)系团的运动速度(dù)。当测量结果出来之后，兹威基(jī)彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然是(shì)“光度学质量”的400倍。这意(yì)味(wèi)着，后(hòu)发(fā)座星系团有(yǒu)99%的(de)质量消失(shī)了，或者说这99%的质(zhì)量并不以可见光的形式所存在，我(wǒ)们无法(fǎ)看到。最诡异(yì)的(de)是，在(zài)测量速(sù)度的过(guò)程(chéng)中，兹威基发(fā)现星系团中很多星系的速(sù)度(dù)比理论上要(yào)快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可见(jiàn)星系的质量所产(chǎn)生的引力是无法将它(tā)们(men)束缚在星系(xì)团(tuán)内的，它们早(zǎo)就(jiù)应该被抛出星(xīng)系团(tuán)之外了，除非有一种神秘的力量在起(qǐ)作用，这(zhè)种(zhǒng)力(lì)量来源于某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提(tí)出了这(zhè)样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射(shè)光，但是它们却占据着宇宙中绝(jué)大部分的质量。只是(shì)当时(shí)的人们对这样(yàng)的(de)一(yī)种说法不(bù)屑一(yī)顾。

直到40年之(zhī)后，“暗(àn)物(wù)质”这个词才(cái)再一次出现。天(tiān)文学家维拉(lā)鲁宾(bīn)和肯(kěn)特福特在观测仙女座星系中的恒星运(yùn)动。理论上来说，距离(lí)中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上(shàng)的运行速度就会(huì)越慢。但是他(tā)们观测的结果却(què)让人感(gǎn)到(dào)不(bù)可思(sī)议(yì)。

随着与中心距离(lí)的增加，恒(héng)星(xīng)的(de)旋转(zhuǎn)速度(dù)几(jǐ)乎(hū)保持不变。可(kě)是根据(jù)牛顿的万有引力定律(lǜ)，在星系当中如果没(méi)有(yǒu)足够(gòu)大的质量来(lái)吸引它们，这些外围的恒星早就(jiù)被甩(shuǎi)到(dào)宇(yǔ)宙当中了。基于这种现象，科(kē)学家们会使用(yòng)一种相对标准(zhǔn)的方法来(lái)解(jiě)释暗物质的存在(zài)，这种(zhǒng)方法就是测(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(zài)Y轴上气体(tǐ)的旋转(zhuǎn)速度。如果出(chū)现异常(cháng)的结果(guǒ)，就认为(wèi)是由暗物质的(de)力量进(jìn)入其中。

于(yú)是(shì)科(kē)学(xué)家们(men)通过射电望(wàng)远镜测量(liàng)了(le)距离星系(xì)中心(xīn)更远距离的氢(qīng)元(yuán)素，发(fā)现它(tā)们的旋(xuán)转速(sù)度并(bìng)不符合(hé)牛顿的力学定(dìng)律。我们的太阳系也不例(lì)外，太阳系位于银河系的第三悬(xuán)臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的运(yùn)行(xíng)速度应(yīng)该是(shì)160千米(mǐ)/秒，但实际(jì)上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围绕银河系旋转，这(zhè)个实(shí)际(jì)速度(dù)远远大于理论速(sù)度(dù)，那么产生以(yǐ)上(shàng)这种向心加速度的(de)原因很可能就是(shì)存在着一(yī)种(zhǒng)我们看(kàn)不(bù)到的(de)物质(zhì)，是这些暗物质的引力效应将星系聚集在了(le)一起(qǐ)。

也(yě)是从这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物(wù)质(zhì)的存(cún)在。科学家根据星系外(wài)恒星(xīng)轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗(àn)物质(zhì)的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物(wù)质并(bìng)不是唯一(yī)可以解(jiě)释这个现象的原因。在一(yī)项新的研究当中，科学(xué)家们发现，几乎没(méi)有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会出现速度上的微小(xiǎo)差异。另外(wài)，天文(wén)学家还发现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星(xīng)系当中存(cún)在的恒星数量却只有(yǒu)银(yín)河(hé)系的千分之一(yī)。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须存在暗(àn)物质(zhì)，否则就会(huì)分崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先进的望远镜对其(qí)进(jìn)行(xíng)了(le)40个小(xiǎo)时(shí)的(de)详细测量之后，发现(xiàn)星系中的恒星运动是可以用正常的物质和力学定律来(lái)解释(shì)的。那么又有人提(tí)出，也许该星系的(de)暗物(wù)质(zhì)，已经被附近的(de)另一个(gè)大(dà)星(xīng)系剥离了(le)。奇(qí)怪的是(shì)，它(tā)的附近没有(yǒu)任(rèn)何(hé)星(xīng)系存在。造成这些现象的除了暗物(wù)质的假说之外，另一种可(kě)能就是人类对引力的理解还(hái)不(bù)够全面，引力很可能在(zài)不同尺度空间中的(de)工(gōng)作方式是(shì)不同(tóng)的，这意味着(zhe)在行星(xīng)系尺度中(zhōng)的天体(tǐ)会沿着它(tā)们的轨道(dào)，按照我们所理(lǐ)解的方式运动。但是上(shàng)升到星系和星团的尺度，引(yǐn)力(lì)之(zhī)间的相互作用(yòng)则是不(bù)同(tóng)的方(fāng)式。对(duì)于在星系团之间(jiān)的相互(hù)作(zuò)用，科学家还引入了外(wài)部场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的是在数(shù)百万光年的规(guī)模上，巨大的质量(liàng)之间会产生对(duì)彼(bǐ)此特殊的效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙(méng)德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我(wǒ)们(men)需要(yào)对现在(zài)的物(wù)理定律(lǜ)进行修(xiū)正，这些(xiē)发(fā)现也(yě)让很多人认为暗物质假说(shuō)理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙(zhòu)当中还有关于(yú)暗(àn)物质存在的其他的(de)理论证(zhèng)据，这些理论(lùn)证据(jù)是蒙德理论所没(méi)法解释的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子(zi)弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的星系团所组成太原市长热线电话是多少号，太原市长热线电话号码查询，类似这样(yàng)的星团，它们大部分(fēn)的普通质量都(dōu)在星系的气(qì)体当中。当(dāng)星团以1000万公里/小时(shí)发生碰(pèng)撞的时候，星(xīng)际(jì)气体的相互作用就会(huì)导致温(wēn)度的(de)急剧升(shēng)高(gāo)，速(sù)度(dù)大幅降低。所以(yǐ)在理论(lùn)上，在(zài)碰撞之后，子弹(dàn)星(xīng)系团大部(bù)分(fēn)的质(zhì)量将位于所有这些气体所在的中间区域。那(nà)么我们(men)通过什(shén)么来验证(zhèng)它的质量区(qū)域(yù)到(dào)底是不是集中在中(zhōng)间呢(ne)？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传回(huí)了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的高清照(zhào)片，在(zài)照片(piàn)中我(wǒ)们可以(yǐ)明(míng)显地看(kàn)到很多星系(xì)似乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变(biàn)。其实这些(xiē)星(xīng)系本身并不(bù)是(shì)真的(de)被扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什么问题，而是这样(yàng)极遥远的天(tiān)体和我(wǒ)们(men)地球(qiú)上(shàng)的观测者之间。被(bèi)一个质量超级巨(jù)大的天(tiān)体遮(zhē)挡(dǎng)，这个超大质量的东西的引力，会使身(shēn)后(hòu)更遥远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这(zhè)个现象(xiàng)就是引力透镜(jìng)效应(yīng)。这个巨大的(de)天体可能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所(suǒ)以当(dāng)人们对(duì)子(zi)弹星(xīng)系团观测的(de)时(shí)候，发(fā)现(xiàn)它的大质量区域并不(bù)是在中间，而(ér)是在两侧。所以(yǐ)最(zuì)好(hǎo)的解释方法就是(shì)当星团发生(shēng)全部的碰撞时，可(kě)被观测到的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通(tōng)过了(le)这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系(xì)团(tuán)的引力(lì)透镜研(yán)究也(yě)被认为(wèi)是(shì)暗物质存(cún)在的(de)迄今为止(zhǐ)最好的理论证据。

除此(cǐ)之外，还有来自(zì)宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终(zhōng)于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中(zhōng)了。经过(guò)了130多(duō)亿(yì)年之(zhī)后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上留(liú)下了各(gè)相同性(xìng)的微波辐射。其中红色(sè)的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但(dàn)实(shí)际上它们(men)之间的温差只有(yǒu)万分之一。

科学家(jiā)们(men)通过对前景背景分离后(hòu)的二值图像进行(xíng)连通域提取和(hé)标记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物(wù)质，图形看(kàn)起来(lái)不应该(gāi)是这样(yàng)的，而(ér)随着暗物(wù)质的增加，一些峰值的(de)幅度会(huì)减小，才变(biàn)得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波(bō)背景辐射(shè)的测(cè)量值(zhí)，我(wǒ)们需要(yào)的暗物质大约是普通物质的5倍。这个(gè)数字与(yǔ)解释星系当(dāng)中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例(lì)是(shì)一致的。这就意味(wèi)着。

用(yòng)了一个简单的理论框架，就很好地解(jiě)释了(le)很多不同的观(guān)测结(jié)果。而暗物(wù)质的本质就是宇宙当中存(cún)在着某种类型的粒子，它们不参与任何其(qí)他的电磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果能够(gòu)找到(dào)这种粒子的(de)存在，就相当于(yú)找到了暗物质存在的(de)实际证据。这种粒(lì)子到底是什么？科学家(jiā)们(men)已经提出了数十(shí)种的假(jiǎ)想目标，而要寻(xún)找这些不同的目标粒子所需要(yào)的实(shí)验方式也不相(xiāng)同(tóng)。在(zài)过去的几十年(nián)当中，人类为了寻找(zhǎo)这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规物质(zhì)相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有任何(hé)实质(zhì)性的发(fā)现，除了一个地方，意大利的(de)格兰(lán)萨索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏(cáng)着地球(qiú)上最大的地学实(shí)验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测(cè)器，一直致(zhì)力于寻找暗(àn)物质(zhì)粒子(zi)的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这(zhè)里(lǐ)的科学家声称(chēng)观测到(dào)了(le)某种信太原市长热线电话是多少号，太原市长热线电话号码查询号。经过了20多(duō)年的数据(jù)收集，人们(men)发(fā)现了一(yī)个有趣的事情。探测(cè)率会(huì)在每年的6月份达到(dào)峰值(zhí)，然后在11月降到(dào)最(zuì)低，而(ér)且在20年(nián)当(dāng)中(zhōng)每年(nián)都(dōu)是(shì)一样。一些科学(xué)家认为这(zhè)可能是人类发(fā)现暗物质的(de)第一个(gè)直(zhí)接证据。

但是为什(shén)么暗物质会产生周期性的年度(dù)信号呢？刚才我们讲了太(tài)阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银河(hé)系进行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我(wǒ)们也在以这(zhè)样(yàng)的速度在(zài)穿(chuān)越(yuè)着(zhe)暗物质流，这个过程中(zhōng)会产生相应的(de)振荡，同时地(dì)球(qiú)又以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所(suǒ)以有半年(nián)的时间，地球围绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银(yín)河系的方向(xiàng)是(shì)一(yī)致的，而另外半年则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太阳(yáng)的方(fāng)向正(zhèng)好达到完全(quán)一致(zhì)，这是理论上地球(qiú)穿越(yuè)暗(àn)物质流最快的时段。而在11月(yuè)份，又恰好(hǎo)达到了最(zuì)慢值。尽管在实际的(de)情(qíng)况中，太阳(yáng)系(xì)相对(duì)银(yín)河系的(de)平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是(shì)这并不影响这个理(lǐ)论(lùn)的有效性。

因此科学家认(rèn)为这可(kě)以用来解释，研究人(rén)员们所观测到的周期性(xìng)信号。当然也可能(néng)有其他的情况(kuàng)，造成这种(zhǒng)年度周期信号的(de)差(chà)异也(yě)可能是温度(dù)、湿度、土壤中(zhōng)的(de)水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数(shù)量也符合这个周期的规(guī)律(lǜ)。

所以，科学家们又在南半球建立了(le)一(yī)个几乎相同的实验室，这里的季(jì)节与之前的实验室正(zhèng)好相(xiāng)反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物质流的(de)运动特征和第(dì)一个(gè)实验室是一样的。

因此，如果在这里可(kě)以得到相同的信号(hào)，就可以成为暗物质所存在的非常有力的证据了。但是由(yóu)于这(zhè)个实验室(shì)刚刚(gāng)建成(chéng)不(bù)久，所(suǒ)以(yǐ)截至目前还无(wú)法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远(yuǎn)镜相(xiāng)同，但它(tā)的宽视(shì)场仪(yí)器提供的(de)视(shì)野是(shì)哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途(tú)就是探索暗(àn)物质背后(hòu)的(de)奥秘，对于探测的结果，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒(lì)子(zi)天体物(wù)理中心(xīn)的(de)科(kē)学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如(rú)果暗(àn)物质(zhì)存在，它们(men)极有可(kě)能拥有另一种神秘的(de)效应，这种暗物质效(xiào)应(yīng)，会支(zhī)持宇宙当中(zhōng)生命的(de)诞生，或者说是生命进化的一个重要因素(sù)。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙当中的暗(àn)物(wù)质会不会意味着人类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落(luò)的行星上，暗物质正在通过这样的效(xiào)应创(chuàng)造(zào)生命。当然(rán)，这些推论(lùn)的大(dà)前提是要(yào)先找(zhǎo)到(dào)暗(àn)物质存在的实际证(zhèng)据。那么(me)小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你们觉得暗(àn)物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持是我(wǒ)更新的动力(lì)！

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 太原市长热线电话是多少号，太原市长热线电话号码查询