宇宙是(shì)“人为制(zhì)造”的？为何会存在科(kē)学(xué)无法(fǎ)解释的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质(zhì)又究(jiū)竟(jìng)是什(shén)么？人(rén)类为了寻找暗物(wù)质存(cún)在的证(zhèng)据，科(kē)学家(jiā)们在过去的几十(shí)年当中(zhōng)进行了超过50次的长(zhǎng)期实(shí)验，但是却没有发(fā)现(xiàn)任何的有效证据。除了一个地方(fāng)，在1687年出(chū)版的自然哲学数(shù)学原理(lǐ)一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿发(fā)表了万有(yǒu)引(yǐn)力定律，它揭示(shì)了宇(yǔ)宙中天(tiān)体运动的规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学家们发现某些天(tiān)体运(yùn)行轨(guǐ)道出现异(yì)常(cháng)，不符合(hé)万有引力(lì)定律的时(shí)候(hòu)，他们就(jiù)会(huì)知道，周围一(yī)定有未(wèi)知的天体通过引(yǐn)力在摄动(dòng)它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨道的(de)异常，推(tuī)算并且发现(xiàn)了海王星(xīng)的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现都是应(yīng)用万有引力定律所取(qǔ)得重大天文成就的例子(zi)。但是这些发现都是在恒星(xīng)系(xì)统(tǒng)的尺度(dù)当中，可(kě)当我们上升到星系或者是星(xīng)团的尺度，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和测(cè)量后发星系(xì)团的质量。这是一个由数(shù)千个星系所组成的巨(jù)大星系团，这些(xiē)星系被(bèi)引力束(shù)缚在一(yī)起。测量星系团的质量一(yī)般(bān)会使(shǐ)用到两种方(fāng)法(fǎ)，当两种方法结(jié)果一致，就可以确(què)定其质量的范围。

第一种是(shì)获得其"光度学(xué)的(de)质量(liàng)"，需要的数(shù)据是测量(liàng)各个星(xīng)系(xì)的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是动力学质(zhì)量(liàng)的计算，是利(lì)用(yòng)光谱红(hóng)移(yí)测(cè)量(liàng)星系团中的(de)各个(gè)星系相对于星系团的运动速度(dù)。当测(cè)量结果出(chū)来(lái)之(zhī)后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团(tuán)有99%的质量消失了，或者(zhě)说这99%的质量并不以可见(jiàn)光(guāng)的形(xíng)式(shì)所存(cún)在，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在测量速(sù)度的过程(chéng)中，兹威基发现星系(xì)团中(zhōng)很多星系的速(sù)度比理论上要快得多(duō)，按照(zhào)牛(niú)顿的运动(dòng)学定律，仅靠这些可见星系的(de)质量所(suǒ)产生(shēng)的引(yǐn)力是无(wú)法将它们束缚在星系团(tuán)内的，它们(men)早就应该(gāi)被抛出(chū)星系(xì)团(tuán)之外(wài)了，除非有一种(zhǒng)神秘的力(lì)量在起作(zuò)用，这种力量来源于某种隐形的物质(zhì)。

据此，兹维基提(tí)出了这(zhè)样部分不可见的暗(àn)质(zhì)，它(tā)不发(fā)散光、吸(xī)光(guāng)、反(fǎn)射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分(fēn)的(de)质(zhì)量。只是(shì)当时的人们对这(zhè)样的(de)一种(zhǒng)说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次出现。天(tiān)文学家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在(zài)观测仙女座(zuò)星系中的(de)恒星运(yùn)动。理(lǐ)论上来说，距(jù)离中心越远的恒(héng)星在其(qí)轨(guǐ)道上的运行速(sù)度就(jiù)会越慢。但是他们观测的结(jié)果却让人感到不可思议。

随着(zhe)与中心距离的(de)增加，恒星的旋(xuán)转速度几乎保持不变。可是根据牛(niú)顿的万有(yǒu)引(yǐn)力定(dìng)律，在(zài)星系当中(zhōng)如果没有足够大的质量来吸引它(tā)们，这些外(wài)围的恒星(xīng)早就被(bèi)甩到(dào)宇宙当中了(le)。基于(yú)这种现象(xiàng)，科学家(jiā)们(men)会使用一(yī)种相对标准的方法来解释暗物质的存在，这(zhè)种方法(fǎ)就是测(cè)量星系当中气体在X轴上(shàng)距离(lí)星系中心的距离，以及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异常的结果，就认为是由(yóu)暗(àn)物质的力量(liàng)进入其(qí)中。

1mol等于多少克怎么算，0.1mol等于多少克ta-ratio="0.46758039008961516" data-type="jpeg" data-w="1897" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

于是科学(xué)家们通过射电望远镜测量了(le)距离星系中心更远(yuǎn)距离的氢元素，发现它们的旋转速度并不符(fú)合牛(niú)顿(dùn)的力(lì)学定律。我们(men)的(de)太(tài)阳(yáng)系(xì)也不例(lì)外，太(tài)阳系(xì)位于银河系的第三悬臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引力定律进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是(shì)160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个(gè)实际速度远远大于理论(lùn)速度，那么产生(shēng)以上这种(zhǒng)向心加速(sù)度的原因很可能就(jiù)是存在着一种我们看不到的(de)物质，是这些暗物质(zhì)的引力效应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从(cóng)这时开始(shǐ)，越来越多(duō)的研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在(zài)。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估(gū)算在星系(xì)当中暗物(wù)质的质量占(zhàn)整个星系质量的(de)85%。但是(shì)，暗物质(zhì)并(bìng)不是唯一可以解(jiě)释这个现象(xiàng)的原因(yīn)。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发现，几乎没有(yǒu)引力效应(yīng)的(de)遥远恒星(xīng)之(zhī)间，也会出(chū)现速度(dù)上的(de)微小差异。另外，天文(wén)学家还发现了一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约(yuē)2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但(dàn)是(shì)星系当(dāng)中(zhōng)存在的恒星数量却(què)只(zhǐ)有银河系的千分之一。

所以在理论上(shàng)，该(gāi)星系(xì)必须存在(zài)暗物(wù)质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科(kē)学(xué)家们使(shǐ)用最先(xiān)进的望远镜对(duì)其进(jìn)行了(le)40个小时(shí)的详细测(cè)量之后(hòu)，发现(xiàn)星系中的(de)恒星运动是可以用(yòng)正常(cháng)的物质和(hé)力(lì)学定(dìng)律来解释的。那么(me)又有人提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附近的另一个大(dà)星系剥离(lí)了。奇(qí)怪的是，它的附近没有任何星系(xì)存在。造(zào)成这些现象的(de)除了暗物质的(de)假说之外，另一种可能就是人类对引力的(de)理解(jiě)还不够(gòu)全面，引力很可能在不同尺度空间(jiān)中的工作方式(shì)是不同的，这(zhè)意味(wèi)着在行星系尺(chǐ)度(dù)中的天体会(huì)沿着它们的轨(guǐ)道，按照(zhào)我们所理解的方式(shì)运动。但(dàn)是(shì)上升到星(xīng)系和星团的尺度(dù)，引(yǐn)力之间的相互作用(yòng)则(zé)是不同(tóng)的方式。对于(yú)在星(xīng)系(xì)团之(zhī)间的相互作(zuò)用，科学家还引入了外(wài)部场效应的(de)概念，指的是在(zài)数百万(wàn)光年的规模上，巨大的质(zhì)量之(zhī)间会产生对彼(bǐ)此特(tè)殊(shū)的效果，这个(gè)理(lǐ)论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需要(yào)对(duì)现在的物(wù)理(lǐ)定律进行(xíng)修正，这些发(fā)现也让很多人认为(wèi)暗物质假说理论(lùn)就此(cǐ)终结(jié)。但是在宇宙当中还有关(guān)于暗物质(zhì)存(cún)在(zài)的(de)其他的理论证据，这些理论证(zhèng)据是(shì)蒙(méng)德理论(lùn)所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹(dàn)星(xīng)系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所(suǒ)组成，类似这(zhè)样的星团，它们大部分的普(pǔ)通质量都在星(xīng)系的气(qì)体当中。当(dāng)星团(tuán)以1000万公里/小时(shí)发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相互作(zuò)用就会导致(zhì)温(wēn)度的急剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在(zài)理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的质量将位于所有(yǒu)这(zhè)些气体所(suǒ)在的中间(jiān)区(qū)域。那(nà)么我们通过什么来验(yàn)证它的质(zhì)量区域到底是(shì)不是(shì)集(jí)中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望(wàng)远镜传回了宇(yǔ)宙当中第(dì)一(yī)张全彩的(de)高清照片，在照(zhào)片(piàn)中我(wǒ)们可以(yǐ)明显地看到很(hěn)多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形变。其实这(zhè)些星(xīng)系本(běn)身并不是(shì)真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了(le)，也不是(shì)韦伯望(wàng)远镜(jìng)出了(le)什么问题，而(ér)是(shì)这(zhè)样极遥远(yuǎn)的天体和我们地球上的观测者之间。被一个质量(liàng)超级(jí)巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质量的东(dōng)西的(de)引力，会使身(shēn)后更遥远星系的(de)光都发生了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能(néng)是超(chāo)大(dà)质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人们对(duì)子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域并(bìng)不是在中(zhōng)间(jiān)，而是在两侧(cè)。所以(yǐ)最好的解释(shì)方法(fǎ)就是当星团发(fā)生(shēng)全部的(de)碰撞时，可(kě)被(bèi)观测到(dào)的质量气体(tǐ)被卡在了中间，暗物(wù)质则(zé)直接(jiē)通过了(le)这个区域，并在两边形成(chéng)了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力(lì)透(tòu)镜研究(jiū)也(yě)被(bèi)认(rèn)为是(shì)暗(àn)物(wù)质存(cún)在(zài)的迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙当中最(zuì)古(gǔ)老的光。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开(kāi)始，38万(wàn)年(nián)之(zhī)后，可(kě)见光终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年(nián)之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射(shè)。其中红色的部分(fēn)表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则(zé)表示相对较冷的(de)区域，但实际上它们之间的(de)温差只有万分之一。

科学家(jiā)们通过(guò)对前景(jǐng)背景分离后的(de)二值图像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起(qǐ)来不应该(gāi)是这样的，而(ér)随着暗物质的增加，一些峰值(zhí)的幅(fú)度会减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的(de)测量(liàng)值，我们(men)需要的暗物质(zhì)大约是普通物质的(de)5倍。这(zhè)个数字与解释星系(xì)当中恒星运动所需要1mol等于多少克怎么算，0.1mol等于多少克的暗物质比例(lì)是一(yī)致(zhì)的(de)。这就意味着(zhe)。

用了一个简单的(de)理论框(kuāng)架(jià)，就很好地解(jiě)释了很多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是宇(yǔ)宙当中存在着(zhe)某(mǒu)种类型的粒(lì)子，它们不(bù)参与(yǔ)任何其他的电磁作(zuò)用，只通过引力(lì)来(lái)相(xiāng)互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在(zài)的(de)实际(jì)证据。这(zhè)种粒子到底是什(shén)么？科(kē)学家们已经提出了数十(shí)种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这(zhè)些不同的目(mù)标粒子(zi)所需要的实验(yàn)方式也不相同。在(zài)过去的几十年(nián)当中，人类为(wèi)了(le)寻(xún)找(zhǎo)这些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会(huì)与常规物质(zhì)相互(hù)作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过(guò)50次的实(shí)验，却没有(yǒu)任何(hé)实质性的发(fā)现，除了一个地(dì)方，意大利的格兰萨(sà)索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏(cáng)着地球上最大的地学实验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼(lóu)高的探测(cè)器，一直(zhí)致力于寻找暗(àn)物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科(kē)学(xué)家声称(chēng)观测(cè)到了(le)某种信号(hào)。经过了20多(duō)年的(de)数据收集(jí)，人们(men)发现了一(yī)个有趣的事情。探测率会(huì)在每年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年(nián)都是一样。一些科学(xué)家认为(wèi)这可能是人类发现暗(àn)物质的第(dì)一个直接证(zhèng)据。

但是(shì)为什么暗物质会(huì)产(chǎn)生周期性(xìng)的年度信号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系(xì)正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒的(de)速度围绕着(zhe)银河系进行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意(yì)味着(zhe)我们也在以这样的速(sù)度在(zài)穿(chuān)越着暗物质流，这(zhè)个过程中会产生(shēng)相(xiāng)应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕太(tài)阳进行旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半年的时间，地球围绕太阳的方向与太(tài)阳环绕(rào)银河系的方向是一致的，而另外半年(nián)则与(yǔ)之相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太阳的方(fāng)向(xiàng)正好达(dá)到完(wán)全(quán)一致，这是(shì)理论上地球(qiú)穿越暗物(wù)质流最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最慢值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现(xiàn)了60度(dù)的(de)倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理(lǐ)论的有效(xiào)性(xìng)。

因此科学家认为这可以用来解释，研究人员(yuán)们(men)所观测到的周(zhōu)期(qī)性(xìng)信(xìn)号。当然也可能有其他的情况，造(zào)成这种年度(dù)周(zhōu)期信(xìn)号的(de)差(chà)异也可能是温度(dù)、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上的(de)积雪(xuě)，甚至连意大利游客的(de)数(shù)量也符合这(zhè)个周期的规(guī)律(lǜ)。

所以，科学家们又在南半球建(jiàn)立了一(yī)个几乎相同(tóng)的实验室，这里的季节(jié)与之前的实验室正好相反，而在这(zhè)里，地球穿(chuān)过暗物(wù)质流的运动特征(zhēng)和第(dì)一个实验室是一(yī)样的。

因此，如(rú)果在这(zhè)里可以得到(dào)相(xiāng)同(tóng)的信号，就(jiù)可以成(chéng)为暗物质所存在的非常有力(lì)的证据了(le)。但是由于这(zhè)个实(shí)验室刚刚建成不久，所(suǒ)以(yǐ)截至目前还无法提(tí)供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的(de)望远镜，这台太空望(wàng)远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜(jìng)相同，但它的宽视场仪器提(tí)供的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍(bèi)。南(nán)希格(gé)雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键的用途就(jiù)是探(tàn)索暗(àn)物(wù)质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只能拭目以待了(le)。费米实验室粒(lì)子天(tiān)体物理中心的科学(xué)家丹琥(hǔ)珀(pò)和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在(zài)，它们极有可能拥有另一(yī)种神秘的效(xiào)应，这种暗(àn)物质效应，会支(zhī)持(chí)宇宙当中生命的诞生，或者(zhě)说是生(shēng)命进(jìn)化的(de)一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论(lùn)得(dé)到进(jìn)一步的证(zhèng)实(shí)，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物质会不会意(yì)味着人类并(bìng)不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中某个角(jiǎo)落的(de)行星(xīng)上，暗1mol等于多少克怎么算，0.1mol等于多少克物质(zhì)正在通过这样的效应创(chuàng)造生(shēng)命。当(dāng)然，这些推论的(de)大前(qián)提(tí)是要(yào)先找到(dào)暗物(wù)质存(cún)在(zài)的(de)实际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗(àn)物(wù)质到底存不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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