宇宙是“人为制造”的？为何会(huì)存在(zài)科(kē)学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗物质存在的证据，科学(xué)家们(men)在过去的几十(shí)年(nián)当中(zhōng)进行了超过50次的长(zhǎng)期实验(yàn)，但(dàn)是(shì)却(què)没(méi)有(yǒu)发现(xiàn)任何(hé)的有效证据。除了一个地方，在1687年出(chū)版的自(zì)然哲(zhé)学数(shù)学原理(lǐ)一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中天体运动(dòng)的规律。往(wǎng)后(hòu)的几(jǐ)百年来(lái)，当天文(wén)学(xué)家(jiā)们发现某些天体运(yùn)行轨道出现(xiàn)异常，不符合万有引力(lì)定(dìng)律(lǜ)的(de)时候(hòu)，他们就(jiù)会知道，周围一(yī)定有(yǒu)未知的天体通(tōng)过引力在(zài)摄动(dòng)它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天王(wáng)星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发(fā)现了海王星的存在(zài)。另外(wài)，哈雷彗星、冥王(wáng)星(xīng)的发现都是应用万有引力(lì)定律所取(qǔ)得重大天文成就的例子。但是(shì)这(zhè)些发现都是(shì)在(zài)恒(héng)星系(xì)统的尺度当中，可当我们上升到(dào)星系或者是星团的(de)尺度，事情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的(de)物理学家(jiā)弗里茨兹威基正在(zài)研究和(hé)测量后发星系团的质(zhì)量。这是(shì)一个由数千(qiān)个星(xīng)系所组成的巨大(dà)星系团，这些星系(xì)被引力束缚在一起。测量星系团的质(zhì)量一(yī)般会使用到两种方法，当两种方法结果一致(zhì)，就可以确(què)定其(qí)质量的范围。

第一种是获得其(qí)"光度学的质量"，需要的(de)数据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动力学(xué)质量的(de)计算，是(shì)利用光谱红(hóng)移(yí)测量星(xīng)系团中的各个星系(xì)相(xiāng)对(duì)于星(xīng)系团(tuán)的运动速(sù)度。当测量结果出(chū)来(lái)之后(hòu)，兹(zī)威基(jī)彻(chè)底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度(dù)学(xué)质量(liàng)”的400倍。这意(yì)味(wèi)着，后发座星(xīng)系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质(zhì)量并不以可见光的形式所存在(zài)，我们无(wú)法看到。最诡异的是，在(zài)测量速度的过程中(zhōng)，兹威(wēi)基发(fā)现星系(xì)团中很(hěn)多星(xīng)系(xì)的速度比(bǐ)理(lǐ)论上(shàng)要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学(xué)定律，仅靠这些可见星系的质量(liàng)所产生的(de)引力是无法将(jiāng)它们束缚在星系团内(nèi)的，它们(men)早就(jiù)应该被抛(pāo)出(chū)星系(xì)团之外(wài)了，除(chú)非有一种神秘的力量在(zài)起作用，这种力(lì)量来源(yuán)于(yú)某(mǒu)种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹维基(jī)提出(chū)了这样部分(fēn)不可见的暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反(fǎn)射光(guāng)，但是它们(men)却占据着(zhe)宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部分的质量。只(zhǐ)是(shì)当时的(de)人们对这样的一种说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次(cì)出现。天文学家(jiā)维(wéi)拉鲁宾和(hé)肯特(tè)福特在观测(cè)仙(xiān)女座(zuò)星系(xì)中的(de)恒星运动。理论上来说(shuō)，距离中心越远的恒星在其轨道上的运行(xíng)速度就会越慢。但是他(tā)们观测的(de)结果却让(ràng)人感(gǎn)到不可(kě)思议。

随着与(yǔ)中(zhōng)心距(jù)离的增加，恒星的旋(xuán)转速度几(jǐ)乎(hū)保持不(bù)变。可是根(gēn)据牛(niú)顿的万有引力定律，在星系当中如(rú)果没(méi)有足(zú)够大的质量来(lái)吸引它们(men)，这(zhè)些外围的恒星早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这(zhè)种现象，科学家们会使用一种相对(duì)标准(zhǔn)的(de)方法(fǎ)来(lái)解释暗物质的(de)存在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴上距离(lí)星系中心(xīn)的(de)距离，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出(chū)现异常的结(jié)果，就认(rèn)为是由暗物质的力量进入其(qí)中。

于(yú)是科学家们通过射电望远镜测量了距离星系(xì)中心更远距(jù)离的氢元素(sù)，发现它们的(de)旋转速(sù)度(dù)并(bìng)不(bù)符合牛顿的力(lì)学(xué)定律。我们(men)的(de)太(tài)阳系也(yě)不例外，太阳系位于银(yín)河系的第三悬(xuán)臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转，这个实际速度(dù)远远大于理论速度，那么(me)产(chǎn)生(shēng)以上这(zhè)种(zhǒng)向心加速度的原因很可(kě)能就是存(cún)在(zài)着一种(zhǒng)我们(men)看(kàn)不到的物质(zhì)，是这些暗(àn)物质的引(yǐn)力(lì)效应将星系聚(jù)集在了一(yī)起。

也是(shì)从这时开始，越来越多的研究人员(yuán)开始相(xiāng)信暗物(wù)质的(de)存在。科学家根据星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当(dāng)中暗物质的质量(liàng)占整个(gè)星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗(àn)物(wù)质并不是唯一可以解释这(zhè)个现象的(de)原(yuán)因(yīn)。在一项新的研究当(dāng)中，科学家们(men)发现(xiàn)，几乎没有引力效(xiào)应(yīng)的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出(chū)现速度上(shàng)的微小差(chà)异。另外，天文学(xué)家还发现了一个反常的(de)星(xīng)系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系(xì)不多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银河系的千(qiān)分之一(yī)。

所以(yǐ)在理(lǐ)论上，该(gāi)星系必须存在(zài)暗(àn)物质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科学家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时(shí)的(de)详细(xì)测量之后，发现(xiàn)星系中的恒星运动(dòng)是可(kě)以用正常的(de)物质(zhì)和力(lì)学(xué)定(dìng)律来解释(shì)的(de)。那(nà)么又有人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经被(bèi)附近的另(lìng)一个大星系剥(bō)离了。奇怪(guài)的是，它的(de)附近没有任何(hé)星系存在。造成这(zhè)些现(xiàn)象的除了暗物质的假说之外(wài)，另一种(zhǒng)可能就是人类(lèi)对引力的理解还不够全面(miàn)，引(yǐn)力很(hěn)可能在不同尺度空间中(zhōng)的工(gōng)作(zuò)方式是不同的，这意味着在(zài)行星系尺度(dù)中(zhōng)的(de)天(tiān)体会沿着它们的轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式运动。但是(shì)上升到星系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引力之间的(de)相互作(zuò)用则(zé)是不同的方式。对于在星系(xì)团之(zhī)间的相(xiāng)互作用，科学家(jiā)还引(yǐn)入了外部场效应的(de)概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大(dà)的质量之间会(huì)产生(shēng)对彼此特殊的效果(guǒ)，这(zhè)个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着(zhe)我们(men)需要对现在的(de)物理定(dìng)律进行修正，这些发现也让很多人认(rèn)为(wèi)暗物质(zhì)假说理论就此终结。但是(shì)在(zài)宇(yǔ)宙当中还有关于暗物质(zhì)存在的其他的理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年(nián)的子弹星系团(tuán)，由两个碰撞的星系团(tuán)所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们(men)大部(bù)分的(de)普通质量都在(zài)星系(xì)的(de)气体(tǐ)当中(zhōng)。当星(xīng)团以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的(de)时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导致温度(dù)的(de)急剧升高(gāo)，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子(zi)弹星系(xì)团大(dà)部分(fēn)的质量将(jiāng)位于所有这(zhè)些气体(tǐ)所在的中间区(qū)域。那(nà)么我们通(tōng)过什(shén)么来验证它的质量区(qū)域到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回了宇宙当(dāng)中(zhōng)第一张全彩的高清照片(piàn)，在照(zhào)片中我们(men)可以明显地看到很多星系似(shì)乎被拉伸(shēn)产(chǎn)生了巨大的(de)形变(biàn)。其(qí)实这些星系本身并不是(shì)真(zhēn)的(de)被扭曲(qū)了，也不是韦伯(bó)望远镜(jìng)出了(le)什么问题，而是这样极遥远的天(tiān)体和我们地球上的(de)观测者之间。被一个质量超级巨(jù)大的天体遮(zhē)挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的东西的引力，会(huì)使身(shēn)后更遥远(yuǎn)星系的光都发(fā)生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透(tòu)镜效应。这个(gè)巨大(dà)的天体可能是超(chāo)大质量的黑洞(dòng)或(huò)者是(shì)暗(àn)物质(zhì)。

所以(yǐ)当人们对子弹星(xīng)系团观测的时(shí)候，发现(xiàn三衢道中古诗曾几的几,怎么读，曾几的三衢道中的意思)它的大质量区域并不(bù)是在中间，而是在两侧。所以(yǐ)最(zuì)好的解(jiě)释方(fāng)法就(jiù)是当星团发生全部的碰撞时(shí)，可被(bèi)观(guān)测到的质量气体(tǐ)被卡在(zài)了中间，暗物质则直(zhí)接通过(guò)了这个区域(yù)，并(bìng)在两(liǎng)边形成了引力透镜(jìng)。对子(zi)弹星(xīng)系团的(de)引力透镜研究也被认为是暗物质(zhì)存在的(de)迄今(jīn)为止最好的理(lǐ)论证据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中最古(gǔ)老的光。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开始，38万年(nián)之(zhī)后，可见光终于可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿(yì)年之(zhī)后，这(zhè)些光在(zài)宇宙空(kōng)间(jiān)背景(jǐng)上留下(xià)了各相同性的微波辐射。其中红(hóng)色(sè)的(de)部分表示温度较高的区(qū)域，蓝色(sè)则表示(shì)相(xiāng)对较冷的(de)区(qū)域，但(dàn)实际上它(tā)们之间(jiān)的温差只有万分之一。

科学家们通过对前(qián)景背(bèi)景分离后的二值图像进行连(lián)通域提取和(hé)标记之(zhī)后发(fā)现，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着暗物质的增(zēng)加，一些峰值的幅度会(huì)减小(xiǎo)，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波(bō)背景辐射的测量(liàng)值(zhí)，我们需(xū)要的暗物质(zhì)大约是普通物质的5倍。这个数字与解释(shì)星系当中恒星运(yùn)动所需要(yào)的暗物(wù)质(zhì)比例是(shì)一致的。这就(jiù)意(yì)味(wèi)着(zhe)。

用了一个简单的(de)理论(lùn)框架，就很好地解释了很(hěn)多不(bù)同的观测结果。而暗物(wù)质的本质就是(shì)宇(yǔ)宙当(dāng)中存在着某(mǒu)种类(lèi)型(xíng)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)找到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到了(le)暗物质存在的实际证据。这种粒子到(dào)底是(shì)什么？科学家们已经提出(chū)了数十种的(de)假想目(mù)标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这些(xiē)不(bù)同的目(mù)标粒子所需要的实验方式也不相同(tóng)。在过去(qù)的(de)几十年当(dāng)中，人类为了寻找这些(xiē)看不见、摸(mō)不到，几(jǐ)乎不会(huì)与常规物质相互(hù)作(zuò)用的“暗物质”，科学家们(men)已经(jīng)进行了超过(guò)50次(cì)的实验，却没有任何实质性(xìng)的发现(xiàn)，除(chú)了一个(gè)地方，意大利的(de)格兰萨索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在(zài)山(shān)下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏(cáng)着地球上(shàng)最大的地(dì)学实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼(lóu)高(gāo)的(de)探测器(qì)，一直致力于(yú)寻找暗物质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科(kē)学家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过(guò)了20多(duō)年的数据收集，人们发现了一个有(yǒu)趣的事情。探(tàn)测率会(huì)在(zài)每年的6月份(fèn)达到峰值，然后(hòu)在11月降到(dào)最(zuì)低，而且在(zài)20年当中(zhōng)每(měi)年都是一样。一些科学家认为(wèi)这可能是(shì)人类发现(xiàn)暗(àn)物质(zhì)的(de)第(dì)一个(gè)直接证据。

但是为什么暗物(wù)质(zhì)会产生(shēng)周(zhōu)期(qī)性(xìng)的年(nián)度信号呢？刚才(cái)我们讲(jiǎng)了太阳系正(zhèng)在以220公(gōng)里/秒的速度围绕着(zhe)银河系进行移(yí)动，那么如果暗物质存在宇宙(zhòu)当中(zhōng)，这意味(wèi)着我(wǒ)们也(yě)在以(yǐ)这样(yàng)的速(sù)度在穿越着暗物质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球(qiú)又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时(shí)间，地(dì)球围绕太阳的方向与太阳(yáng)环绕(rào)银河(hé)系(xì)的(de)方向是一(yī)致的，而(ér)另外(wài)半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正好(hǎo)达(dá)到完全一致，这是理(lǐ)论(lùn)上地球穿越(yuè)暗物质流(liú)最(zuì)快的时(shí)段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了(le)最(zuì)慢值。尽管在实际的(de)情况中，太阳系相对(duì)银河系的平(píng)面呈现了60度的(de)倾斜(xié)，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来(lái)解释，研(yán)究人员们所观测到(dào)的(de)周期性信号。当然也可能有其他的情况，造成这(zhè)种年度周期信号的差(chà)异也(yě)可能是温度、湿度(dù)、土壤(rǎng)中(zhōng)的水分、高山上的积(jī)雪，甚至连意大利(lì)游客(kè)的数(shù)量也符合(hé)这个周期(qī)的规(guī)律。

所以，科学家们(men)又在南(nán)半球建立了一(yī)个几(jǐ)乎相(xiāng)同(tóng)的实验室，这里的(de)季节与(yǔ)之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗物质流的(de)运动特征和第一个(gè)实验室是一样的。

因此，如果(guǒ)在这里(lǐ)可以得到相(xiāng)同的信号，就可以成为暗物质所存在的非(fēi)常(cháng)有(yǒu)力的证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建(jiàn)成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至(zhì)目前还无法提供相应的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远镜(jìng)，这台(tái)太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的(de)主(zhǔ)镜(jìng)大(dà)小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视(shì)场仪器(qì)提供的视野是(shì)哈勃(bó)红外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键的(de)用途就是探索暗物质(zhì)背(bèi)后(hòu)的(de)奥秘，对于探测的结(jié)果，我们只能拭(shì)目以待(dài)了。费米(mǐ)实验室(shì)粒(lì)子天(tiān)体物(wù)理(lǐ)中心的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发(fā)现，如果暗物质存在，它们极有可能(néng)拥(yōng)有另(lìng)一种神秘的(de)效应，这种暗(àn)物质效应，会(huì)支(zhī)持宇宙当中(zhōng)生命的(de)诞生，或者说是生命进化(huà)的一个重要因素。

如果这一理论得(dé)到进一(yī)步的证实，那么(me)遍布宇宙当(dāng)中的暗(àn)物质(zhì)会不会(huì)意味(wèi)着人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中(zhōng)某个角落的行星上，暗物质正在(zài)通过这样(yàng)的(de)效应创造生命。当然(rán)，这些推论(lùn)的大前提(tí)是要先找(zhǎo)到(dào)暗物质存在的实(shí)际证据。那(nà)么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质(zhì)到底(dǐ)存不存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是我(wǒ)更新(xīn)的动(dòng)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 三衢道中古诗曾几的几,怎么读，曾几的三衢道中的意思