宇(yǔ)宙是“人为(wèi)制造(zào)”的？为(wèi)何(hé)会(huì)存在科学无法解(jiě)释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类(lèi)为了寻(xún)找暗(àn)物质(zhì)存在的证(zhèng)据，科(kē)学(xué)家们在过去的几十年当中进(jìn)行了超(chāo)过50次的长期实验，但是却没有发现任何(hé)的有效(xiào)证(zhèng)据。除(chú)了一个(gè)地方，在1687年出(chū)版的自(zì)然哲学数学原(yuán)理一书(shū)中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万(wàn)有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙中天(tiān)体运动的规律。往后的(de)几百年来，当天文(wén)学家们发现某些天(tiān)体运(yùn)行轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引力定律的时候，他们就会知道，周围(wéi)一定有未知的天体通过(guò)引力在摄(shè)动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒维耶(yé)就通(tōng)过天王(wáng)星运行轨道(dào)的异常，推(tuī)算(suàn)并且发现了(le)海王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王(wáng)星的发(fā)现都(dōu)是应用万有引力定律所取得重(zhòng)大(dà)天(tiān)文成就的例子。但是这(zhè)些(xiē)发现都是在恒星系统(tǒng)的(de)尺度当中，可(kě)当我(wǒ)们上升到(dào)星系或者是星团的尺度，事情就开(kāi)始变(biàn)得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨(cí)兹威基正(zhèng)在研究和(hé)测量后发星(xīng)系(xì)团的质量。这是一个由数千(qiān)个星(xīng)系所(suǒ)组成的巨大(dà)星(xīng)系团，这些星系(xì)被引力(lì)束缚(fù)在一起。测(cè)量星系团(tuán)的(de)质(zhì)量一般会(huì)使用(yòng)到两(liǎng)种方(fāng)法，当(dāng)两种方(fāng)法(fǎ025是哪里的区号，025是哪里的区号查询)结果一致，就可以(yǐ)确(què)定其(qí)质量的范(fàn)025是哪里的区号，025是哪里的区号查询围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要的数据(jù)是测(cè)量各个星系(xì)的光度。

第(dì)二种是(shì)动力学质量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星系团中的(de)各个(gè)星(xīng)系相对于星系团的运动速(sù)度。当测量结(jié)果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵(měng)了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系团(tuán)有99%的质(zhì)量(liàng)消失(shī)了(le)，或者说这99%的(de)质量并不以可见光的形式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基发现星系团中很多星系的(de)速(sù)度比理论上(shàng)要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系(xì)的质量所(suǒ)产生的引力是无(wú)法将它(tā)们(men)束缚在星系团内的(de)，它们早就应该(gāi)被抛出星(xīng)系团之(zhī)外(wài)了，除非有一种神秘(mì)的力量在起(qǐ)作用，这种力量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐(yǐn)形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的暗(àn)质，它(tā)不发(fā)散光、吸光(guāng)、反射光，但是(shì)它们却占据(jù)着宇(yǔ)宙中绝大(dà)部(bù)分的质量。只是当(dāng)时的人们对这(zhè)样的(de)一种说法不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出现。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯特福(fú)特在观(guān)测仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中心越远(yuǎn)的恒星在其(qí)轨道(dào)上的(de)运(yùn)行(xíng)速度就会越(yuè)慢。但是他们观测的结果却让(ràng)人感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的(de)增(zēng)加，恒星(xīng)的(de)旋转速度几乎保(bǎo)持不变(biàn)。可是根据牛顿的万有引力(lì)定律，在星系当中如果没有足够(gòu)大的(de)质量来吸引它们，这些(xiē)外围(wéi)的恒(héng)星(xīng)早就被(bèi)甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种现象，科学(xué)家们会使用一种相对标准的方法来解释暗(àn)物质(zhì)的(de)存(cún)在，这种方法就是(shì)测量星系(xì)当中气体在X轴上距离星系中(zhōng)心(xīn)的距离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上气体的旋(xuán)转(zhuǎn)速度(dù)。如果出现(xiàn)异常的结果，就认为是(shì)由暗物(wù)质(zhì)的(de)力(lì)量进(jìn)入其中。

于(yú)是科(kē)学(xué)家们通(tōng)过射(shè)电望远镜测量了距离星(xīng)系(xì)中心(xīn)更远距离(lí)的氢元(yuán)素，发(fā)现它们(men)的旋转速度并不符(fú)合牛顿的力(lì)学定律。我们的(de)太(tài)阳系也不例外，太阳系位于银河系的(de)第三(sān)悬臂之上，距离(lí)银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定(dìng)律进行计算，太(tài)阳系的运行速度应该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速(sù)度围(wéi)绕(rào)银河(hé)系旋转，这个(gè)实际速度远远大于理论速(sù)度，那么产生以上(shàng)这(zhè)种向心加速度(dù)的原(yuán)因很(hěn)可能就是存在着一种我们看不到的(de)物质，是这些暗物(wù)质的引力效应将星系聚集(jí)在(zài)了一起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多的研究人(rén)员开始相信(xìn)暗物质的(de)存在。科学家(jiā)根据(jù)星系(xì)外恒(héng)星轨道的速度，估算在星(xīng)系当中暗(àn)物质的质量占整(zhěng)个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不是(shì)唯(wéi)一可以解释这个现象(xiàng)的原因。在一(yī)项(xiàng)新的研究当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有(yǒu)引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另外，天文学家(jiā)还发现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银河系的千(qiān)分(fēn)之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须存在(zài)暗物质，否则就会分(fēn)崩(bēng)离析。但是(shì)科学家们使用最先进(jìn)的望(wàng)远镜对其(qí)进行(xíng)了40个小时的详细测(cè)量(liàng)之后，发现星(xīng)系中的(de)恒星运动是可以用正常的物质和力学定律来解释的。那么又有人提出，也许该星(xīng)系的(de)暗物质，已经被附近的另一个大星(xīng)系(xì)剥离了。奇怪的是，它的(de)附(fù)近没有任(rèn)何星系(xì)存在。造成(chéng)这些现象的(de)除(chú)了暗物质的假(jiǎ)说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可能(néng)就是人类对(duì)引力的理解(jiě)还(hái)不够全面，引(yǐn)力很可能(néng)在(zài)不同(tóng)尺度空间中的工作方式是不同的，这意(yì)味着在行星(xīng)系尺(chǐ)度中(zhōng)的(de)天体会沿(yán)着它们的(de)轨道，按照我们所理(lǐ)解的方(fāng)式运动(dòng)。但是(shì)上(shàng)升到星系和星团的(de)尺度，引(yǐn)力(lì)之间的相互作用则是不(bù)同的方式。对(duì)于在星(xīng)系团之间的(de)相(xiāng)互作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指(zhǐ)的是在(zài)数百万光年(nián)的规模上，巨(jù)大(dà)的质量(liàng)之间会产生对彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意(yì)味(wèi)着我们需要对现在(zài)的物理定(dìng)律(lǜ)进行修正，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多人(rén)认(rèn)为暗(àn)物质假说理论就(jiù)此终结。但是在(zài)宇宙当(dāng)中(zhōng)还(hái)有关于(yú)暗物质存在的其他(tā)的理论证据，这些理论证据是(shì)蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的(de)星(xīng)系团(tuán)所组成(chéng)，类(lèi)似这(zhè)样(yàng)的(de)星团，它们大部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在星系的气体(tǐ)当中(zhōng)。当星团以1000万(wàn)公里(lǐ)/小时发生碰撞的时(shí)候(hòu)，星际气(qì)体的相互作用就会导致温(wēn)度的急剧(jù)升高(gāo)，速度大幅降低(dī)。所以在理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系(xì)团大(dà)部分(fēn)的(de)质量将位(wèi)于所(suǒ)有这些(xiē)气(qì)体所在的中间区域(yù)。那么(me)我们通过什么来验证(zhèng)它的质量(liàng)区域到底是(shì)不是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯(bó)太空望远(yuǎn)镜传(chuán)回了(le)宇宙当中第一张全彩的高清照片(piàn)，在照片(piàn)中我(wǒ)们可以(yǐ)明显地看(kàn)到很多星系(xì)似乎被拉(lā)伸产生(shēng)了巨大(dà)的形(xíng)变。其实这些星系本身并不(bù)是真的被扭曲了(le)，也不是韦(wéi)伯望远镜(jìng)出了什么(me)问(wèn)题，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们(men)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，这个超大质量的东西的引力，会使(shǐ)身后更(gèng)遥远星系的光(guāng)都发生了扭曲(qū)。这个现象就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体可(kě)能是超大质量的(de)黑(hēi)洞或者(zhě)是(shì)暗物质。

所以当人们对(duì)子弹(dàn)星(xīng)系团观(guān)测的(de)时候(hòu)，发现它(tā)的(de)大(dà)质(zhì)量区域(yù)并不是(shì)在中间，而是在两侧(cè)。所以最好的解释(shì)方法就是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的(de)质(zhì)量气体被卡(kǎ)在了(le)中(zhōng)间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并在两边形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子弹(dàn)星(xīng)系团的(de)引力透镜研究也被(bèi)认为是(shì)暗物质存(cún)在的(de)迄(qì)今(jīn)为(wèi)止最好(hǎo)的理论证据。

除(chú)此之外，还有(yǒu)来(lái)自宇(yǔ)宙当中最(zuì)古老的光。从(cóng)宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始，38万(wàn)年之后(hòu)，可见光终于可以畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中(zhōng)了(le)。经过了130多亿(yì)年(nián)之后，这些光在宇宙空间背(bèi)景上留下了(le)各相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色的部分(fēn)表示(shì)温(wēn)度(dù)较高的(de)区(qū)域，蓝色则表示相对较冷的(de)区域，但实际(jì)上它们(men)之间的温差只有万(wàn)分之一(yī)。

科学家(jiā)们通(tōng)过(guò)对前景背景分离后的二值(zhí)图像进行连通域提(tí)取和标记之(zhī)后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物质，图形(xíng)看起(qǐ)来不应该是这样的(de)，而随着(zhe)暗物质的增加，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度(dù)会(huì)减小(xiǎo)，才变得看(kàn)起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质大约是普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解释(shì)星系当中恒星运动所需要(yào)的暗物质比(bǐ)例(lì)是(shì)一致的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的理(lǐ)论(lùn)框(kuāng)架，就(jiù)很好地(dì)解释了(le)很多不(bù)同的(de)观测结(jié)果。而暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其(qí)他(tā)的电磁作用(yòng)，只(zhǐ)通过引力(lì)来相(xiāng)互作(zuò)用。所(suǒ)以如(rú)果能够找到(dào)这(zhè)种粒子的存在(zài)，就相当(dāng)于找到了暗物质存(cún)在的(de)实际证据。这种粒子到底是什(shén)么？科学家们已经提(tí)出了数十种的假想(xiǎng)目标(biāo)，而要寻找这些不(bù)同的目标粒子(zi)所(suǒ)需(xū)要的实(shí)验方(fāng)式也不相同。在过去的几十年(nián)当中，人类为了寻找这些看不(bù)见、摸(mō)不到，几乎不会与(yǔ)常规物(wù)质(zhì)相互(hù)作用的“暗物质”，科学(xué)家们已经进(jìn)行(xíng)了(le)超过50次的实(shí)验(yàn)，却没有任何实(shí)质性(xìng)的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨(sà)索(suǒ)山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井(jǐng)当中，藏着(zhe)地球上最大(dà)的地学实验室，这(zhè)个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个(gè)三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子(zi)的周期(qī)性震荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这里的(de)科学家声称(chēng)观测到了某种信号(hào)。经过了(le)20多年的数据收(shōu)集，人们(men)发现了一个有趣的事情。探(tàn)测率会在每(měi)年的(de)6月(yuè)份达到峰值，然后在11月(yuè)降到最低(dī)，而(ér)且(qiě)在20年当(dāng)中每年都是(shì)一样。一些科学家认为这可能是(shì)人类发现暗(àn)物质的(de)第一个直接证据。

但是为什么(me)暗物质(zhì)会(huì)产生周期性的(de)年(nián)度信号(hào)呢？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着(zhe)银河系进(jìn)行移动，那么如果暗物质存(cún)在宇(yǔ)宙当中，这(zhè)意味着我(wǒ)们也在以这样(yàng)的(de)速度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生(shēng)相应的振荡，同时(shí)地球又以30公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕(rào)太阳进行旋转。所(suǒ)以有半年的时间，地(dì)球(qiú)围(wéi)绕太阳(yáng)的方向与太阳环绕银(yín)河系的(de)方向(xiàng)是一致(zhì)的(de)，而另(lìng)外半年则与之相反(fǎn)。

而在(zài)6月份(fèn)的时候(hòu)，地球与太阳的方向正(zhèng)好(hǎo)达到(dào)完全一致，这(zhè)是(shì)理论(lùn)上地球穿越(yuè)暗物(wù)质流(liú)最快的时段。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系相对银(yín)河(hé)系的平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这(zhè)并不(bù)影(yǐng)响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可以用来解(jiě)释，研究人员们(men)所观测(cè)到的周(zhōu)期(qī)性信号。当然也(yě)可能有其他(tā)的情(qíng)况，造(zào)成这种(zhǒng)年度周期信号的差(chà)异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大(dà)利游客的(de)数(shù)量也符(fú)合(hé)这(zhè)个(gè)周期(qī)的(de)规律(lǜ)。

所以，科学家们又在南半球建立(lì)了一个几(jǐ)乎相同(tóng)的实验室(shì)，这(zhè)里的季(jì)节与(yǔ)之前的实验(yàn)室(shì)正(zhèng)好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物质流的运动特征和(hé)第一个(gè)实验(yàn)室是一样的。

因此(cǐ)，如果在这里可以得到相同(tóng)的信号(hào)，就可以成为暗物质(zhì)所存在的非常有力的证据了。但(dàn)是由于这个实验室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至(zhì)目前还(hái)无(wú)法(fǎ)提供相应的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一(yī)台(tái)新的望(wàng)远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视(shì)野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键的用(yòng)途就(jiù)是探索暗物质背(bèi)后的(de)奥秘(mì)，对于探测的(de)结果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费(fèi)米实验室粒子(zi)天体物理中(zhōng)心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯(sī)特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有(yǒu)可能拥有另一种神(shén)秘的效应，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇宙当(dāng)中生命的诞生(shēng)，或者说是生命进(jìn)化(huà)的一(yī)个重要因素(sù)。

如(rú)果这(zhè)一(yī)理论得到进一步的证(zhèng)实，那(nà)么(me)遍布宇宙当中的暗(àn)物(wù)质会不会意味着人(rén)类并(bìng)不孤(gū)单呢(ne)？或(huò)许在宇(yǔ)宙当中(zhōng)某(mǒu)个(gè)角落的行星上，暗(àn)物质正在(zài)通(tōng)过这(zhè)样的效应创(chuàng)造生命。当然，这(zhè)些推论的大前提是要先(xiān)找到暗物质存在的实际(jì)证(zhèng)据(jù)。那么小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你们(men)觉得暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是(shì)我更(gèng)新的动(dòng)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 025是哪里的区号，025是哪里的区号查询