宇(yǔ)宙(zhòu)是(shì)“人为制造”的？为何会存(cún)在科学(xué)无法解(jiě)释的“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟(jìng)是什么？人类(lèi)为(wèi)了寻找暗物质存在的证据，科学家们(men)在过去(qù)的几十年(nián)当中进行了(le)超过(guò)50次的(de)长期实验，但是(shì)却没(méi)有发现任何的有中考体育多少分满分2023，中考体育多少分及格效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理一书中(zhōng)，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)，它(tā)揭示了宇宙中天体运动(dòng)的规律。往后的几百年(nián)来，当天文学家(jiā)们发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万(wàn)有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未知的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本(běn)勒维耶就通(tōng)过(guò)天王(wáng)星运行轨道(dào)的异常，推算并且发现了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷(léi)彗(huì)星(xīng)、冥王星的(de)发现都是应用(yòng)万有(yǒu)引力定(dìng)律所取得重大天文(wén)成(chéng)就的例子。但(dàn)是这些发现(xiàn)都是在(zài)恒星系统的(de)尺(chǐ)度当中(zhōng)，可当我们上升到(dào)星(xīng)系或者(zhě)是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事(shì)情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后发(fā)星系团的质量。这(zhè)是一(中考体育多少分满分2023，中考体育多少分及格yī)个由数千(qiān)个星系所组成(chéng)的巨(jù)大(dà)星(xīng)系(xì)团，这些星系(xì)被引力束缚在一(yī)起。测量星系(xì)团的质量一般会使用到(dào)两种(zhǒng)方法，当两(liǎng)种方法结果一致，就(jiù)可(kě)以(yǐ)确定其质量的(de)范(fàn)围。

第一种是获得(dé)其"光度(dù)学(xué)的质量"，需要(yào)的数据是测量各个(gè)星(xīng)系的(de)光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量星系团中的各个星(xīng)系相对于星系团(tuán)的运动速度(dù)。当测量结果出来之(zhī)后，兹威(wēi)基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学(xué)质量”的400倍。这意味着，后发(fā)座(zuò)星(xīng)系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可见光的(de)形式所(suǒ)存在，我们无法看到。最(zuì)诡(guǐ)异(yì)的是，在测量速度(dù)的过程中(zhōng)，兹(zī)威基(jī)发现(xiàn)星系(xì)团(tuán)中很多(duō)星系的速度比理论上要(yào)快得(dé)多，按照牛顿的运(yùn)动学定律，仅(jǐn)靠这些(xiē)可见星系的质量所产生的引力是无(wú)法将它们束缚在星系团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星系团之外了(le)，除非有一(yī)种(zhǒng)神秘的力量在起作用(yòng)，这(zhè)种力量(liàng)来源于某(mǒu)种隐形的物质(zhì)。

据此，兹维基(jī)提(tí)出了这样部分(fēn)不可见的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射(shè)光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分(fēn)的质量(liàng)。只(zhǐ)是当时(shí)的(de)人们对(duì)这(zhè)样的(de)一种说法不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特在(zài)观测仙女座星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动(dòng)。理论上来说，距离中心越远的恒星在(zài)其(qí)轨道上(shàng)的运(yùn)行速度就会(huì)越慢。但是他(tā)们观测的结果(guǒ)却(què)让(ràng)人(rén)感到不可(kě)思议。

随着(zhe)与中心(xīn)距离的增加，恒星的(de)旋转速度几乎保持不变。可是(shì)根据牛顿的万有引(yǐn)力(lì)定律，在星系当中如果没有足够(gòu)大的(de)质量来(lái)吸引它们，这些(xiē)外围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙(zhòu)当(dāng)中了。基于这(zhè)种现象，科学家们会使用一种相对标(biāo)准的方法来解释暗(àn)物质的存在，这种方法(fǎ)就是测(cè)量星系(xì)当中气体在X轴上(shàng)距离星系中心的距离(lí)，以及在Y轴上气体的(de)旋(xuán)转速(sù)度。如(rú)果出现异常的结果(guǒ)，就认(rèn)为是由(yóu)暗物质(zhì)的(de)力量进入其中。

于是(shì)科学家(jiā)们通过射(shè)电望远(yuǎn)镜测(cè)量了距(jù)离星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现(xiàn)它们(men)的旋转(zhuǎn)速度并不符(fú)合牛顿的力(lì)学定律(lǜ)。我们的太阳系也(yě)不例外，太阳系位于(yú)银河系的第三(sān)悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进行计(jì)算(suàn)，太阳系的运(yùn)行速(sù)度(dù)应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系正在(zài)以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河(hé)系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大(dà)于理论速度，那么产(chǎn)生以(yǐ)上这种向心加速度(dù)的原因(yīn)很可(kě)能就是存在着一种我们看不到的物质，是这些暗物质的引力(lì)效应将星系(xì)聚集在了一起。

也(yě)是从(cóng)这(zhè)时开(kāi)始(shǐ)，越(yuè)来越多的研究人员(yuán)开始相信暗(àn)物质的(de)存在。科学(xué)家根据星系外恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系(xì)当(dāng)中暗物(wù)质(zhì)的质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以解释这个(gè)现象的原因(yīn)。在一项(xiàng)新的研究(jiū)当中，科学(xué)家们(men)发现，几乎(hū)没有(yǒu)引力效应(yīng)的遥(yáo)远恒星之间，也会出现速(sù)度上的微小(xiǎo)差异。另外(wài)，天文学家还发现了一个反常(cháng)的星系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和(hé)银河(hé)系不多，但是星系当中存(cún)在的(de)恒星数量(liàng)却(què)只(zhǐ)有银河系(xì)的千分(fēn)之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上(shàng)，该星系必须(xū)存在暗物(wù)质(zhì)，否则就会分(fēn)崩(bēng)离析。但是科学家们(men)使用最(zuì)先进的望远镜对其进行(xíng)了40个小(xiǎo)时的详细测量之后，发现星系中的恒星(xīng)运动是(shì)可(kě)以用正(zhèng)常(cháng)的物质和力学定律来(lái)解释的。那(nà)么又有人(rén)提出，也许(xǔ)该(gāi)星(xīng)系的暗物质(zhì)，已经(jīng)被附近的另一个大星(xīng)系剥离了(le)。奇怪(guài)的是，它(tā)的附近(jìn)没有任何(hé)星系存(cún)在。造成这些现象的除了暗物质的假说之(zhī)外(wài)，另(lìng)一种可能就是(shì)人类对引(yǐn)力的理解还不(bù)够全面，引力很(hěn)可能在不同(tóng)尺(chǐ)度空间中的工作方式是不同的，这意味(wèi)着(zhe)在行(xíng)星系尺度中(zhōng)的天(tiān)体会沿(yán)着它们的(de)轨(guǐ)道，按(àn)照我们所理解的方(fāng)式运动。但是上升到星(xīng)系和星团(tuán)的尺度，引力之间的(de)相互作(zuò)用则(zé)是(shì)不同的方(fāng)式。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科(kē)学家(jiā)还引入了(le)外部场效(xiào)应的概念，指的是在数百万(wàn)光年的规模上，巨大的质量之间会产(chǎn)生对(duì)彼此特殊的效果，这个理论(lùn)叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成立(lì)，这意(yì)味(wèi)着我们需要(yào)对现(xiàn)在的(de)物理定律进行修正，这些发(fā)现也让很多(duō)人(rén)认为暗物(wù)质(zhì)假说理论(lùn)就(jiù)此终结(jié)。但是在(zài)宇宙当中还有关于(yú)暗(àn)物(wù)质存在的其他的理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离为(wèi)37亿光年的子弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类(lèi)似这样的星团，它(tā)们大(dà)部(bù)分的普通质量(liàng)都在星系的(de)气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小(xiǎo)时发(fā)生碰撞的(de)时候，星际气体的相互作用(yòng)就会导致温度的(de)急剧升高，速度大(dà)幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大部(bù)分的质(zhì)量将位于所有(yǒu)这些气体所在(zài)的中(zhōng)间区域。那(nà)么(me)我们通过(guò)什么来验证它的质量区(qū)域到(dào)底是不是集中在(zài)中间呢(ne)？前不(bù)久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙(zhòu)当中第一张全彩的(de)高清照(zhào)片，在照片中我(wǒ)们可(kě)以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系(xì)本(běn)身并不是真的(de)被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而是(shì)这样极遥远(yuǎn)的天体(tǐ)和我(wǒ)们地(dì)球上的观测者之间。被一(yī)个质量超级(jí)巨大的天体遮(zhē)挡，这个超(chāo)大(dà)质量的东西的引力，会使身后更遥远星系的光都发(fā)生了扭曲。这个现象(xiàng)就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天体可(kě)能是超大(dà)质(zhì)量(liàng)的黑洞或者是暗(àn)物质。

所以当人们对子(zi)弹星(xīng)系(xì)团观测的时候，发现(xiàn)它的大质量(liàng)区域(yù)并不是(shì)在中间，而(ér)是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就是当星团(tuán)发生(shēng)全部(bù)的碰(pèng)撞时，可被观测到(dào)的质量气(qì)体被卡在了中间，暗物(wù)质则(zé)直接通过了这个区域(yù)，并在两边形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对(duì)子弹星系团的(de)引力透镜(jìng)研究也被认为是暗(àn)物质存在的迄今为止最好的(de)理论证据。

除(chú)此之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大(dà)爆(bào)炸开始，38万年之(zhī)后，可(kě)见光终(zhōng)于可以畅通无(wú)阻地穿(chuān)越在宇宙当中(zhōng)了(le)。经过了(le)130多(duō)亿(yì)年之后，这些光在宇宙空间背(bèi)景上(shàng)留下了各(gè)相同性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较(jiào)高的区域(yù)，蓝色(sè)则表示相对较冷(lěng)的区域，但实(shí)际上它们之(zhī)间的(de)温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通(tōng)过对前景背(bèi)景分离后的二值图像(xiàng)进(jìn)行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没(méi)有暗物(wù)质，图(tú)形看起来不应该是这样(yàng)的(de)，而随着暗物质的增加(jiā)，一些(xiē)峰值的(de)幅度(dù)会减小(xiǎo)，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背景(jǐng)辐射的测量值(zhí)，我们需要的暗物质大约是普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这(zhè)个数字与解释(shì)星系当(dāng)中恒星运动所(suǒ)需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单的(de)理论(lùn)框架(jià)，就很(hěn)好地解释了很多不同(tóng)的观(guān)测(cè)结果。而暗(àn)物质的本质(zhì)就是宇宙当中存在着(zhe)某种类型(xíng)的粒(lì)子，它们不参(cān)与(yǔ)任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引力来相(xiāng)互作用(yòng)。所以(yǐ)如果能够(gòu)找(zhǎo)到这种粒子的存在，就(jiù)相当于找到了暗物质(zhì)存在(zài)的实际(jì)证据。这(zhè)种粒(lì)子到底是什么？科学家们已经(jīng)提(tí)出了数(shù)十种的假想目标(biāo)，而(ér)要寻找(zhǎo)这些不同的(de)目标粒子所需要的实验方式也不相同。在过去的几十(shí)年(nián)当(dāng)中，人(rén)类为了(le)寻找这些看(kàn)不(bù)见、摸不到，几乎不(bù)会(huì)与常规物质相互(hù)作用的“暗(àn)物质”，科学家们已经进行(xíng)了超过(guò)50次的实验，却没有任何实质性(xìng)的发现，除了一个地方，意大利的格(gé)兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在(zài)山下(xià)1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏着地球上最大的地学实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的(de)探测(cè)器，一直(zhí)致力(lì)于寻(xún)找(zhǎo)暗物质粒子的周期性震(zhèn)荡(dàng)。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观测到了某种信号(hào)。经(jīng)过了20多(duō)年的数据收集，人(rén)们发现了一个有趣的(de)事情。探测率会在每年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且在20年当中每年都是一样。一些科(kē)学家认为这(zhè)可能是(shì)人(rén)类发现暗物质的第一(yī)个(gè)直(zhí)接证(zhèng)据。

但是(shì)为(wèi)什么(me)暗物质会(huì)产生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正(zhèng)在(zài)以(yǐ)220公里/秒的(de)速度围(wéi)绕(rào)着(zhe)银河系进行移动(dòng)，那么如果(guǒ)暗物(wù)质存在宇宙当(dāng)中，这意味(wèi)着我们也在(zài)以(yǐ)这样(yàng)的速度在穿(chuān)越(yuè)着(zhe)暗物质流，这个过程中会(huì)产生(shēng)相应的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的(de)时间，地球围绕太阳的方(fāng)向与(yǔ)太阳环绕银河系(xì)的(de)方(fāng)向(xiàng)是一致的，而另(lìng)外(wài)半年(nián)则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与太阳(yáng)的方向正好达到完全一致(zhì)，这是(shì)理论上地(dì)球穿越暗(àn)物质流最快的时(shí)段。而在11月份，又(yòu)恰好达到了(le)最(zuì)慢值。尽管在(zài)实际的情况中，太(tài)阳系相(xiāng)对银河(hé)系的平(píng)面呈现了60度的倾斜(xié)，但(dàn)是这并不影响(xiǎng)这(zhè)个理论的有效性。

因此科学家认(rèn)为这(zhè)可以用来解释，研究人员们(men)所观(guān)测到的周(zhōu)期(qī)性信(xìn)号。当然也可(kě)能有其他的情况，造成(chéng)这(zhè)种(zhǒng)年度周期信(xìn)号的差(chà)异也可能是(shì)温(wēn)度(dù)、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上(shàng)的积雪，甚至连意大(dà)利(lì)游(yóu)客的(de)数量也符合(hé)这个周期的规(guī)律。

所以，科(kē)学家们又在南(nán)半球建立了一(yī)个几乎(中考体育多少分满分2023，中考体育多少分及格hū)相同的实验室，这(zhè)里的季(jì)节与之前的实验室正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿过暗(àn)物(wù)质流的运动(dòng)特(tè)征和第一(yī)个实验室是(shì)一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这里可以得(dé)到相同的信号，就可以成为暗物质(zhì)所存在(zài)的非(fēi)常有力的(de)证(zhèng)据了(le)。但是由于这个(gè)实验室(shì)刚刚建成不久，所以截(jié)至目前还无法提供(gōng)相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一(yī)台(tái)新的望远镜，这台(tái)太空(kōng)望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃望远镜相同，但它(tā)的(de)宽视场仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其中一个关键的用途(tú)就是(shì)探(tàn)索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对于探测的结果，我们(men)只能拭目以待了(le)。费米(mǐ)实(shí)验室粒子天(tiān)体物理中(zhōng)心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它(tā)们极有(yǒu)可能(néng)拥有(yǒu)另一种神秘的(de)效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质效应(yīng)，会支持(chí)宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是生(shēng)命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果(guǒ)这一(yī)理论得到(dào)进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味(wèi)着人类(lèi)并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某(mǒu)个(gè)角落的行星(xīng)上，暗物质正在通(tōng)过这样的效应(yīng)创造生(shēng)命。当然，这些推论(lùn)的大前提(tí)是要先找到(dào)暗物质存在的实(shí)际证据。那(nà)么小伙伴们(men)，你们觉(jué)得暗(àn)物质到底存不存在(zài)呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的(de)支持(chí)是我更新的动力！

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 中考体育多少分满分2023，中考体育多少分及格