宇宙是“人为制(zhì)造”的？为何会(huì)存(cún)在科(kē)学无法(fǎ)解释的“暗(àn)物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类(lèi)为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科学家们(men)在过去的几(jǐ)十(shí)年当(dāng)中进(jìn)行了超过50次的长(zhǎng)期(qī)实验(yàn)，但是却(què)没有发现任何(hé)的有效证(zhèng)据。除(chú)了一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原(yuán)理(lǐ)一(yī)书(shū)中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引力(lì)定律，它揭示(shì)了宇宙中天体运动(dòng)的规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文(wén)学家(jiā)们(men)发现某些天体运行轨道(dào)出现异常，不符合万有引力定律的时候，他们就会知道，周围(wéi)一定(dìng)有未(wèi)知(zhī)的天体通(tōng)过引力在摄(shè)动(dòng)它的轨道。比如(rú)在1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶(yé)就通过天王星(xīng)运行轨道的异(yì)常，推算并且发(fā)现了海王星的存在(zài)。另外(wài)，哈雷彗(huì)星、冥(míng)王(wáng)星的发现都(dōu)是应(yīng)用万有引力定律(lǜ)所取得(dé)重大天(tiān)文成就的例子。但是这些发得物上的东西是正品吗，得物上的东西是新的还是二手(fā)现都是在恒星系统(tǒng)的尺度当(dāng)中，可当我(wǒ)们(men)上升到星系或者是(shì)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(xué)家(jiā)弗里茨兹威基(jī)正在研究和测量后发星系团的(de)质(zhì)量。这是一个由(yóu)数(shù)千个(gè)星(xīng)系所组成的巨大星系团，这(zhè)些星系被引力束(shù)缚在一(yī)起。测量星系团(tuán)的质量(liàng)一般会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就可以确定(dìng)其质量的范(fàn)围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学(xué)的质量"，需要的数据是测(cè)量各(gè)个星系(xì)的光度。

第(dì)二种是动力学质量的计(jì)算，是利用光谱红移(yí)测量星系团中的各个星系相对于星系团的运动(dòng)速度。当测量(liàng)结果出(chū)来之后，兹威基(jī)彻(chè)底(dǐ)懵(měng)了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光(guāng)度学(xué)质量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星(xīng)系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并(bìng)不(bù)以可(kě)见光(guāng)的(de)形式所存在，我们无(wú)法(fǎ)看到。最(zuì)诡异(yì)的是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹(zī)威基发现星系团中很多星系(xì)的速度比理(lǐ)论上要快得多(duō)，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅(jǐn)靠这(zhè)些(xiē)可见星系的质量所产(chǎn)生的(de)引力是无法将它们束(shù)缚在星系团内(nèi)的，它(tā)们早(zǎo)就应该被抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种神秘(mì)的力(lì)量在起作用(yòng)，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出(chū)了这样部分不可见的暗质(zhì)，它(tā)不(bù)发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却(què)占据着宇宙中绝大部(bù)分的质量。只是当时的人们对这样的(de)一种说法(fǎ)不(bù)屑(xiè)一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一次出现。天(tiān)文学家维(wéi)拉鲁宾和肯特(tè)福特在(zài)观测仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距离中(zhōng)心(xīn)越远的恒(héng)星在其轨道上的运行速(sù)度就(jiù)会越(yuè)慢。但是(shì)他们观测的结果却让人感到不(bù)可思议(yì)。

随着(zhe)与(yǔ)中心距离的增加(jiā)，恒(héng)星(xīng)的旋转速度几(jǐ)乎保持不变(biàn)。可是根(gēn)据牛顿的万有(yǒu)引力(lì)定律，在星系当(dāng)中如果没有足够大的质量来吸引它(tā)们(men)，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会使用(yòng)一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方法(fǎ)来(lái)解释(shì)暗物质的存在，这种方法就是测量星系当中气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距(jù)离，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度(dù)。如(rú)果(guǒ)出(chū)现异常的结果，就认为是由暗物质的(de)力量进入(rù)其中。

于是科(kē)学家们通过射电(diàn)望远镜测量了距离星系中心更远距离的氢(qīng)元(yuán)素，发现它们(men)的(de)旋转速度并不符合牛顿的力(lì)学(xué)定律。我们(men)的太阳系(xì)也不(bù)例外，太阳(yáng)系位于银(yín)河系(xì)的第三悬臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年，根据万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律进(jìn)行计算(suàn)，太(tài)阳(yáng)系(xì)的运行速度应该是160千米/秒，但实(shí)际上(shàng)，太阳系正在(zài)以(yǐ)220千米/秒的(de)速度围绕(rào)银(yín)河系旋转，这个(gè)实际速度远远大于理论速度(dù)，那(nà)么产(chǎn)生以上这种向心加速度的(de)原因很可(kě)能就是存在着一种我们看不到的物(wù)质，是这些暗物质的引力效应将星系聚(jù)集在(zài)了(le)一起。

也是从这时开始，越来越多(duō)的研究人员(yuán)开(kāi)始相信暗物质的(de)存在(zài)。科学家根据(jù)星系(xì)外恒星(xīng)轨道的速度(dù)，估算在(zài)星系当中暗物质(zhì)的(de)质量占(zhàn)整(zhěng)个星系(xì)质量的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并(bìng)不是唯一可以解释这(zhè)个现象的(de)原因。在(zài)一项(xiàng)新(xīn)的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之(zhī)间，也会(huì)出现(xiàn)速度上(shàng)的微(wēi)小差异。另外(wài)，天文学(xué)家还发现了一个反(fǎn)常的(de)星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地(dì)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(cún)在(zài)的恒星数量却(què)只(zhǐ)有银河系的千(qiān)分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则(zé)就(jiù)会分崩(bēng)离析(xī)。但是科学(xué)家们使用最(zuì)先进的(de)望远镜(jìng)对其进行(xíng)了40个小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系中的(de)恒(héng)星运(yùn)动是可以(yǐ)用正常(cháng)的物质和力学定律(lǜ)来解(jiě)释的(de)。那(nà)么又有人提出(chū)，也许该星系的暗物质，已经(jīng)被(bèi)附近的另一(yī)个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了暗物(wù)质(zhì)的(de)假说(shuō)之(zhī)外，另一(yī)种可能就是人(rén)类对引力(lì)的(de)理解还不够全(quán)面，引力很可(kě)能(néng)在不同尺度空间中(zhōng)的工作(zuò)方(fāng)式是不同的，这(zhè)意味着在行星系尺度中的天体会沿着(zhe)它们的轨道，按照我们所理解的方(fāng)式(shì)运动。但是上升(shēng)到星(xīng)系和星团(tuán)的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则(zé)是不同的方式。对(duì)于在星系团之间(jiān)的相互作用，科学(xué)家还引入了外部场(chǎng)效应的概念(niàn)，指的是在数百万光年的规模上，巨大(dà)的质量之间会产生对彼此特殊(shū)的效(xiào)果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如(rú)果MOND蒙德理论(lùn)成立(lì)，这意味着我们需要(yào)对(duì)现在的物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也让很多(duō)人(rén)认为(wèi)暗物质假说理(lǐ)论就(jiù)此终结。但(dàn)是在(zài)宇宙当中还有(yǒu)关于暗物(wù)质存在(zài)的(de)其他的(de)理(lǐ)论(lùn)证据(jù)，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引(yǐn)力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团，由两个(gè)碰撞的(de)星系团所组成，类似这样的星团，它们大部(bù)分的(de)普通质量都在星系的气体当中。当(dāng)星团以1000万公(gōng)里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星(xīng)际(jì)气(qì)体的(de)相(xiāng)互作用就会导致温度(dù)的急剧升高，速度大幅(fú)降低。所(suǒ)以(yǐ)在理论(lùn)上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大部分的质量(liàng)将位于所(suǒ)有这些气(qì)体(tǐ)所在(zài)的中间区域。那(nà)么我们(men)通过什么来验证它的质量(liàng)区(qū)域到底(dǐ)是不(bù)是集中(zhōng)在中间呢？前(qián)不(bù)久，詹姆斯(sī)韦(wéi)伯(bó)太空(kōng)望远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当中第(dì)一张(zhāng)全彩的高清照片，在照片(piàn)中我(wǒ)们可(kě)以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了(le)巨大的(de)形变。其(qí)实这些星系(xì)本身并不(bù)是(shì)真的被扭(niǔ)曲了(le)，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什么问题，而是这(zhè)样极遥远的天体(tǐ)和我们(men)地球上的(de)观测者之间。被(bèi)一个质(zhì)量超级巨大的天(tiān)体遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量(liàng)的东西(xī)的引(yǐn)力，会使(shǐ)身后更遥远(yuǎn)星(xīng)系的(de)光都发生(shēng)了(le)扭曲。这(zhè)个现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨大(dà)的天体可能是(shì)超大质量(liàng)的黑洞(dòng)或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以当人(rén)们对子弹(dàn)星系团观测的时候，发现它的大质量区域并不(bù)是在(zài)中间，而(ér)是在(zài)两侧。所以最好的解释方法(fǎ)就是当星团(tuán)发生全部的(de)碰撞(zhuàng)时，可被观测(cè)到的(de)质量气体被卡(kǎ)在了中间(jiān)，暗物质则(zé)直接通过(guò)了这个(gè)区(qū)域(yù)，并在两边形(xíng)成了引力透镜(jìng)。对子(zi)弹星系团的引(yǐn)力透镜研(yán)究(jiū)也被认为(wèi)是暗物质存(cún)在的(de)迄今为止(zhǐ)最好(hǎo)的(de)理论证据(jù)。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的(de)光。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终于可以畅(chàng)通(tōng)无(wú)阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了(le)。经过了130多亿(yì)年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了(le)各(gè)相同性(xìng)的微波(bō)辐射。其中红色的部(bù)分(fēn)表示温度较高的区域，蓝色则表(biǎo)示(shì)相对较冷(lěng)的区域，但实际上它们之间的温差(chà)只有万分之一。

科(kē)学家们通(tōng)过对(duì)前景背(bèi)景分(fēn)离后的(de)二值图像进行连(lián)通域提(tí)取和标记之后发现，如果宇宙当(dāng)中(zhōng)没有(yǒu)暗(àn)物质，图(tú)形看起(qǐ)来(lái)不(bù)应(yīng)该是这样(yàng)的，而随着(zhe)暗(àn)物质的(de)增(zēng)加，一(yī)些峰值(zhí)的幅(fú)度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的测量值(zhí)，我(wǒ)们需要的暗物质大约是普通物质(zhì)的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动(dòng)所需要的暗物质比例是(shì)一致(zhì)的(de)。这就意味着。

用了(le)一个简单的理论框架(jià)，就(jiù)很好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子，它(tā)们不参(cān)与任(rèn)何其(qí)他的(de)电(diàn)磁(cí)作用(yòng)，只通过引力来(lái)相互作用(yòng)。所(suǒ)以如果能够找(zhǎo)到(dào)这种粒子的(de)存在，就相当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什(shén)么？科(kē)学家们已(yǐ)经(jīng)提出了(le)数(shù)十种的假想(xiǎng)目标(biāo)，而要寻找这些不同的目(mù)标粒子所需要的实验方式(shì)也不相同。在过去的几十年当中，人类(lèi)为了寻找这些(xiē)看不见、摸不到(dào)，几乎不(bù)会与常规物(wù)质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没有任何(hé)实质(zhì)性的发现(xiàn)，除了(le)一个地(dì)方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山(shān)脉。

在山(shān)下1400米处的地下(xià)矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着地球上最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层(céng)楼(lóu)高的探测(cè)器(qì)，一直致(zhì)力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科(kē)学家(jiā)声(shēng)称观测到了某种信号(hào)。经过(guò)了20多年的数据(jù)收集，人(rén)们(men)发现了一个(gè)有趣的事情。探测率(lǜ)会在每年(nián)的6月份达到(dào)峰(fēng)值，然后在(zài)11月降到(dào)最低，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家认为这可能(néng)是(shì)人类发(fā)现(xiàn)暗物质的第(dì)一个直接证据。

但是(shì)为什么(me)暗物质会产(chǎn)得物上的东西是正品吗，得物上的东西是新的还是二手生周(zhōu)期性的(de)年度信号(hào)呢？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了(le)太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速度围绕(rào)着(zhe)银河系进行(xíng)移动，那(nà)么如果暗物(wù)质存在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意味着(zhe)我们(men)也(yě)在以这样的速度(dù)在(zài)穿越着(zhe)暗(àn)物质流，这个过程中会产生相应(yīng)的振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的方(fāng)向与太阳(yáng)环绕银(yín)河系的方(fāng)向是一致的，而另外半年则与之相反(fǎn)。

而(ér)在6月(yuè)份(fèn)的时候，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这(zhè)是理论上地(dì)球穿越暗物质流最快(kuài)的时(shí)段。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实(shí)际(jì)的情况中(zhōng)，太阳系相对银河系(xì)的(de)平面呈(chéng)现(xiàn)了(le)60度的倾斜，但(dàn)是(shì)这并不影响这个(gè)理论的(de)有效性。

因此科(kē)学家认为这可以用来解(jiě)释，研究人(rén)员们所观测到(dào)的周期性信号。当(dāng)然也可能有其他的情况，造成这种年度周期信号的差异(yì)也可能是温度、湿(shī)度、土壤(rǎng)中的(de)水(shuǐ)分(fēn)、高山上(shàng)的(de)积雪(xuě)，甚至连意大(dà)利(lì)游客的(de)数量也(yě)符合(hé)这(zhè)个(gè)周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而在这里，地(dì)球(qiú)穿过暗物质(zhì)流(liú)的运动特征和第一个实验室(shì)是一样的。

因此，如果(guǒ)在这里可以得到相同的(de)信号(hào)，就可以成为暗(àn)物(wù)质所存在的(de)非常(cháng)有(yǒu)力的证据了。但是由(yóu)于这个(gè)实验室刚刚建(jiàn)成(chéng)不久，所以截至(zhì)目前还无(wú)法提供相应的(de)数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的(de)望远镜，这台太空望远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其中(zhōng)一个关键的用(yòng)途就是探索暗(àn)物质背后的奥秘，对(duì)于探测的(de)结果，我们(men)只能拭目以(yǐ)待了。费(fèi)米实验(yàn)室(shì)粒子(zi)天体物理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森(sēn)斯特芬研(yán)究发现，如(rú)果暗物质存在(zài)，它们极(jí)有可能拥有另一种神秘的效应(yīng)，这种暗(àn)物(wù)质(zhì)效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的(de)一个重要因素。

如果(guǒ)这(zhè)一理(lǐ)论得到进一步的证(zhèng)实(shí)，那么遍布宇(yǔ)宙当(dāng)中的暗物(wù)质会不会意味着(zhe)人(rén)类并不孤单呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)某个角落的行(xíng)星上，暗物质正(zhèng)在通(tōng)过这样的效应创造生命(mìng)。当(dāng)然，这些推论的大前提(tí)是要先找到(dào)暗物质存在的(de)实际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉(jué)得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新(xīn)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 得物上的东西是正品吗，得物上的东西是新的还是二手