宇(yǔ)宙是“人(rén)为制造”的？为何会存在科(kē)学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟(jìng)是(shì)什么？人类为了寻找暗物质存在的证据，科学家们在过去(qù)的(de)几十年当(dāng)中进行了超过(guò)50次的(de)长期实验，但是却(què)没有发现(xiàn)任何的有效证据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的(de)自然哲(zhé)学(xué)数学原理一书中，埃萨克牛顿(dùn)发表了(le)万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运(yùn)动的规律。往后(hòu)的几百(bǎi)年来，当天(tiān)文学家们发现某些(xiē)天(tiān)体运行轨道出现异常，不符合万有引力定律的时候，他们就(jiù)会知道，周(zhōu)围(wéi)一(yī)定(dìng)有未知(zhī)的天体通过引力在摄动它的(de)轨(guǐ)道。比(bǐ)如在(zài)1846年，奥(ào)本勒维耶就(jiù)通过(guò)天王星(xīng)运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发(fā)现都是应(yīng)用万(wàn)有(yǒu)引力定律(lǜ)所取(qǔ)得(dé)重大天文(wén)成(chéng)就的例子。但(dàn)是(shì)这些发(fā)现都是(shì)在恒(héng)星(xīng)系统的尺度当(dāng)中，可当(dāng)我们上升到星系或者是星团的(de)尺(chǐ)度，事(shì)情就开始变得(dé)诡(guǐ)异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物理学家(jiā)弗里(lǐ)茨兹威基正(zhèng)在研(yán)究和测量后发星系团(tuán)的(de)质量。这是一个由(yóu)数(shù)千个(gè)星系所组成的巨大星系团，这些星系被引力束缚在一起。测量星系(xì)团的质量一(yī)般会使用到两种方法，当两种方法(fǎ)结果一致，就可(kě)以(yǐ)确定(dìng)其(qí)质量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测量(liàng)各(gè)个星系的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是动力(lì)学(xué)质量的计(jì)算，是(shì)利用光谱红移测量星系(xì)团中的各个星系相(xiāng)对于星系(xì)团的运(yùn)动(dòng)速度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度学质量”的400倍。这意(yì)味着，后发(fā)座星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不(bù)以可(kě)见光的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发(fā)现星(xīng)系团(tuán)中很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的(de)运动学定律，仅靠这些可见(jiàn)星系的质量所产生的引力是无法将它(tā)们束缚(fù)在星系(xì)团内的，它(tā)们早就(jiù)应该被(bèi)抛出星系团之外了，除非有一(yī)种神秘的力量在(zài)起作用，这种力(lì)量来源于某种(zhǒng)隐形的物质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大(dà)部分的(de)质量。只(zhǐ)是当时(shí)的人们(men)对这样的一种(zhǒng)说法不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物(wù)质”这个词才再(zài)一(yī)次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测(cè)仙女座星系(xì)中(zhōng)的恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越慢(màn)。但是他(tā)们观测的(de)结(jié)果却让人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒星的(de)旋转速(sù)度(dù)几乎保持(chí)不变。可(kě)是根(gēn)据牛顿的万有引力定(dìng)律(lǜ)，在星系(xì)当中如果没有足够大的质量来(lái)吸引(yǐn)它们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科学(xué)家们会(huì)使用一种相对标(biāo)准的方法来解释(shì)暗物质(zhì)的存在，这种(zhǒng)方法(fǎ)就是测量星系当中气体在(zài)X轴上距(jù)离(lí)星系中(zhōng)心的(de)距离，以及(jí)在Y轴上气体的旋转速(sù)度。如果出(chū)现异常的结果，就(jiù)认为(wèi)是由暗物质(zhì)的力量进入其中(zhōng)。

于(yú)是(shì)科(kē)学家们通(tōng)过(guò)射电望远镜(jìng)测量了(le)距(jù)离星系中心更远距(jù)离(lí)的氢元素，发(fā)现它(tā)们的旋转速度并不符合牛(niú)顿的(de)力学定律。我们的太阳系也(yě)不例外，太(tài)阳系位于银河系的第(dì)三悬(xuán)臂之上，距离银(yín)河(hé)系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定(dìng)律进(jìn)行计算，太阳系的运行速(sù)度应该是160千米/秒，但实(shí)际上(shàng)，太阳系(xì)正在(zài)以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这(zhè)个实际速度(dù)远远(yuǎn)大于理论(lùn)速(sù)度，那么产生以上这种向心加速度的原(yuán)因很可能就是存(cún)在着一种我们看不到(dào)的物质，是这些(xiē)暗物质(zhì)的引力(lì)效(xiào)应将星系聚集在了一(yī)起(qǐ)。

也是从这时开始，越来越多(duō)的研究人员开(kāi)始相信暗物质的存在(zài)。科(kē)学(xué)家根据星(xīng)系外恒星轨道(dào)的速度，估(gū)算在星系(xì)当中暗物质的质量占(zhàn)整个星系质量的(de)85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一可以解释这个现(xiàn)象(xiàng)的原因。在(zài)一项新(xīn)的研究(jiū)当中，科学家们(men)发现，几乎没有引力效(xiào)应(yīng)的遥远恒星之间，也会(huì)出现(xiàn)速度上的微小差异。另外(wài)，天文学家还发现了一个反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但(dàn)是星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)存(cún)在的恒星数(shù)量却只有银(yín)河系的千(qiān)分之一。

所以在理论上，该星系必(bì)须存在暗物(wù)质，否则(zé)就会分(fēn)崩离(lí)析。但是科学家们使用(yòng)最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(xiàn)星系中的(de)恒星运(yùn)动是可以用正常的(de)物(wù)质和力学定(dìng)律(lǜ)来解释的。那么又(yòu)有人(rén)提(tí)出，也许该星(xīng)系的暗(àn)物质，已经(jīng)被附近的另(lìng)一(yī)个(gè)大星系(xì)剥(bō)离了。奇怪的是(shì)，它的附(fù)近没有任何星(xīng)系存在。造成这(zhè)些现象(xiàng)的除(chú)了暗(àn)物(wù)质的假说之外(wài)，另一(yī)种可能就是人类对引力的理解还不够全面，引(yǐn)力很可能(néng)在不同尺度(dù)空(kōng)间中的工作(zuò)方式(shì)是不同的(de)，这意味着(zhe)在行星系尺度(dù)中的天(tiān)体会沿着它们的轨道(dào)，按照我们所理解的方式运(yùn)动。但是上(shàng)升到星系和星(xīng)团的尺度，引力(lì)之间(jiān)的相互作用则是不同(tóng)的方式。对于在星系团之间的相互作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的(de)是(shì)在数(shù)百万光年的规模上，巨大的质量(liàng)之(zhī)间会产生对彼此特殊的效果(guǒ)，这个理论叫(jiào)做MOND蒙(méng)德理论。如(rú)果MOND蒙德(dé)理论成立，这意味着我(wǒ)们需要(yào)对(duì)现(xiàn)在的物(wù)理定律进行修(xiū)正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多人认为暗物质假说理论就(jiù)此终结(jié)。但是在宇(yǔ)宙当中还(hái)有关(guān)于暗物质存在的其他的(de)理论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的“引(yǐn)力透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿光年的(de)子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的星系团所(suǒ)组成，类似这(zhè)样的星团，它(tā)们大部(bù)分的普通质量(liàng)都在星(xīng)系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万(wàn)公里/小时发(fā)生(shēng)碰撞的时(shí)候(hòu)，星(xīng)际气体的(de)相互作用就会导致温度的急剧升高，速度(dù)大(dà)幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在(zài)理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团(tuán)大部(bù)分的(de)质量将位于(yú)所有(yǒu)这些气体所在的中间区(qū)域。那么我们通过什么(me)来(lái)验证它(tā)的(de)质(zhì)量区域到底是不是集中在(zài)中间呢(ne)？前(qián)不久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远镜传回了(le)宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高清照片，在照片中我们可以明显地看到很多(duō)星(xīng)系(xì)似乎(hū)被拉伸产生了巨(jù)大的形变。其实(shí)这些星(xīng)系本身并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是(shì)这样极遥(yáo)远的天(tiān)体和我们地(dì)球上(shàng)的观测者之间。被一个质(zhì)量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超(chāo)大质量的东西的引力，会使(shǐ)身后(hòu)更遥远星(xīng)系(xì)的(de)光都发生了(le)扭曲。这个现(xiàn)象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体(tǐ)可能是超大质量的(de)黑洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对(duì)子(zi)弹星系团观测的(de)时候，发现(xiàn)它(tā)的大质(zhì)量区域并不是在中间，而是在(zài)两侧(cè)。所以最好的解释方法就是当星团发生全(quán)部的碰撞时，可被观(guān)测(cè)到的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质(zhì)则直接通(tōng)过(guò)了(le)这个(gè)区域，并在(zài)两(liǎng)边形成了引力透镜。对子弹(dàn)星系团的引力透镜研(yán)究(jiū)也被认为是暗(àn)物质存在的迄(qì)今(jīn)为止最好的(de)理(lǐ)论证据(jù)。

除此之外，还(hái)有来自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终(zhōng)于可(kě)以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上(shàng)留下了(le)各相同性的(de)微(wēi)波辐射(shè)。其中红色的部分表示温(wēn)度较(jiào)高的区(qū)域，蓝色则表示相对较冷的区域(yù)，但(dàn)实际上它们之间的温差只有万(wàn)分(fēn)之一。

科学家们通过对前(qián)景背景分离(lí)后的(de)二值图像(xiàng)进行连通域提取和标记之后发现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起来不应该是这样的(de)，而随着暗物质(zhì)的(de)增加，一些峰值的幅度(dù)会(huì)减(jiǎn)小，才变得看起(qǐ)来“和谐(xié)”。为(wèi)了匹配(pèi)宇宙微波背(bèi)景辐射的测量值，我们需要的暗物质(zhì花竹帽是哪个民族的 花竹帽是广西毛南族仅有的吗)大(dà)约是普通物质的5倍。这(zhè)个数字与解释星系当(dāng)中(zhōng)恒星运动所需(xū)要的(de)暗物质比例(lì)是一致的。这就意(yì)味着(zhe)。

用(yòng)了一个(gè)简单的理论框架，就很好地解释了很(hěn)多不同的观测结(jié)果。而暗物(wù)质(zhì)的本质就是(shì)宇宙当(dāng)中(zhōng)存在着某(mǒu)种类型的粒(lì)子，它们不参与任何(hé)其他的电(diàn)磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果(guǒ)能够(gòu)找到这种粒子(zi)的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒(lì)子到底是什么？科学家们已经提出了数十种(zhǒng)的(de)假想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的目标粒(lì)子所需要(yào)的实验方(fāng)式也不相同。在(zài)过去的(de)几十年(nián)当(dāng)中(zhōng)，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几(jǐ)乎不会与常(cháng)规物(wù)质相互作(zuò)用的“暗物(wù)质”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没有(yǒu)任(rèn)何实质性的发(fā)现，除了一(yī)个地方，意(yì)大利(lì)的格兰萨索(suǒ)山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏(cáng)着地(dì)球上最大的地学实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层(céng)楼高的探测器(qì)，一直致(zhì)力(lì)于寻找(zhǎo)暗物质粒子的(de)周(zhōu)期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里(lǐ)的科学(xué)家(jiā)声称观测到(dào)了(le)某种信号。经过了20多年的数据(jù)收集，人们发现了一(yī)个有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然(rán)后(hòu)在11月降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是一(yī)样。一些科学家认为这(zhè)可能是(shì)人类发现暗物(wù)质的第一个(gè)直接证据。

但是为什么暗物质会产生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚(gāng)才我们讲了太(tài)阳系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕着银(yín)河系(xì)进行移动，那么如果暗物质存在(zài)宇(yǔ)宙当中，这(zhè)意(yì)味(wèi)着(zhe)我们(men)也在(zài)以这样的速度在(zài)穿越着暗物质(zhì)流，这个过程(chéng)中会产生相(xiāng)应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒的(de)速度(dù)围(wéi)绕太(tài)阳进行旋(xuán)转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的(de)方向与太阳环绕银河系(xì)的方(fāng)向是一致的(de)，而(ér)另外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月(yuè)份(fèn)的时候，地球与太阳的方向正好达到完全(quán)一致，这(zhè)是(shì)理论上地球穿越(yuè)暗物质流最快的时段。而在11月(yuè)份(fèn)，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管在(zài)实际的情(qíng)况中，太(tài)阳系(xì)相对银(yín)河系(xì)的平面呈(chéng)现了(le)60度(dù)的倾斜，但(dàn)是这并不影响(xiǎng)这个理论的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们所观测到的周期性信号(hào)。当(dāng)然(rán)也可(kě)能有其他的情况，造成(chéng)这种年度周(zhōu)期信号的差异也可能是温度、湿(shī)度(dù)、土壤中的水(shuǐ)分、高山(shān)上(shàng)的积雪，甚至连意大利游(yóu)客的数量也符(fú)合这个周(zhōu)期的(de)规律。

所以(yǐ)，科学(xué)家们又在南半(bàn)球建(jiàn)立了一个(gè)几乎(hū)相同的实验室(shì)，这里的季(jì)节与(yǔ)之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这里，地(dì)球穿过暗物(wù)质(zhì)流的(de)运动特征(zhēng)和第一(yī)个实(shí)验(yàn)室是一样的(de)。

因(yīn)此，如果在这里(lǐ)可以得到(dào)相同(tóng)的信(xìn)号(hào)，就可以(yǐ)成为(wèi)暗物质(zhì)所存在(zài)的非(fēi)常有力的证(zhèng)据了。但是由于这个(gè)实(shí)验室刚刚(gāng)建(jiàn)成不久，所以截至目前还无法提供相(xiāng)应的(de)数(shù)据支持。另(lìng)外，在2025年(nián)，NASA将(jiāng)会发射一台新的(de)望远镜，这台(tái)太(tài)空望远镜叫做“南(nán)希格雷(léi)斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃望远镜相同，但它的(de)宽视场仪器提供(gōng)的视野(yě)是(shì)哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望远(yuǎn)镜其中一个关键的用途就是探索(suǒ)暗物质背后的(de)奥秘，对于探测(cè)的结果，我们只能拭目以待了(le)。费米实验室粒子天体物理中心(xīn)的科学家丹琥(hǔ)珀(pò)和贾(jiǎ)森(sēn)斯特芬研究发现，如(rú)果暗物质(zhì)存在(zài)，它们极有可能拥有另一种神(shén)秘的效应，这种暗(àn)物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或者说(shuō)是生命进(jìn)化的一(yī)个重要(yào)因素(sù)。

如果这一(yī)理论得到进一步的(de)证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中的暗物(wù)质会不(bù)会(huì)意味着人类(lèi)并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当中某个角落(luò)的行星上，暗(àn)物质正在通(tōng)过这(zhè)样的效应(yīng)创(chuàng)造生(shēng)命。当然，这些推论的大前提是要先找到(dào)暗物质存在(zài)的实际(jì)证据。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗(àn)物(wù)质到底存不存(cún)在(zài)呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你的支持是我更新(xīn)的动力(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 花竹帽是哪个民族的 花竹帽是广西毛南族仅有的吗