宇宙(zhòu)是“人(rén)为制造”的？为何(hé)会(huì)存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物质(zhì)存在的(de)证据(jù)，科学家们在(zài)过去的几十年当中进行了超过50次的(de)长期实验，但(dàn)是却没有发现任何(hé)的有效证据。除了一个地(dì)方，在1687年(nián)出(chū)版的(de)自然哲学数学原理(lǐ)一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引力定律(lǜ)，它揭示了(le)宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后的几(jǐ)百(bǎi)年来，当(dāng)天文(wén)学(xué)家们发(fā)现某些天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异常，不符合(hé)万(wàn)有引力定(dìng)律的时(shí)候(hòu)，他们(men)就会知道(dào)，周(zhōu)围一定有未知(zhī)的天(tiān)体通过(guò)引力在(zài)摄动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通(tōng)过天王星运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现(xiàn)都是应用万有(yǒu)引力定律所取得重(zhòng)大(dà)天(tiān)文(wén)成(chéng)就的例子。但是这(zhè)些发(fā)现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们(men)上升(shēng)到星系或者是(shì)星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理(lǐ)学家弗里茨兹(zī)威基正在研究(jiū)和测(cè)量后发(fā)星系(xì)团的质量。这(zhè)是一个(gè)由(yóu)数千(qiān)个星系所组成的巨大(dà)星(xīng)系团(tuán)，这(zhè)些星系被(bèi)引力束缚在一起。测量(liàng)星系团的(de)质量一般会(huì)使用(yòng)到两种方法(fǎ)，当两种方(fāng)法结果一致，就可以(yǐ)确定其质(zhì)量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光(guāng)度学的质量"，需要的数(shù)据是(shì)测量各(gè)个(gè)星系的光度。

第二种是动力学质量的(de)计算，是(shì)利用光谱红移(yí)测量星系团中的各个星系相对(duì)于星(xīng)系(xì)团的(de)运动速度。当测量(liàng)结(jié)果出(chū)来之(zhī)后(hòu)，兹威(wēi)基彻(chè)底懵了(le)，“动(dòng)力(lì)学质量(liàng)”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍(bèi)。这意味着，后(hòu)发(fā)座星系团有99%的(de)质量消失(shī)了，或者说(shuō)这99%的质量并(bìng)不以可见光的(de)形式所存在，我们无法看到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过程中(zhōng)，兹(zī)威基发现(xiàn)星系团(tuán)中很多星系的速度比理论上要快得(dé)多，按照(zhào)牛顿的运动学定律(lǜ)，仅靠这些可见(jiàn)星(xīng)系的质量所产生(shēng)的(de)引力是无法将它们(men)束缚在星系团内的，它(tā)们(men)早(zǎo)就应该被抛出(chū)星系(xì)团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在起作(zuò)用，这种力量(liàng)来源于某种隐形(xíng)的物(wù)质(zhì)。

据此，兹(zī)维基提出了(le)这样部分不可见的暗(àn)质(zhì)，它不发散(sàn)光、吸光、反射光(guāng)，但是它(tā)们却占据(jù)着宇宙中绝大部分(fēn)的质(zhì)量。只是当(dāng)时(shí)的(de)人们对这样的一种说(shuō)法不屑(xiè)一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一次出现。天文(wén)学(xué)家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在(zài)观测(cè)仙(xiān)女座星系中的恒(héng)星运动。理(lǐ)论上来说，距离(lí)中心越远的恒星在其(qí)轨道上的运行速度就会越慢(màn)。但(dàn)是(shì)他(tā)们观测(cè)的结果却让(ràng)人(rén)感(gǎn)到不可思议。

随着与中心距离(lí)的增加，恒星的旋转速度几乎保(bǎo)持不变。可是根据牛顿的(de)万(wàn)有引力定律，在星系当中如(rú)果(guǒ)没有足够大的质量来吸引(yǐn)感应电流公式3个公式推导，感应电流公式3个公式图解它们，这些外围的恒(héng)星早就被甩到(dào)宇宙当中(zhōng)了。基于这种现象，科学(xué)家(jiā)们会使用一种(zhǒng)相对标准的(de)方法来解释暗物质的存在，这(zhè)种方法就是测(cè)量星系(xì)当中气体(tǐ)在X轴上距(jù)离星系(xì)中(zhōng)心的(de)距(jù)离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度(dù)。如果(guǒ)出现异常的结果，就认为(wèi)是由暗物质的力量进(jìn)入其中。

于是(shì)科学(xué)家们通过射电望远镜测量(liàng)了距离星系中(zhōng)心更远距离(lí)的氢元素，发现它们的旋(xuán)转速(sù)度并不符合牛顿的(de)力(lì)学定律。我们的太(tài)阳系(xì)也不例(lì)外，太(tài)阳(yáng)系位于银河系的第三悬臂之上(shàng)，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有(yǒu)引力定律进行计算，太阳系的(de)运行(xíng)速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以(yǐ)220千米/秒的(de)速度围绕(rào)银河(hé)系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速(sù)度远(yuǎn)远大于理论速度(dù)，那么产(chǎn)生以上这种向心加速度的原因很可(kě)能(néng)就是存在(zài)着一种我们看不到的物(wù)质(zhì)，是(shì)这些(xiē)暗物质(zhì)的引力效应将星(xīng)系聚(jù)集在(zài)了一(yī)起。

也(yě)是从这(zhè)时开始，越来(lái)越(yuè)多的(de)研究人员开始相(xiāng)信暗物质的存在。科学家根据星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算在星系当(dāng)中暗物质的质量占(zhàn)整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以解(jiě)释(shì)这个(gè)现象的原因。在(zài)一项新(xīn)的研(yán)究(jiū)当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效(xiào)应的遥远恒星之(zhī)间，也会出(chū)现速度上(shàng)的(de)微小差异。另(lìng)外，天文学家还发现了一个(gè)反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年(nián)，大小和(hé)银河(hé)系不多(duō)，但(dàn)是星系(xì)当中存(cún)在的恒星数量却只(zhǐ)有银河系(xì)的千分(fēn)之一。

所以在理论上，该星系必(bì)须存(cún)在暗(àn)物质，否则就会分崩离(lí)析(xī)。但是科学家们使用(yòng)最先进的望远镜(jìng)对其进行了40个小时的详细(xì)测量(liàng)之后，发现(xiàn)星系中的恒星运动是可以用正常(cháng)的物质(zhì)和力学(xué)定律来解(jiě)释的。那么(me)又(yòu)有(yǒu)人(rén)提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经(jīng)被附近的(de)另一个大星系(xì)剥离了。奇怪的(de)是，它(tā)的附近没(méi)有任何(hé)星(xīng)系存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了暗物质的(de)假说之外，另一种(zhǒng)可能就(jiù)是人(rén)类对引(yǐn)力的理(lǐ)解还不(bù)够全面，引力很可能在不同(tóng)尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意味着(zhe)在行星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式(shì)运(yùn)动。但是上升到星(xīng)系和星团(tuán)的(de)尺度(dù)，引(yǐn)力之间的(de)相互作用则是不同的方式(shì)。对于在(zài)星系团之(zhī)间的相互(hù)作(zuò)用(yòng)，科学(xué)家还引入了外部场效应的概念，指的是在(zài)数百万光年的规模(mó)上(shàng)，巨大的质量之间会产(chǎn)生对彼此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理(lǐ)论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着我(wǒ)们需要(yào)对现在的物理(lǐ)定律进行(xíng)修正，这些(xiē)发现也让很多人认(rèn)为暗物质假说理论就(jiù)此(cǐ)终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质(zhì)存在的其他的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德(dé)理(lǐ)论所没法解释的“引(yǐn)力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似这样的星团，它(tā)们大部分的(de)普(pǔ)通质量(liàng)都(dōu)在星系的气体当中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生(shēng)碰(pèng)撞的时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会导(dǎo)致(zhì)温度(dù)的急(jí)剧升高(gāo)，速度大幅(fú)降低。所以在理(lǐ)论上，在碰(pèng)撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星系团大部(bù)分的质量将位(wèi)于(yú)所有(yǒu)这些(xiē)气体所在的中间区域。那(nà)么我们通(tōng)过什么来验证它的质量(liàng)区域到底(dǐ)是不是(shì)集中在中(zhōng)间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)第(dì)一张全彩(cǎi)的(de)高清照(zhào)片(piàn)，在照片中(zhōng)我们可以明显地看(kàn)到很多星系似乎被(bèi)拉伸产生了(le)巨(jù)大的(de)形变。其实这些星系本身并不是(shì)真的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望(wàng)远(yuǎn)镜出了(le)什么问题，而是这(zhè)样极(jí)遥远的(de)天(tiān)体和我(wǒ)们地球上的观测者之间。被(bèi)一个质量超级巨大的天体遮(zhē)挡，这个超大质量的东西(xī)的(de)引力，会使身后更遥(yáo)远星(xīng)系(xì)的光都发生了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力透镜(jìng)效应(yīng)。这个(gè)巨大的天(tiān)体可能是(shì)超大(dà)质(zhì)量的黑洞(dòng)或者是暗物质(zhì)。

所以当(dāng)人(rén)们对子弹星(xīng)系团(tuán)观(guān)测的时(shí)候，发现它(tā)的大(dà)质量区域并不是(shì)在中(zhōng)间，而(ér)是在两侧。所(suǒ)以最(zuì)好的解释方法就是当星团发生全(quán)部的(de)碰撞时，可(kě)被观测到的(de)质量(liàng)气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成了(le)引力透镜。对子弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被认为是暗物质存在的迄(qì)今(jīn)为(wèi)止最好(hǎo)的理(lǐ)论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万(wàn)年之(zhī)后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些光在(zài)宇宙空间背景(jǐng)上留下了(le)各相同性的(de)微波辐射。其中红色的部分(fēn)表示温度(dù)较高(gāo)的区域，蓝色(sè)则表(biǎo)示相(xiāng)对较冷的(de)区域，但实际(jì)上它们(men)之间(jiān)的温差只有万分之一。

科(kē)学家们(men)通过(guò)对前景背景分离后的二值(zhí)图像进行连感应电流公式3个公式推导，感应电流公式3个公式图解通域提(tí)取和标记之后发现，如(rú)果宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)没有暗物质(zhì)，图形看起来不应该是这样的，而随着(zhe)暗物质(zhì)的增加(jiā)，一(yī)些峰(fēng)值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微(wēi)波背(bèi)景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗(àn)物质(zhì)大约是普(pǔ)通物质的5倍。这个(gè)数字与解释星系当中(zhōng)恒(héng)星(xīng)运动所需要的暗物质比例(lì)是一致的。这就(jiù)意味着。

用了一个简单的(de)理论框架，就很好(hǎo)地解释(shì)了很多不同的观测结果(guǒ)。而(ér)暗物质的本(běn)质(zhì)就是宇宙当中(zhōng)存在(zài)着(zhe)某(mǒu)种(zhǒng)类型(xíng)的粒子(zi)，它们不参与任何其他的电(diàn)磁作用，只通过引(yǐn)力来相(xiāng)互作用(yòng)。所以如果能够(gòu)找到这种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相(xiāng)当于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么(me)？科学家们已(yǐ)经提出(chū)了数(shù)十种的假想目标，而要寻找这(zhè)些不(bù)同的(de)目标粒(lì)子所需要的(de)实验方式(shì)也不相(xiāng)同。在过去的(de)几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这些看不(bù)见、摸(mō)不到，几(jǐ)乎不会(huì)与常规物质相互(hù)作用的“暗物质(zhì)”，科(kē)学家(jiā)们已经进行了(le)超过50次的实验，却没有任何实质(zhì)性的发现，除了一(yī)个地(dì)方，意(yì)大利(lì)的格兰(lán)萨索山，隶属于(yú)阿(ā)尔卑斯山(shān)脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的(de)地学实验(yàn)室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的探(tàn)测器，一直致力于寻(xún)找暗物(wù)质粒子的周(zhōu)期性震(zhèn)荡(dàng)。

自1997年以来，这里的(de)科学家声称观测(cè)到了(le)某种信号。经(jīng)过了(le)20多(duō)年的数据(jù)收集(jí)，人们发(fā)现(xiàn)了一个有趣的(de)事(shì)情。探测率会(huì)在每(měi)年(nián)的(de)6月份达(dá)到(dào)峰(fēng)值，然后在11月降(jiàng)到(dào)最低(dī)，而且在20年当中每(měi)年(nián)都是一样(yàng)。一(yī)些科学家认(rèn)为(wèi)这可能是人类发现(xiàn)暗物质的第一个直接证(zhèng)据。

但是(shì)为(wèi)什(shén)么暗物(wù)质会(huì)产生(shēng)周(zhōu)期性(xìng)的年度信(xìn)号呢？刚才我们讲了太(tài)阳系正在以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的(de)速(sù)度围(wéi)绕(rào)着银河系进(jìn)行(xíng)移动，那(nà)么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意味着我们也在以这样的速度在穿越(yuè)着暗(àn)物质(zhì)流，这个过程中(zhōng)会(huì)产生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕银河系的方向是(shì)一致的，而另(lìng)外半年则(zé)与之相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太阳的(de)方向正好达到完全一致，这是(shì)理(lǐ)论上地球穿越暗物质流最快(kuài)的时段(duàn)。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达(dá)到(dào)了(le)最慢值。尽管在实(shí)际的(de)情况中(zhōng)，太阳系相对银(yín)河系的平面呈现(xiàn)了60度(dù)的(de)倾(qīng)斜，但是这并不(bù)影响(xiǎng)这个理(lǐ)论的有效(xiào)性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究(jiū)人员(yuán)们(men)所观测到(dào)的周(zhōu)期性信号。当然也可能有其他的情况，造成这(zhè)种(zhǒng)年度(dù)周期信号的差异也可能(néng)是(shì)温(wēn)度、湿(shī)度、土壤中(zhōng)的水分(fēn)、高山上的(de)积雪，甚(shèn)至连意大利(lì)游客的(de)数量也符(fú)合这个周(zhōu)期的规(guī)律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球(qiú)建立了(le)一个几乎相同的实验室，这里的季节与之前的实验室(shì)正(zhèng)好相反(fǎn)，而(ér)在(zài)这里，地球穿(chuān)过暗(àn)物质流的运动特征和第(dì)一个实验室(shì)是一样(yàng)的。

因(yīn)此(cǐ)，如(rú)果在(zài)这(zhè)里可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物(wù)质所存在(zài)的(de)非常有力的证据(jù)了。但是(shì)由(yóu)于这个实(shí)验室刚刚建成不久，所以截至目前还无(wú)法提(tí)供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新(xīn)的望远镜，这台太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小(xiǎo)跟哈勃望远(yuǎn)镜相同(tóng)，但(dàn)它的宽视(shì)场仪器提供的(de)视野是(shì)哈勃红外仪器的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)就是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于(yú)探测的结果，我们只能拭(shì)目以待(dài)了。费米实验室粒子(zi)天体物理中(zhōng)心的科学家丹(dān)琥珀(pò)和贾森斯特芬研(yán)究发现，如果暗物(wù)质存在(zài)，它(tā)们极有可能拥有另一(yī)种神秘的效应，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的诞生(shēng)，或者说是生命进化的(de)一个重(zhòng)要因素(sù)。

如果这(zhè)一(yī)理论得到进一步的证实，那么遍布宇(yǔ)宙当(dāng)中的暗物(wù)质会不(bù)会意(yì)味着(zhe)人类(lèi)并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落的行星上，暗物质(zhì)正在通(tōng)过(guò)这(zhè)样(yàng)的效应(yīng)创造生(shēng)命。当然，这些(xiē)推论的(de)大前(qián)提(tí)是要先找到暗物质(zhì)存在的(de)实际证据。那(nà)么小伙伴们(men)，你们觉得暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我更新的动力(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 感应电流公式3个公式推导，感应电流公式3个公式图解