宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为何会存在(zài)科学无法解释(shì)的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟(jìng)是什(shén)么(me)？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存(cún)在的证(zhèng)据，科学家(jiā)们在过去的几十年当中进(jìn)行了(le)超过50次的(de)长期实验，但是却没有发现任(rèn)何的(de)有效(xiào)证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版的(de)自(zì)然哲学数学(xué)原(yuán)理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引力定律，它揭(jiē)示了(le)宇(yǔ)宙中天(tiān)体运动(dòng)的规律(lǜ)。往后(hòu)的(de)几百年来，当(dāng)天(tiān)文学家们发现(xiàn)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(shí)候(hòu)，他们就会(huì)知(zhī)道(dào)，周围一定(dìng)有未知的(de)天(tiān)体通过引(yǐn)力在摄动它的(de)轨道。比如(rú)在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算(suàn)并且发现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力定律所取得重大天文(wén)成就的例子。但是这(zhè)些(xiē)发现都是(shì)在恒星系(xì)统的尺度当(dāng)中，可当我们(men)上升到星(xīng)系(xì)或者(zhě)是星团(tuán)的尺度，事情就(jiù)开始变(biàn)得诡异了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研(yán)究(jiū)和测(cè)量后发星系(xì)团(tuán)的质量(liàng)。这是一个由数千(qiān)个星系(xì)所组成的巨大星系团，这(zhè)些星(xīng)系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星系(xì)团的质量(liàng)一(yī)般会使用到两种(zhǒng)方法(fǎ)，当两种方法结果一致(zhì)，就可(kě)以确(què)定其质量的范(fàn)围。

第一种是获得(dé)其"光(guāng)度学的质(zhì)量"，需要的数据(jù)是测量各个(gè)星系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱红移(yí)测量(liàng)星系团(tuán)中的各个星系相对于星(xīng)系团(tuán)的运动速(sù)度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学(xué)质量(liàng)”竟然是“光度(dù)学质(zhì)量(liàng)”的(de)400倍(bèi)。这(zhè)意味(wèi)着，后发座星系团有99%的质量消失了(le)，或(huò)者说这99%的质量并不以可见光的形式(shì)所存在，我们无法看到。最诡异的是，在测(cè)量西气东输的起点与终点，西气东输的起止点是哪里？速度的过(guò)程中，兹威基发(fā)现星系团中很(hěn)多星系(xì)的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可见(jiàn)星系(xì)的质量所产生的引力是(shì)无法将它们(men)束缚在星系团内的(de)，它们(men)早(zǎo)就应该(gāi)被抛出星系团之外(wài)了，除非有一(yī)种(zhǒng)神秘的力(lì)量在(zài)起作用(yòng)，这种力量来(lái)源于某种隐形的(de)物(wù)质。

据(jù)此，兹维基提出了这样(yàng)部(bù)分(fēn)不可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸(xī)光(guāng)、反射(shè)光，但是它们却(què)占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中绝大部(bù)分(fēn)的质量(liàng)。只是当时的(de)人(rén)们对这样的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质(zhì)”这个词才再(zài)一次(cì)出(chū)现。天文学家(jiā)维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙(xiān)女座星系中的恒星运(yùn)动。理论上(shàng)来说，距离中心越远的恒星在其(qí)轨道(dào)上的运(yùn)行速(sù)度就会越慢。但(dàn)是他们观测(cè)的结果(guǒ)却让人感到不(bù)可(kě)思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎(hū)保持不(bù)变(biàn)。可是根据牛(niú)顿(dùn)的万有引力(lì)定律，在星(xīng)系当中如果没有(yǒu)足(zú)够(gòu)大的(de)质量来吸引它们(men)，这些外围的(de)恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基于这种现象，科(kē)学家们会(huì)使用一种(zhǒng)相对标准的方(fāng)法来解释暗(àn)物质的存在，这(zhè)种(zhǒng)方法就是(shì)测(cè)量星系(xì)当中气体在X轴上距离星系中心的(de)距(jù)离，以及(jí)在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异常的(de)结(jié)果(guǒ)，就认为是由(yóu)暗物(wù)质的(de)力量进入其(qí)中。

于是科(kē)学家(jiā)们(men)通过射电(diàn)望远镜测量了距离星(xīng)系中心(xīn)更远距离的氢(qīng)元素，发现它们的旋(xuán)转(zhuǎn)速度并不符(fú)合牛(niú)顿的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系(xì)位(wèi)于银河(hé)系的第三悬(xuán)臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万(wàn)光年，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳(yáng)系正在以(yǐ)220千米/秒的速度(dù)围绕银(yín)河系旋转，这个实际速(sù)度远(yuǎn)远大(dà)于理论速(sù)度，那么(me)产生以上这种(zhǒng)向心(xīn)加速西气东输的起点与终点，西气东输的起止点是哪里？度的原因很(hěn)可能就是存在着一种我们看不(bù)到(dào)的(de)物(wù)质，是这些(xiē)暗物质的引力(lì)效(xiào)应将星(xīng)系聚集在(zài)了(le)一起。

也是从这(zhè)时(shí)开始，越来越多(duō)的研究人员开(kāi)始相信暗物(wù)质的存(cún)在。科学家根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估算(suàn)在(zài)星系(xì)当中暗物质的(de)质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是(shì)，暗物质并不是(shì)唯一可以解释这(zhè)个现(xiàn)象(xiàng)的(de)原(yuán)因(yīn)。在一项新(xīn)的研究(jiū)当中(zhōng)，科(kē)学家们发(fā)现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另(lìng)外，天文学家还发现了一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离(lí)地球大约2.5亿(yì)光年，大小和银河系不多，但是星系当中存在(zài)的恒星数(shù)量却只有银河系的千分之一。

所(suǒ)以在理(lǐ)论上，该星系必(bì)须存在暗物质，否则(zé)就会分崩离析(xī)。但是科学家们使用最先进的望远(yuǎn)镜对其进行(xíng)了40个(gè)小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系(xì)中的(de)恒星运动(dòng)是可以(yǐ)用正常的物质(zhì)和(hé)力学定律来解释的。那么又有人提出(chū)，也许该星系的暗(àn)物质，已(yǐ)经被附近的另一(yī)个大(dà)星(xīng)系(xì)剥离了(le)。奇怪(guài)的(de)是(shì)，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造成这些现象的除了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就(jiù)是人类对(duì)引力的理(lǐ)解还(hái)不够全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间中的工作方式(shì)是不(bù)同的，这意味着在行星(xīng)系尺度中(zhōng)的天(tiān)体会(huì)沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理(lǐ)解的方式运动(dòng)。但是上升到星系和星(xīng)团的(de)尺度，引(yǐn)力(lì)之间的相互作用则是不同的方式。对于在星系团之间的相互作用，科学家还引(yǐn)入了外部场效应的概(gài)念，指的是在(zài)数百万光年的规模上，巨大的质(zhì)量之间会(huì)产生对彼(bǐ)此(cǐ)特(tè)殊的(de)效果，这个理(lǐ)论叫(jiào)做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理(lǐ)论成立，这意味着我们需(xū)要对现在的(de)物理定(dìng)律(lǜ)进(jìn)行修正，这些(xiē)发现也(yě)让很(hěn)多(duō)人认为(wèi)暗物(wù)质(zhì)假说理论就此终结。但(dàn)是(shì)在宇宙当中(zhōng)还有(yǒu)关于(yú)暗物质存在的其他的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙(méng)德理论所(suǒ)没法解释(shì)的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年(nián)的子弹(dàn)星系(xì)团(tuán)，由(yóu)两个碰撞的星系(xì)团所组成，类似这样(yàng)的星团(tuán)，它们(men)大部分的普通(tōng)质量都(dōu)在星系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时发(fā)生碰撞的(de)时候，星际气体(tǐ)的相互作(zuò)用就(jiù)会导(dǎo)致温度的急剧升高(gāo)，速(sù)度大幅降低。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在(zài)碰(pèng)撞之后(hòu)，子弹(dàn)星系(xì)团大部(bù)分的质量将位于所有这些气体所在的中间区域。那么(me)我们通过(guò)什么来验证它的质量区域(yù)到底是不(bù)是(shì)集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全彩的(de)高清(qīng)照片，在照片中我(wǒ)们可以明显地看(kàn)到很(hěn)多星系(xì)似乎(hū)被拉伸产(chǎn)生了巨大(dà)的形变。其实这(zhè)些星系本身(shēn)并不(bù)是(shì)真的被扭曲(qū)了，也不是韦伯望(wàng)远镜出了什么问题，而(ér)是这(zhè)样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观测者(zhě)之间。被一(yī)个质量超级巨大的(de)天(tiān)体遮挡，这个超(chāo)大质量的(de)东西的引力，会使身(shēn)后更(gèng)遥远星系的(de)光(guāng)都(dōu)发(fā)生了扭(niǔ)曲。这个现(xiàn)象就是引(yǐn)力透(tòu)镜(jìng)效应。这个巨大的天(tiān)体可能是超(chāo)大(dà)质(zhì)量的(de)黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系(xì)团观(guān)测的时候(hòu)，发现它的大质量(liàng)区(qū)域并不是(shì)在(zài)中间，而(ér)是在两侧。所以最好的解释方法就是当星团发生全部的碰撞时(shí)，可(kě)被观测到的(de)质量(liàng)气体被卡在(zài)了中间，暗物(wù)质(zhì)则直接(jiē)通过了这个(gè)区域，并(bìng)在(zài)两边形成了引力透镜。对子(zi)弹星系(xì)团的(de)引力透镜研究也(yě)被认为(wèi)是暗物质(zhì)存在的迄(qì)今(jīn)为(wèi)止(zhǐ)最好的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之外(wài)，还有来自宇宙当中最(zuì)古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年(nián)之后，可见(jiàn)光终(zhōng)于可(kě)以畅(chàng)通无(wú)阻(zǔ)地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过(guò)了130多亿年之(zhī)后，这些(xiē)光在宇宙空间(jiān)背景上留下了各相同(tóng)性的微(wēi)波辐射。其中(zhōng)红色(sè)的(de)部分表(biǎo)示温(wēn)度较高的区域，蓝(lán)色(sè)则表示相对较冷的区域(yù)，但(dàn)实际上(shàng)它们之间的温(wēn)差(chà)只有万分之(zhī)一。

科学家(jiā)们通过对前(qián)景背(bèi)景分离后的(de)二值图像进行(xíng)连(lián)通域提(tí)取(qǔ)和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物(wù)质，图形看起来(lái)不应该是这(zhè)样的，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小，才变(biàn)得看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值，我们需要(yào)的(de)暗(àn)物质大约是普通物(wù)质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解(jiě)释星系当中恒星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是一(yī)致的。这就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论框架，就很(hěn)好(hǎo)地解释(shì)了很多(duō)不同的观测结(jié)果。而暗物质(zhì)的本质就(jiù)是宇宙(zhòu)当中存在着某(mǒu)种类型的粒子(zi)，它(tā)们不参与(yǔ)任何其他(tā)的电磁作用，只通(tōng)西气东输的起点与终点，西气东输的起止点是哪里？过引力来相互作(zuò)用。所以如果能够找到这(zhè)种粒子的存(cún)在，就相(xiāng)当于找到了暗物质存在的(de)实际证据。这种(zhǒng)粒(lì)子(zi)到底是什(shén)么？科学(xué)家们已经(jīng)提出了(le)数十种(zhǒng)的假想(xiǎng)目(mù)标，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒子所需(xū)要的实验方式也(yě)不相同。在过去(qù)的几(jǐ)十(shí)年(nián)当中，人类为了(le)寻找这些看不(bù)见、摸不到，几(jǐ)乎不会与常(cháng)规物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学(xué)家们已经进行了超过50次的实(shí)验，却没有任(rèn)何实质性(xìng)的发现，除了一个(gè)地方(fāng)，意大利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井当中(zhōng)，藏(cáng)着地球上最大(dà)的(de)地学实验(yàn)室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三(sān)层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周期性(xìng)震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科(kē)学家声称观测到了某种信号。经过了(le)20多(duō)年(nián)的数据收集，人(rén)们发现了一(yī)个(gè)有(yǒu)趣的事情。探(tàn)测(cè)率(lǜ)会在每年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而(ér)且(qiě)在20年当中(zhōng)每年都是一样。一些科学家认(rèn)为这可能是人类发现暗(àn)物质的(de)第一个直接证据。

但是为什(shén)么暗物(wù)质会产生周期性的年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物(wù)质存在宇宙当(dāng)中，这意味着我们也在以这(zhè)样的速(sù)度在穿越着(zhe)暗物质流(liú)，这个过程中会产生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的速(sù)度围(wéi)绕太阳(yáng)进行旋(xuán)转。所以(yǐ)有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕(rào)银河系的方向是一致的(de)，而另外(wài)半(bàn)年(nián)则(zé)与之(zhī)相(xiāng)反。

而在6月(yuè)份的时(shí)候(hòu)，地球与太阳的方向正好达(dá)到完全一(yī)致，这(zhè)是理论上(shàng)地(dì)球穿越(yuè)暗物质流最(zuì)快的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的情况中，太阳系相对银河系的平(píng)面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并(bìng)不(bù)影响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可(kě)以用来解(jiě)释，研究人员们所观测到的周期性信(xìn)号。当然也可(kě)能有其(qí)他(tā)的情况，造成这种(zhǒng)年度(dù)周期信号的差异也可(kě)能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山上的积雪，甚至连(lián)意大利游客(kè)的数(shù)量也符合这个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南半球建(jiàn)立了一个(gè)几乎(hū)相同的实验室，这里的季节与之前(qián)的实验室正(zhèng)好相反，而(ér)在这里，地球穿过暗物(wù)质流的运动(dòng)特征和第一个实验室(shì)是一样(yàng)的(de)。

因(yīn)此(cǐ)，如果在这里可(kě)以得到(dào)相同的信号，就(jiù)可(kě)以成为暗物(wù)质所存在的非常有力的证据(jù)了。但(dàn)是由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前(qián)还无法提(tí)供相(xiāng)应的(de)数据支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望(wàng)远镜，这台(tái)太空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜叫(jiào)做(zuò)“南希格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但(dàn)它(tā)的宽(kuān)视场(chǎng)仪器提供的视野是(shì)哈勃红外仪器(qì)的100倍。南(nán)希格雷斯罗曼太空望远镜其(qí)中(zhōng)一个关键的(de)用途(tú)就是探(tàn)索暗物质背后的奥秘，对于探(tàn)测的结果，我们(men)只能拭目(mù)以待了。费米实验室粒子天体物理(lǐ)中心的(de)科学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究(jiū)发(fā)现，如果暗(àn)物质存在(zài)，它们极有(yǒu)可能拥有(yǒu)另(lìng)一(yī)种(zhǒng)神秘的(de)效应，这种暗物(wù)质效应，会(huì)支持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或者说是生命进化(huà)的(de)一(yī)个重要因素。

如(rú)果这一理论得到进一步的(de)证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着(zhe)人类(lèi)并不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙(zhòu)当中某个角落(luò)的(de)行(xíng)星上，暗(àn)物质正(zhèng)在通过这样的效应创(chuàng)造生命。当(dāng)然，这些推论的大前提(tí)是要先(xiān)找(zhǎo)到暗物质存(cún)在的(de)实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物(wù)质到底存不(bù)存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是我(wǒ)更新的动(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 西气东输的起点与终点，西气东输的起止点是哪里？