宇(yǔ)宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在(zài)科(kē)学无法解(jiě)释的“暗当兵后微信会受影响吗，当兵的不能玩微信吗物质(zhì)”？暗(àn)物(wù)质又(yòu)究竟(jìng)是什么？人类为了寻找暗物质存在的证据，科学家们(men)在过去(qù)的几十年当中进行了超过50次的长期实验，但(dàn)是(shì)却没有(yǒu)发现任何(hé)的有(yǒu)效(xiào)证(zhèng)据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的(de)自然哲学(xué)数学原理(lǐ)一书中，埃(āi)萨克(kè)牛(niú)顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭(jiē)示了(le)宇宙中天体运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当天文学家们发(fā)现(xiàn)某些天体运行轨道(dào)出现异常，不符合万有引力(lì)定律的时候，他(tā)们就会知(zhī)道，周围一定有未(wèi)知的(de)天(tiān)体通过(guò)引力在(zài)摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通过(guò)天王星运行轨道的异常，推算(suàn)并(bìng)且(qiě)发现了(le)海王星的存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都是应用万有引力(lì)定律所(suǒ)取(qǔ)得重(zhòng)大天(tiān)文成就(jiù)的例子。但是这(zhè)些(xiē)发现都是在(zài)恒星系统(tǒng)的尺度当中，可当我(wǒ)们上升(shēng)到星(xīng)系(xì)或者是星团(tuán)的尺度(dù)，事情就(jiù)开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里(lǐ)茨兹威(wēi)基正在(zài)研究和(hé)测(cè)量后发(fā)星系团的(de)质量(liàng)。这是一个由(yóu)数千个(gè)星系所(suǒ)组成的巨(jù)大星系团，这些(xiē)星系(xì)被引力束缚(fù)在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其质(zhì)量的(de)范围。

第一(yī)种是获得其(qí)"光度学的质量"，需要的数据是测(cè)量各(gè)个星系(xì)的(de)光度。

第(dì)二种(zhǒng)是动力学质量(liàng)的计算，是利用光谱红(hóng)移测量星系团中的各个星系相对于星系团(tuán)的运动速度。当测量结(jié)果出来之(zhī)后，兹威基(jī)彻底懵了(le)，“动力(lì)学(xué)质量”竟然(rán)是(shì)“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味着，后发座星系(xì)团有99%的质量(liàng)消失了，或(huò)者(zhě)说(shuō)这(zhè)99%的(de)质量并不以可见光的形式所存在，我们无法(fǎ)看到。最(zuì)诡异的是(shì)，在(zài)测量(liàng)速度(dù)的过程中，兹威(wēi)基发现星系团中很(hěn)多(duō)星系的速度比理论(lùn)上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学(xué)定律，仅靠这些可(kě)见星系的质量所产生的引力(lì)是无法将(jiāng)它们束缚在星系团内的，它们早就应(yīng)该被(bèi)抛出星(xīng)系(xì)团(tuán)之外了，除非有一种神(shén)秘的力(lì)量(liàng)在起作(zuò)用，这种力量来源(yuán)于(yú)某种隐(yǐn)形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了这(zhè)样(yàng)部分不可见的暗(àn)质，它(tā)不发散光、吸(xī)光、反射光(guāng)，但是它们却占据着宇宙中绝(jué)大部(bù)分的质量。只是当(dāng)时(shí)的(de)人们对这样(yàng)的一种说法不屑(xiè)一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再(zài)一次(cì)出现。天文学(xué)家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中心越(yuè)远的恒星在其轨(guǐ)道上的运(yùn)行速度就会越慢。但是他们观测的(de)结果(guǒ)却让(ràng)人感到(dào)不可思议。

随(suí)着(zhe)与中心距离的增加，恒(héng)星的旋转速度几乎(hū)保持(chí)不变。可是(shì)根(gēn)据牛顿的万有(yǒu)引力定律，在星系(xì)当中如果没有足够(gòu)大(dà)的质量来(lái)吸引它们，这些外围的恒(héng)星早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种(zhǒng)现象，科学家们(men)会使(shǐ)用一种相对(duì)标准的方法来解释(shì)暗物质的存在(zài)，这种方(fāng)法就(jiù)是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中心(xīn)的距离，以及(jí)在Y轴上气体的旋(xuán)转(zhuǎn)速度。如果出现(xiàn)异(yì)常的结果(guǒ)，就认为是由(yóu)暗(àn)物质的(de)力量(liàng)进入其中。

于是(shì)科学家们通过射(shè)电(diàn)望远镜测量了距离星系中心更远距(jù)离的氢(qīng)元素(sù)，发现(xiàn)它们的旋转速(sù)度并不符合牛顿的力(lì)学定(dìng)律。我(wǒ)们的太阳系也不例外，太阳系位于(yú)银(yín)河(hé)系的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光(guāng)年，根据万(wàn)有引力定律进行计(jì)算，太阳系的运行速度应(yīng)该是(shì)160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的(de)速(sù)度围(wéi)绕银河系旋转，这(zhè)个实际速(sù)度远远(yuǎn)大于理(lǐ)论速度，那么(me)产生以上这种向心加(jiā)速度的原因很可能就是存在着一种我(wǒ)们看(kàn)不到的物质，是(shì)这些暗物(wù)质的引力效应(yīng)将(jiāng)星系聚集在了一起(qǐ)。

也是(shì)从这时(shí)开始，越(yuè)来(lái)越多的(de)研究人(rén)员(yuán)开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道(dào)的(de)速度，估算在星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质(zhì)量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物质(zhì)并不是(shì)唯(wéi)一可以(yǐ)解释(shì)这个现象(xiàng)的原因。在一(yī)项新的研究当中(zhōng)，科学家们(men)发现，几乎没(méi)有引力效应的遥远恒(héng)星之间，也会出(chū)现速(sù)度(dù)上的微(wēi)小差异。另外，天文(wén)学(xué)家(jiā)还发(fā)现(xiàn)了(le)一个(gè)反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约2.5亿光年(nián)，大小和(hé)银河系不多，但是星系当中存在的恒(héng)星数量却(què)只有银河系的千分之一(yī)。

所(suǒ)以(yǐ)在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则就会分崩离(lí)析。但是科学家(jiā)们(men)使用最(zuì)先进的(de)望远镜对其进行(xíng)了40个小时的(de)详细(xì)测(cè)量之(zhī)后，发现星(xīng)系中(zhōng)的恒星运动是可以(yǐ)用正常的物质和力(lì)学定律(lǜ)来解释(shì)的。那(nà)么又有人提出，也许该星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附(fù)近没有任何星系存在。造成这些现(xiàn)象的(de)除了暗物质(zhì)的假说(shuō)之外，另一(yī)种可能就是人类对引力的理解(jiě)还(hái)不(bù)够全(quán)面，引力很可(kě)能在不同尺度空间(jiān)中的工作方(fāng)式是不同的，这(zhè)意味(wèi)着在行(xíng)星(xīng)系尺(chǐ)度中(zhōng)的(de)天体会(huì)沿着它们的轨道(dào)，按照(zhào)我们所理解的(de)方式运动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺度，引(yǐn)力之(zhī)间的(de)相互作用则是不同的(de)方式。对于在星系团之间(jiān)的相(xiāng)互(hù)作用，科(kē)学(xué)家还引入了外部场效应(yīng)的(de)概念，指的是在数百万光年的规模上，巨(jù)大(dà)的质量之间会产(chǎn)生(shēng)对彼(bǐ)此特殊(shū)的(de)效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们需要对现在的物理定律进行修正，这些发现也让很多人认为暗物质假说理论就(jiù)此终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存(cún)在的其他(tā)的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的“引力透镜(jìng)”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹(dàn)星系(xì)团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组成，类似这样的星团，它们大部分(fēn)的普通质量都在星系(xì)的(de)气体当(dāng)中。当(dāng)星团(tuán)以(yǐ)1000万公里/小时发(fā)生(shēng)碰(pèng)撞的时候，星际气体的(de)相互作用就会导致温度的急剧升高，速(sù)度大(dà)幅降(jiàng)低。所以在(zài)理(lǐ)论(lùn)上，在碰(pèng)撞(zhuàng)之后，子弹(dàn)星系团大部分的质量(liàng)将位于(yú)所有(yǒu)这(zhè)些(xiē)气体所(suǒ)在的中间区(qū)域。那(nà)么我(wǒ)们通过什(shén)么来验证它的质量(liàng)区域到(dào)底是不(bù)是集中在(zài)中(zhōng)间呢？前不久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太空(kōng)望远镜(jìng)传回了宇(yǔ)宙当中第一(yī)张全彩(cǎi)的高清照片，在照片(piàn)中我们可以明(míng)显地看到很多星(xīng)系似乎被拉(lā)伸产(chǎn)生了巨大(dà)的形变。其实这些(xiē)星系本身并(bìng)不是(shì)真的被(bèi)扭曲了(le)，也(yě)不是韦伯望远(yuǎn)镜(jìng)出(chū)了(le)什么(me)问题，而是这样极(jí)遥远的天体和(hé)我们(men)地球上(shàng)的观测者之间。被一个质量超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超(chāo)大质(zhì)量的(de)东西的引力，会使身后更遥远星系的光都发生(shēng)了(le)扭曲。这个(gè)现(xiàn)象就是引力透镜效(xiào)应。这(zhè)个巨大的(de)天体可(kě)能是(shì)超大质量的黑洞或者(zhě)是暗(àn)物质。

所以(yǐ)当(dāng)人们对子弹星系团观测的时(shí)候，发(fā)现(xiàn)它的大质量区域并(bìng)不是在(zài)中(zhōng)间，而是在(zài)两(liǎng)侧。所以最好的解释方法就是当星团(tuán)发生全部(bù)的碰撞(zhuàng)时，可被(bèi)观测到的(de)质量(liàng)气体被(bèi)卡在了中间(jiān)，暗物质则直接通过了这(zhè)个区域，并在两边(biān)形成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力(lì)透镜研究也(yě)被认为是暗物质存在(zài)的迄今为(wèi)止最好(hǎo)的理论(lùn)证(zhèng)据。

除此之外，还(hái)有来自(zì)宇宙(zhòu)当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了(le)130多亿年(nián)之后，这(zhè)些(xiē)光在宇(yǔ)宙(zhòu)空(kōng)间背景上留下了(le)各相同性的微波辐射。其中红(hóng)色的部分表示温度较高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷(lěng)的(de)区域(yù)，但实际上(shàng)它们之间(jiān)的温差只(zhǐ)有(yǒu)万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后的(de)二值图像进行连通域(yù)提(tí)取和标记(jì)之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形(xíng)看(kàn)起来不应该(gāi)是这样的，而随着暗物质的(de)增(zēng)加，一(yī)些(xiē)峰值的幅(fú)度会减小，才变得看起(qǐ)来“和谐(xié)”。为(wèi)了匹配宇宙微波(bō)背景(jǐng)辐射的测量值(zhí)，我(wǒ)们需要的(de)暗物质大约是(shì)普通物(wù)质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解释星系当中(zhōng)恒星(xīng)运(yùn)动所(suǒ)需要的暗物质(zhì)比(bǐ)例是一致(zhì)的(de)。这就(jiù)意味着。

用了(le)一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地解释了很多(duō)不同的观测结果(guǒ)。而暗(àn)物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型(xíng)的(de)粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互作用。所(suǒ)以如果能够(gòu)找到这种粒(lì)子(zi)的存在，就相当(dāng)于(yú)找到了暗(àn)物质存在(zài)的实际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒(lì)子到底是什么？科学家们已经(jīng)提出(chū)了数十种的假想目标(biāo)，而要寻找这些不同的目(mù)标粒子所需要的实验方(fāng)式也不相同。在过去的几十年当中，人类(lèi)为(wèi)了寻找(zhǎo)这些看不见、摸(mō)不到，几(jǐ)乎不(bù)会与(yǔ)常规物(wù)质(zhì)相互作(zuò)用(yòng)的“暗(àn)物质”，科学家们已(yǐ)经进行了超过50次的实验，却(què)没有(yǒu)任何实质性的发现，除(chú)了(le)一个地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井(jǐng)当中，藏着(zhe)地(dì)球(qiú)上最大的(de)地(dì)学实验(yàn)室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致(zhì)力(lì)于(yú)寻找暗物(wù)质粒子的周期(qī)性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年(nián)以来(lái)，这里的(de)科学家(jiā)声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收集，人(rén)们(men)发现了(le)一个有趣的事情。探测率(lǜ)会在每年的6月份(fèn)达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低(dī)，而且在20年当中每年都是(shì)一(yī)样(yàng)。一(yī)些科学(xué)家认(rèn)为这(zhè)可能是人类发(fā)现暗物(wù)质(zhì)的第一个直接证据。

但是为什(shén)么暗物质会产(chǎn)生周期(qī)性的年(nián)度信号(hào)呢(ne)？刚才我们讲了太阳(yáng)系正(zhèng)在以220公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度(dù)围绕(rào)着银河系进(jìn)行(xíng)移动，那么如果(guǒ)暗物质存在(zài)宇宙当中(zhōng)，这意味着我们也在以这(zhè)样的速度在穿(chuān)越着暗物质(zhì)流，这个过程中会产(chǎn)生(shēng)相应的振荡，同时地(dì)球(qiú)又以30公(gōng)里(lǐ)/秒的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(yáng)的方(fāng)向与太(tài)阳环(huán)绕(rào)银河系(xì)的方向(xiàng)是一致的，而另(lìng)外(wài)半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向(xiàng)正好达到完全(quán)一致，这是理论上(shàng)地球穿(chuān)越暗物(wù)质流最快的(de)时段。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到了(le)最慢(màn)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度的倾(qīng)斜，但(dàn)是这并不影响这个(gè)理论(lùn)的有效性。

因此科学家认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的周期性信号。当然也(yě)可(kě)能有其他(tā)的情况，造(zào)成这种年度周期信(xìn)号(hào)的差异也可能是温度、湿度(dù)、土壤(rǎng)中的水(shuǐ)分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意(yì)大利游(yóu)客的数量也符(fú)合这个周期的规律。

所以(yǐ)，科学家们(men)又在(zài)南半球建立了(le)一个几(jǐ)乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而在(zài)这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运(yùn)动(dòng)特征和第一个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信(xìn)号，就可以成(chéng)为暗物质所存在的非常(cháng)有力(lì)的证据了。但(dàn)是由(yóu)于这个实验(yàn)室刚刚建成不(bù)久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目(mù)前(qián)还无法提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的望远镜，这(zhè)台太空望远镜(jìng)叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但(dàn)它的宽视场(chǎng)仪器提供的视(shì)野(yě)是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键的用途就是探索暗物质背后的(de)奥(ào)秘，对于探测的结果，我们(men)只能拭目以待了。费米实验室(shì)粒子天体物理(lǐ)中(zhōng)心的(de)科学(xué)家丹琥珀(pò)和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果暗(àn)物质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另(lìng)一种神秘的(de)效应，这种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当中生命的(de)诞生，或(huò)者说是生命进化的一(yī)个重要(yào)因素。

如果这一理(lǐ)论得(dé)到(dào)进(jìn)一(yī)步的证实，那么(me)遍布宇(yǔ)宙当(dāng)中的暗物质会不会(huì)意味着人类(lèi)并(bìng)不孤单(dān)呢？或许在宇宙当中某个角(jiǎo)落(luò)的行星上，暗物质正在通过这样的效(xiào)应创造(zào)生命。当(dāng)然，这些(xiē)推论的大(dà)前(qián)提是要(yào)先找到暗(àn)物质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们(men)觉得暗(àn)物(wù)质到底存不存在呢(ne)？喜(xǐ)欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的支持是(shì)我更(gèng)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 当兵后微信会受影响吗，当兵的不能玩微信吗