宇宙是“人为(wèi)制造”的(de)？为何会(huì)存在科(kē)学无(wú)法(fǎ)解释的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质(zhì)又究(jiū)竟是什么？人类为了寻(xún)找暗(àn)物质(zhì)存在的证据，科学家(jiā)们在过去(qù)的几十年当中进行了(le)超过50次的(de)长期实验(yàn)，但是却(què)没有发(fā)现任何的有效(xiào)证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版的(de)自(zì)然哲学(xué)数学原理一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万(wàn)有引力定(dìng)律，它揭示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往后的(de)几百年(nián)来，当天(tiān)文学家们发现某些天体(tǐ)运行轨道出现异(yì)常，不(bù)符(fú)合万有引力定(dìng)律(lǜ)的时(shí)候，他们就会知(zhī)道，周围一定有未(wèi)知的天体通(tōng)过(guò)引(yǐn)力在摄动它的轨(guǐ)道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通(tōng)过天王(wáng)星运行轨(guǐ)道的异常，推算并(bìng)且(qiě)发现(xiàn)了(le)海王星(xīng)的存在(zài)。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的(de)发现都(dōu)是应用万(wàn)有引(yǐn)力定律所(suǒ)取(qǔ)得(dé)重大天文成(chéng)就的例(lì)子。但是这(zhè)些发现(xiàn)都是在(zài)恒星系统的尺度当中，可当我们上升(shēng)到星(xīng)系或(huò)者是(shì)星团(tuán)的尺度，事情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的(de)物理学(xué)家弗里茨(cí)兹威基(jī)正在研究(jiū)和(hé)测量后发星(xīng)系团的质量。这是一(yī)个由数千个星系(xì)所(suǒ)组(zǔ)成的巨(jù)大星系团，这些星系被引力(lì)束(shù)缚在(zài)一起。测(cè)量(liàng)星系团的质(zhì)量一般会(huì)使(shǐ)用到两(liǎng)种方法，当两种方法结果(guǒ)一致，就可以确(què)定(dìng)其质量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需要的数据(jù)是测(cè)量各个星系的光度。

第(dì)二种是(shì)动力学质量的(de)计算，是利用(yòng)光谱红移(yí)测(cè)量星(xīng)系团中的各个星系相对于星系团的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光(guāng)度学(xué)质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质量(liàng)消失了，或者说这99%的质量(liàng)并不以(yǐ)可(kě)见光的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们无法看到。最诡(guǐ)异(yì)的是(shì)，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基发(fā)现(xiàn)星系团(tuán)中很(hěn)多星系的速(sù)度比理论上要快得多，按(àn)照(zhào)牛(niú)顿的(de)运动(dòng)学(xué)定律，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产生(shēng)的引力是无法(fǎ)将它们束缚(fù)在星(xīng)系团内的，它们早就应该被抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神(shén)秘的力量在起(qǐ)作用，这种(zhǒng)力量来源(yuán)于某种(zhǒng)隐形(xíng)的(de)物质。

据此(cǐ)，兹维(wéi)基(jī)提出了这样部分不可见的暗(àn)质，它(tā)不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是(shì)它们却(què)占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝大(dà)部(bù)分的质量。只是当时的人们对这样的一种说法(fǎ)不(bù)屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才再(zài)一次(cì)出(chū)现。天文学家(jiā)维(wéi)拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在(zài)观测仙女座星系中(zhōng)的恒星运动。理论上来说，距离中心越(yuè)远的恒星在其(qí)轨道上(shàng)的运行速度(dù)就(jiù)会越慢。但是他们观测的(de)结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可(kě)是根(gēn)据牛顿的(de)万有引力定律(lǜ)，在(zài)星(xīng)系当(dāng)中如果没有(yǒu)足够大的质量来(lái)吸引它们，这些外围(wéi)的恒(héng)星(xīng)早就(jiù)被甩到宇宙当中(zhōng)了。基(jī)于这种现(xiàn)象，科学家们(men)会(huì)使用一(yī)种相(xiāng)对(duì)标准的方法来(lái)解释(shì)暗物质的存在，这种方(fāng)法就是测量(liàng)星系当中气体在X轴上(shàng)距离星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体的旋转速(sù)度(dù)。如果出现异常的结果，就(jiù)认(rèn)为(wèi)是由暗物质的力量进入(rù)其中(zhōng)。

于是(shì)科学(xué)家(jiā)们通过射电(diàn)望远镜(jìng)测量(liàng)了(le)距离(lí)星系中心更远距离的氢(qīng)元素，发(fā)现它们的旋转速度(dù)并(bìng)不符(fú)合牛顿(dùn)的力学定律。我们(men)的太阳系也不例外(wài)，太阳系(xì)位于银(yín)河系的(de)第三悬臂(bì)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(lǜ)进行(xíng)计(jì)算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速度(dù)围绕银河系旋(xuán)转，这(zhè)个实(shí)际速度远远大于(yú)理论速(sù)度(dù)，那(nà)么(me)产生以上这种向心加(jiā)速(sù)度的原因很(hěn)可能就是存在着一(yī)种我们(men)看不到(dào)的物质，是这些暗物质的引力效应(yīng)将星(xīng)系(xì)聚集在了一起。

也是从这(zhè)时开(kāi)始(shǐ)嬉水与戏水的意思，婷婷荷花鱼戏水的意思，越来(lái)越多(duō)的研究(jiū)人员开(kāi)始(shǐ)相信暗物质的存在(zài)。科(kē)学家根据星系外恒星轨道(dào)的(de)速度，估算(suàn)在星系当中暗(àn)物(wù)质的质(zhì)量占(zhàn)整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是(shì)唯(wéi)一(yī)可以(yǐ)解释这个(gè)现象的原因。在(zài)一(yī)项新(xīn)的研究当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有(yǒu)引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会(huì)出现速度上(shàng)的微(wēi)小差异。另外，天文学家(jiā)还(hái)发现了(le)一(yī)个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是(shì)星系当中存在(zài)的(de)恒星数量却只(zhǐ)有银河(hé)系(xì)的(de)千分(fēn)之一。

所以在(zài)理(lǐ)论上(shàng)，该(gāi)星系必须存在暗物质，否(fǒu)则就(jiù)会分(fēn)崩(bēng)离(lí)析。但(dàn)是科学家们使用(yòng)最先(xiān)进的望远镜对其进行(xíng)了40个小时的详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒星(xīng)运动是可以用正常(cháng)的物质和力学(xué)定律来解释的。那么(me)又有人提出，也许(xǔ)该星(xīng)系的(de)暗物(wù)质，已经被附近(jìn)的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附(fù)近没(méi)有任何星(xīng)系存在。造成(chéng)这(zhè)些现(xiàn)象(xiàng)的除了暗物质的假说(shuō)之外，另一(yī)种可能(néng)就是人(rén)类(lèi)对引力的理解还不够全面(miàn)，引(yǐn)力很可能在不(bù)同(tóng)尺度空间中(zhōng)的工作方式是(shì)不(bù)同的，这意味着在行星系尺(chǐ)度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式运动。但是上升到星系和星团的尺度(dù)，引(yǐn)力之间的相互作用则(zé)是不同的方式。对于在星系(xì)团之间的(de)相互(hù)作用，科(kē)学家还(hái)引入了外部场效(xiào)应的概(gài)念，指的是在数百(bǎi)万光年的(de)规(guī)模上，巨(jù)大的质(zhì)量之(zhī)间会产生对彼此特殊(shū)的效(xiào)果，这(zhè)个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味着我们需要对现在的物理定(dìng)律进(jìn)行修(xiū)正，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多人认(rèn)为暗物(wù)质假说理论就此终结。但(dàn)是在宇宙当中(zhōng)还有关(guān)于(yú)暗物质存在的其(qí)他的理(lǐ)论(lùn)证据，这(zhè)些理论证据(jù)是蒙德理论所(suǒ)没法解释的“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光(guāng)年的子(zi)弹星系(xì)团，由两个碰撞的星(xīng)系(xì)团所(suǒ)组成，类似(shì)这样(yàng)的(de)星团(tuán)，它们(men)大部分的普通质量都在星系的气体(tǐ)当中(zhōng)。当星团(tuán)以1000万公里/小时发(fā)生碰撞的时候(hòu)，星际气体(tǐ)的(de)相互(hù)作用就会导致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所以在理(lǐ)论(lùn)上，在(zài)碰(pèng)撞之后(hòu)，子弹(dàn)星系团大部分的质量将(jiāng)位(wèi)于所有这些气体所在(zài)的中间区域。那么我们通(tōng)过什么来(lái)验证它的质(zhì)量区(qū)域到底是不是集(jí)中(zhōng)在(zài)中间呢(ne)？前(qián)不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传(chuán)回(huí)了宇宙(zhòu)当中第(dì)一张全(quán)彩(cǎi)的高清照片，在照片中我们可以明显地看(kàn)到很多星系似乎被拉伸产生了(le)巨大的(de)形变(biàn)。其(qí)实这些星系(xì)本身并不是真的被扭(niǔ)曲了，也不(bù)是韦伯望远镜出了什么(me)问题，而是这(zhè)样极遥远的(de)天体和我(wǒ)们地球上(shàng)的观测(cè)者之间。被一个质量超(chāo)级巨大(dà)的天体(tǐ)遮挡，这(zhè)个(gè)超大质量的东西的引力，会使身后更遥远星(xīng)系的光都发生(shēng)了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能是超(chāo)大质(zhì)量(liàng)的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹星系团观(guān)测的(de)时候，发现它的大质量区(qū)域并不是(shì)在中间，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释方法就是当星团发生全部的碰撞时，可(kě)被观测到的质量气体被卡在了中间(jiān)，暗(àn)物质则直接通过了这个区域，并(bìng)在两边(biān)形成了(le)引力透镜。对子弹(dàn)星(xīng)系团的引力(lì)透镜(jìng)研(yán)究也(yě)被认为(wèi)是暗物质存(cún)在的迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老的(de)光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年(nián)之后，可(kě)见光(guāng)终(zhōng)于(yú)可(kě)以畅通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了(le)。经过了130多(duō)亿年之(zhī)后，这些光在宇宙(zhòu)空间(jiān)背景(jǐng)上留下了各相(xiāng)同性的微波(bō)辐(fú)射。其(qí)中(zhōng)红色的部分(fēn)表示(shì)温度较高(gāo)的区域，蓝色则表示(shì)相对较冷的区域，但实际上(shàng)它们之间的温差只(zhǐ)有万分之一(yī)。

科学(xué)家们通(tōng)过(guò)对前景背景(jǐng)分离(lí)后的二(èr)值图像进(jìn)行(xíng)连通域提(tí)取和(hé)标记之(zhī)后发现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙当中没有暗(àn)物(wù)质，图(tú)形(xíng)看起(qǐ)来不应该是这样的，而随着(zhe)暗物质的(de)增(zēng)加(jiā)，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变(biàn)得看起来“和谐(xié)”。为了匹配(pèi)宇宙微波背景辐(fú)射(shè)的测(cè)量值，我们(men)需要的暗(àn)物质大(dà)约是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中(zhōng)恒星运动所需要的暗物(wù)质比例是一致的(de)。这就意味着。

用了(le)一个简单的理论框架，就很好地解释(shì)了很多(duō)不同的观测结果。而暗物质的本(běn)质就(jiù)是宇宙当中存在(zài)着某(mǒu)种类型的(de)粒子(zi)，它们(men)不参与(yǔ)任何其(qí)他的电磁作用，只通过引力来相互作用(yòng)。所以如果能够找到这种粒子的存(cún)在，就相当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到(dào)底是什(shén)么？科学(xué)家们已经提出了数十种的假想目标，而要寻(xún)找这些不同的(de)目标(biāo)粒子所需要的实验(yàn)方式也(yě)不相同。在过去的几十年(nián)当中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会(huì)与(yǔ)常规物(wù)质相互作用(yòng)的(de)“暗物(wù)质”，科学家们已经进(jìn)行了超过50次的实验，却没有(yǒu)任(rèn)何(hé)实质性的发现，除(chú)了一个地方(fāng)，意大(dà)利的格兰萨索(suǒ)山，隶(lì)属(shǔ)于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿井当(dāng)中(zhōng)，藏着(zhe)地球上最大的地学实(shí)验室(shì)，这(zhè)个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有(yǒu)一个三层楼高的探(tàn)测器，一直(zhí)致力(lì)于(yú)寻找暗物质粒子的周期性(xìng)震(zhèn)荡。

自(zì)1997年(nián)以来，这里的(de)科学家(jiā)声(shēng)称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多年的(de)数(shù)据收集(jí)，人们发现了(le)一(yī)个有趣(qù)的(de)事情。探测(cè)率会在每年的6月份达(dá)到峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一些(xiē)科(kē)学家认为(wèi)这可能是人类发现暗物质(zhì)的(de)第一(yī)个直接证据。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周期性的年(nián)度信号呢(ne)？刚才我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕着银(yín)河(hé)系进行移(yí)动(dòng)，那么(me)如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以(yǐ)这样的速度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这(zhè)个过(guò)程中(zhōng)会产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳进行旋(xuán)转。所以有半年的时(shí)间(jiān)，地球(qiú)围绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕银河系的(de)方向是一致的，而另外半年则(zé)与之相反(fǎn)。

而在6月份的(de)时候，地球与太阳(yáng)的(de)方向正(zhèng)好达(dá)到完全一致(zhì)，这是理(lǐ)论上(shàng)地球穿越(yuè)暗物质流最(zuì)快的时段。而在(zài)11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在(zài)实(shí)际的情况中，太阳系(xì)相对银(yín)河系的平面呈现了60度的倾斜(xié)，但(dàn)是(shì)这并不影响(xiǎng)这个理论的有(yǒu)效(xiào)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(qī)性信号。当然也可能有(yǒu)其他(tā)的情(qíng)况，造(zào)成这种年(nián)度周期信(xìn)号的差(chà)异也(yě)可能(néng)是温度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高山上(shàng)的(de)积雪(xuě)，甚至连(lián)意(yì)大利(lì)游客(kè)的数量也符合(hé)这(zhè)个周期(qī)的规(guī)律。

所以，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同的(de)实验室，这(zhè)里的(de)季节与之前(qián)的实(shí)验室正好相反(fǎn)，而在这(zhè)里，地球穿(chuān)过暗物质流(liú)的运动特征和第一个实验室(shì)是一样的。

因此(cǐ)，如果在这里可(kě)以(yǐ)得到相同的信号(hào)，就可以成(chéng)为暗物(wù)质所存在的非常有力的证据了。但是由(yóu)于这(zhè)个实验室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目前(qián)还无法提供(gōng)相应的(de)数据(jù)支(zhī)持。另(lìng)外(wài)，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台(tái)新的望远镜，这台(tái)太(tài)空望远(yuǎn)镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜其中一个关(guān)键的用(yòng)途就是探索暗(àn)物质背后的(de)奥秘，对于(yú)探(tàn)测(cè)的结果，我们只(zhǐ)能拭目以待(dài)了(le)。费(fèi)米实验室粒子(zi)天体物(wù)理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在(zài)，它(tā)们极有可能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质(zhì)效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或者说是生(shēng)命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果这(zhè)一理(lǐ)论得到进一步的(de)证(zhèng)实，那么(me)遍布宇宙当中(zhōng)的暗物质会(huì)不(bù)会(huì)意味着人类并不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当中(zhōng)某个角(jiǎo)落的行(xíng)星上(shàng)，暗物质正在通过这样(yàng)的效应创造生命。当(dāng)然，这些推论的大前提是要(yào)先(xiān)找到暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的实际(jì)证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们(men)觉(jué)得暗物质(zhì)到底存不(bù)存(cún)在呢(ne)？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的动力！

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 嬉水与戏水的意思，婷婷荷花鱼戏水的意思