宇宙是“人(rén)为(wèi)制造(zào)”的？为何会存在科学无法解(jiě)释(shì)的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是(shì)什么？人类为了(le)寻找暗物质存(cún)在的证据，科学家们在过去的几十年当中进行了超过50次(cì)的长期(qī)实(shí)验，但(dàn)是却没有发现(xiàn)任何的(de)有效证(zhèng)据。除了一个地方，在(zài)1687年(nián)出版(bǎn)的自(zì)然哲学数学原理一书中，埃萨(sà)克(kè)牛顿发表了(le)万(wàn)有引力定律(lǜ)，它揭示了(le)宇(yǔ)宙(zhòu)中天体运动的规律。往后的几百年(nián)来(lái)，当天文学家们发现某(mǒu)些天(tiān)体运行轨道出(chū)现异常，不符合万有(yǒu)引力定律(lǜ)的时候，他们(men)就会知道，周(zhōu)围一定有(yǒu)未知的天体通(tōng)过引(yǐn)力在摄动(dòng)它的(de)轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶(yé)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在。另外，哈(hā)雷彗(huì)星、冥王星的(de)发现都(dōu)是(shì)应用万有(yǒu)引力定律所取得重大天文成就(jiù)的例子。但是这些发现都是在(zài)恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上(shàng)升到星(xīng)系(xì)或者(zhě)是星(xīng)团的尺度，事情就开始(shǐ)变得诡(guǐ)异(yì)了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家弗里(lǐ)茨(cí)兹威基正在研究和测量后(hòu)发星系团(tuán)的质量。这是一个由数(shù)千个星系所组成(chéng)的巨(jù)大(dà)星系团，这些(xiē)星系被引(yǐn)力束缚在一起。测量(liàng)星系(xì)团的质量一(yī)般会使用到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一致，就可以确定其质量的范围(wéi)。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需要的(de)数据是(shì)测量各个星(xīng)系的(de)光度。

第(dì)二种是(shì)动力学质量的(de)计算，是利用光谱红(hóng)移测量星系团中的各个星系相对于(yú)星系团(tuán)的运动速度。当测量结果(guǒ)出来(lái)之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学(xué)质量(liàng)”的400倍。这(zhè)意(yì)味着，后发座(zuò)星系团有99%的质(zhì)量消失(shī)了，或(huò)者说这99%的质(zhì)量并不以可(kě)见光(guāng)的形(xíng)式(shì)所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡(guǐ)异的是(shì)，在(zài)测(cè)量(liàng)速度的过程中，兹威基发(fā)现星系团中很(hěn)多星系的速度比理论上(shàng)要快(kuài)得多(duō)，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系(xì)的质量(liàng)所产生的引(yǐn)力是无法将它(tā)们束缚在星系(xì)团内的，它(tā)们早(zǎo)就应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非有一(yī)种(zhǒng)神秘的力量(liàng)在(zài)起作用，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维基提出(chū)了这(zhè)样部(bù)分(fēn)不可见的暗质，它(tā)不发(fā)散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们却(què)占据着宇宙中绝大(dà)部(bù)分的质量。只是当时的人们(men)对这样的一种说(shuō)法不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个(gè)词才(cái)再一次出现。天文(wén)学家维(wéi)拉鲁宾和肯(kěn)特(tè)福特在观(guān)测仙女座星系中(zhōng)的(de)恒星运动。理论(lùn)上来说，距离中心(xīn)越远的恒星在其(qí)轨道上(shàng)的运行速度(dù)就会越慢。但是(shì)他们观(guān)测的结果却让(ràng)人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随着(zhe)与中心(xīn)距离的增加，恒星(xīng)的旋转速度(dù)几乎保持不变。可(kě)是(shì)根(gēn)据(jù)牛顿的万(wàn)有引力定律，在星系(xì)当中如(rú)果没有足够大的质量来吸引它(tā)们，这些外围的恒(héng)星早就被甩到宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。基于这种现(xiàn)象，科学家(jiā)们会使(shǐ)用一(yī)种相对(duì)标准的方法来解(jiě)释暗物质的(de)存在(zài)，这种(zhǒng)方法(fǎ)就是测(cè)量星(xīng)系当中气体在X轴上(shàng)距离(lí)星系中心(xīn)的距离(lí)，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出(chū)现异常(cháng)的(de)结果，就认(rèn)为是由暗物质的力(lì)量进入其(qí)中。

于是科学家们通(tōng)过射(shè)电望远镜测量了距离星系中心(xīn)更远距离的(de)氢(qīng)元素，发(fā)现(xiàn)它们的旋转速(sù)度并不符(fú)合牛顿的力(lì)学定律。我(wǒ)们的太(tài)阳系也不例外，太(tài)阳(yáng)系位(wèi)于银河系(xì)的(de)第三悬臂之上(shàng)，距离银河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太(tài)阳(yáng)系的运行速度应(yīng)该(gāi)是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但实际(jì)上，太阳系正在以220千米/秒的(de)速度(dù)围绕(rào)银河系旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实际(jì)速度(dù)远远大于理论速(sù)度，那么(me)产生(shēng)以(yǐ)上这(zhè)种向(xiàng)心加速(sù)度的(de)原因很可能就是存在着一种我们看不到的物质(zhì)，是这些暗物质的(de)引力(lì)效(xiào)应将(jiāng)星系聚集在(zài)了一起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多的研究人员开始相(xiāng)信(xìn)暗物质的存在。科学(xué)家根据星(xīng)系外恒(héng)星轨道的(de)速(sù)度(dù)，估算在星系当中暗物质(zhì)的质量占整个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可以解释这个现象的(de)原因。在一(yī)项新的研(yán)究(jiū)当中(zhōng)，科学家们发现，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星(xīng)之(zhī)间(jiān)，也(yě)会出(chū)现(xiàn)速度上的微小差异。另外(wài)，天文学家还发现了(le)一(yī)个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿(yì)光年，大小和银河系不多，但是(shì)星系当中存在的恒星(xīng)数量却只有银河系(xì)的千分之一。

所(suǒ)以在(zài)理论上，该星(xīng)系必须存在暗物(wù)质，否则就(jiù)会分崩离析。但是(shì)科学家(jiā)们使用最先进(jìn)的望远镜对其进行了40个小时(shí)的详细(xì)测量之后，发现(xiàn)星(xīng)系中的恒星运动是可(kě)以用(yòng)正(zhèng)常的(de)物质和(hé)力学定律来解(jiě)释的。那么又有人(rén)提出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗(àn)物质，已经被附近的另一(yī)个大(dà)星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任(rèn)何星系存(cún)在。造成这些现象的除(chú)了暗物质的假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可能(néng)就是人类对(duì)引力的理解还不够全面，引力很可能在不(bù)同尺(chǐ)度空(kōng)间中(zhōng)的工作方式是不同的，这(zhè)意味着在(zài)行(xíng)星系(xì)尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理解的方式运动。但是(shì)上(shàng)升到星(xīng)系和星团的尺度，引(yǐn)力之间(jiān)的相互(hù)作(zuò)用则是不同的方式。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科学家还引(yǐn)入了外部(bù)场效(xiào)应(yīng)的概(gài)念，指(zhǐ)的是在(zài)数(shù)百万(wàn)光(guāng)年的规模(mó)上，巨大的质量之间会产生对(duì)彼此特(tè)殊的效(xiào)果，这个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需要(yào)对现在的物理定律(lǜ)进行修正，这些(xiē)发现也让很多人认为暗物质假(jiǎ)说理论(lùn)就此终结。但是在宇宙当(dāng)中还有关(guān)于暗物质存在的其他(tā)的理论证据，这些理论证据(jù)是蒙德(dé)理论所没法(fǎ)解释(shì)的“引力透镜(jìng)”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的(de)星系团所(suǒ)组成，类似(shì)这样的星团，它们大部(bù)分的普通质量都在(zài)星系的气体(tǐ)当中。当星团以(yǐ)1000万公里(lǐ)/小时发生碰(pèng)撞的时候(hòu)，星际(jì)气体的相互作(zuò)用就会导致温度(dù)的急剧升高(gāo)，速度大幅(fú)降低。所以在(zài)理(lǐ)论上，在(zài)碰(pèng)撞之后(hòu)，子弹星系团大部分的(de)质量将位于所有(yǒu)这(zhè)些气体所在的(de)中间区域。那(nà)么我们通过什(shén)么来验证它的质(zhì)量区域到底是不是(shì)集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙当中第一(yī)张全彩的高清照片，在照片中我们(men)可以(yǐ)明显地看到很多星系似乎(hū)被拉伸(shēn)产生(shēng)了(le)巨(jù)大的形变。其实这(zhè)些星系(xì)本身并不是真的被扭曲了(le)，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么问题，而是这样极遥(yáo)远的天体和我们地球上(shàng)的观测者之(zhī)间。被一个质量超(chāo)级(jí)巨大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个超大质量的(de)东(dōng)西的引力，会使(shǐ)身后更遥(yáo相机能托运吗飞机 相机可以过安检机吗)远(yuǎn)星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨大的天体可能是(shì)超大质量的黑洞或(huò)者(zhě)是(shì)暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当人们对(duì)子(zi)弹星(xīng)系团观测的(de)时候，发现它(tā)的大质量(liàng)区域并不是(shì)在(zài)中(zhōng)间，而是在(zài)两(liǎng)侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是当星(xīng)团发生全部(bù)的碰撞时，可被观测到(dào)的质(zhì)量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过了这个区域，并在两边形(xíng)成了引力透镜。对子弹星系(xì)团的引力透镜(jìng)研究也被(bèi)认为是(shì)暗物(wù)质存在的迄今为止最好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通无(wú)阻(zǔ)地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了(le)130多亿年(nián)之(zhī)后(hòu)，这些光在宇宙空间背景上留下了各(gè)相同性的微波(bō)辐(fú)射。其中红色的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝色则表(biǎo)示相对(duì)较冷的(de)区域，但实际上它们之(zhī)间的温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后的二值图像进行连通域提(tí)取和标(biāo)记之后(hòu)发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物(wù)质(zhì)，图形看起来不(bù)应(yīng)该是这样(yàng)的，而随(suí)着暗物质的增加(jiā)，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度(dù)会减小(xiǎo)，才变得看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的(de)测量值，我们需要的暗物质大约是普通(tōng)物质的5倍。这(zhè)个数字与解(jiě)释星系当中恒星运动所需(xū)要的(de)暗物(wù)质(zhì)比例是一致(zhì)的(de)。这就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论框架，就很好(hǎo)地解(jiě)释(shì)了很多(duō)不同的观测结果。而(ér)暗物质(zhì)的(de)本质就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒(lì)子，它们(men)不(bù)参与任(rèn)何其(qí)他的(de)电磁(cí)作(zuò)用，只通过引力来相互作用。所(suǒ)以如果能够找到这(zhè)种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到了(le)暗物质(zhì)存(cún)在的实际证据(jù)。这种粒子到底(dǐ)是什(shén)么？科学家们(men)已经提(tí)出(chū)了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒子(zi)所需要的实验(yàn)方式也(yě)不(bù)相(xiāng)同。在(zài)过去的几十年(nián)当中(zhōng)，人(rén)类为了(le)寻找(zhǎo)这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会与(yǔ)常(cháng)规(guī)物(wù)质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进(jìn)行了超过(guò)50次(cì)的实验，却没有(yǒu)任何实质(zhì)性的发(fā)现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯相机能托运吗飞机 相机可以过安检机吗山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球(qiú)上最大的地学(xué)实验室，这(zhè)个(gè)实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三(sān)层楼高的探测器，一(yī)直致力于寻找暗物质粒子的(de)周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科学家声(shēng)称观测到了某(mǒu)种信号。经过了20多年的数据(jù)收集，人们发现了一个(gè)有趣的事情(qíng)。探测率会在每年的(de)6月份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年(nián)都(dōu)是(shì)一样。一些科学(xué)家认(rèn)为这(zhè)可能是人类发现暗(àn)物(wù)质的第一个直接证据。

但是(shì)为什(shén)么暗(àn)物质会(huì)产(chǎn)生周期(qī)性(xìng)的年度信号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意(yì)味(wèi)着我们(men)也在(zài)以这样的(de)速度在穿越着暗物质流(liú)，这个(gè)过程中会产生相应(yīng)的振(zhèn)荡，同时地球又(yòu)以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半(bàn)年的(de)时(shí)间(jiān)，地(dì)球(qiú)围绕太(tài)阳的(de)方向与太阳环绕银河系的(de)方向(xiàng)是一致的，而(ér)另外半年则(zé)与之相反。

而在(zài)6月(yuè)份的时(shí)候，地球与太阳的方向(xiàng)正好达到完全一致(zhì)，这是理论上地球穿越暗物质流最(zuì)快(kuài)的时段。而在(zài)11月份，又恰(qià)好达到(dào)了最(zuì)慢值(zhí)。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河(hé)系(xì)的(de)平面呈(chéng)现了60度(dù)的(de)倾斜，但(dàn)是这并不影响(xiǎng)这个理(lǐ)论的(de)有效性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用(yòng)来解(jiě)释，研(yán)究人员们所(suǒ)观测到的周期性信号。当然也(yě)可能有其他的情(qíng)况(kuàng)，造成这种年度周期信(xìn)号的差异(yì)也可能是(shì)温度、湿度(dù)、土壤中的水分(fēn)、高山上的积雪，甚至连意大(dà)利(lì)游客的(de)数(shù)量也符(fú)合(hé)这(zhè)个(gè)周期的规律。

所以(yǐ)，科学(xué)家们又(yòu)在南半球建立(lì)了(le)一(yī)个几乎相同的实验(yàn)室，这(zhè)里的(de)季节与之前的实验室(shì)正好(hǎo)相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质(zhì)流的运动特征和第一(yī)个实验室是(shì)一(yī)样的(de)。

因此，如果在这里可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为暗物(wù)质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但(dàn)是由于这个实验室刚刚建(jiàn)成(chéng)不久，所以截至目前还无法提供相应的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台新的(de)望(wàng)远(yuǎn)镜，这台太空望(wàng)远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相同，但它(tā)的(de)宽视场仪器提供的视野是哈(hā)勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷(léi)斯(sī)罗曼太空(kōng)望远镜其中一(yī)个(gè)关键(jiàn)的用(yòng)途就是探索暗物质背后的(de)奥秘，对于探(tàn)测的结果，我(wǒ)们只能(néng)拭(shì)目以待了(le)。费米实验室粒子天体物理中(zhōng)心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬(fēn)研(yán)究发现(xiàn)，如果(guǒ)暗物质存在(zài)，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗(àn)物质(zhì)效应，会支持宇(yǔ)宙当中(zhōng)生(shēng)命的诞生，或者说是生命进化(huà)的一个重要(yào)因素。

如果(guǒ)这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的暗(àn)物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当(dāng)中某(mǒu)个角落的行(xíng)星上(shàng)，暗物(wù)质(zhì)正在通过这样的效(xiào)应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是要(yào)先找到暗物质存在的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你们觉得暗物(wù)质(zhì)到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持是我(wǒ)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 相机能托运吗飞机 相机可以过安检机吗