宇宙是“人(rén)为制造”的？为何会存在(zài)科学无(wú)法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么(me)？人类为了寻找暗物质存(cún)在的证据，科学(xué)家们在过去(qù)的几(jǐ)十年当中进行了超过50次的长期实验，但是却没有发现任(rèn)何的有效证据。除(chú)了一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛(niú)顿发(fā)表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动(dòng)的规律。往后(hòu)的(de)几(jǐ)百年来，当天文学家(jiā)们发(fā)现(xiàn)某些天体运行轨道(dào)出(chū)现异(yì)常，不符合(hé)万(wàn)有引力定律(lǜ)的(de)时候，他们就会知(zhī)道，周(zhōu)围一定有未知的天体通过(guò)引力在摄动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥(ào)本(běn)勒维耶就通过天王星运行轨道的(de)异常(cháng)，推算并且(qiě)发(fā)现了海王(wáng)星(xīng)的存在。另外，哈雷彗(huì)星(xīng)、冥王星的发(fā)现(xiàn)都是应用万(wàn)有引力定律所取得重大天文成就的例(lì)子(zi)。但是(shì)这些(xiē)发(fā)现都(dōu)是在恒星系统的尺(chǐ)度当中，可当我们上升到星系或者(zhě)是星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究(jiū)和(hé)测(cè)量后(hòu)发星系团的质量。这(zhè)是一个(gè)由数(shù)千个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨大星(xīng)系团(tuán)，这(zhè)些星系被引力束缚在一(yī)起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法(fǎ)，当两种方(fāng)法结果一(yī)致，就可以确定(dìng)其质(zhì)量的范围。

第(dì)一种是获得其"光度学(xué)的质量"，需要的数(shù)据(jù)是测量各个星系的光度。

第二(èr)种是动力学(xué)质(zhì)量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星(xīng)系团中的各个星系(xì)相对于星系团的运动速度。当测(cè)量(liàng)结果(guǒ)出来(lái)之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然(rán)是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团(tuán)有99%的质量消失了(le)，或(huò)者说这99%的质(zhì)量并(bìng)不以可见光的形式所存(cún)在，我们无法看(kàn)到(dào)。最诡异的是，在(zài)测(cè)量速(sù)度的过程中，兹威(wēi)基(jī)发现星系团中很多星系(xì)的速(sù)度比理论上要快(kuài)得多，按照牛顿的(de)运动学定(dìng)律，仅靠这(zhè)些可见星系的质(zhì)量所(suǒ)产生的(de)引(yǐn)力是无法将它们(men)束缚(fù)在星(xīng)系团内的(de)，它们早就应该被抛出(chū)星系团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量(liàng)在起(qǐ)作用，这种力量来源于某种隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据(jù)此，兹维基提出了这样部分不可见的暗质，它不发散(sàn)光(guāng)、吸(xī)光、反(fǎn)射(shè)光，但是它们(men)却占据着宇宙中(zhōng)绝(jué)大部分的(de)质(zhì)量。只(zhǐ)是当(dāng)时的人们对这样的(de)一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词(cí)才再一次出现。天文(wén)学家维拉(lā)鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙女座星系中(zhōng)的(de)恒星运动。理(lǐ)论上来(lái)说，距(jù)离中心越远的恒(héng)星(xīng)在其轨道(dào)上的运行速度就会(huì)越(yuè)慢。但是他(tā)们观测的结(jié)果却让人感(gǎn)到不可思议。

随着与(yǔ)中心距离的增(zēng)加，恒(héng)星(xīng)的(de)旋(xuán)转(zhuǎn)速度(dù)几乎保持不变。可(kě)是(shì)根据牛顿的万有引力定律，在星(xīng)系当中如果没有(yǒu)足够大(dà)的质量来吸引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于这种现象，科学家们(men)会使用一种(zhǒng)相对(duì)标(biāo)准(zhǔn)的方法来解(jiě)释暗(àn)物质的存在，这种(zhǒng)方法就是(shì)测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离(lí)星系(xì)中心(xīn)的距离(lí)，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果出(chū)现异常的结果，就认为(wèi)是由(yóu)暗物质的力量进入其中。

于(yú)是(shì)科(kē)学家们通(tōng)过射电望远(yuǎn)镜测量(liàng)了(le)距离(lí)星系中(zhōng)心更远距离的(de)氢元素，发现它们的旋转速度并不符(fú)合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳(yáng)系也(yě)不例(lì)外，太阳系位于银河系的第(dì)三(sān)悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定(dìng)律进(jìn)行(xíng)计算，太阳系的(de)运(yùn)行速度(dù)应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的(de)速度(dù)围绕(rào)银河系(xì)旋转，这个实际速度远远大于理论速度(dù)，那么产(chǎn)生以上这(zhè)种向心加速度的(de)原因很可能(néng)就是(shì)存在着一(yī)种我们看不到的物质，是这些暗物(wù)质(zhì)的引(yǐn)力(lì)效应将星(xīng)系聚集在了(le)一起。

也是从这时(shí)开始，越来越多的(de)研究人员开始相(xiāng)信(xìn)暗(àn)物质的(de)存(cún)在。科学(xué)家根据(jù)星系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在星(xīng)系当中(zhōng)暗物质的质量占(zhàn)整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个现(xiàn)象的原(yuán)因。在一项新的研究(jiū)当中，科(kē)学(xué)家(jiā)们(men)发(fā)现，几(jǐ)乎(hū)没有引力(lì)效应(yīng)的遥远恒星之间，也会(huì)出现速度上的(de)微小(xiǎo)差异。另外，天文(wén)学家(jiā)还发(fā)现了一个反(fǎn)常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多(duō)，但是(shì)星系当中存在的恒星数量却只(zhǐ)有银河系的千分(fēn)之一。

所以在理(lǐ)论上，该(gāi)星系必须存在暗物(wù)质，否则就(jiù)会分崩(bēng)离析。但是科(kē)学家们使用最先(xiān)进的望远镜对其进行了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发(f京东是谁的老板是谁ā)现星系中(zhōng)的恒星运动是(shì)可以(yǐ)用正常的物质和力学定律(lǜ)来(lái)解释的。那么又有人(rén)提(tí)出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经被附(fù)近的另一个(gè)大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的附近没有(yǒu)任何星系存在。造(zào)成(chéng)这些现象的除了暗物质的假说之外，另(lìng)一种可能(néng)就是人类对引力的(de)理(lǐ)解还不(bù)够全面，引力很可(kě)能在(zài)不同(tóng)尺度空(kōng)间中的(de)工作(zuò)方式是(shì)不(bù)同的，这意味(wèi)着在(zài)行星系尺度(dù)中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方(fāng)式(shì)运(yùn)动(dòng)。但是上升到星系(xì)和星(xīng)团的尺度(dù)，引力之间的相互作用则(zé)是不同(tóng)的方式。对(duì)于(yú)在星(xīng)系团之间的相互作用，科(kē)学家还引入了外部(bù)场效应的概(gài)念，指(zhǐ)的是在数百万光年(nián)的规模上(shàng)，巨大的质量(liàng)之间会(huì)产(chǎn)生对彼此特殊的效果，这个(gè)理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立(lì)，这意(yì)味着我们(men)需要(yào)对现在的物理(lǐ)定律进行(xíng)修正，这些(xiē)发现(xiàn)也让很多人认(rèn)为暗物(wù)质假说理论就此终结。但是(shì)在宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在的其(qí)他的理论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团(tuán)，由两个(gè)碰撞的星(xīng)系团所组成，类似这样的星团，它们大部(bù)分的(de)普通质量都在星系(xì)的气体当(dāng)中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公里/小时发(fā)生(shēng)碰撞的(de)时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会导致温度的(de)急剧升高，速度大幅降低。所以在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞(zhuàng)之(zhī)后，子弹星(xīng)系团大部分的质量将(jiāng)位于(yú)所(suǒ)有这些气体所在的中间(jiān)区域。那么我们通(tōng)过(guò)什(shén)么来验证它的质量区域(yù)到(dào)底是不是(shì)集(jí)中在中间(jiān)呢？前(qián)不久，詹姆斯(sī)韦伯太空(kōng)望(wàng)远镜传回了宇宙当中第一张全彩的高(gāo)清照片，在照片中我们可(kě)以明(míng)显(xiǎn)地(dì)看到很多星(xīng)系似(shì)乎被拉伸产生了(le)巨大(dà)的形变(biàn)。其(qí)实(shí)这些星系本身并不是(shì)真的被(bèi)扭曲了，也不是韦(wéi)伯望(wàng)远镜出了(le)什么问(wèn)题，而是这样极(jí)遥远的天体和我们地(dì)球(qiú)上(shàng)的观测者之间。被一个质量超级(jí)巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西的(de)引力(lì)，会(huì)使身(shēn)后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象(xiàng)就是(shì)引力(lì)透(tòu)镜效(xiào)应。这个巨大的(de)天体可能(néng)是超大质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以当(dāng)人们对子弹星(xīng)系团观测的时候，发现它(tā)的大质量区域并不是在中间，而是(shì)在(zài)两侧。所(suǒ)以最(zuì)好(hǎo)的解释方法(fǎ)就是(shì)当星(xīng)团发(fā)生全(quán)部的碰撞时，可被观(guān)测到(dào)的质量气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质(zhì)则(zé)直接(jiē)通过了这个(gè)区域(yù)，并(bìng)在两边形成了引力透(tòu)镜。对子弹(dàn)星系团的引力透镜研究也被认为(wèi)是暗(àn)物质存(cún)在的迄今为(wèi)止(zhǐ)最好的(de)理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可(kě)见光终于可以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年(nián)之后，这些光在(zài)宇(yǔ)宙空间背景上(shàng)留(liú)下了(le)各相同(tóng)性的微(wēi)波辐射(shè)。其中红色的部分表示温度较高的区域(yù)，蓝色则(zé)表(biǎo)示相对较冷的区域(yù)，但(dàn)实际上它们之间的(de)温差只有万分之一。

科学家们(men)通过对前景背景分离后(hòu)的(de)二(èr)值图像(xiàng)进行(xíng)连(lián)通域提取(qǔ)和(hé)标(biāo)记之后发现，如果宇(yǔ)宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看(kàn)起来不应(yīng)该是这样(yàng)的，而随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度会(huì)减小，才(cái)变(biàn)得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数字与(yǔ)解释(shì)星系(xì)当中恒星运动(dòng)所需要的暗物质比(bǐ)例是(shì)一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就(jiù)很(hěn)好地解(jiě)释(shì)了很多不同(tóng)的观(guān)测结(jié)果。而暗物质(zhì)的本(běn)质就是(shì)宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它们(men)不参(cān)与任(rèn)何其他(tā)的电(diàn)磁作用，只通(tōng)过引力来(lái)相互作用。所以如果(guǒ)能够找到这种粒子的存在，就相当于找到(dào)了暗物质存在的实际(jì)证据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底是什么？科学家们(men)已经提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标(biāo)粒子所需(xū)要(yào)的实验方式(shì)也不相同。在过去的几十(shí)年当中，人类为了寻找这(zhè)些看不(bù)见、摸(mō)不到，几乎不会与常规(guī)物(wù)质相(xiāng)互作用的“暗(àn)物质”，科学家们(men)已经(jīng)进行了超过50次的(de)实验，却没有(yǒu)任何实(shí)质(zhì)性的发现，除了一个地方(fāng)，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏(cáng)着(zhe)地球上最(zuì)大的(de)地(dì)学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层(céng)楼高(gāo)的探(tàn)测器(qì)，一直(zhí)致力于寻找暗物(wù)质粒子的周(zhōu)期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称(chēng)观测到(dào)了某种信号。经过了20多年的(de)数据收集，人(rén)们发现了一个有趣的事(shì)情。探测率会在每(měi)年的6月份达到峰(fēng)值(zhí)，然后(hòu)在(zài)11月(yuè)降到(dào)最低，而且在20年当(dāng)中每年都是(shì)一样。一(yī)些科学(xué)家认为这可能是人类发现暗物质的(de)第一个直(zhí)接证据(jù)。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周期(qī)性的年度信号(hào)呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了(le)太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速度围绕着银(yín)河系(xì)进(jìn)行移动，那么如果暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也在以这样的速度在穿越(yuè)着暗(àn)物(wù)质流，这个(gè)过程(chéng)中会(huì)产生(shēng)相应的(de)振荡，同(tóng)时地球又(yòu)以30公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕(rào)太阳进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有半年的时间(jiān)，地球(qiú)围绕太(tài)阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的(de)方向(xiàng)是一致的(de)，而(ér)另外半(bàn)年则与之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份(fèn)的时候(hòu)，地球与太阳的方(fāng)向正好达(dá)到(dào)完全一致，这(zhè)是理(lǐ)论上地球(qiú)穿越暗物质(zhì)流最(zuì)快的时段。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管在(zài)实际的(de)情况中(zhōng)，太阳系相对银河系的平面(miàn)呈现了60度的(de)倾斜(xié)，但是这(zhè)并不影响(xiǎng)这个理论的有效性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来(lái)解释，研究人(rén)员(yuán)们(men)所观测到的周期性信号。当(dāng)然(rán)也可能有其他的情况，造成这种年(nián)度周(zhōu)期信号的差异也可能是温(wēn)度、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山(shān)上的积(jī)雪，甚至连意大利游(yóu)客的数量也符合(hé)这个周期的规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学(xué)家们(men)又(yòu)在南半(bàn)球建立了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这(zhè)里的季节与之前的(de)实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质流(liú)的(de)运动特征和第一(yī)个实验(yàn)室(shì)是一(yī)样的。

因(yīn)此(cǐ)，如(rú)果在这里可(kě)以(yǐ)得到相同的信号，就可(kě)以(yǐ)成为暗物质所(suǒ)存(cún)在的非(fēi)常有力的证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚(gāng)建成不久，所以截至目(mù)前还无(wú)法提供相(xiāng)应(yīng)的(de)数据(jù)支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一台新的(de)望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈(hā)勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提(tí)供的视野(yě)是(shì)哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一(yī)个(gè)关键的用途就是(shì)探索(suǒ)暗(àn)物质背后的奥秘(mì)，对(duì)于探(tàn)测的结果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米(mǐ)实(shí)验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究发(fā)现，如果暗物(wù)质存在，它们极有可(kě)能(néng)拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中生命的(de)诞生(shēng)，或(huò)者(zhě)说(shuō)是生命进化的(de)一个(gè)重要因素。

如果这一理论(lùn)得到进一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味着人类并不(bù)孤单呢？或(huò)许在宇宙(zhòu)当中某个(gè)角落的(de)行星(xīng)上，暗物质正在通过这样的(de)效应创造生命。当然，这些(xiē)推论的大前提是京东是谁的老板是谁要先找到(dào)暗(àn)物质(zhì)存(cún)在(zài)的(de)实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质到底存不(bù)存在呢？喜欢(huān)请点赞，你(nǐ)的(de)支持是我更新的动(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 京东是谁的老板是谁