宇宙是“人为制造”的？为何(hé)会(huì)存在科(kē)学无(wú)法解(jiě)释的“暗(àn)物质”？暗物质又究竟是(shì)什(shén)么？人(rén)类为(wèi)了寻(xún)找(zhǎo)暗物质存在的证据，科学家们在过去的几十年当中进(jìn)行了超过50次的长期(qī)实验，但是(shì)却没有发现任何的有效证据。除(chú)了一个(gè)地(dì)方(fāng)，在1687年出版的(de)自然哲学数(shù)学原(yuán)理一(yī)书中，埃萨克牛顿发(fā)表了万(wàn)有引力(lì)定律(独立事件与互斥事件的区别与联系公式，独立事件与互斥事件的区别与联系视频lǜ)，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来(lái)，当天文学家们发现(xiàn)某些天(tiān)体运行(xíng)轨道(dào)出(chū)现异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时候(hòu)，他们(men)就会(huì)知道，周围(wéi)一定(dìng)有未知的天体通(tōng)过引力在摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过(guò)天王(wáng)星运行轨道的异常，推算并(bìng)且发现了海王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是(shì)应用万有引力定律所取得(dé)重大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统的尺度当中(zhōng)，可当(dāng)我们上升到星(xīng)系或者是星团的(de)尺度，事(shì)情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞(ruì)士的物(wù)理学家弗(fú)里茨兹(zī)威基正(zhèng)在研究和(hé)测量(liàng)后发星系团的质量。这是一个由数千个星(xīng)系(xì)所组成的巨大(dà)星系团(tuán)，这些(xiē)星系被引(yǐn)力束缚在一起。测量星系团的质量一般会(huì)使(shǐ)用到两种方法，当两种方法(fǎ)结(jié)果一致，就可以确定其质量的范围(wéi)。

第一种是获得其(qí)"光度(dù)学(xué)的质量"，需要(yào)的数(shù)据是测量各个星系的光度。

第二种是动力学(xué)质(zhì)量的计算，是利用光(guāng)谱红(hóng)移测量星系团中的各(gè)个星(xīng)系相对于星(xīng)系团(tuán)的(de)运动速(sù)度(dù)。当(dāng)测量结(jié)果出来(lái)之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学质(zhì)量”竟(jìng)然是“光度学质量”的(de)400倍。这意味(wèi)着，后发座星(xīng)系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的质量并(bìng)不(bù)以可见(jiàn)光的形式所存在(zài)，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测量速(sù)度的过程(chéng)中，兹(zī)威基发现星系团中很多星系的速度比理论上要(yào)快(kuài)得多，按(àn)照(zhào)牛顿的运动学(xué)定律，仅靠这些(xiē)可见星(xīng)系的质量所产生(shēng)的引力是无法将它们(men)束缚在星(xīng)系团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星系(xì)团(tuán)之外了(le)，除(chú)非有一(yī)种神秘的力量在起作用，这(zhè)种力量来(lái)源于某(mǒu)种隐(yǐn)形的物质。

据(jù)此，兹维基(jī)提(tí)出了这(zhè)样部分不可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们(men)却占据着宇(yǔ)宙中(zhōng)绝大部分的质(zhì)量(liàng)。只是当时的人们对这样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗(àn)物质(zhì)”这个词才再一次出现(xiàn)。天文(wén)学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙女座星系中的(de)恒星(xīng)运动。理论(lùn)上来说，距(jù)离中心(xīn)越远的恒(héng)星在其轨道(dào)上(shàng)的运行速度就会越慢(màn)。但是他(tā)们观(guān)测(cè)的结果却让(ràng)人感(gǎn)到(dào)不(bù)可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒星的旋转速度几乎(hū)保持不变(biàn)。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定(dìng)律，在星系当中如果没有足够(gòu)大的质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们会使用一种相对标准的方法(fǎ)来解(jiě)释暗物质的(de)存在，这种方(fāng)法就是测量星(xīng)系当中气(qì)体在X轴上距离星系中心的距离(lí)，以及在(zài)Y轴(zhóu)上气体的旋(xuán)转速度。如果出现异常的结果，就认(rèn)为是由暗物(wù)质(zhì)的力(lì)量(liàng)进入(rù)其中。

于是(shì)科(kē)学家们通过射电望(wàng)远镜测(cè)量了距离星系中心更远距离的(de)氢元素，发现它(tā)们(men)的旋(xuán)转速度并不(bù)符合牛(niú)顿(dùn)的力学定(dìng)律。我们(men)的太阳(yáng)系(xì)也不例外(wài)，太阳系位(wèi)于银河系的第(dì)三悬(xuán)臂之上，距离银河系(xì)中心2.6万光年(nián)，根据(jù)万有引力(lì)定律进(jìn)行(xíng)计算(suàn)，太阳系的运(yùn)行速(sù)度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河系旋转，这个(gè)实际速度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产生以(yǐ)上这种向(xiàng)心加(jiā)速度的原因很可能就是存在着一种我们看不到的(de)物质，是这(zhè)些暗物质的引力效应将星(xīng)系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研(yán)究人员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学(xué)家根(gēn)据星系外(wài)恒(héng)星轨道的速度(dù)，估算(suàn)在星系(xì)当中暗物(wù)质的质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个(gè)现象的(de)原因。在一(yī)项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引(yǐn)力效应的遥远(yuǎn)恒星之(zhī)间，也会(huì)出现速度(dù)上的微(wēi)小差异。另外，天(tiān)文(wén)学(xué)家还(hái)发现了一个反常的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不(bù)多，但是(shì)星(xīng)系当(dāng)中存(cún)在的恒星数量却只有银河(hé)系的(de)千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系必须(xū)存在暗(àn)物质，否则(zé)就会分(fēn)崩(bēng)离(lí)析。但是科学(xué)家(jiā)们使用最先进(jìn)的望远镜对(duì)其进(jìn)行了(le)40个小时的详细(xì)测量之后，发现星系中的恒星(xīng)运动是(shì)可(kě)以用正常(cháng)的物质和力学定律(lǜ)来(lái)解释的。那(nà)么又有人(rén)提出，也许该星系的暗物质(zhì)，已(yǐ)经被(bèi)附近的另(lìng)一个大(dà)星(xīng)系剥(bō)离了。奇(qí)怪的(de)是(shì)，它的附(fù)近没(méi)有任何星系存在。造(zào)成这些现象的除了暗(àn)物质的假说之外，另一种(zhǒng)可能就是人(rén)类对引力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空(kōng)间(jiān)中的工作(zuò)方式是不同的，这意(yì)味着在行(xíng)星系尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解的(de)方(fāng)式运动。但(dàn)是上升到星系和(hé)星(xīng)团的尺度，引力之(zhī)间的相互(hù)作用则是不同的方式(shì)。对于(yú)在星系团之间的(de)相(xiāng)互(hù)作(zuò)用，科学家还引入(rù)了外部场效应的(de)概念，指的是在(zài)数百万(wàn)光年的规模上(shàng)，巨(jù)大的质量之间会产生对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味着(zhe)我(wǒ)们需要对现在(zài)的物理定律进行修(xiū)正，这些发现也(yě)让很多(duō)人认为暗物(wù)质假说理论就此(cǐ)终结(jié)。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗物质存在的(de)其他的理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德(dé)理论所没法解释(shì)的“引力(lì)透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星系团所组成，类似这(zhè)样(yàng)的星团(tuán)，它(tā)们大部(bù)分的(de)普通质量都在(zài)星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体的相互作用(yòng)就会(huì)导致温度(dù)的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞(zhuàng)之(zhī)后(hòu)，子弹星系团大部分的(de)质量(liàng)将(jiāng)位于所(suǒ)有(yǒu)这些气体所在的中间区(qū)域。那(nà)么我(wǒ)们通过什么来验证(zhèng)它的(de)质量区域(yù)到底是不是集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传(chuán)回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照片，在照片中我们可(kě)以明显地看到很多星系似独立事件与互斥事件的区别与联系公式，独立事件与互斥事件的区别与联系视频f0000; line-height: 24px;'>独立事件与互斥事件的区别与联系公式，独立事件与互斥事件的区别与联系视频乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯(bó)望(wàng)远(yuǎn)镜出了(le)什么问题(tí)，而是这(zhè)样极遥(yáo)远的天(tiān)体(tǐ)和(hé)我们(men)地球(qiú)上(shàng)的观测者之间。被(bèi)一个质量(liàng)超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西(xī)的引力，会(huì)使身后更遥远(yuǎn)星系(xì)的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个(gè)巨(jù)大的(de)天体可(kě)能是超(chāo)大质(zhì)量的(de)黑洞或(huò)者是暗(àn)物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时(shí)候，发现它的大质量区域并(bìng)不是在(zài)中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的(de)解释方(fāng)法就是当星团发生全部的碰撞时(shí)，可(kě)被观(guān)测到的(de)质量气体被卡在了(le)中间(jiān)，暗物质则直(zhí)接通(tōng)过(guò)了这个(gè)区(qū)域(yù)，并在两边形成了引力透镜(jìng)。对子弹星系团的(de)引力透(tòu)镜研究也被认为是暗(àn)物质存在的迄今为止最好的理(lǐ)论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆(bào)炸开始，38万(wàn)年之后(hòu)，可见(jiàn)光终(zhōng)于(yú)可以畅通(tōng)无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空(kōng)间背景上留下了各相同(tóng)性的微波(bō)辐射(shè)。其中红色(sè)的(de)部分表示温度(dù)较高的区域(yù)，蓝色则(zé)表示相对(duì)较冷的区(qū)域，但实际上它们之间(jiān)的温差只有(yǒu)万分之(zhī)一。

科学家们通过对前景背景分离后的二值图(tú)像(xiàng)进行连(lián)通域(yù)提(tí)取和标记之后发(fā)现，如果宇(yǔ)宙当中没(méi)有暗物质，图(tú)形看(kàn)起来不应该(gāi)是(shì)这样的(de)，而随着暗物质的增加，一(yī)些(xiē)峰(fēng)值的幅(fú)度会减小，才变得看起来(lái)“和(hé)谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐(fú)射的测量值(zhí)，我(wǒ)们需要(yào)的暗物(wù)质大(dà)约是普通(tōng)物质的5倍。这个数(shù)字(zì)与解释星系当中恒(héng)星运动所需要的暗物质(zhì)比例是一致的。这就(jiù)意味着。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就很好地解释了很多(duō)不同的(de)观(guān)测结果。而暗物质的本质就是(shì)宇宙(zhòu)当中存在(zài)着某(mǒu)种类型(xíng)的粒子，它们不参(cān)与任(rèn)何其(qí)他的电磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过引力(lì)来相互作(zuò)用。所以(yǐ)如(rú)果(guǒ)能够找到这种(zhǒng)粒子(zi)的(de)存(cún)在(zài)，就相当于找到了暗物质存在的实际(jì)证据(jù)。这种粒子到底是(shì)什么？科学家(jiā)们已经(jīng)提出了数十(shí)种的假想目(mù)标，而(ér)要寻找这些不同的目标粒子所需要的实验(yàn)方式也(yě)不相同。在过(guò)去的(de)几十年(nián)当(dāng)中(zhōng)，人(rén)类为了(le)寻(xún)找(zhǎo)这(zhè)些(xiē)看不见、摸(mō)不到，几乎(hū)不会与常规物质相互(hù)作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次的实(shí)验(yàn)，却没(méi)有任何(hé)实质性的发(fā)现，除了一(yī)个地方，意(yì)大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地(dì)下矿井当中，藏着(zhe)地(dì)球(qiú)上最大的(de)地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个三层楼(lóu)高的探测器(qì)，一直致力于寻找暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这(zhè)里的科学(xué)家声(shēng)称(chēng)观测到了(le)某种信号。经过了20多(duō)年(nián)的数(shù)据收集，人们发现了一个有趣(qù)的事情。探测率会(huì)在每(měi)年的6月份达到(dào)峰值，然后在11月(yuè)降到最低(dī)，而且在20年当中每年都是一样。一些(xiē)科学家(jiā)认为这可能是(shì)人类发现暗物质的(de)第一个直(zhí)接证据(jù)。

但是为什么暗物(wù)质会产生周(zhōu)期性的年度(dù)信号呢(ne)？刚才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速(sù)度围(wéi)绕着银河系(xì)进(jìn)行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着(zhe)我们(men)也在以这样的速度在穿(chuān)越着暗物质(zhì)流，这个过程中会(huì)产生相应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的(de)时间，地球围(wéi)绕(rào)太阳的方向(xiàng)与太(tài)阳环绕(rào)银河系的方向是一致的，而(ér)另外(wài)半(bàn)年(nián)则与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与(yǔ)太阳的(de)方向正好达到完全一致，这是理(lǐ)论上(shàng)地球穿(chuān)越暗物(wù)质流最快的时(shí)段。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最(zuì)慢值(zhí)。尽管在实(shí)际的情况中(zhōng)，太阳系(xì)相对银河系的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并不影响这个(gè)理(lǐ)论的有(yǒu)效性。

因此科(kē)学家认为(wèi)这可(kě)以(yǐ)用来(lái)解释(shì)，研究人员们(men)所(suǒ)观测(cè)到的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他的情(qíng)况，造(zào)成这种(zhǒng)年度(dù)周期信号的差异也可能是(shì)温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大利游客的(de)数量也符(fú)合(hé)这个周期的规律。

所以(yǐ)，科学(xué)家们(men)又(yòu)在南半(bàn)球建立了(le)一个(gè)几(jǐ)乎相同的(de)实验室，这里的季节与之(zhī)前的实验(yàn)室正好相反(fǎn)，而在这里，地球穿过(guò)暗物质(zhì)流的运(yùn)动特征(zhēng)和第一个实(shí)验(yàn)室是一样(yàng)的。

因此，如果在(zài)这(zhè)里可以(yǐ)得到相同(tóng)的信号，就可以成为暗物质(zhì)所存在的(de)非常(cháng)有(yǒu)力的(de)证据了。但(dàn)是由于这个实验(yàn)室刚刚(gāng)建成不久，所以截至目前还无法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这(zhè)台(tái)太空望(wàng)远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远镜相同(tóng)，但它的宽视(shì)场仪器提供的视野是哈勃红外(wài)仪(yí)器的100倍。南希格雷斯(sī)罗(luó)曼太空望(wàng)远(yuǎn)镜其中一(yī)个(gè)关键的用途就是探(tàn)索暗(àn)物质背(bèi)后的(de)奥(ào)秘(mì)，对(duì)于(yú)探测(cè)的结(jié)果(guǒ)，我们只能拭目(mù)以(yǐ)待(dài)了(le)。费米(mǐ)实验室粒子天体物(wù)理中心(xīn)的(de)科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯(sī)特(tè)芬研究发现，如果(guǒ)暗物(wù)质存在，它(tā)们极有(yǒu)可能拥有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中生命(mìng)的诞(dàn)生，或者说是生命进化的(de)一个重要因素。

如(rú)果这一理(lǐ)论得到进(jìn)一(yī)步(bù)的证实，那么遍布(bù)宇宙当(dāng)中的暗物质会(huì)不会(huì)意味(wèi)着人类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落的(de)行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当(dāng)然，这些推论的大(dà)前(qián)提是要(yào)先找到暗物质存(cún)在的实际证据(jù)。那(nà)么(me)小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的动(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 独立事件与互斥事件的区别与联系公式，独立事件与互斥事件的区别与联系视频