宇宙是(shì)“人为制造”的？为何(hé)会存在(zài)科学无法解(jiě)释的“暗物质”？暗物质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗(àn)物质(zhì)存在的证据，科(kē)学家们在过去的几十(shí)年当中进(jìn)行了超(chāo)过(guò)50次的长期实验(yàn)，但是却没有(yǒu)发现任何的有效证据(jù)。除了一(yī)个地(dì)方(fāng)，在1687年出版(bǎn)的(de)自然(rán)哲学(xué)数学原(yuán)理一(yī)书(shū)中，埃(āi)萨克(kè)牛顿(dùn)发表(biǎo)了万有引力(lì)定(dìng)律(lǜ)，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运动的规律(lǜ)。往后的(de)几(jǐ)百年来，当(dāng)天(tiān)文学家们发(fā)现(xiàn)某些天体运(yùn)行轨道出现异常(cháng)，不符(fú)合万有引力定律的时候，他们就会知道，周围一(yī)定有未(wèi)知的天体通过引力在摄动(dòng)它的(de)轨(guǐ)道。比如(rú)在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天王(wáng)星运行轨道的异常，推算(suàn)并且发现了(le)海王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥(míng)王星(xīng)的发现都是应用(yòng)万有引力(lì)定律(lǜ)所取得重大天文成就(jiù)的例子。但是这_D是什么意思，_3是什么意思(zhè)些发现都是在恒星系统(tǒng)的(de)尺(chǐ)度当(dāng)中，可当我(wǒ)们上升(shēng)到星系(xì)或者是(shì)星团的尺度，事(shì)情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理(lǐ)学家弗里茨兹(zī)威基(jī)正在(zài)研(yán)究和测(cè)量后发星系团的质(zhì)量。这是(shì)一个由(yóu)数千个(gè)星系所组(zǔ)成的巨大(dà)星系团，这些星系被引(yǐn)力束(shù)缚在一(yī)起。测量星系团(tuán)的质量一(yī)般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种(zhǒng)方法结果一(yī)致，就可(kě)以(yǐ)确定其质量的(de)范围。

第一种是获得(dé)其"光度(dù)学的(de)质量(liàng)"，需要的数据(jù)是测量(liàng)各个(gè)星(xīng)系(xì)的光度(dù)。

第二(èr)种(zhǒng)是动力(lì)学质量(liàng)的计算，是利(lì)用光(guāng)谱红移(yí)测(cè)量星(xīng)系团(tuán)中的各个星系相对于星系团的运动速度。当测量结(jié)果出来(lái)之(zhī)后，兹威基彻底(dǐ)懵(měng)了(le)，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后发(fā)座星(xīng)系(xì)团(tuán)有99%的质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说这99%的质(zhì)量并不(bù)以可见光的(de)形式所存(cún)在，我们无法_D是什么意思，_3是什么意思看(kàn)到(dào)。最诡(guǐ)异的是，在测量(liàng)速度的过程(chéng)中，兹威基发现星系团中很多星系(xì)的速度比理论上(shàng)要快得多，按(àn)照(zhào)牛(niú)顿的运动学(xué)定律(lǜ)，仅(jǐn)靠(kào)这(zhè)些可见星(xīng)系的质量所产生(shēng)的引力是(shì)无法将它们束缚在星系团内的(de)，它(tā)们早就应该被抛出星系(xì)团之外了，除(chú)非有一种神秘(mì)的(de)力量在(zài)起作用(yòng)，这种力量(liàng)来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出(chū)了这样(yàng)部分不(bù)可见的暗质(zhì)，它不发散光(guāng)、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当(dāng)时的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次(cì)出现。天文(wén)学家维拉鲁宾(bīn)和肯(kěn)特福特在观测(cè)仙女(nǚ)座星(xīng)系中的(de)恒星运(yùn)动。理(lǐ)论上来说，距离(lí)中心越远的恒星在其轨道上的运行速(sù)度(dù)就会越慢。但是他(tā)们观(guān)测(cè)的结果却让人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随(suí)着与中(zhōng)心(xīn)距(jù)离(lí)的增(zēng)加(jiā)，恒星的旋转速度(dù)几乎(hū)保持不变。可是根据(jù)牛(niú)顿的万有引力(lì)定律，在星系当中如(rú)果没有足够(gòu)大的质量来吸(xī)引(yǐn)它(tā)们，这(zhè)些外围的恒星早就被(bèi)甩(shuǎi)到宇宙(zhòu)当(dāng)中了。基于这种现象，科学家们会使用一(yī)种相对标准的方法(fǎ)来解释暗物质的存在，这种(zhǒng)方(fāng)法就是测量(liàng)星系当中气体在X轴上距离星系中心的距(jù)离(lí)，以及在Y轴上气(qì)体的旋转速度。如果出(chū)现异常(cháng)的结果，就认为是(shì)由暗物质(zhì)的力量(liàng)进入其中(zhōng)。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜测量(liàng)了距离星系中心更远距离(lí)的氢(qīng)元素，发现它们(men)的旋转速度(dù)并不符合牛(niú)顿的力学(xué)定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河(hé)系的第三悬(xuán)臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力定律进(jìn)行计算，太阳系(xì)的(de)运行速度应该(gāi)是160千米(mǐ)/秒，但实际(jì)上，太阳(yáng)系(xì)正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个(gè)实际速度(dù)远远大于理论速度，那么产生以上(shàng)这(zhè)种向心加速(sù)度的原因很可能就(jiù)是存(cún)在着一(yī)种我们看(kàn)不到(dào)的(de)物质，是这(zhè)些暗物(wù)质(zhì)的引力效应(yīng)将(jiāng)星系聚集在(zài)了一起(qǐ)。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的研究人员开(kāi)始相信(xìn)暗物质的(de)存在。科学家根据星系外恒星轨道的(de)速度(dù)，估算在(zài)星系当中(zhōng)暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯一(yī)可以(yǐ)解释这个现象的原因(yīn)。在一项新的研究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎(hū)没有引力(lì)效应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出(chū)现速度上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发(fā)现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但(dàn)是星系当中存在(zài)的恒星数量却只有银河(hé)系的千分之一。

所以(yǐ)在理论上(shàng)，该星系必须存(cún)在暗物质(zhì)，否则就会分崩离析(xī)。但是科学家们使用最先进的望(wàng)远镜对其(qí)进(jìn)行了40个小时的(de)详细测量之后，发现星(xīng)系(xì)中的(de)恒星运动是可以用(yòng)正常的(de)物质(zhì)和力学(xué)定律(lǜ)来解释的(de)。那么又有人提出，也许该星系的(de)暗物质，已经被附(fù)近(jìn)的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近(jìn)没有任何(hé)星(xīng)系存(cún)在。造成这(zhè)些现(xiàn)象(xiàng)的除了暗物质(zhì)的假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空(kōng)间中的工作方(fāng)式(shì)是(shì)不同的，这(zhè)意味着在(zài)行(xíng)星系尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照(zhào)我们所理解(jiě)的方式(shì)运(yùn)动(dòng)。但是上升到星(xīng)系(xì)和星团的尺度，引(yǐn)力(lì)之间的相互(hù)作用则是不同(tóng)的方式。对于在星(xīng)系团之间的相(xiāng)互作用，科学(xué)家(jiā)还引(yǐn)入了外部场效应的概念，指的是在数百万光年(nián)的规模上，巨大的(de)质量之间会产生对彼此(cǐ)特殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论成立，这意(yì)味着我(wǒ)们需(xū)要对现在的(de)物理定律进行修(xiū)正，这(zhè)些(xiē)发现也让(ràng)很多(duō)人认为暗物(wù)质假说(shuō)理论就(jiù)此终结(jié)。但(dàn)是在宇宙当中还有关于暗(àn)物(wù)质存在的其他的理论证据，这(zhè)些理论证据是(shì)蒙德理论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组成，类似这(zhè)样的星(xīng)团，它们大部分的普通质量都(dōu)在星系的气体当中。当星(xīng)团以1000万公里/小时(shí)发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体的相互(hù)作用(yòng)就会(huì)导致温(wēn)度(dù)的急剧(jù)升高，速度大(dà)幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这(zhè)些气体所在的中间区域。那(nà)么我们(men)通过什(shén)么来验证它的(de)质量区域到底是(shì)不是(shì)集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望远(yuǎn)镜(jìng)传回了宇宙当中第一张全彩的(de)高清(qīng)照片，在照片中我们可以明显地看到很多星系似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身(shēn)并不(bù)是真的被扭曲了，也不是韦(wéi)伯望(wàng)远镜出了什么问题，而是这样(yàng)极遥(yáo)远的天(tiān)体和我(wǒ)们地球上的(de)观(guān)测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超大质量的东西(xī)的(de)引力，会使身后更遥远星系的光都发生了(le)扭(niǔ)曲。这个现象就是引(yǐn)力透镜(jìng)效(xiào)应。这个巨大的(de)天体可能(néng)是(shì)超大(dà)质量的黑洞或(huò)者(zhě)是(shì)暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当人们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现它(tā)的大质量(liàng)区(qū)域(yù)并不是在(zài)中间，而是在两(liǎng)侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是当星团发生全部(bù)的(de)碰撞时，可被观测到(dào)的质(zhì)量气体被(bèi)卡在了中间，暗(àn)物质(zhì)则直接(jiē)通过了(le)这个区域，并在两边形成(chéng)了引力(lì)透镜(jìng)。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗物(wù)质存在(zài)的迄今为止(zhǐ)最好(hǎo)的(de)理论证据。

除此之外(wài)，还有来自(zì)宇宙(zhòu)当中最古(gǔ)老的(de)光(guāng)。从(cóng)宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终(zhōng)于可(kě)以畅通无阻地(dì)穿越在宇(yǔ)宙当中了。经(jīng)过了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空间(jiān)背景上(shàng)留下了各(gè)相同性的微波辐射。其中红色的(de)部分(fēn)表示温度(dù)较高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实(shí)际上它们之间的温差只有万分之一。

科学家们(men)通(tōng)过对前景背景分离后的二(èr)值图像进行(xíng)连通域提取(qǔ)和标记之(zhī)后发现，如果宇宙(zhòu)当(dāng)中没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看起来不(bù)应该是(shì)这样的，而(ér)随着暗物(wù)质(zhì)的增(zēng)加，一(yī)些峰值的幅(fú)度会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测(cè)量值，我们(men)需要的(de)暗(àn)物质大约是(shì)普(pǔ)通物质的(de)5倍。这个数字与解释(shì)星系当中(zhōng)恒(héng)星运动所需要(yào)的暗物质(zhì)比例是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一个简(jiǎn)单的理(lǐ)论框架，就很好地(dì)解释了很多不同的观测结(jié)果。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当(dāng)中存在(zài)着(zhe)某种(zhǒng)类型(xíng)的粒(lì)子，它(tā)们(men)不参与任何其他的(de)电磁作用，只通过引力来相互作(zuò)用。所以如(rú)果能(néng)够找到(dào)这种粒子(zi)的存在，就相当于找到了暗物质存在的实(shí)际证(zhèng)据(jù)。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十种的(de)假想目(mù)标(biāo)，而要寻找这(zhè)些不(bù)同的目标粒(lì)子(zi)所需要的实验(yàn)方式也不相(xiāng)同。在(zài)过去的几十年当(dāng)中，人类为了寻找这些看(kàn)不见、摸(mō)不到，几乎不会与常(cháng)规物质相互作用的“暗物质(zhì)”，科学家(jiā)们(men)已经进行(xíng)了超(chāo)过50次的实验，却没有任何实(shí)质性的发现(xiàn)，除了一个地(dì)方(fāng)，意大利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿(kuàng)井(jǐng)当中(zhōng)，藏着地球上最大的地(dì)学实验(yàn)室，这(zhè)个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高(gāo)的探测器，一直(zhí)致力(lì)于寻找(zhǎo)暗物质粒子(zi)的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家(jiā)声称观测到(dào)了某种(zhǒng)信号。经(jīng)过(guò)了20多年的数据收集，人们(men)发现了一(yī)个有趣的事情。探测率会(huì)在每(měi)年的6月份达到峰值，然后(hòu)在(zài)11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在20年当(dāng)中每(měi)年都是一样。一些科学家认(rèn)为这可(kě)能是(shì)人(rén)类发现暗物质的第(dì)一个直接证据。

但是为(wèi)什么暗物质会(huì)产(chǎn)生周期性的年度信号呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒的(de)速度围绕着银河系(xì)进行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味着我们也在以这样的速度在(zài)穿越(yuè)着暗物质流，这个过程中会产生相应的振荡(dàng)，同(tóng)时(shí)地球又以30公里/秒的速度围绕(rào)太阳进行旋转。所以有(yǒu)半(bàn)年的(de)时间，地球(qiú)围绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的(de)，而另外半年则与之(zhī)相反(fǎn)。

而(ér)在6月(yuè)份的时候(hòu)，地球与太阳的方向正(zhèng)好达到完全一致(zhì)，这是(shì)理论(lùn)上地球(qiú)穿越暗物质流最快的时(shí)段。而在11月(yuè)份，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相(xiāng)对(duì)银河(hé)系的(de)平(píng)面呈现(xiàn)了60度的倾斜(xié)，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认(rèn)为(wèi)这(zhè)可以用来解释，研究人员(yuán)们(men)所观测(cè)到(dào)的周期性信号。当然也(yě)可(kě)能(néng)有(yǒu)其他的情况，造成这种年度周期信号(hào)的差异也可能是(shì)温度、湿(shī)度(dù)、土壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚(shèn)至连意(yì)大利游客的(de)数量也(yě)符合这个(gè)周期(qī)的规律(lǜ)。

所以，科(kē)学家们又在南半球建立了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这(zhè)里的(de)季节与之前的实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质(zhì)流的运动特征和(hé)第一个实验(yàn)室是一样的(de)。

因此，如果在这(zhè)里可(kě)以得(dé)到相同的信号，就可以成为暗物质(zhì)所存在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由于这个实验室刚刚(gāng)建成(chéng)不久，所(suǒ)以截至目前还无(wú)法提(tí)供相(xiāng)应(yīng)的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台(tái)太空望远镜叫(jiào)做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器(qì)提供的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷斯(sī)罗曼(màn)太空(kōng)望(wàng)远镜(jìng)其中一个关键的(de)用途就是探(tàn)索暗物质背后的奥秘(mì)，对于探测(cè)的结果，我们只能拭(shì)目以待了。费米实验室粒子(zi)天体(tǐ)物理中心(xīn)的(de)科(kē)学家(jiā)丹琥珀(pò)和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如(rú)果暗物质存在，它们(men)极(jí)有可能拥有另一种神秘(mì)的(de)效应，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是生命进化的一(yī)个重(zhòng)要因素。

如果这一(yī)理论得到进一步(bù)的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不(bù)会意味着(zhe)人类并不孤单呢？或(huò)许在(zài)宇宙当中某个角落(luò)的行星上，暗物质(zhì)正(zhèng)在(zài)通过(guò)这样的效应创造(zào)生命。当然，这些(xiē)推论的大前提是要先找到暗物质存在的实(shí)际证(zhèng)据。那(nà)么小伙伴们，你们觉(jué)得暗(àn)物质到底存不存(cún)在呢？喜欢(huān)请点赞，你的支持是我更新的动(dòng)力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 _D是什么意思，_3是什么意思