宇宙是“人为制造”的？为何会存在科(kē)学无(wú)法解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟是什么？人类为了寻找暗(àn)物质存在的证据，科学家们在过去的(de)几十年当中(zhōng)进行了超过50次的长期实验，但(dàn)是却没(méi)有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然(rán)哲学数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引力定(dìng)律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往后的几百年来(lái)，当天(tiān)文学(xué)家们发现某些天体(tǐ)运行轨道出现异常(cháng)，不符(fú)合万有引力(lì)定律(lǜ)的时候(hòu)，他(tā)们(men)就会知道(dào)，周围一(yī)定有未(wèi)知的天体通过引(yǐn)力(lì)在摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通(tōng)过天(tiān)王星运行轨道的(de)异常，推算(suàn)并且(qiě)发现了海王星(xīng)的存(cún)在。另(lìng)外(wài)，哈雷(léi)彗星、冥(míng)王星的发现都是应用万有引力(lì)定律所取得重大天文成就的例(lì)子。但是(shì)这些发(fā)现都是在恒星系统(tǒng)的尺度当中，可当我(wǒ)们(men)上升到(dào)星(xīng)系或者是星团的尺度(dù)，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞(ruì)士的(de)物理学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和(hé)测(cè)量后发星系团(tuán)的质量。这是一(yī)个由数(shù)千个星系所组(zǔ)成的(de)巨大星系团，这些(xiē)星系(xì)被引力束缚在一起。测量星系团(tuán)的质量一般会(huì)使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当两种方法(fǎ)结果一致，就可(kě)以确定(dìng)其(qí)质(zhì)量的范围。

第一种是获(huò)得其"光度学的(de)质量(liàng)"，需要(yào)的数(shù)据是(shì)测量各个星(xīng)系(xì)的光(guāng)度。

第二种是(shì)动力(lì)学质量的计算，是利用光(guāng)谱(pǔ)红(hóng)移测(cè)量星系团(tuán)中的各个星系相对(duì)于星(xīng)系(xì)团的(de)运动速度。当测量结果(guǒ)出(chū)来之后(hòu)，兹威基彻底(dǐ)懵(měng)了，“动(dòng)力学质量”竟然是(shì)“光(guāng)度学质(zhì)量”的400倍。这意味(wèi)着，后(hòu)发座星(xīng)系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说(shuō)这99%的质量并(bìng)不以可见光(guāng)的形式所(suǒ)存在，我们(men)无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测(cè)量(liàng)速度的过程中(zhōng)，兹威基发现(xiàn)星系团中很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学(xué)定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所产生的引力是无法将它们束缚在星系团内的，它(tā)们(men)早就应(yīng)该被抛出星系团之外了(le)，除非有一种神秘的力(lì)量在(zài)起作(zuò)用(yòng)，这(zhè)种力量来源于(yú)某(mǒu)种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基(jī)提出了(le)这样部分不(bù)可见的暗(àn)质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们(men)却占(zhàn)据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出现。天文学家维(wéi)拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在(zài)观测仙女座星系(xì)中的恒(héng)星(xīng)运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨道上(shàng)的运行(xíng)速度就会(huì)越(yuè)慢。但是(shì)他们(men)观(guān)测的结果却让人感到(dào)不可思(sī)议(yì)。

随着与中心距离(lí)的增(zēng)加，恒星的旋(xuán)转速(sù)度几乎保持不(bù)变。可(kě)是根据牛顿的万有引力定(dìng)律(lǜ)，在星系当中如果没有足够(gòu)大的质量来(lái)吸(xī)引它们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了(le)。基于这种现象，科学家们会(huì)使(shǐ)用一(yī)种(zhǒng)相对标(biāo)准的方法来解(jiě)释暗物质的(de)存在，这种方法就是测量星系当(dāng)中气体在X轴上距离星(xīng)系(xì)中心的距(jù)离，以及在(zài)Y轴(zhóu)上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结(jié)果，就认为是(shì)由暗物质的力量进(jìn)入(rù)其中。

于(yú)是科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了(le)距离星系中心更远距离的氢元素，发现它(tā)们(men)的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力学定律。我们的太阳(yáng)系也不例外，太(tài)阳系位(wèi)于银(yín)河系的(de)第(dì)三悬(xuán)臂之(zhī)上，距(jù)离银河系中心(xīn)2.6万光(guāng)年，根据万有引力定律进行计算(suàn)，太阳(yáng)系(xì)的运(yùn)行(xíng)速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在(zài)以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度远(yuǎn)远大(dà)于理论速度(dù)，那(nà)么产(chǎn)生以上这乌克兰有中国人吗，在乌克兰的中国人安全吗种向心加速(sù)度的原(yuán)因(yīn)很可能就(jiù)是存在着一种我(wǒ)们看不到(dào)的(de)物质，是这些暗物质的引力效应将星系聚(jù)集在了一(yī)起(qǐ)。

也(yě)是从这时(shí)开始，越来越多的(de)研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在。科(kē)学家根(gēn)据(jù)星系外恒星轨道(dào)的(de)速(sù)度，估(gū)算在(zài)星系当中暗物(wù)质(zhì)的质(zhì)量占(zhàn)整个星系质(zhì)量(liàng)的85%。但是，暗物质并不(bù)是唯一可以解释这个现(xiàn)象的原因。在(zài)一(yī)项新(xīn)的研究(jiū)当(dāng)中，科学家们(men)发现，几乎没有引力效应(yīng)的遥远恒星(xīng)之间，也(yě)会出现速(sù)度上(shàng)的微小(xiǎo)差异。另(lìng)外，天文学家还(hái)发(fā)现了(le)一(yī)个反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系当(dāng)中(zhōng)存在的恒星数量却只有(yǒu)银河系的(de)千分之(zhī)一(yī)。

所(suǒ)以在理论上，该星(xīng)系(xì)必须存(cún)在暗物质，否则(zé)就会分崩离(lí)析。但是科学家们使用最先进的望远(yuǎn)镜对(duì)其进(jìn)行了40个小时的详(xiáng)细测(cè)量之(zhī)后，发(fā)现星系(xì)中的恒星运动是(shì)可以用(yòng)正常的物(wù)质和(hé)力(lì)学(xué)定(dìng)律来解释的(de)。那么又有人提出，也许该(gāi)星系的暗物质，已经(jīng)被附近的另一个大(dà)星系剥离了(le)。奇怪(guài)的是，它的附(fù)近没有任何星系存在。造成这些现象(xiàng)的(de)除了暗物质的假说之外，另一种可(kě)能就是人类对引力(lì)的(de)理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空(kōng)间中(zhōng)的工作方式(shì)是不(bù)同的，这意味(wèi)着在行星系尺度中的(de)天体会(huì)沿着它们的轨道，按照我们所(suǒ)理解的方式(shì)运动。但是上(shàng)升到星系和星团的尺度(dù)，引力之间的相互(hù)作用(yòng)则是(shì)不同的方式。对(duì)于在星系团之间的相(xiāng)互作用，科学(xué)家还引入了外部场效应的概念，指的是在数百万(wàn)光年的(de)规模上，巨大的质量(liàng)之(zhī)间会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德(dé)理论(lùn)成立，这意味(wèi)着我们需要(yào)对现在的物理定律(lǜ)进行修正，这(zhè)些发现也让很多(duō)人认(rèn)为暗物质假说理论(lùn)就(jiù)此终(zhōng)结。但是在宇宙当(dāng)中还有关(guān)于暗物(wù)质存在的其(qí)他的理论证(zhèng)据，这些理论(lùn)证据(jù)是蒙德理论所没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光年(nián)的子弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星系团所组成，类似这(zhè)样的星团，它(tā)们(men)大部(bù)分的普通质(zhì)量都在星系(xì)的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞的时候(hòu)，星际气体的(de)相互作用就(jiù)会导致温度的急剧(jù)升高，速度大幅降低(dī)。所以在理(lǐ)论上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星(xīng)系(xì)团大部分(fēn)的质量将(jiāng)位于所有这些气体所在(zài)的中间区域(yù)。那(nà)么我们通(tōng)过什么来验证它的质量区域到底是不是集中(zhōng)在中(zhōng)间呢？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全彩的高清照(zhào)片，在照片中我们(men)可以明显地看到很多星系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的(de)形变。其实这(zhè)些星系本身(shēn)并不是真的被扭曲了(le)，也不是(shì)韦(wéi)伯望远镜出(chū)了什么问题，而是(shì)这样(yàng)极遥远的天体(tǐ)和我们地球上的观测者之间。被(bèi)一个质量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超大质量的东西的(de)引力(lì)，会使身(shēn)后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象就(jiù)是引力(lì)透镜效(xiào)应(yīng)。这个巨大的(de)天体可(kě)能是超大(dà)质(zhì)量(liàng)的(de)黑(hēi)洞或者(zhě)是暗物质(zhì)。

所以当(dāng)人们对子弹星系团观测的时(shí)候(hòu)，发现它的大质量(liàng)区(qū)域(yù)并不(bù)是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以(yǐ)最好的解释方法(fǎ)就是当星团发生全部的碰(pèng)撞时，可被观(guān)测到的质(zhì)量气体被卡在(zài)了中间，暗物质(zhì)则直接通过了这个区域(yù)，并在两边(biān)形成(chéng)了引(yǐn)力(lì)透镜。对子(zi)弹星系团的引力透镜研究也被认(rèn)为是(shì)暗物质(zhì)存在的(de)迄今(jīn)为止最(zuì)好的(de)理(lǐ)论证据。

除此之(zhī)外，还有来(lái)自宇宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越(yuè)在宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。经过了130多(duō)亿年(nián)之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各(gè)相同性的微波辐(fú)射。其中红(hóng)色的部分表示(shì)温度较高(gāo)的区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的区域，但实(shí)际上它们之间的温差(chà)只有(yǒu)万分之一。

科学家(jiā)们(men)通(tōng)过(guò)对前(qián)景背景分离(lí)后的二(èr)值图像进行连通域提取(qǔ)和(hé)标记之后发现，如果(guǒ)宇(yǔ)宙当中没有(yǒu)暗物质(zhì)，图形看(kàn)起来不(bù)应该是(shì)这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度会减小，才变(biàn)得(dé)看起来“和(hé)谐(xié)”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景辐射的测(cè)量值，我们需要的暗(àn)物质大约是普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字(zì)与解释星系(xì)当中(zhōng)恒星(xīng)运(yùn)动所(suǒ)需要的暗物质比例是(shì)一致(zhì)的。这就意味着。

用(yòng)了一个简单(dān)的理论(lùn)框架，就(jiù)很(hěn)好地解释了很多不同(tóng)的(de)观测(cè)结果。而暗物质的本质就(jiù)是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子(zi)，它们不参与任(rèn)何其他的(de)电磁(cí)作用，只通过引(yǐn)力来相互作用。所(suǒ)以(yǐ)如果能够找到这(zhè)种粒子(zi)的存(cún)在(zài)，就相当于找到了暗物质存在的(de)实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十种的(de)假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不同的(乌克兰有中国人吗，在乌克兰的中国人安全吗de)目标粒(lì)子所需要的实验方式也(yě)不(bù)相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找这些看不见、摸不(bù)到，几乎(hū)不(bù)会与常规物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的(de)发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯(sī)山(shān)脉(mài)。

在(zài)山下1400米(mǐ)处(chù)的地下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏着地球上(shàng)最(zuì)大的地学实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高(gāo)的探测(cè)器(qì)，一直致力于寻找暗物质粒子(zi)的(de)周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里(lǐ)的科学家声称观测到了(le)某(mǒu)种信号。经过了20多年的数(shù)据(jù)收集，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测率会(huì)在每年的6月份达到峰值，然(rán)后在11月降到(dào)最低，而且在20年当中每(měi)年(nián)都是一样。一些科学家认为这可能是人类发(fā)现暗物质的第一个直(zhí)接(jiē)证据。

但(dàn)是为(wèi)什么暗物(wù)质会产生周(zhōu)期性(xìng)的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220公里/秒的速度围(wéi)绕(rào)着(zhe)银(yín)河系进行移动(dòng)，那么如果(guǒ)暗物质(zhì)存在宇(yǔ)宙当中，这意味(wèi)着(zhe)我们也在以这样的速(sù)度在穿越着暗物质(zhì)流，这个(gè)过程中会产生相应的振荡(dàng)，同(tóng)时地球又以30公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度(dù)围绕(rào)太阳进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有半年的时间，地球围(wéi)绕(rào)太阳的(de)方向(xiàng)与太阳环绕(rào)银(yín)河系的方向(xiàng)是一致的(de)，而另外(wài)半年则与之相反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太阳(yáng)的方向正(zhèng)好达到完(wán)全一致，这是理(lǐ)论上地(dì)球穿越(yuè)暗物(wù)质流(liú)最(zuì)快的时段(duàn)。而(ér)在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相(xiāng)对银河(hé)系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可以用来(lái)解释，研究人员们所观测到的周(zhōu)期性信号(hào)。当(dāng)然也可能有其(qí)他的情况，造成这种年度周期信(xìn)号的差异也(yě)可(kě)能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连(lián)意(yì)大利游客的数量也符合这个(gè)周期的规(guī)律。

所以，科学家们(men)又在南半球(qiú)建立了(le)一个几(jǐ)乎相同(tóng)的实验室，这(zhè)里的季节与之前的(de)实验室正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质流的运动特征和(hé)第一个实验室是一样的(de)。

因此，如果在这里可(kě)以得到相(xiāng)同的信号，就(jiù)可以成为(wèi)暗物质所存(cún)在(zài)的非常有力的证据了。但是由于这个(gè)实(shí)验室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目前(qián)还无法(fǎ)提供相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远镜，这(zhè)台太(tài)空望远镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的宽视(shì)场仪(yí)器提(tí)供的视(shì)野是哈勃红外(wài)仪器(qì)的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望(wàng)远镜其中一(yī)个关键的用途就是探(tàn)索暗物质背后的奥(ào)秘，对(duì)于探测的结(jié)果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子(zi)天(tiān)体物(wù)理中心的科学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研(yán)究发现，如(rú)果(guǒ)暗物质(zhì)存在(zài)，它们(men)极有可能(néng)拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效应(yīng)，会支持(chí)宇宙当(dāng)中生命的(de)诞生，或者说是生命进化的一(yī)个重要因素。

如果这一(yī)理(lǐ)论得到进一步的证实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味(wèi)着人(rén)类并(bìng)不孤(gū)单呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当中某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正(zhèng)在通过这(zhè)样(yàng)的效应创造生(shēng)命。当(dāng)然(rán)，这(zhè)些推论的大前提是要先找到暗物(wù)质(zhì)存在的(de)实际证(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴们(men)，你们觉(jué)得暗物(wù)质到(dào)底存不(bù)存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的支持是我(wǒ)更新的(de)动力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 乌克兰有中国人吗，在乌克兰的中国人安全吗