宇宙是(shì)“人为制造”的？为何会存(cún)在科(kē)学无法解(jiě)释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟是什么？人(rén)类为了寻(xún)找暗物质存在的证(zhèng)据，科(kē)学家们在过(guò)去的几(jǐ)十年当中进行了(le)超过50次的长期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个(gè)地(dì)方，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理一(yī)书(shū)中，埃(āi)萨克牛顿发(fā)表了万有引力(lì)定律，它揭示(shì)了宇宙中(zhōng)天(tiān)体运动的规律。往后的几(jǐ)百年来(lái)，当天文学家(jiā)们发(fā)现某些天体运(yùn)行(xíng)轨道出现异常(cháng)，不符合(hé)万有(yǒu)引力定律(lǜ)的时候，他们就会知道，周围(wéi)一定有未知的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在(zài)1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶就(jiù)通过天(tiān)王星(xīng)运行轨(guǐ)道的(de)异常，推(tuī)算并且发现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王星的(de)发现都是(shì)应用(yòng)万有(yǒu)引力定律所取得重大天文成(chéng)就的例子(zi)。但是这些发现都是在恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上(shàng)升到星系或者(zhě)是星(xīng)团的尺(chǐ)度(dù)，事(shì)情就开始变得诡(guǐ)异了。

m6螺丝标准尺寸是多少，m6螺丝规格尺寸"https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/7e58e8fcd62ac7f.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威(wēi)基正在(zài)研究和测量(liàng)后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千个星系(xì)所组成的(de)巨(jù)大星系(xì)团，这些(xiē)星系(xì)被引力束缚在(zài)一起(qǐ)。测(cè)量星系团的质量一般会使用到两种方法，当两(liǎng)种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其质量的范围(wéi)。

第一(yī)种(zhǒng)是获得其(qí)"光(guāng)度学的质量"，需要的(de)数据是测量(liàng)各(gè)个(gè)星系的光(guāng)度(dù)。

第二种是动力学质量的计算，是利用(yòng)光谱红移测量星(xīng)系(xì)团中的各个星(xīng)系相对(duì)于星系团(tuán)的运(yùn)动速度。当测量结(jié)果出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力(lì)学质量”竟然是“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了，或(huò)者说这99%的质量并不(bù)以可见光的形式(shì)所存在，我们(men)无法看(kàn)到。最诡异的是，在测量速度的过程(chéng)中，兹威基(jī)发现星系团中很(hěn)多(duō)星系的速度比理论上要(yào)快得多，按照牛顿的运(yùn)动(dòng)学(xué)定律，仅靠(kào)这些可(kě)见星系的质量所产生的引力是无法将它们(men)束缚在星系(xì)团(tuán)内的，它们(men)早就应该被抛出星系团之外了，除非有一种神(shén)秘的力量在(zài)起作用，这种力量(liàng)来(lái)源(yuán)于某种隐(yǐn)形的(de)物质。

据此，兹维(wéi)基(jī)提出了(le)这样部(bù)分不可见的(de)暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但(dàn)是它们(men)却占据着宇宙中(zhōng)绝(jué)大(dà)部分(fēn)的(de)质量。只是当时(shí)的人们(men)对这样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才再(zài)一次(cì)出(chū)现。天文(wén)学(xué)家维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯特福特(tè)在观测(cè)仙女座星(xīng)系中(zhōng)的恒星运动。m6螺丝标准尺寸是多少，m6螺丝规格尺寸理论上来说，距离(lí)中心(xīn)越远的恒星(xīng)在其轨道上(shàng)的运行速度就会越慢。但(dàn)是他们(men)观测的结果却让人感到不可思(sī)议。

随(suí)着与中心距(jù)离(lí)的增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎(hū)保持(chí)不变。可是根据牛(niú)顿的万有引力定律，在星(xīng)系当中如果没(méi)有足够大的质(zhì)量(liàng)来吸引它们，这些外围的恒(héng)星(xīng)早就被甩到宇宙当(dāng)中(zhōng)了(le)。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使用(yòng)一(yī)种(zhǒng)相对标准的(de)方法来解释暗物质(zhì)的存在(zài)，这(zhè)种(zhǒng)方(fāng)法就(jiù)是测量星(xīng)系当中气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距(jù)离，以及在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的旋转(zhuǎn)速度(dù)。如果出(chū)现异常(cháng)的结果(guǒ)，就(jiù)认为(wèi)是由暗物(wù)质的力量(liàng)进入其中(zhōng)。

于(yú)是科学(xué)家(jiā)们(men)通过射电(diàn)望远(yuǎn)镜测量了距(jù)离星系中心更远距离的氢元(yuán)素，发现它们的旋转速度并(bìng)不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们(men)的(de)太阳系也(yě)不例外(wài)，太阳(yáng)系位(wèi)于银河系的(de)第三悬(xuán)臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据(jù)万有(yǒu)引力定律(lǜ)进(jìn)行计算，太(tài)阳系的运行(xíng)速度应该是(shì)160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在(zài)以220千米/秒(miǎo)的速度围绕银(yín)河系旋转，这个实际速度远远大于理论(lùn)速度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加(jiā)速(sù)度的(de)原因很(hěn)可(kě)能(néng)就是存在着一种我们看不到(dào)的物(wù)质，是这些暗物质的引力效应将星系(xì)聚集在了一起。

也(yě)是(shì)从(cóng)这(zhè)时开(kāi)始，越(yuè)来(lái)越多的(de)研究人员开始相信暗物质的(de)存在。科学家(jiā)根(gēn)据(jù)星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质的质量(liàng)占整个星系(xì)质量的(de)85%。但是，暗物质(zhì)并不是(shì)唯一可以(yǐ)解(jiě)释这个现象的原因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家(jiā)们(men)发现，几乎没有引力效应的(de)遥远恒(héng)星之(zhī)间，也会出现速度(dù)上的微小(xiǎo)差(chà)异。另外(wài)，天文学家还发现了(le)一个反常的(de)星系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大(dà)约2.5亿(yì)光年，大(dà)小和银河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒(héng)星数量却只有(yǒu)银河系的千分之(zhī)一。

所以在理论(lùn)上，该星(xīng)系必须存在暗物质，否(fǒu)则就会分崩离析。但是科学家们使用最先进的(de)望远镜对其(qí)进行(xíng)了40个小(xiǎo)时的详细测量之后，发现星系中的(de)恒星运动是(shì)可以用正(zhèng)常(cháng)的物质和(hé)力学定(dìng)律(lǜ)来(lái)解释的。那(nà)么又有人提出(chū)，也许该星系(xì)的暗物质，已(yǐ)经被附近(jìn)的另一(yī)个(gè)大星系剥离(lí)了。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造成这(zhè)些现象(xiàng)的除了暗物质的假说之外，另一种可能就(jiù)是(shì)人(rén)类对引力的(de)理(lǐ)解还不够全(quán)面，引力很可能在不同尺度(dù)空(kōng)间中的工作方式是不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们(men)的(de)轨道，按照(zhào)我们所理解的方式运动。但是上升到星系和星团的(de)尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的(de)相互作用则(zé)是不(bù)同的方式。对于在星系团之间的(de)相互作用(yòng)，科(kē)学家还引入了外部(bù)场效应的概(gài)念，指的(de)是在(zài)数百(bǎi)万光(guāng)年的规(guī)模上，巨大的质(zhì)量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我(wǒ)们需要对现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些发现也让很(hěn)多人认为(wèi)暗(àn)物质假说(shuō)理(lǐ)论就(jiù)此(cǐ)终结。但是在宇宙当中还有关于暗物(wù)质存在的(de)其他的理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德(dé)理(lǐ)论所没法解释的“引力(lì)透镜(jìng)”。

径向(xiàng)距离为37亿光(guāng)年的子(zi)弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的(de)星(xīng)系团所组成，类似这样的(de)星(xīng)团，它们(men)大部分(fēn)的普通(tōng)质量(liàng)都(dōu)在星系的气体当中(zhōng)。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相互作用就会导致温(wēn)度的急剧(jù)升高(gāo)，速度(dù)大幅降低。所以在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹(dàn)星系(xì)团(tuán)大部分的质量将位于(yú)所(suǒ)有(yǒu)这些(xiē)气(qì)体所在(zài)的中间(jiān)区域。那么我们通过什么来验证(zhèng)它的质量区域到底是不是(shì)集中(zhōng)在中间呢(ne)？前(qián)不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望(wàng)远镜传回(huí)了宇(yǔ)宙(zhòu)当中第一张全彩的高清(qīng)照片(piàn)，在照片中我们可(kě)以明显地看到(dào)很多星系(xì)似乎(hū)被拉伸产(chǎn)生了巨大的形变。其实(shí)这些星系(xì)本(běn)身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样(yàng)极遥远的天体和我们地球(qiú)上的观(guān)测(cè)者之间。被(bèi)一个(gè)质量超(chāo)级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东西的引力(lì)，会使(shǐ)身后更(gèng)遥(yáo)远星系(xì)的(de)光都发生(shēng)了扭曲(qū)。这个现象就是引力透镜效应(yīng)。这个(gè)巨大的天体可能是(shì)超大质(zhì)量的黑(hēi)洞(dòng)或(huò)者是(shì)暗物质。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观(guān)测(cè)的时候，发现它的(de)大质量区(qū)域(yù)并不(bù)是(shì)在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的(de)解(jiě)释方法就是当(dāng)星团发生(shēng)全部的碰撞时(shí)，可被(bèi)观测到的质量气体被(bèi)卡(kǎ)在(zài)了中间，暗物(wù)质则(zé)直(zhí)接通过了这个区域，并在两边形(xíng)成了引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引(yǐn)力(lì)透镜研究也被(bèi)认(rèn)为(wèi)是暗(àn)物质(zhì)存在的(de)迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当(dāng)中(zhōng)最古老(lǎo)的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万(wàn)年之后，可(kě)见光终(zhōng)于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在(zài)宇(yǔ)宙空间背景(jǐng)上(shàng)留下了各相同(tóng)性的微波辐射(shè)。其中红色的部分(fēn)表(biǎo)示温(wēn)度较(jiào)高的区域，蓝色(sè)则表示相对较冷的区(qū)域，但实际(jì)上它们之间(jiān)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(tú)像进行连通域提取和标记之(zhī)后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物(wù)质(zhì)，图(tú)形看(kàn)起来不应该是这样的，而(ér)随着暗(àn)物(wù)质的(de)增加(jiā)，一些(xiē)峰值的幅度(dù)会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙(zhòu)微波背景(jǐng)辐射的测(cè)量值，我们需要的暗物质大约是(shì)普通物质的5倍。这(zhè)个数字(zì)与解(jiě)释(shì)星系当(dāng)中(zhōng)恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)所需要的暗物质比(bǐ)例是一致(zhì)的。这(zhè)就(jiù)意味着。

用(yòng)了一个简单的(de)理(lǐ)论框架(jià)，就很好地解释了很多(duō)不(bù)同的观测结果(guǒ)。而(ér)暗物质的本质(zhì)就是宇宙当中存在着某(mǒu)种类(lèi)型的粒(lì)子，它(tā)们(men)不参与任何其(qí)他的电磁(cí)作用，只通过引力来(lái)相(xiāng)互(hù)作(zuò)用。所(suǒ)以(yǐ)如果能够找到(dào)这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际(jì)证(zhèng)据(jù)。这种(zhǒng)粒子到(dào)底是什(shén)么？科(kē)学家们已经提出了(le)数十(shí)种(zhǒng)的(de)假(jiǎ)想目标(biāo)，而要寻找这(zhè)些不同的目(mù)标粒子所需(xū)要(yào)的实(shí)验(yàn)方式也不相(xiāng)同。在过去的几十年当中，人类为了(le)寻(xún)找这(zhè)些看不见、摸(mō)不到，几(jǐ)乎(hū)不会与常规物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了(le)超(chāo)过50次的实验，却没有任(rèn)何实质(zhì)性(xìng)的(de)发现，除(chú)了(le)一个地(dì)方(fāng)，意大利的(de)格兰萨索山，隶(lì)属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的地下(xià)矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着地球上最大的地学实验室，这个实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层楼高的探测器，一直致力(lì)于寻(xún)找暗物质粒子的周期(qī)性(xìng)震(zhèn)荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的(de)科学家声(shēng)称观测(cè)到(dào)了某种(zhǒng)信号。经过了(le)20多年的数据(jù)收集，人们发(fā)现(xiàn)了(le)一个有趣(qù)的事情。探测率(lǜ)会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年(nián)当(dāng)中每年都(dōu)是一样(yàng)。一些科(kē)学家认为这可能是(shì)人(rén)类发现(xiàn)暗物质的(de)第一(yī)个直接证据。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的速度围绕着银河系进行(xíng)移动(dòng)，那(nà)么如果暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味(wèi)着我们(men)也(yě)在(zài)以(yǐ)这样的速度在穿(chuān)越着(zhe)暗物质流，这个(gè)过程中会(huì)产(chm6螺丝标准尺寸是多少，m6螺丝规格尺寸ǎn)生相应的(de)振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕(rào)太阳进行(xíng)旋转。所以有半年的时间(jiān)，地(dì)球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银(yín)河(hé)系的方向是一致的，而另外半年(nián)则与之相反(fǎn)。

而(ér)在(zài)6月(yuè)份的(de)时候，地(dì)球与(yǔ)太(tài)阳的方向(xiàng)正好达到完全一致(zhì)，这(zhè)是(shì)理论上(shàng)地球穿越暗物质流(liú)最快的时段。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际(jì)的(de)情(qíng)况中，太阳系相对(duì)银河系的平面呈(chéng)现了(le)60度的(de)倾斜，但是这并不影响这个理(lǐ)论的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来(lái)解释(shì)，研究人员们所观测(cè)到的周期性信号。当然也可能有其(qí)他的情况，造(zào)成这(zhè)种(zhǒng)年度周(zhōu)期信号的差异(yì)也(yě)可(kě)能(néng)是温度、湿度、土(tǔ)壤中的(de)水分、高山上的积雪，甚至(zhì)连(lián)意大利游(yóu)客的(de)数量也符合这个(gè)周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南半球建立(lì)了一(yī)个几乎(hū)相同的实验室，这(zhè)里的季节(jié)与之前的实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质流的运动特征和第一个实验室(shì)是一样的(de)。

因(yīn)此(cǐ)，如果在这里(lǐ)可(kě)以得到(dào)相同的(de)信(xìn)号，就可以成(chéng)为暗(àn)物质(zhì)所(suǒ)存在的非常(cháng)有力的(de)证据了。但是(shì)由于这(zhè)个实验室刚刚建成不久，所以截(jié)至目前还(hái)无法提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射(shè)一(yī)台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的(de)主镜(jìng)大小跟哈(hā)勃望(wàng)远镜(jìng)相同，但(dàn)它的宽视场仪器提供的视(shì)野是哈(hā)勃红外(wài)仪(yí)器的100倍(bèi)。南希格雷(léi)斯罗曼太空(kōng)望远镜(jìng)其(qí)中(zhōng)一个关(guān)键的用途就是探索暗物(wù)质背后的奥秘，对(duì)于(yú)探测(cè)的(de)结果，我们只能拭目以待(dài)了。费(fèi)米实验室粒子天体物理中心的科学家丹(dān)琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在(zài)，它们极有可能拥有另(lìng)一种神(shén)秘(mì)的效(xiào)应(yīng)，这种暗物质效应(yīng)，会支(zhī)持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或者(zhě)说(shuō)是生命进化的一个重要(yào)因素。

如(rú)果这一理论得到进(jìn)一步(bù)的证实，那么(me)遍布宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中的暗(àn)物(wù)质会不(bù)会(huì)意味着人(rén)类(lèi)并(bìng)不孤单呢(ne)？或许在(zài)宇宙当中某个角(jiǎo)落的行星(xīng)上，暗物质正在通过这样(yàng)的效应创(chuàng)造生(shēng)命。当然，这些推(tuī)论的大(dà)前提是要先找到暗(àn)物质存(cún)在的(de)实际证据。那么(me)小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗物(wù)质到底存不(bù)存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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