橘子百科-橘子都知道 宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找暗物(wù)质存在的证据，科(kē)学家们在过(guò)去的几十年当中进行(xíng)了(le)超过50次的长期实验，但是却没有(yǒu)发现任何的有效证(zhèng)据(jù)。除了一(yī)个地(dì)方，在1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理(lǐ)一书中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表了(le)万有引力定(dìng)律(lǜ)，它(tā)揭(jiē)示了(le)宇宙(zhòu)中天体(tǐ)运动的规律。往后的几百年来，当天文学家们发现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常(cháng)，不(bù)符合万有引力定律的时候，他们就会(huì)知(zhī)道，周围一定有未知(zhī)的(de)天(tiān)体通过引力(lì)在摄动它的轨(guǐ)道(dào)。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星(xīng)运行(xíng)轨道的(de)异常，推(tuī)算并且发现了海王(wáng)星的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的发现都是应用(yòng)万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律所取得重大天文成就的例子。但是这些发现(xiàn)都是在(zài)恒星系统(tǒng)的(de)尺度当(dāng)中，可当我们(men)上升(shēng)到(dào)星(xīng)系(xì)或(huò)者是星团(tuán)的尺度，事(shì)情就(jiù)开始变得诡(guǐ)异了。
1933年(nián)，瑞士的物理(lǐ)学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发星(xīng)系团的(de)质量。这是一个由(yóu)数千个(gè)星系所组成的巨大星系团，这些(xiē)星系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星系团(tuán)的(de)质(zhì)量(liàng)一般会使(shǐ)用到两种方(fāng)法，当两种方法结果一(yī)致(zhì)，就可以确(què)定(dìng)其质量(liàng)的范围(wéi)。
第(dì)一种是获得其"光度学(xué)的质量"，需要的数据是测量各个星系的光度。
第二(èr)种是动力学质量的计算，是利用光谱红移测量(liàng)星(xīng)系团中的(de)各(gè)个星系(xì)相对于星系(xì)团的运动速(sù)度。当测量结果出来之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动(dòng)力(lì)学(xué)质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失(shī)了，或(huò)者说这99%的质量并不以(yǐ)可见光的(de)形(xíng)式所存在(zài)，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过程中，兹威(wēi)基(jī)发(fā)现星系团中很多星系的速度比理(lǐ)论上要快得多，按照(zhào)牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠这些可(kě)见星系(xì)的质量所产生的引力(lì)是无法(fǎ)将它(tā)们(men)束缚(fù)在星(xīng)系团内的(de)，它们早就应该(gāi)被抛出星系(xì)团(tuán)之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在起(qǐ)作(zuò)用，这(zhè)种力量来源于某种隐形(xíng)的物质。
据此，兹维(wéi)基提出了(le)这样部(bù)分不可见的暗质，它不发(fā)散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却(què)占据(jù)着宇宙中(zhōng)绝大部分的(de)质量。只是当(dāng)时的人们对(duì)这样(yàng)的一(yī)种说法不屑(xiè)一顾。
直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才(cái)再一次出现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯特福特(tè)在观测仙女座星系中的恒星运(yùn)动。理论(lùn)上来说，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运行速度(dù)就会越慢。但是他们观测的结果却让人感(gǎn)到不可思议(yì)。
随着与中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转速度(dù)几(jǐ)乎(hū)保持不变。可是根(gēn)据牛顿的万有引(yǐn)力定律，在星系当(dāng)中(zhōng)如果没有足(zú)够大的(de)质量来吸引它们，这(zhè)些(xiē)外围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当中了(le)。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使用一(yī)种相对标(biāo)准的方(fāng)法来(lái)解释暗(àn)物质的存在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离(lí)星系中心的距(jù)离，以及在(zài)Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如(rú)果出(chū)现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物质的力量进入其中(zhōng)。
于是科学家们通过射电(diàn)望(wàng)远镜测量(liàng)了(le)距离(lí)星系中心更远(yuǎn)距离的氢(qīng)元素，发(fā)现它们的旋转速(sù)度(dù)并不符合牛顿的力学(xué)定律。我们(men)的太阳系也不例外，太阳系位于(yú)银河系(xì)的第三悬臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定律进行计算(suàn)，太(tài)阳系的运行速度应(yīng)该(gāi)是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以(yǐ)220千米/秒的(de)速度(dù)围绕(rào)银河(hé)系(xì)旋转(zhuǎn)，这个(gè)实际速度远远大于(yú)理论(lùn)速度，那么产生以上这种向(xiàng)心(xīn)加速(sù)度的原因很可能(néng)就(jiù)是存(cún)在(zài)着一种我们看不到(dào)的物质(zhì)，是这些(xiē)暗物质(zhì)的引力效应将星系聚集在了一起(qǐ)。
也是从这时开(kāi)始，越来越(yuè)多的研(yán)究人员开(kāi)始相(xiāng)信暗(àn)物质的存(cún)在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在(zài)星系当中暗物(wù)质的质量占整个星系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个现象(xiàng)的原(yuán)因(yīn)。在一项(xiàng)新的研究当中(zhōng)，科学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另外(wài)，天(tiān)文学家还发现了一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个(gè)星系(xì)距离地球(qiú)大(dà)约2.5亿(yì)光年，大小和银河(hé)系不多，但是星系当中存在(zài)的恒星(xīng)数量却只(zhǐ)有银河系的(de)千分之(zhī)一。
所以在(zài)理论上，该(gāi)星系必须存在暗物质，否则(zé)就会分崩离(lí)析。但是科学家们使用最先进(jìn)的(de)望(wàng)远镜对其进(jìn)行了(le)40个小时的详细测量之后(hòu)，发现星(xīng)系中的(de)恒(héng)星运(yùn)动(dòng)是可以用正(zhèng)常的物质和力学定律来(lái)解释的(de)。那么又有(yǒu)人(rén)提出，也许该(gāi)星系(xì)的暗物质(zhì)，已经被附(fù)近(jìn)的另一个大星系剥(bō)离(lí)了。奇(qí)怪的(de)是，它(tā)的附近没(méi)有任何(hé)星系存在(zài)。造成这些现象的除了(le)暗物质的假说(shuō)之(zhī)外，另一(yī)种可能就是人类(lèi)对引力(lì)的理解(jiě)还不够全面，引力很可能(néng)在不同(tóng)尺(chǐ)度空间中的工作(zuò)方式(shì)是不同的(de)，这意味着在行星系(xì)尺度(dù)中(zhōng)的(de)天(tiān)体会沿着它们的(de)轨(guǐ)道，按照我(wǒ)们所理解(jiě)的方(fāng)式运动(dòng)。但(dàn)是上升到星系和(hé)星团的尺(chǐ)度(dù)，引力之间的相互作用则是(shì)不同的(de)方式。对于在星系团之间的相互作用，科学家还引入了外(wài)部场效应的概(gài)念，指的是在(zài)数百万光(guāng)年的(de)规模(mó)上，巨大的质量之间(jiān)会产生对彼此(cǐ)特殊(shū)的(de)效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理论(lùn)成立，这意(yì)味着我们(men)需要对现(xiàn)在的物理(lǐ)定(dìng)律进行修(xiū)正，这(zhè)些发现也让很多(duō)人认为(wèi)暗(àn)物质假说(shuō)理论就此终结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存在的其他的理论证据，这些理论(lùn)证据(jù)是蒙德理论(lùn)所没(méi)法解释的“引力透镜”。
径向距离为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所(suǒ)组成，类似(shì)这样的星团(tuán)，它们大部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星际气体的相(xiāng)互作用(yòng)就会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在(zài)理论上，在碰撞(zhuàng)之(zhī)后，子弹星系团大部分的(de)质量将位于所有(yǒu)这些气体(tǐ)所在(zài)的中间区域(yù)。那么我们通(tōng)过什么来验证它的(de)质量区域到底是(shì)不是集中在(zài)中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望远镜传(chuán)回了宇宙当中第(dì)一张全彩的(de)高清照片，在(zài)照片中我们可以明显(xiǎn)地看(kàn)到很(hěn)多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨大的形变(biàn)。其实(shí)这(zhè)些星系本身(shēn)并(bìng)不是真的被扭曲(qū)了，也不(bù)是(shì)韦伯(bó)望远镜(jìng)出(chū)了什(shén)么问题，而是这(zhè)样极遥(yáo)远的天体和我(wǒ)们地球(qiú)上的观测者之(zhī)间。被(bèi)一个(gè)质量超级巨大的(de)天(tiān)体(tǐ)遮挡，这个超大(dà)质量(liàng)的东(dōng)西(xī)的引力，会(huì)使身(shēn)后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象(xiàng)就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大的(de)天体可能是超大质量的(de)黑洞或者是暗(àn)物质(zhì)。
所以当(dāng)人们对子弹星(xīng)系团观测(cè)的时候，发现它的大质量区域(yù)并不是在(zài)中(zhōng)间，而是在两侧(cè)。所(suǒ)以最(zuì)好的解释方法就是当星团发生(shēng)全部的(de)碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个(gè)区域，并(bìng)在(zài)两边(biān)形成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引(yǐn)力透(tòu)镜研究也被认为是暗物质(zhì)存在的迄今为止(zhǐ)最好(hǎo)的理论证据。
除(chú)此之外，还(hái)有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终于(yú)可(kě)以畅(chàng)通无阻地(dì)穿越在宇宙当(dāng)中了。经过(guò)了(le)130多亿年之(zhī)后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下(xià)了各相同性的微波辐(fú)射。其(qí)中红色的部分表示(shì)温度(dù)较高的区(qū)域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实际上它们之(zhī)间的温差只(zhǐ)有(yǒu)万分(fēn)之一。
科学家(jiā)们(men)通(tōng)过(guò)对前景(jǐng)背(bèi)景分离后的(de)二值图像进(jìn)行连通域提取和(hé)标记(jì)之(zhī)后发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看起来(lái)不应该(gāi)是(shì)这(zhè)样的，而随着暗物(wù)质的增(zēng)加，一(yī)些峰值的(de)幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微(wēi)波背景辐射的(de)测量值，我(wǒ)们(men)需要的暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中恒星运动所需要的暗物(wù)质比例是一致的。这就意味着。
用了一个简单(dān)的理论框架，就(jiù)很好地解释了很多不同(tóng)的观(guān)测(cè)结果。而暗物质的本质就是(shì)宇宙当(dāng)中存(cún)在着某种类型的(de)粒子，它们不参与任何其他(tā)的电(diàn)磁作用，只(zhǐ)通过(guò)引力来相互(hù)作(zuò)用(yòng)。所以(yǐ)如果(guǒ)能够找到这种粒子(zi)的存(cún)在，就(jiù)相当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是(shì)什么(me)？科学(xué)家们(men)已经提(tí)出了(le)数十(shí)种的假想目标，而要(yào)寻找这些不同的目标粒子所需要的实验方式也不相同。在过去的几十年(nián)当中，人类为(wèi)了(le)寻找(zhǎo)这些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物(wù)质”，科学(xué)家们(men)已经进行了(le)超过50次的实验，却没有任何(hé)实质性的发现，除了一个地方，意(yì)大利的(de)格(gé)兰萨(sà)索山(shān)，隶属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉。
在山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地学(xué)实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层(céng)楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子(zi)的周期性震(zhèn)荡。
自1997年(nián)以来，这里的科学家声(shēng)称观测到了某(mǒu)种信号(hào)。经过了(le)20多年的数据收集，人们(men)发现(xiàn)了一个有趣的事情。探(tàn)测(cè)率会在每(měi)年的(de)6月份达到峰值，然(rán)后(hòu)在11月降到(dào)最低(dī)，而且在20年当中每年都是一样。一(yī)些(xiē)科学家认为这可能是人(rén)类发现(xiàn)暗物质的(de)第(dì)一(yī)个直接证(zhèng)据。
但(dàn)是为(wèi)什么暗(àn)物质会产生周(zhōu)期(qī)性的(de)年度信(xìn)号呢(ne)？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正在(zài)以220公(gōng)里/秒的速度围绕(rào)着(zhe)银河系进行移动(dòng)，那么(me)如(rú)果暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样的速度在(zài)穿(chuān)越着暗(àn)物质(zhì)流，这个(gè)过(guò)程中(zhōng)会产生相应的振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳(yáng)的(de)方向(xiàng)与太阳(yáng)环绕(rào)银(yín)河系的方向(xiàng)是(shì)一(yī)致的(de)，而另外半年则(zé)与之相(xiāng)反。
而在(zài)6月(yuè)份(fèn)的时候，地球与太阳(yáng)的(de)方向(xiàng)正好达到完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了(le)最慢值。尽(jǐn)管在实(shí)际的(de)情(qíng)况中，太阳(yáng)系相对银河(hé)系的平面呈(chéng)现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论的有效(xiào)性。
因(yīn)此科学(xué)家(jiā)认为(wèi)这可以用来(lái)解释，研究人(rén)员们所(suǒ)观测到(dào)的周期(qī)性(xìng)信号。当然也可能有其他的情况，造成(chéng)这种(zhǒng)年度周期信号(hào)的差(chà)异(yì)也可能是(shì)温(wēn)度、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上(shàng)的积雪，甚至连意大利游客(kè)的数(shù)量也符合这个周期的规律。
所以，科学家(jiā)们又在南半球建立(lì)了一个几乎(hū)相(xiāng)同的实验(yàn)室，这里的季(jì)节与之(zhī)前的实验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质(zhì)流的运动特征和第一个实验(yàn)室是一样的。
因此(cǐ)，如果在(zài)这里可以得到相同的信(xìn)号，就(jiù)可以成(chéng)为暗物质所存在(zài)的非常(cháng)有力的证(zhèng)据(jù)了(le)。但是(shì)由于这个(gè)实(shí)验室刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所以截至目前(qián)还无法(fǎ)提供(gōng)相应的数据支(zhī)持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发(fā)射一台新(xīn)的望远镜，这台太空(kōng)望远镜叫(jiào)做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的(de)宽视场仪(yí)器提供(gōng)的(de)视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯(sī)罗曼太空(kōng)望远镜其(qí)中一个关键的用途就是探(tàn)索暗物质(zhì)背后的奥秘，对(duì)于(yú)探测(cè)的结果，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒子(zi)天(tiān)体(tǐ)物理中(zhōng)心的(de)科(kē)学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存(cún)在(zài)，它们极有可能(néng)拥有(yǒu)另(lìng)一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持宇(yǔ)宙当中生命的(de)诞生(shēng)，或者说是生命(mìng)进化的(de)一(yī)个重要(yào)因素。
如(rú)果这一(yī)理论得(dé)到进一(yī)步的证实，那(nà)么遍布宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味着(zhe)人类(lèi)并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质(zhì)正在通过这样的(de)效应创造生(shēng)命。当然，这些推论的大(dà)前提是要先找到(dào)暗物质(zhì)存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质到底存不(bù)存在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你(nǐ)的支持(chí)是我更新的动(dòng)力！
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非常不错
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是吗
真的吗
哇，还是漂亮呢，如果这留言板做的再文艺一些就好了
感觉真的不错啊
妹子好漂亮。。。。。。
呵呵，可以好好意淫了