宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制造”的？为(wèi)何(hé)会存在科学无法解释(shì)的“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟是什(shén)么？人类为(wèi)了(le)寻找(zhǎo)暗物(wù)质存(cún)在的证据(jù)，科学家(jiā)们在过(guò)去的几十(shí)年当中进行了超过50次(cì)的长期实验，但是却没有发现(xiàn)任何的有效(xiào)证据。除了一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发(fā)表了万有引力定律，它揭示了(le)宇宙中天体运动的(de)规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学(xué)家(jiā)们发现某些天(tiān)体(tǐ)运行(xíng)轨道(dào)出现异常，不(bù)符合万有引力定律(lǜ)的时候(hòu)，他们就会知道，周围一定有未知(zhī)的天体通过引力在(zài)摄动它(tā)的轨道。比如在1846年(nián)，奥本(běn)勒维耶就通过天(tiān)王星运行(xíng)轨(guǐ)道的异常(cháng)，推算(suàn)并且发现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈(hā)雷(léi)彗星、冥(míng)王星的发现都是应用万有引(yǐn)力定(dìng)律所取得重大天(tiān)文(wén)成就的例子(zi)。但(dàn)是这些发现都是(shì)在恒(héng)星(xīng)系统的尺(chǐ)度(dù)当中，可当(dāng)我们上(shàng)升到(dào)星系或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事情就开(kāi)始(shǐ)变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家(jiā)弗里茨兹威基(jī)正(zhèng)在(zài)研(yán)究和测量后(hòu)发星系团(tuán)的质量(liàng)。这是(shì)一个由数千(qiān)个星系所组成的巨大星(xīng)系团，这些星系被引(yǐn)力束缚在一起。测(cè)量星系(xì)团的质量一般会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一(yī)致，就可以确(què)定其质量的(de)范(fàn)围。

第一种是获得其"光度(dù)学的质(zhì)量"，需(xū)要的数据是测量(liàng)各(gè)个星系的(de)光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱红移测量星系(xì)团中的各个(gè)星系相对于星系(xì)团的(de)运动速度(dù)。当测量结(jié)果(guǒ)出来之(zhī)后，兹威基彻底(dǐ)懵(měng)了，“动力学(xué)质量(liàng)”竟(jìn东南亚有几个国家 东南亚是泰国吗g)然是(shì)“光度学质量”的400倍。这意(yì)味(wèi)着(zhe)，后发座星系(xì)团有99%的质量(liàng)消(xiāo)失了，或(huò)者说这99%的质量并不以可见光的(de)形(xíng)式所存在，我们无法看到。最诡异(yì)的(de)是，在测量速(sù)度的过(guò)程(chéng)中，兹威基发现(xiàn)星系(xì)团中很(hěn)多星系的速度比理论上要快(kuài)得多，按(àn)照(zhào)牛顿(dùn)的运动学(xué)定律，仅靠这些可见(jiàn)星系的(de)质量所产(chǎn)生的引力是无法将它们(men)束(shù)缚在星系团内的，它(tā)们早就应(yīng)该(gāi)被抛出星系(xì)团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力(lì)量在起作用，这种力(lì)量来源于某(mǒu)种隐(yǐn)形的物质。

据(jù)此，兹维基提出了(le)这样部分不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占据(jù)着宇宙中绝大部分的质量。只是(shì)当时的人(rén)们对(duì)这(zhè)样的一(yī)种说(shuō)法(fǎ)不屑(xiè)一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯(kěn)特(tè)福特在观测(cè)仙女(nǚ)座星系(xì)中的恒星(xīng)运动(dòng)。理论上来说，距(jù)离中(zhōng)心越(yuè)远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越(yuè)慢(màn)。但是他们观测的结果却让人感到(dào)不可思议。

随(suí)着与中心(xīn)距(jù)离的增加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力(lì)定律，在星(xīng)系当中(zhōng)如果没有足够(gòu)大的质量来吸引(yǐn)它们(men)，这些外围的恒(héng)星早就被甩到宇(yǔ)宙当中(zhōng)了(le)。基于这(zhè)种现象，科(kē)学家们会使用一种相对标准的方(fāng)法来解释暗(àn)物(wù)质(zhì)的存(cún)在，这种方法(fǎ)就是(shì)测量星系当中气体在X轴上距离星系中心的(de)距离，以及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋转速度(dù)。如果出现(xiàn)异常的结果，就认(rèn)为是由暗(àn)物质的力量(liàng)进入其中。

于是(shì)科(kē)学家们通过射电望(wàng)远镜测量了(le)距离星系中心更远(yuǎn)距(jù)离的氢元素，发现它(tā)们(men)的旋转速度并不符合牛顿的力学定(dìng)律。我们的太(tài)阳系也不例外，太阳系(xì)位于银河系的第三(sān)悬臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光(guāng)年，根据万有引(yǐn)力定律进行计算(suàn)，太阳(yáng)系的(de)运行(xíng)速度应(yīng)该是160千米/秒，但实(shí)际上(shàng)，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的(de)速度围绕银河(hé)系旋(xuán)转，这个实际(jì)速度远远(yuǎn)大(dà)于理论速度，那么产(chǎn)生(shēng)以上这种向心加速度的原因很可能就(jiù)是(shì)存在着一种我们看不到的物质(zhì)，是这些暗物质的引力效应将星系(xì)聚集在了一起。

也是从(cóng)这(zhè)时(shí)开始(shǐ)，越(yuè)来越多(duō)的(de)研(yán)究人员开(kāi)始相信(xìn)暗物质的存在。科学家根据星系(xì)外恒星(xīng)轨道的(de)速度，估(gū)算在星系当中(zhōng)暗物质的质(zhì)量占(zhàn)整(zhěng)个星系质量的(de)85%。但是，暗物(wù)质并不是唯一可以(yǐ)解释这(zhè)个(gè)现象(xiàng)的原因(yīn)。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有(yǒu)引力效应的遥(yáo)远恒星之间(jiān)，也(yě)会出现速度上的(de)微(wēi)小差异(yì)。另外，天(tiān)文学家还发(fā)现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和(hé)银(yín)河系不多(duō)，但(dàn)是(shì)星(xīng)系当(dāng)中存在(zài)的(de)恒(héng)星数量(liàng)却只有银河系(xì)的(de)千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该星(xīng)系必须存在(zài)暗物(wù)质，否则就会分崩离析。但是科学家(jiā)们使用最先进的(de)望远镜对其进行了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发现星系中的恒星运(yùn)动是可以用正常(cháng)的(de)物(wù)质(zhì)和力学(xué)定律来解释的。那(nà)么又(yòu)有人提出，也许(xǔ)该星(xīng)系的暗物质，已经(jīng)被附近的(de)另一个大星系剥离(lí)了。奇怪(guài)的是，它的附近没有(yǒu)任何星(xīng)系存(cún)在。造成这些(xiē)现(xiàn)象(xiàng)的(de)除(chú)了(le)暗(àn)物(wù)质的假说(shuō)之外，另一种可能就是人(rén)类对(duì)引(yǐn)力的理解还不(bù)够全(quán)面，引力很可能在不同(tóng)尺度空间中的工作方式是不(bù)同(tóng)的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着(zhe)它们的轨道，按照我们所理(lǐ)解的方式(shì)运动(dòng)。但是上升到星系和(hé)星团的(de)尺(chǐ)度(dù)，引力之间的相互作用则是不(bù)同的方(fāng)式。对于在星系团之间的相互作用，科学家还引入了外(wài)部场效应的概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大的质(zhì)量之间会产生(shēng)对彼此特(tè)殊的(de)效果(guǒ)，这个理论(lùn)叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我(wǒ)们需要对现在(zài)的物(wù)理定律进行修正，这些(xiē)发现(xiàn)也让很多人(rén)认为暗物质假说(shuō)理论(lùn)就(jiù)此终结。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质(zhì)存在的其他的理(lǐ)论证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所没法解释的(de)“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹(dàn)星(xīng)系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组成，类似(shì)这样的星团，它们大(dà)部分的普通质量(liàng)都在星系(xì)的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的(de)时候(hòu)，星际气体的相互作(zuò)用就(jiù)会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰东南亚有几个国家 东南亚是泰国吗撞之后，子弹(dàn)星系团大(dà)部分的质量将(jiāng)位于(yú)所(suǒ)有这些气体所在的中(zhōng)间区域。那么我们通过什(shén)么来验证它的质量区域(yù)到(dào)底(dǐ)是不(bù)是集(jí)中(zhōng)在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中(zhōng)第一(yī)张全彩的高清照片，在照片中我们可以(yǐ)明(míng)显地看到很多星系(xì)似(shì)乎被拉伸产(chǎn)生了巨(jù)大的形(xíng)变。其实这些星系本身并不(bù)是真的被扭(niǔ)曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而是这样极遥远的天体和(hé)我(wǒ)们地球上的(de)观测者之间。被一个(gè)质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的(de)东西的引力，会使身后更遥远星系的(de)光都发生(shēng)了(le)扭曲(qū)。这(zhè)个现象就(jiù)是引力透(tòu)镜(jìng)效应(yīng)。这个巨大(dà)的天体可能是超大(dà)质量(liàng)的黑洞或者是暗(àn)物质。

所以当人们(men)对(duì)子弹星系团观测的时候，发现它的大(dà)质量区(qū)域并不是在中间(jiān)，而是(shì)在(zài)两侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的解(jiě)释方法就是当星团发生全部的(de)碰撞时，可(kě)被观测到(dào)的质(zhì)量气体被卡在(zài)了中(zhōng)间，暗物质则直(zhí)接通过了(le)这个区(qū)域，并在两边形成(chéng)了引力透镜。对(duì)子弹星系团(tuán)的引力透镜研究也被(bèi)认为是(shì)暗物质存在的迄今为止最好的理论证(zhèng)据。

除(chú)此之外(wài)，还有来自宇宙当中(zhōng)最(zuì)古老的光。从宇宙大(dà)爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了(le)130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各(gè)相同性的微波辐射(shè)。其中红色的部(bù)分表示温度较(jiào)高的区(qū)域，蓝(lán)色则表示相(xiāng)对(duì)较冷的(de)区(qū)域(yù)，但实际(jì)上它们(men)之(zhī)间的(de)温差只有万分之一。

科学家们(men)通过对前景背景分(fēn)离后的二(èr)值图像进行连通域(yù)提取和(hé)标(biāo)记(jì)之后(hòu)发现(xiàn)，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着暗物质(zhì)的增加(jiā)，一些(xiē)峰值的幅度会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波(bō)背景(jǐng)辐射的测(cè)量值，我们需要(yào)的(de)暗(àn)物质(zhì)大约是普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系当中恒(héng)星运动所需要的暗物(wù)质比(bǐ)例是一致的。这就(jiù)意味着。

用(yòng)了一个(gè)简单的理论框架(jià)，就很好地解(jiě)释了(le)很多不同的(de)观测结果。而暗物质的(de)本质就是宇宙当中存在着某种类型的(de)粒(lì)子，它们不参与任(rèn)何其他的电磁作用，只通过引力来相互作用。所以如(rú)果能(néng)够(gòu)找到这(zhè)种粒子的(de)存在，就相当(dāng)于找到了暗物质(zhì)存在的(de)实际证据。这(zhè)种粒(lì)子到底是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目标，而要寻找(zhǎo)这些不同的目标粒子所需(xū)要的实(shí)验方(fāng)式也不相同。在过去的几十年当中，人类为了(le)寻(xún)找这(zhè)些看不见、摸不到，几(jǐ)乎不会(huì)与常规(guī)物质相互作用的(de)“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实(shí)验，却没有任何实质性的(de)发现，除(chú)了(le)一个地方(fāng)，意(yì)大(dà)利(lì)的格兰(lán)萨索(suǒ)山(shān)，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处(chù)的地下矿井当中，藏(cáng)着地球上最大的地学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一(yī)个三层(céng)楼高的探(tàn)测(cè)器，一(yī)直(zhí)致力于寻找暗物质粒(lì)子的周(zhōu)期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这(zhè)里(lǐ)的科学家声称观(guān)测到了某(mǒu)种信号。经过了20多年的数据收集(jí)，人们发现了一个有趣的事情。探(tàn)测(cè)率(lǜ)会在(zài)每年(nián)的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月降到最低(dī)，而且在20年当中每年都是一(yī)样。一(yī)些科学家认为这可能(néng)是人类发现暗(àn)物质的第(dì)一个直接(jiē)证(zhèng)据(jù)。

但是为什么(me)暗物质(zhì)会产(chǎn)生周期(qī)性(xìng)的年度信号呢(ne)？刚才我们讲了太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙当中，这意味着我们(men)也(yě)在以这(zhè)样(yàng)的速度在穿越(yuè)着(zhe)暗(àn)物质流，这个过(guò)程中会产生相应的振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒的(de)速度围(wéi)绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的(de)方向与(yǔ)太阳环绕(rào)银河系(xì)的方向是一致的(de)，而另外半年则与(yǔ)之(zhī)相反。

而在6月份的(de)时候(hòu)，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越暗物质流最快(kuài)的(de)时(shí)段(duàn)。而在11月份，又恰(qià)好达到(dào)了最慢(màn)值(zhí)。尽管在实(shí)际的情(qíng)况中，太阳系相(xiāng)对银河系的平面(miàn)呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并不(bù)影响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科(kē)学(xué)家(jiā)认为这可(kě)以(yǐ)用来解释，研究人员们所观测到的周期性信号。当(dāng)然也(yě)可能(néng)有其他的情况，造成(chéng)这种年(nián)度(dù)周期信号(hào)的差异也可能(néng)是(shì)温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山(shān)上的(de)积(jī)雪，甚至连意(yì)大利游客的数(shù)量也符(fú)合这个(gè)周(zhōu)期的规律。

所以(yǐ)，科学家们(men)又(yòu)在南半球建立了一个几乎相同(tóng)的实验室，这里的季(jì)节与(yǔ)之前(qián)的实验室正好相反，而(ér)在这里，地(dì)球穿(chuān)过暗物质流的运动(dòng)特征和第一(yī)个(gè)实(shí)验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗(àn)物质所存在的非常有力的证据(jù)了。但是由于这(zhè)个实验室刚刚建成不久，所以截至目前还无法提供相(xiāng)应的数(shù)据支持(chí)。另外，在(zài)2025年，NASA将会发(fā)射一(yī)台新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大(dà)小(xiǎo)跟哈(hā)勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器提(tí)供的视野是(shì)哈勃红外(wài)仪(yí)器的(de)100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太(tài)空望远(yuǎn)镜其中一个关键的(de)用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只能拭目以待了。费米(mǐ)实验室粒(lì)子天体物理中(zhōng)心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在(zài)，它们极有可能拥(yōng)有另(lìng)一(yī)种神秘的(de)效(xiào)应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇(yǔ)宙当中生(shēng)命的(de)诞生，或者(zhě)说是生(shēng)命进化的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得到(dào)进一(yī)步的证(zhèng)实(shí)，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质会不会(huì)意味着(zhe)人类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当中某个(gè)角(jiǎo)落(luò)的行(xíng)星上(shàng)，暗(àn)物(wù)质正在(zài)通过(guò)这样的(de)效应创造生(shēng)命。当然，这些推论的大前(qián)提是要先找(zhǎo)到暗物质(zhì)存在(zài)的(de)实(shí)际(jì)证据。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物质到底存不存在(zài)呢？喜欢(huān)请点赞，你的支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 东南亚有几个国家 东南亚是泰国吗