宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学无(wú)法解释的“暗物质(zhì)”？暗(àn)物质又究(jiū)竟是什么？人类为了(le)寻找暗物质存在的(de)证据，科学家们在(zài)过去的几十年当(dāng)中进行了超过50次的长(zhǎng)期实验(yàn)，但是却没有发现任何(hé)的有效证据。除了一(yī)个地方(fāng)，在(zài)1687年出版的(de)自然哲学(xué)数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表(biǎo)了万有引力定(dìng)律，它揭示了宇宙中天体运(yùn)动的(de)规(guī)律。往(wǎng)后的几百年来，当(dāng)天文学家们发现某(mǒu)些天体运行轨道出现(xiàn)异(yì)常(cháng)，不符(fú)合万有引(yǐn)力(lì)定律的时候(hòu)，他们就会知(zhī)道(dào)，周围一定有未知(zhī)的天体(tǐ)通过引(yǐn)力在摄动它的轨(guǐ)道。比如在(zài)1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现了海(hǎi)王(wáng)星的存(cún)在。另外，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥王星的发(fā)现都是(shì)应用万有引力(lì)定律所取(qǔ)得重大天文(wén)成(chéng)就(jiù)的例子。但是这些发现(xiàn)都是(shì)在恒(héng)星系统(tǒng)的尺度当中，可(kě)当我们共享充电宝最高1小时10元，共享充电宝怎么申请投放(men)上升(shēng)到(dào)星系或者是星团的尺度，事(shì)情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家(jiā)弗(fú)里茨(cí)兹威(wēi)基正在研究和测量后发星系团(tuán)的质量。这是一个由数千个星(xīng)系(xì)所组(zǔ)成的巨大星系团，这些(xiē)星系被(bèi)引力束(shù)缚在一起。测量星系团的质量(liàng)一(yī)般会使用到(dào)两种方法，当两种方法结(jié)果(guǒ)一致，就可以确定其质量的(de)范围。

第一种是获(huò)得其"光度(dù)学的质量"，需要的数(shù)据(jù)是测量各(gè)个星(xīng)系的(de)光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的(de)计算，是利用光谱红移测量星系(xì)团(tuán)中的各个星系相对(duì)于星系团的(de)运(yùn)动速(sù)度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹(zī)威基(jī)彻底懵了，“动力学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味(wèi)着，后(hòu)发座星系团有99%的质(zhì)量(liàng)消失(shī)了，或(huò)者说(shuō)这99%的(de)质量并不(bù)以可见光的形式所存在(zài)，我们无法看到(dào)。最诡(guǐ)异的是，在测(cè)量速度的过(guò)程中，兹威基发现星系(xì)团中很多星系的速度比理论(lùn)上(shàng)要快得多，按照牛顿的运动学定律(lǜ)，仅靠(kào)这(zhè)些可见星系的(de)质量所产生的引力(lì)是无(wú)法将它(tā)们束缚(fù)在星(xīng)系团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星系团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在(zài)起(qǐ)作(zuò)用(yòng)，这种力量来(lái)源于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹(zī)维(wéi)基提出了这样部分(fēn)不可(kě)见的暗质(zhì)，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是它们(men)却占据(jù)着宇(yǔ)宙中绝大(dà)部分的质量。只是当时的人们(men)对这样的一(yī)种说法不屑一顾(gù)。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才(cái)再一次出现(xiàn)。天文学家维拉(lā)鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的恒(héng)星在其(qí)轨道上(shàng)的运行速度就会(huì)越(yuè)慢。但是他们观测的结果却让人感(gǎn)到(dào)不可思议。

随着与(yǔ)中心距(jù)离的增加，恒星的旋转速度(dù)几乎保持(chí)不(bù)变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星系当中如果没(méi)有(yǒu)足够大的质量来吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。基于(yú)这(zhè)种现象，科学(xué)家们会使用一(yī)种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的(de)方法来解释暗物(wù)质(zhì)的存(cún)在，这种方法就是测量星系当中(zhōng)气体在X轴上(shàng)距离星系中心的距(jù)离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果出现(xiàn)异(yì)常的结(jié)果，就认为是由暗物(wù)质的(de)力(lì)量进入其中(zhōng)。

于(yú)是科学家们(men)通过射电望远镜测量(liàng)了距离(lí)星(xīng)系中心更远距(jù)离(lí)的氢元素，发现它(tā)们的旋转速度并不符合牛顿的(de)力学定律。我们的太阳(yáng)系也(yě)不例(lì)外(wài)，太阳系位于银(yín)河(hé)系(xì)的(de)第三悬(xuán)臂之(zhī)上，距离银河系中心(xīn)2.6万(wàn)光年，根据万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定(dìng)律进(jìn)行计算(suàn)，太阳系(xì)的运行速度(dù)应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在(zài)以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实(shí)际速度远远(yuǎn)大于理论速(sù)度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就是存在(zài)着一种我们看不到的物质，是这些暗物质(zhì)的引力(lì)效应将(jiāng)星系聚集(jí)在(zài)了一起。

也是(shì)从(cóng)这时开始(shǐ)，越(yuè)来越多的研究人(rén)员开(kāi)始相信暗(àn)物质的存在(zài)。科学家根(gēn)据星系外(wài)恒星轨道的速度，估算在星系(xì)当(dāng)中暗物质的(de)质(zhì)量(liàng)占整个星系质量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解(jiě)释这个现象的原因(yīn)。在一(yī)项新的(de)研究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎没(méi)有引力(lì)效(xiào)应的遥远恒星之间，也(yě)会(huì)出现速度上的微小差异。另(lìng)外(wài)，天文学家(jiā)还(hái)发现了一个反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大(dà)小和银河系不多(duō)，但是星系当中存在的(de)恒星(xīng)数量却(què)只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则就(jiù)会分崩离析。但是科(kē)学家们使用(yòng)最先(xiān)进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之(zhī)后，发现星(xīng)系(xì)中(zhōng)的(de)恒星运动是可以用(yòng)正常的物质和力学定律来(lái)解释的。那么又(yòu)有人提出，也许(xǔ)该(gāi)星系的(de)暗物质，已经被附近的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附(fù)近没有(yǒu)任何(hé)星系(xì)存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外，另一(yī)种可能就是人类(lèi)对(duì)引力的理解还不够全面，引(yǐn)力很可能在(zài)不同尺度空(kōng)间(jiān)中的工作(zuò)方(fāng)式是不同的，这意(yì)味着在行星(xīng)系尺度中的天体会(huì)沿着它们的轨道，按照我们所(suǒ)理解的方式运动(dòng)。但是上升到星系(xì)和星(xīng)团的尺度，引力之间的相互作用(yòng)则是不同(tóng)的方式。对于在星系团之间的(de)相互作用(yòng)，科学(xué)家还引(yǐn)入了外(wài)部场效应的(de)概念，指的是在数(shù)百万光年(nián)的(de)规(guī)模上，巨(jù)大的质量之间会产生对彼此特殊的效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着(zhe)我们需要对(duì)现在(zài)的物理定律进(jìn)行修正，这些(xiē)发现(xiàn)也让很多人认为暗物质假说(shuō)理论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗(àn)物质存在的其他的理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理论(lùn)所(suǒ)没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距(jù)离(lí)为37亿光年的子弹星系(xì)团，由两个碰(pèng)撞的星(xīng)系团(tuán)所组成，类似(shì)这样(yàng)的(de)星团，它们大部分的(de)普通质量都(dōu)在星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的(de)时候(hòu)，星际(jì)气(qì)体(tǐ)的相互作(zuò)用就会导致温度(dù)的急剧升(shēng)高(gāo)，速度大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星(xīng)系团大(dà)部分的质(zhì)量将位于所有这些气体所(suǒ)在的中间(jiān)区域。那么我们通过什么来验证(zhèng)它的质(zhì)量区域到底是不是集(jí)中在中间呢(ne)？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第(dì)一张全彩的高清(qīng)照(zhào)片，在照片中(zhōng)我们可(kě)以明(míng)显地看到(dào)很(hěn)多(duō)星系似乎被拉(lā)伸(shēn)产生了巨(jù)大(dà)的形(xíng)变。其实这些星系本身(shēn)并(bìng)不是(shì)真的被扭曲(qū)了，也(yě)不是韦伯望远镜(jìng)出了什(shén)么问题(tí)，而是这样极(jí)遥远的天(tiān)体和我们(men)地球上的观测者之(zhī)间。被一(yī)个质量超(chāo)级巨(jù)大的天体遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量(liàng)的(de)东西的引(yǐn)力，会使(shǐ)身(shēn)后更遥远星系的(de)光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力(lì)透(tòu)镜效应。这(zhè)个巨(jù)大的天体可(kě)能(néng)是超大质量的(de)黑洞(dòng)或者是暗物(wù)质(zhì)。

所以当人们对子(zi)弹星系(xì)团观测(cè)的时候，发现(xiàn)它的大质量区域并不是在中间，而是(shì)在两(liǎng)侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是当星团发生全部的碰(pèng)撞时，可(kě)被观测到(dào)的质量气(qì)体被卡在了(le)中间(jiān)，暗物质则直接通过了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系团(tuán)的引(yǐn)力透镜(jìng)研究也(yě)被认(rèn)为是暗物质(zhì)存在的迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇宙(zhòu)当中最(zuì)古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可见光终于(yú)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(hòu)，这(zhè)些光在宇宙(zhòu)空间背(bèi)景上留下(xià)了各(gè)相同(tóng)性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高(gāo)的区域，蓝(lán)色则(zé)表示相对(duì)较冷(lěng)的区域，但(dàn)实(shí)际(jì)上它们(men)之间的温差只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科学家(jiā)们通过对前景背景分(fēn)离后的(de)二值图像进行(xíng)连通(tōng)域提取和(hé)标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当(dāng)中没(méi)有暗(àn)物质，图(tú)形看起来不应该是这样的，而(ér)随(suí)着暗(àn)物质(zhì)的增加，一些峰值的幅(fú)度会(huì)减小(xiǎo)，才变得看(kàn)起(qǐ)来“和(hé)谐”。为了匹(pǐ)配宇(yǔ)宙微波背景(jǐng)辐射的测量值，我(wǒ)们需要的暗物质大约是(shì)普通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解(jiě)释(shì)星(xīng)系当中恒星运动所需(xū)要的暗物质比例是一(yī)致(zhì)的。这就意味着。

用(yòng)了一个简(jiǎn)单的理论框架，就很好(hǎo)地(dì)解释了很多不同的观测结果。而暗物质的(de)本质就是宇宙当中存(cún)在(zài)着某(mǒu)种类(lèi)型(xíng)的(de)粒子，它们不参与任何(hé)其他(tā)的(de)电磁作用，只通(tōng)过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在(zài)，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的实(shí)际(jì)证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十(shí)种的假想目(mù)标，而要(yào)寻找这些不同的目标粒(lì)子所需要的实验方式也不(bù)相同(tóng)。在(zài)过去的几十年(nián)当(dāng)中，人(rén)类为了寻找这些看不(bù)见、摸不(bù)到(dào)，几乎不会(huì)与常规物质相(xiāng)互(hù)作用的“暗物质(zhì)”，科学(xué)家(jiā)们已经进行(xíng)了超过50次的(de)实验(yàn)，却没有任何(hé)实质性的(de)发现，除了一个地方，意大(dà)利的(de)格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山(shān)下1400米处(chù)的地下矿井(jǐng)当中，藏着地(dì)球(qiú)上最大的地学实(shí)验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探测器，一直致力于(yú)寻(xún)找暗物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来(lái)，这(zhè)里的科学家(jiā)声称观测到(dào)了某种信号。经过了20多年的数据收(shōu)集，人们发现了(le)一个有趣的事情。探(tàn)测率(lǜ)会在每年的6月份达到峰值，然后在(zài)11月降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年都是(shì)一样。一些科学家认为(wèi)这可能是人类(lèi)发(fā)现暗物(wù)质(zhì)的第一个直接证据(jù)。

但(dàn)是为(wèi)什么(me)暗物(wù)质会(huì)产生周期性的年(nián)度信号呢(ne)？刚才我们讲了太阳(yáng)系正在以220公里(lǐ)/秒的速度围绕(rào)着银河系进行移动(dòng)，那(nà)么如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样(yàng)的速度在穿越着暗物(wù)质流，这个过程(chéng)中会产生相应的振荡(dàng)，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的(de)时间，地球(qiú)围绕太阳(yáng)的方向(xiàng)与(yǔ)太阳环绕银河系的方(fāng)向是一致的，而另外(wài)半年则(zé)与之相反。

而(ér)在6月份的时候，地球(qiú)与太阳的方向正(zhèng)好达到完(wán)全一致，这是理论上地球穿越暗(àn)物质流最快的时段。而在(zài)11月份(fèn)，又恰好达(dá)到了最慢(màn)值。尽管在(zài)实际共享充电宝最高1小时10元，共享充电宝怎么申请投放的情(qíng)况(kuàng)中(zhōng)，太阳系相对银河(hé)系的平面呈现(xiàn)了(le)60度(dù)的(de)倾斜(xié)，但是这并(bìng)不(bù)影响这个理论的有效(xiào)性。

因此(cǐ)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。当然也可能有其他的(de)情况(kuàng)，造成这种年度周期信号的(de)差异也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客(kè)的数量(liàng)也符合这(zhè)个周期的(de)规律。

所以，科(kē)学家们又在南(nán)半球建立了(le)一个几乎相同的实验室，这里的季节与之(zhī)前的实(shí)验室正好相反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗(àn)物(wù)质(zhì)流的运动特征(zhēng)和(hé)第(dì)一个实(shí)验室是一样(yàng)的。

因此，如果在(zài)这里可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为暗物质所存(cún)在的非常有力的证据了。但(dàn)是由(yóu)于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目(mù)前还无法(fǎ)提(tí)供相(xiāng)应的数据(jù)支持(chí)。另外，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远镜，这台太(tài)空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃(bó)望(wàng)远镜相(xiāng)同，但它(tā)的宽视场仪器(qì)提供的(de)视野是哈勃红外(wài)仪器的(de)100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键(jiàn)的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于(yú)探测(cè)的结果，我们(men)只能拭目以待了。费米实验室粒(lì)子天(tiān)体(tǐ)物理(lǐ)中心的科(kē)学家丹琥珀和(hé)贾森斯(sī)特芬(fēn)研究发现，如果暗物(wù)质(zhì)存在，它们极有可能(néng)拥有另(lìng)一种神(shén)秘(mì)的效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质效应，会支持宇宙当(dāng)中生(shēng)命(mìng)的诞(dàn)生，或者说是(shì)生命进化的(de)一个重要(yào)因素。

如果这一理论得(dé)到进一步的(de)证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的(de)暗物(wù)质会不会意味着(zhe)人类并不孤单呢(ne)？或许(xǔ)在宇宙当(dāng)中某个角落的行星上，暗物质(zhì)正(zhèng)在(zài)通过这样的(de)效应创造生(shēng)命。当然，这(zhè)些推论的大前提是(shì)要先找到(dào)暗物质存在的(de)实际证据(jù)。那么(me)小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物(wù)质到(dào)底存(cún)不(bù)存在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支持是(shì)我更新(xīn)的(de)动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 共享充电宝最高1小时10元，共享充电宝怎么申请投放