宇宙是“人为制造”的？为何会存在(zài)科(kē)学(xué)无(wú)法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为了寻找暗物质存(cún)在的证据，科学家们(men)在过去的几十年当中进(jìn)行了超过(guò)50次的长(zhǎng)期实验(yàn)，但是却没有(yǒu)发现任何的有效证据。除了(le)一个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数(shù)学原理一(yī)书(shū)中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动(dòng)的(de)规律(lǜ)。往后的(de)几百年来(lái)，当(dāng)天文学(xué)家(jiā)们发现某些天体(tǐ)运行轨道出现异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就(jiù)会(huì)知道(dào)，周围一定有(yǒu)未知(zhī)的(de)天体通过引力在摄动它的(de)轨(guǐ)道。比如在(zài)1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天(tiān)王星运行轨道的异常，推(tuī)算(suàn)并且发现了(le)海王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥(míng)王星的发现都(dōu)是应(yīng)用万有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律所取得(dé)重(zhòng)大天文成就的例子。但是这些发现都是(shì)在恒星系统(tǒng)的(de)尺度当中，可当我们上升到星系或者(zhě)是星团的尺度(dù)，事情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家(jiā)弗里茨兹(zī)威(wēi)基(jī)正在研(yán)究和测量后发星系团的质量。这是一个由(yóu)数千个星(xīng)系(xì)所组成的巨大(dà)星系(xì)团(tuán)，这些(xiē)星(xīng)系被引力束缚在一起。测(cè)量星系团的质(zhì)量一般(bān)会使用到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确定其质量的范围。

第(dì)一种是获得(dé)其(qí)"光度学的质量"，需要的数据(jù)是(shì)测(cè)量各个星系的光度。

第二种是动(dòng)力(lì)学(xué)质(zhì)量的计算，是利用(yòng)光谱(pǔ)红移测量星系团中(zhōng)的各个(gè)星(xīng)系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威基(jī)彻(chè)底(dǐ)懵了(le)，“动(dòng)力(lì)学质量”竟(jìng)然(rán)是“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意(yì)味着，后发座星(xīng)系团有99%的质量消(xiāo)失(shī)了，或者说(shuō)这99%的质量并不以(yǐ)可(kě)见光的形式(shì)所存在，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速(sù)度的(de)过(guò)程中，兹威(wēi)基发现(xiàn)星(xīng)系团中很多星系的速度比理论上要快(kuài)得多，按(àn)照牛顿(dùn)的运动学定(dìng)律(lǜ)，仅(jǐn)靠这些可(kě)见(jiàn)星系(xì)的(de)质量所(suǒ)产生的引力是无法将它们束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出星系团之外了，除非有一种神秘(mì)的力量在起作用(yòng)，这种力(lì)量(liàng)来(lái)源(yuán)于某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这(zhè)样(yàng)部(bù)分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但(dàn)是它们(men)却占据着宇宙(zhòu)中绝大部(bù)分的质(zhì)量。只(zhǐ)是当时的人们对这(zhè)样的一(yī)种说(shuō)法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这个(gè)词才再(zài)一次出现(xiàn)。天(tiān)文学家(jiā)维拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女座星(xīng)系中(zhōng)的(de)恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的恒星在其轨道上的运行(xíng)速度就会越慢。但是他们观测的(de)结(jié)果却让人感到(dào)不可思(sī)议。

随着与中心距(jù)离(lí)的增加，恒星的旋转速(sù)度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛(niú)顿的万有引(yǐn)力定律(lǜ)，在(zài)星系当中如果没有足够大的质量来吸引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当(dāng)中了。基于这种现象，科学(xué)家不动声色的意思是什么解释，不动声色的意思是什么(最佳答案)们会使用一种相对标准(zhǔn)的方法来(lái)解(jiě)释暗物(wù)质的(de)存在，这种方法就是测量星系当中气体(tǐ)在X轴上(shàng)距离(lí)星系中心(xīn)的距离，以及(jí)在Y轴上气体的(de)旋(xuán)转速(sù)度。如果出现(xiàn)异常(cháng)的(de)结果，就认为是由暗(àn)物质的(de)力(lì)量(liàng)进入其中。

于是科(kē)学家(jiā)们通过(guò)射电(diàn)望远镜测量了(le)距离星(xīng)系(xì)中心更(gèng)远距离的(de)氢元素(sù)，发现(xiàn)它们的旋(xuán)转速度并(bìng)不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例外，太(tài)阳(yáng)系(xì)位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万(wàn)光年，根据万(wàn)有引力定(dìng)律进行计(jì)算，太阳系的运行(xíng)速度应该是160千(qiān)米(mǐ)/秒(miǎo)，但实际上(shàng)，太阳系正(zhèng)在以220千(qiān)米/秒(miǎo)的速(sù)度(dù)围绕银河系旋转，这个(gè)实际速度远远(yuǎn)大于理(lǐ)论速度，那么(me)产生以上(shàng)这种向心加速度的原(yuán)因(yīn)很可能就是存在着一(yī)种(zhǒng)我们(men)看(kàn)不(bù)到的(de)物质，是这(zhè)些暗物质的引力效应将(jiāng)星系聚集在(zài)了一起。

也(yě)是从这(zhè)时开始，越来(lái)越多的研(yán)究人员开始相信暗物(wù)质的存在。科学家(jiā)根据星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在(zài)星系(xì)当中(zhōng)暗物质的质量占(zhàn)整个星(xīng)系质(zhì)量的85%。但是(shì)，暗(àn)物(wù)质并不是(shì)唯一(yī)可以解释这个现象的原因。在一项新的研(yán)究当中，科学(xué)家们发现，几乎(hū)没有引力(lì)效应的遥远恒(héng)星之(zhī)间，也会(huì)出现速(sù)度上的微小差(chà)异(yì)。另外，天文学家还发现(xiàn)了一个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光年(nián)，大小(xiǎo)和银河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量却(què)只有银(yín)河(hé)系的(de)千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须(xū)存(cún)在暗(àn)物(wù)质，否则就会分(fēn)崩离析。但是科学家们使用最先进的望远镜对其进(jìn)行了40个小时的详细测量之(zhī)后，发现(xiàn)星(xīng)系中的(de)恒星运动是可以用(yòng)正常(cháng)的物质和力学定律(lǜ)来解(jiě)释的(de)。那(nà)么又有人提出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经被附近的(de)另(lìng)一个大(dà)星系剥离了(le)。奇(qí)怪的是，它(tā)的附近没(méi)有任何(hé)星系存在。造(zào)成这些现象的除了暗物质的假说之外，另一种可能(néng)就是(shì)人(rén)类对(duì)引力的理(lǐ)解(jiě)还不够全(quán)面，引力很可能在不同(tóng)尺度空间中的工作(zuò)方式是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺(chǐ)度(dù)中的天体会沿着(zhe)它(tā)们的轨道(dào)，按照我们(men)所理解的方式运动。但(dàn)是上升到星(xīng)系和(hé)星团的尺度，引力(lì)之间的相(xiāng)互作用则是不同的方式。对(duì)于在星系团之(zhī)间(jiān)的相互作用，科学家还引(yǐn)入了外部场效应的概念，指(zhǐ)的是(shì)在数百万光年的(de)规(guī)模(mó)上，巨(jù)大(dà)的质量(liàng)之间会产(chǎn)生对彼此特(tè)殊的效(xiào)果，这个理(lǐ)论(lùn)叫做MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着(zhe)我(wǒ)们(men)需要对现在的(de)物理定律进(jìn)行修正，这(zhè)些发现(xiàn)也让很多人认(rèn)为暗物质假说理论(lùn)就此(cǐ)终结(jié)。但是在宇宙当中还有(yǒu)关(guān)于(yú)暗(àn)物质存(cún)在(zài)的其他(tā)的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙(méng)德理论(lùn)所没法解释的“引力(lì)透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距离为37亿(yì)光(guāng)年(nián)的子(zi)弹星(xīng)系团(tuán)，由(yóu)两个(gè)碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所(suǒ)组成，类(lèi)似(shì)这样的星团，它们大部分(fēn)的普通质量都在星系的气体当中。当(dāng)星(xīng)团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞(zhuàng)的时候，星(xīng)际气(qì)体的(de)相互(hù)作用(yòng)就(jiù)会导致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降低。所以在理论上(shàng)，在碰(pèng)撞之(zhī)后，子弹星系团大(dà)部分的质量将(jiāng)位于(yú)所有这些气体所在的中(zhōng)间区域。那么我们通过什么来验证它的质量区域到(dào)底是不是(shì)集(jí)中在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空(kōng)望远镜(jìng)传(chuán)回了宇宙当中第一张全彩的高清照(zhào)片，在照片中我们可以明显地看到(dào)很多星(xīng)系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系(xì)本(běn)身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦(wéi)伯(bó)望(wàng)远(yuǎn)镜出(chū)了什么问题，而是这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东西(xī)的引力，会(huì)使身后(hòu)更遥远星系的光(guāng)都发生了(le)扭曲。这(zhè)个现象就是(shì)引(yǐn)力透镜效应。这个巨(jù)大的天体(tǐ)可(kě)能是超(chāo)大质量的(de)黑洞或者是(shì)暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星系(xì)团(tuán)观测的(de)时候，发现它的大质量区域并不是在(zài)中间，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释方法就是当星团发生全部的碰撞时(shí)，可被观测(cè)到的(de)质量气体被卡在(zài)了中(zhōng)间，暗物质则直(zhí)接(jiē)通过了(le)这个区域，并在(zài)两(liǎng)边形成了引力透镜(jìng)。对子弹星(xīng)系团的引力透镜(jìng)研究也被认为是暗物质存在的迄(qì)今(jīn)为止最好(hǎo)的理论证据。

除(chú)此之外，还有(yǒu)来自宇宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年(nián)之后，可(kě)见光(guāng)终于可以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年(nián)之后，这(zhè)些光在宇宙空间背(bèi)景(jǐng)上留下(xià)了各相同性(xìng)的微波辐射。其中红色的部分表示温度(dù)较(jiào)高的区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的(de)区域，但实际上它们之间的温差只有万分之(zhī)一(yī)。

科学家们通过(guò)对(duì)前(qián)景背景(jǐng)分离后的(de)二值图像进行连通域提取(qǔ)和标记之后发(fā)现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质(zhì)，图形看起来(lái)不应该是这样(yàng)的(de)，而随(suí)着暗物质的增加，一(yī)些峰值的(de)幅度会减(jiǎn)小，才(cái)变(biàn)得(dé)看起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微(wēi)波(bō)背景辐射(shè)的测量值(zhí)，我(wǒ)们需要(yào)的(de)暗物质大约(yuē)是普通物质的(de)5倍。这个数字与(yǔ)解(jiě)释星系(xì)当中恒星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是一致的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的理论框架，就很好地(dì)解释了很(hěn)多不(bù)同的观(guān)测结果。而暗物质的本质就是宇宙当(dāng)中(zhōng)存在着某(mǒu)种类(lèi)型的粒子，它们不参与任何(hé)其他的电磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存(cún)在，就相(xiāng)当于(yú)找到了暗物(wù)质存在(zài)的实际证据。这(zhè)种(zhǒng)粒子(zi)到底是什么？科学家们已经提出了数(shù)十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要(yào)寻找(zhǎo)这些不(bù)同的目(mù)标(biāo)粒子所需要的实(shí)验方(fāng)式也不相同。在(zài)过去的(de)几(jǐ)十年(nián)不动声色的意思是什么解释，不动声色的意思是什么(最佳答案)当中，人类为了寻找(zhǎo)这(zhè)些看(kàn)不见、摸不到，几(jǐ)乎不会与常规物质(zhì)相互作用(yòng)的“暗(àn)物质”，科学家们(men)已经进行了超过(guò)50次的实验，却没(méi)有任何实质性的发现，除了一(yī)个地方(fāng)，意大(dà)利(lì)的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当中(zhōng)，藏(cáng)着地球上最(zuì)大的(de)地学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器(qì)，一直致力于(yú)寻找暗(àn)物质(zhì)粒(lì)子的周期(qī)性震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来，这里(lǐ)的科学家(jiā)声称观测到(dào)了某种信号。经(jīng)过(guò)了20多年(nián)的(de)数据收(shōu)集(jí)，人(rén)们发(fā)现(xiàn)了一(yī)个有趣的事情。探测率会在每年的(de)6月份达(dá)到峰值(zhí)，然(rán)后在11月降到最低，而且在20年当中每年都(dōu)是一样。一些科学(xué)家(jiā)认(rèn)为(wèi)这可(kě)能是人(rén)类发现暗物质的第一个直接证据。

但是(shì)为什(shén)么暗物质会产生周期(qī)性(xìng)的年度信号呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了(le)太(tài)阳系正在(zài)以(yǐ)220公里/秒的速度(dù)围绕(rào)着银(yín)河系进(jìn)行移动，那(nà)么如(rú)果暗(àn)物质存在宇(yǔ)宙当中，这(zhè)意(yì)味着我们也在(zài)以这样的(de)速度在穿越(yuè)着暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相应(yīng)的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕(rào)太(tài)阳进行旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半年的时间(jiān)，地球围绕太阳(yáng)的方向与(yǔ)太阳(yáng)环绕银河(hé)系的(de)方向是一致(zhì)的，而另不动声色的意思是什么解释，不动声色的意思是什么(最佳答案)外(wài)半(bàn)年(nián)则与之(zhī)相反。

而在6月(yuè)份(fèn)的时候，地球与(yǔ)太阳的方(fāng)向正(zhèng)好(hǎo)达到完全一致，这是理(lǐ)论上(shàng)地(dì)球穿越暗物质流最快(kuài)的时(shí)段。而在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢(màn)值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际(jì)的(de)情况中，太阳系相对银河系的(de)平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并不影响这(zhè)个(gè)理(lǐ)论(lùn)的有效(xiào)性(xìng)。

因此(cǐ)科学家(jiā)认为这可以用来解释(shì)，研(yán)究人员们所观测到的周(zhōu)期性信号。当然也可能有(yǒu)其他的情况，造成这种年(nián)度周期(qī)信号的差(chà)异也可能是温(wēn)度(dù)、湿度、土(tǔ)壤(rǎng)中的(de)水分、高山上的积雪，甚至连(lián)意大利(lì)游客的数量也符合这个周期的规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球(qiú)建立了一个几乎相(xiāng)同的(de)实验室，这里的季节与之(zhī)前的实验室正好相反(fǎn)，而(ér)在这里，地(dì)球穿过暗物质(zhì)流的运动(dòng)特征和(hé)第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就(jiù)可以(yǐ)成为暗物质(zhì)所存在的(de)非常有(yǒu)力的证据了。但是(shì)由(yóu)于这个实验室刚刚(gāng)建成不(bù)久，所(suǒ)以截至目前还无法(fǎ)提(tí)供相应的数据(jù)支持。另(lìng)外(wài)，在2025年，NASA将会发(fā)射(shè)一(yī)台新的望远镜(jìng)，这(zhè)台太空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视(shì)场仪器提供(gōng)的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太(tài)空望远镜其中一(yī)个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测(cè)的结果，我们只能拭目以待了(le)。费米(mǐ)实验(yàn)室粒(lì)子(zi)天体物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研(yán)究发现，如果暗(àn)物质存在，它们极(jí)有可能拥有另一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗(àn)物质效应，会(huì)支持宇宙当(dāng)中生命(mìng)的(de)诞生，或者说是生命进化的(de)一(yī)个(gè)重要因(yīn)素(sù)。

如果这一理论得(dé)到进一步的证(zhèng)实，那么遍(biàn)布宇宙(zhòu)当(dāng)中的暗物质会(huì)不会意味着人类(lèi)并不孤单(dān)呢？或(huò)许在宇宙当中某(mǒu)个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通(tōng)过(guò)这(zhè)样(yàng)的效(xiào)应创造生命。当然，这些推论的(de)大前提是要先找到暗物质存在的(de)实际证据。那(nà)么(me)小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新的动力！

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