宇宙是(shì)“人为制造(zào)”的？为何会(huì)存在科学无法(fǎ)解释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗(àn)物质存在的证据(jù)，科学家们在过去的几(jǐ)十年当中(zhōng)进行了(le)超(chāo)过50次的长期实(shí)验，但是却(què)没有发现任(rèn)何(hé)的有(yǒu)效证据。除了一个地方(fāng)，在1687年出版(bǎn)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(dìng)律(lǜ)，它(tā)揭示了宇宙中天体运动的规(guī)律。往(wǎng)后(hòu)的几百年来，当天文学家们(men)发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引(yǐn)力定律的时候，他们就会知道，周围一定(dìng)有未知的天体通(tōng)过引力在摄动它的轨(guǐ)道(dào)。比如(rú)在1846年，奥本(běn)勒维耶(yé)就(jiù)通过天王星运行轨道的异常，推算(suàn)并且发现了(le)海王星的存在(zài)。另外，哈(hā)雷彗星、冥(míng)王星(xīng)的发现都是应用万有(yǒu)引力定律所取得重大(dà)天文成(chéng)就的例子。但是(shì)这些发现(xiàn)都(dōu)是在恒星系(xì)统的(de)尺度(dù)当(dāng)中(zhōng)，可(kě)当我们(men)上升到星系或者(zhě)是星团(tuán)的尺度(dù)，事情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的(de)物理(lǐ)学家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的(de)质量。这是(shì)一个由数千个星系所组成的(de)巨大星(xīng)系(xì)团，这些星系被引力束缚(fù)在一起。测量星系(xì)团的质量(liàng)一(yī)般会使用到两种(zhǒng)方(fāng)法，当两(liǎng)种(zhǒng)方法(fǎ)结果(guǒ)一致(zhì)，就可以确定(dìng)其质量的范(fàn)围。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质(zhì)量"，需要的数据是测量各个(gè)星系的光度。

第二种是动力学质量的计(jì)算，是(shì)利用光谱红移测(cè)量星系团中的各个星系(xì)相对于星系团的运动速(sù)度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹(zī)威基(jī)彻(chè)底(dǐ)懵了，“动力(lì)学质量”竟(jìng)然是(shì)“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团有99%的(de)质量(liàng)消失了，或者(zhě)说(shuō)这99%的质量并(bìng)不以(yǐ)可见光(guāng)的形(xíng)式所存(cún)在，我(wǒ)们无法看到。最(zuì)诡(guǐ)异的(de)是，在测量速度(dù)的过程中，兹威基发现星系团中很多星(xīng)系的速度比理(lǐ)论上(shàng)要快得(dé)多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系的(de)质量(liàng)所产生的引(yǐn)力(lì)是无法将它们束缚在星系(xì)团内的，它们早就应(yīng)该被抛出星系团(tuán)之外了，除非(fēi)有一种(zhǒng)神秘的力量(liàng)在起作用，这种(zhǒng)力量来源(yuán)于某(mǒu)种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹(zī)维基提出(chū)了这样(yàng)部(bù)分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但(dàn)是它(tā)们却占据着宇(yǔ)宙中绝大部分的质(zhì)量。只是当时的人们对(duì)这样(yàng)的一(yī)种说法不屑(xiè)一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗(àn)物(wù)质(zhì)”这个词才再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测(cè)仙女(nǚ)座(zuò)星系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是(shì)他们观(guān)测的(de)结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星(xīng)的(de)旋转速度几乎保持不变。可(kě)是根据牛(niú)顿的万有引力定(dìng)律(lǜ)，在(zài)星系当中如(rú)果没有足够大的(de)质(zhì)量来吸引它们，这些外围的恒(héng)星早(zǎo)就被甩到宇宙当中了(le)。基于这种现(xiàn)象(xiàng)，科学家们会使用一种相对标准的方法来解释暗物质的(de)存在，这种方法就是(shì)测量星系当中(zhōng)气(qì)体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气(qì)体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结果，就认为(wèi)是由(yóu)暗(àn)物(wù)质(zhì)的力(lì)量(liàng)进入其中。

于(yú)是(shì)科学家们通过(guò)射电望远镜测量了(le)距离星系(xì)中心(xīn)更(gèng)远距离的(de)氢(qīng)元素，发现(xiàn)它(tā)们的旋转速(sù)度(dù)并不符(fú)合牛顿的(de)力学定律。我们的(de)太阳系也(yě)不(bù)例外，太(tài)阳系位(wèi)于银河系的第三(sān)悬臂之上，距离银(yín)河系中心(xīn)2.6万光年(nián)，根(gēn)据万有引力定律进行计算，太(tài)阳系(xì)的运行(xíng)速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速度(dù)围绕银河(hé)系旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实际(jì)速(sù)度远远(yuǎn)大于理论(lùn)速(sù)度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加速(sù)度的原因很可(kě)能就(jiù)是存在着(zhe)一种我们看不到(dào)的物质，是这些(xiē)暗物质的引力效应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从这时开始(shǐ)，越来(lái)越多(duō)的研究(jiū)人员开始相信(xìn)暗物质的存在(zài)。科(kē)学家根据星系(xì)外(wài)恒星轨道(dào)的(de)速(sù)度(dù)，估算在星(xīng)系当中暗物(wù)质的质量占整个(gè)星系质量的85%。但(dàn)是，暗物质并不是(shì)唯一可(kě)以解释这个现(xiàn)象的原因(yīn)。在一项新的研究当中，科学家们(men)发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引力效应的(de)遥(yáo)远恒星之间(jiān)，也会出现(xiàn)速度上(shàng)的微(wēi)小差异(yì)。另外，天文学(xué)家(jiā)还发现(xiàn)了(le)一个(gè)反常的(de)星系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个星系距(jù)离地(dì)球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多(duō)，但是星(xīng)系当中存在的恒星数量(liàng)却只(zhǐ)有银河(hé)系的千分之一(yī)。

所以在理(lǐ)论(lùn)上，该(gāi)星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使用最先进(jìn)的(de)望远镜对其进行了40个小时的详细(xì)测量之后，发(fā)现星系中的恒星运(yùn)动是(shì)可以用正(zhèng)常的物质和(hé)力学(xué)定律来解释的。那么(me)又(yòu)有(yǒu)人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗物(wù)质，已经被附近(jìn)的另(lìng)一个大(dà)星系剥(bō)离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有任何星系存(cún)在。造(zào)成这些现象的(de)除了暗(àn)物(wù)质的假说之外，另一(yī)种可能就是人类对引力(lì)的(de)理解(jiě)还(hái)不够(gòu)全面，引(yǐn)力(lì)很可能在不同尺度空间(jiān)中的工作方式是不(bù)同的，这(zhè)意味着在行(xíng)星系(xì)尺度中的天体会沿着它(tā)们的轨(guǐ)道，按照我们所(suǒ)理解的(de)方式运(yùn)动。但(dàn)是上升到星(xīng)系和星团的尺度，引力之间的相互(hù)作用则是不同的(de)方(fāng)式。对于在星系团(tuán)之间的(de)相互(hù)作用，科学家还引入了外部场效应的概(gài)念，指的(de)是在数百万(wàn)光年的规(guī)模上，巨大的质量之间(jiān)会产生(shēng)对彼此特殊(shū)的效果(guǒ)，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着我们需要对现在的物理定律进行(xíng)修正，这(zhè)些(xiē)发现也让很多人认为暗物质假说(shuō)理(lǐ)论就(jiù)此(cǐ)终结(jié)。但(dàn)是在宇(yǔ)宙当(dāng)中还(hái)有(yǒu)关于暗(àn)物质(zhì)存在的(de)其他的理论证据，这些理(lǐ)论证据(jù)是蒙德(dé)理(lǐ)论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿(yì)光年(nián)的子弹星系团，由两个(gè)碰(pèng)撞的星系(xì)团所组(zǔ)成，类似这样的(de)星团，它们大(dà)部(bù)分(fēn)的普(pǔ)通质量(liàng)都在(zài)星系的气体当(dāng)中。当星(xīng)团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞(zhuàng)的(de)时候，星际气体的(de)相互作用就(jiù)会导(dǎo)致温(wēn)度(dù)的急剧(jù)升高，速度大(dà)幅降低(dī)。所以(yǐ)在理论(lùn)上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团大部分的质(zhì)量将位于所有这些气体所在的中(zhōng)间(jiān)区域。那么我(wǒ)们通过(guò)什么(me)来验证(zhèng)它的质(zhì)量区域到底是不是集中(zhōng)在中间呢？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯(sī)韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全(quán)彩的高(gāo)清照片，在照片中我们可(kě)以明显地(dì)看到很多星系似乎(hū)被拉(lā)伸(shēn)产生了(le)巨大(dà)的形变。其实这些(xiē)星系本(běn)身并不(bù)是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出(chū)了什么问题，而(ér)是这样极(jí)遥远(yuǎn)的(de)天体和我们地球上的观测者(zhě)之间。被一个质量超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超(chāo)大(dà)质量的东西(xī)的引力，会(huì)使身后更遥(yáo)远(yuǎn)星系的(de)光都发生了扭(niǔ)曲。这(zhè)个现(xiàn)象就是(shì)引力透镜(jìng)效应。这个巨大的天(tiān)体可能(néng)是超大质量的黑(hēi)洞或(huò)者是暗物质(zhì)。

所以当人(rén)们(men)对子(zi)弹星(xīng)系(xì)团观测的时候(hòu)，发现它的大(dà)质量区(qū)域并(bìng)不(bù)是在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最好(hǎo)的解释方法就是(shì)当星团(tuán)发生全部(bù)的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡个子矮可以抱着做，矮个子抱起来做在了中(zhōng)间，暗(àn)物质(zhì)则直接通过了这个区域，并在两边形成了引力透(tòu)镜(jìng)。对(duì)子弹星系团的引力透(tòu)镜研究也被认为是暗物质存在的(de)迄今为止最(zuì)好(hǎo)的理论证(zhèng)据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老(lǎo)的光。从(cóng)宇(yǔ)宙大(dà)爆(bào)炸(zhà)开始(shǐ)，38万年之后(hòu)，可见光终于可以(yǐ)畅(chàng)通无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在(zài)宇宙空间背(bèi)景上留下了(le)各相同(tóng)性的(de)微波辐射。其(qí)中红色的部(bù)分(fēn)表(biǎo)示(shì)温度较(jiào)高的(de)区域(yù)，蓝色则表示相对(duì)较冷(lěng)的区域，但实际上它(tā)们之间的温(wēn)差(chà)只有(yǒu)万分之一。

科学(xué)家们通过对前景背景(jǐng)分离(lí)后的(de)二值图像(xiàng)进行连通(tōng)域提(tí)取和标(biāo)记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物(wù)质，图形(xíng)看起(qǐ)来不应该(gāi)是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值的(de)幅度会(huì)减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射(shè)的测(cè)量值，我们需要(yào)的暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这个数(shù)字与解释星(xīng)系当中恒星运动所需要的暗物质比例是一致的。这就(jiù)意味着(zhe)。

用了一个简单(dān)的理论(lùn)框架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测(cè)结果。而暗(àn)物质的本质就是(shì)宇宙当中存(cún)在着某种类型的(de)粒子，它(tā)们不(bù)参与任何其他的电磁(cí)作用(yòng)，只通过引力来相互作用(yòng)。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存(cún)在的实际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子到(dào)底是(shì)什么？科学家们(men)已(yǐ)经(jīng)提出了(le)数十种的假(jiǎ)想目标(biāo)，而要寻(xún)找这(zhè)些不同的目标粒(lì)子所需(xū)要的实(shí)验方式也(yě)不相同。在过去的几十年当中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸不到，几乎不会与常(cháng)规物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们(men)已(yǐ)经进行了(le)超过50次的实(shí)验，却没有任(rèn)何实质性的发(fā)现(xiàn)，除(chú)了一个(gè)地方(fāng)，意(yì)大利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯山(shān)脉(mài)。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的地下(xià)矿井当中，藏着地球上最大的地学实(shí)验室，这(zhè)个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼高的探测器(qì)，一(yī)直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒(lì)子的(de)周期(qī)性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学家声(shēng)称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多年的(de)数据收集，人们发现了一个有趣的(de)事情。探测(cè)率(lǜ)会(huì)在(zài)每年的6月份达到(dào)峰值，然后(hòu)在(zài)11月降到最(zuì)低，而且在(zài)20年当(dāng)中(zhōng)每年都是一样。一(yī)些科学家认为(wèi)这可能是人类发现暗(àn)物(wù)质的第一个直接证据。

但是为什么暗物质会(huì)产生周(zhōu)期性(xìng)的年(nián)度信(xìn)号(hào)呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了太阳(yáng)系正在以(yǐ)220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进(jìn)行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以(yǐ)这样(yàng)的(de)速度在穿越着暗(àn)物质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球(qiú)又以30公(gōng)里/秒的速度围绕(rào)太阳进行旋(xuán)转。所以有半年(nián)的时间，地球围绕(rào)太阳(yáng)的方(fāng)向与太阳环(huán)绕(rào)银河系的方(fāng)向是一致的，而另外半年(nián)则与(yǔ)之(zhī)相反(fǎn)。

而在6月份(fèn)的时(shí)候，地球与(yǔ)太阳的(de)方向正好(hǎo)达到完(wán)全一致，这(zhè)是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢(màn)值。尽管在(zài)实际的(de)情(qíng)况中，太阳(yáng)系相对(duì)银河系的(de)平(píng)面(miàn)呈现了60度的倾斜，但是这并不影响(xiǎng)这个(gè)理论的(de)有效性。

因此科(kē)学家认(rèn)为这可(kě)以用来解释，研究人员们所观测到(dào)的周期性信号。当然也可能(néng)有其他的情况(kuàng)，造成这种年(nián)度周期信号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的水(个子矮可以抱着做，矮个子抱起来做shuǐ)分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大利(lì)游客的数量(liàng)也符合这个周(zhōu)期的规(guī)律。

所以(yǐ)，科学家们(men)又在南半球(qiú)建立(lì)了(le)一个几乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这里的季节与之(zhī)前(qián)的实验室正好相反，而在这里(lǐ)，地(dì)球穿(chuān)过暗(àn)物质流的(de)运动特征和第一个实(shí)验室是一样的(de)。

因此，如(rú)果(guǒ)在这里(lǐ)可(kě)以得(dé)到相同的(de)信号，就可以成为暗物质所存在的非常有力的证据了。但是由(yóu)于这(zhè)个(gè)实验室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前(qián)还无法提供(gōng)相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远镜，这台(tái)太空望远镜叫做“南(nán)希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟(gēn)哈勃望远镜相同(tóng)，但它(tā)的宽视场(chǎng)仪器提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望(wàng)远镜其中一个关键的用途(tú)就是探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于(yú)探测的(de)结果，我(wǒ)们只能拭目以(yǐ)待(dài)了(le)。费米实验室粒(lì)子天体物理中心(xīn)的(de)科学(xué)家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发(fā)现，如果暗(àn)物质(zhì)存在，它(tā)们极有可能拥(yōng)有(yǒu)另(lìng)一种神(shén)秘的效应，这(zhè)种暗物质效(xiào)应，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当(dāng)中生命的(de)诞(dàn)生，或者说是(shì)生命进化的一个重要(yào)因素。

如果这(zhè)一理论得到进(jìn)一(yī)步(bù)的证实，那么遍(biàn)布宇(yǔ)宙当中的暗物(wù)质(zhì)会不(bù)会意味(wèi)着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇(yǔ)宙当中某个角(jiǎo)落的(de)行星上，暗物(wù)质正在(zài)通过(guò)这样的效应创造生命。当然，这(zhè)些推论(lùn)的(de)大(dà)前提(tí)是要先找到暗物(wù)质存在的(de)实际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗(àn)物(wù)质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新(xīn)的(de)动力！

未经允许不得转载：成都工装公司_工装装修效果图_专注公装设计装修 - 无同之家装饰 个子矮可以抱着做，矮个子抱起来做