宇(yǔ)宙是(过渡句是什么意思，过渡句是什么意思 举个例子shì)“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何会存(cún)在科(kē)学无(wú)法解(jiě)释的“暗(àn)物(wù)质”？暗(àn)物质又究(jiū)竟是(shì)什么？人(rén)类过渡句是什么意思，过渡句是什么意思 举个例子为了寻找暗物(wù)质存在(zài)的证据，科学家们在过去(qù)的几十(shí)年当中进行了超过50次的长期实验，但是却没(méi)有(yǒu)发现任何的有效证(zhèng)据。除了一个(gè)地方(fāng)，在1687年(nián)出版的(过渡句是什么意思，过渡句是什么意思 举个例子de)自然(rán)哲学数学原理一书中(zhōng)，埃萨克(kè)牛顿发(fā)表(biǎo)了万有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)，它揭示了宇宙中天体运动(dòng)的规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学家们(men)发(fā)现某些天体运行轨道出现异常，不符(fú)合万有引力定律的时候，他们就会知(zhī)道，周围一(yī)定有未知的天体通过引力(lì)在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶(yé)就通过天王星运(yùn)行轨(guǐ)道(dào)的异常(cháng)，推(tuī)算并且发现了(le)海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星(xīng)的发现都(dōu)是应用万有引力定律所取得重大天文成(chéng)就的例(lì)子。但是(shì)这些发现都是在恒星系统(tǒng)的尺度当(dāng)中，可(kě)当(dāng)我们上升到星(xīng)系(xì)或者是星团的尺度(dù)，事情(qíng)就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家(jiā)弗里茨兹威基正在研(yán)究和测(cè)量后发(fā)星系团(tuán)的质量。这(zhè)是一(yī)个由(yóu)数千个(gè)星系(xì)所组成(chéng)的巨(jù)大星系团，这些(xiē)星系被引力(lì)束缚在(zài)一起(qǐ)。测量星系(xì)团的(de)质量一般(bān)会(huì)使用到两种方法，当两种(zhǒng)方(fāng)法结果一(yī)致，就可(kě)以确定(dìng)其质量的范围(wéi)。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测(cè)量(liàng)各(gè)个星系的(de)光度。

第(dì)二(èr)种是动力(lì)学质(zhì)量的计算(suàn)，是利用光(guāng)谱红移测量星(xīng)系团中(zhōng)的各个星(xīng)系相(xiāng)对于星(xīng)系团的运动速度。当测量结果(guǒ)出(chū)来之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度学质量(liàng)”的(de)400倍。这意味着，后(hòu)发(fā)座星系团有99%的(de)质量消失了(le)，或者说(shuō)这99%的质(zhì)量并不以可见光的形式所存在，我们无法看到。最诡异的是，在测量速(sù)度(dù)的过程中，兹威基发现星系团中很多(duō)星系的速度比理论上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律(lǜ)，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产生(shēng)的引力是无法将它们束缚在星系团内的，它们早就应该(gāi)被抛(pāo)出星系团(tuán)之外(wài)了(le)，除非有一种神秘(mì)的(de)力量在起作用，这种(zhǒng)力量来(lái)源于(yú)某种隐形的(de)物质。

据此，兹维基提出了这(zhè)样部分不(bù)可见的(de)暗质，它不发散光、吸(xī)光(guāng)、反射光(guāng)，但是它们(men)却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分(fēn)的(de)质量。只是当时的人们对这样的一(yī)种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这(zhè)个词(cí)才再一次出现(xiàn)。天文学(xué)家(jiā)维拉鲁宾和肯(kěn)特(tè)福特在观测仙女座星(xīng)系中(zhōng)的恒星运(yùn)动。理论上(shàng)来说，距离中心越远的恒星在(zài)其轨(guǐ)道(dào)上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们观(guān)测的结果却(què)让(ràng)人感到不可(kě)思(sī)议。

随着与中心距离的增(zēng)加，恒星(xīng)的旋转速度(dù)几乎(hū)保持不(bù)变(biàn)。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星(xīng)系当中如(rú)果没有足(zú)够(gòu)大(dà)的质量来吸引它们(men)，这些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中(zhōng)了。基于这种现象，科学家们会使(shǐ)用一种相对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方法就(jiù)是测量星系当中气体在X轴上距离星系中心的距(jù)离，以及在Y轴上气体的(de)旋转速度。如果(guǒ)出现异常的(de)结果，就认为是由暗物质的力(lì)量进入其(qí)中。

于是科学家们(men)通(tōng)过射电(diàn)望(wàng)远镜(jìng)测量(liàng)了距离星系中心更(gèng)远距离的氢元素(sù)，发现它们的旋转速度并(bìng)不(bù)符合牛顿的力学定律。我们的(de)太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂(bì)之上，距离银(yín)河系中心(xīn)2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律进(jìn)行计算(suàn)，太(tài)阳系的运行(xíng)速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕银(yín)河系旋转，这个实际(jì)速度(dù)远远大于理论(lùn)速(sù)度，那么产生以(yǐ)上这种向心(xīn)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(wù)质的引力效应将星(xīng)系(xì)聚集(jí)在(zài)了(le)一起。

也(yě)是从这时开始(shǐ)，越来越(yuè)多(duō)的研究人员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学家根据星(xīng)系外恒星(xīng)轨道的速度，估算(suàn)在星系当中暗物质的质量占整(zhěng)个星系质量(liàng)的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并(bìng)不是唯(wéi)一可(kě)以解释(shì)这个现象的(de)原因。在一项新的(de)研究当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效应(yīng)的遥(yáo)远恒星(xīng)之间(jiān)，也(yě)会(huì)出(chū)现速(sù)度上的微小差异。另外(wài)，天文学家还发现了一个反常(cháng)的(de)星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星(xīng)系距离(lí)地(dì)球大约2.5亿(yì)光年(nián)，大小(xiǎo)和银河系不多，但是星系当(dāng)中存(cún)在的恒星数量却只(zhǐ)有银河系(xì)的(de)千(qiān)分(fēn)之一。

所以在(zài)理论(lùn)上，该星(xīng)系必须存在暗(àn)物质(zhì)，否则就会(huì)分(fēn)崩离析(xī)。但(dàn)是科学家们使用最(zuì)先进的望远镜(jìng)对其进行了40个小时的详细(xì)测量之后，发(fā)现星系中的(de)恒星运动(dòng)是可以用正常的(de)物质和力学定律来(lái)解释(shì)的。那么又有人提出，也许(xǔ)该(gāi)星系的暗物(wù)质，已经被附近的(de)另(lìng)一个大星系(xì)剥离了。奇怪(guài)的是，它(tā)的附近没有任何星系(xì)存(cún)在(zài)。造(zào)成这些(xiē)现象的(de)除了暗(àn)物质的假说之外，另一种可能就是人(rén)类(lèi)对引(yǐn)力的理解还不够(gòu)全面，引力很可能在不(bù)同(tóng)尺度空间中的工作方式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺(chǐ)度(dù)中(zhōng)的天体会沿(yán)着它们的轨道，按照我(wǒ)们所理(lǐ)解的方(fāng)式(shì)运动。但是上升到星系和星团的尺度(dù)，引力之间的相互作用则是不同的方式(shì)。对于在星系团之间的相互作用，科学家(jiā)还引入了外(wài)部场效(xiào)应的概念，指的(de)是在数百万光年的规(guī)模上，巨大的质量之间会(huì)产生对彼此特(tè)殊(shū)的(de)效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理(lǐ)论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙(méng)德理(lǐ)论(lùn)成立，这意味着我们需要对现在的物理定律进行修正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让很多人认为暗(àn)物质(zhì)假说理论就此终(zhōng)结。但(dàn)是(shì)在宇宙当中还有关于暗物质存在的其他的(de)理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙德(dé)理论所没法解释的(de)“引力透镜”。

径向(xiàng)距离(lí)为37亿光年的子(zi)弹星(xīng)系团，由两个碰撞的(de)星系团所组成，类似这样的星团，它(tā)们大(dà)部分的普通质量都在(zài)星(xīng)系的气体当(dāng)中。当星团以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰(pèng)撞的时候，星(xīng)际气体(tǐ)的相互作用就(jiù)会导致(zhì)温度的急(jí)剧升高，速度大(dà)幅(fú)降低。所以在(zài)理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系(xì)团大部分的(de)质量将位于所有(yǒu)这些(xiē)气体所在的中间(jiān)区域。那么我们通过什么来验证它的质量(liàng)区域(yù)到(dào)底是不是集中在(zài)中间呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯(bó)太空望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)传回了(le)宇宙当中第一张全彩的高(gāo)清(qīng)照(zhào)片，在照片中我们可以明显地看到很多(duō)星(xīng)系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形(xíng)变(biàn)。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出(chū)了什么(me)问题，而(ér)是这样极(jí)遥远(yuǎn)的天体和我们地球上的观测者之间。被一个质量超级巨(jù)大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使身后更遥远星系的光都发生了扭曲(qū)。这个(gè)现(xiàn)象就是引(yǐn)力透(tòu)镜效应。这(zhè)个巨(jù)大的天体可(kě)能(néng)是超大质量的黑洞或者(zhě)是(shì)暗物(wù)质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质(zhì)量区域并(bìng)不(bù)是在中间，而是在两(liǎng)侧。所以最好的解释方法(fǎ)就(jiù)是(shì)当星团(tuán)发生(shēng)全(quán)部的碰撞时，可被观测(cè)到的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接通(tōng)过了这个区域，并在(zài)两(liǎng)边形(xíng)成了(le)引力透镜。对(duì)子(zi)弹星(xīng)系(xì)团的引力透镜研究也被(bèi)认(rèn)为是暗(àn)物质存在的迄今为止最(zuì)好的(de)理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可(kě)见光(guāng)终于可以畅通无(wú)阻地(dì)穿越(yuè)在宇宙(zhòu)当(dāng)中了。经过了130多亿(yì)年(nián)之后，这些光在宇(yǔ)宙空间背(bèi)景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射(shè)。其中(zhōng)红色的部(bù)分表示温度较高(gāo)的(de)区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际上它们之(zhī)间(jiān)的温(wēn)差只有(yǒu)万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后的(de)二值(zhí)图像进行连通域提(tí)取和标记之后(hòu)发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形(xíng)看起(qǐ)来不应该是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小，才变(biàn)得看(kàn)起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微(wēi)波(bō)背景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质大约是普通(tōng)物质的(de)5倍。这个数字与(yǔ)解释星系当(dāng)中(zhōng)恒星运动所(suǒ)需要的暗(àn)物质比例是一致的。这就意味着。

用了一(yī)个简单的理论框架，就很好(hǎo)地解释了很(hěn)多不同(tóng)的观测结果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是(shì)宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)存在着(zhe)某种类型(xíng)的粒子(zi)，它(tā)们不参与任(rèn)何(hé)其他的电(diàn)磁作用(yòng)，只通(tōng)过引力来相互作用。所(suǒ)以如果(guǒ)能够(gòu)找到这种粒子(zi)的存在，就相当于(yú)找到了暗(àn)物质存(cún)在(zài)的实际(jì)证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子到底是什(shén)么？科学(xué)家(jiā)们已经提出了数十种的假想目标，而(ér)要寻找(zhǎo)这些不同(tóng)的目标(biāo)粒(lì)子(zi)所需要的实验方式也不相同。在(zài)过去的几十年当(dāng)中，人类为了寻找这些看(kàn)不见、摸(mō)不到，几乎不(bù)会与常规物质相互(hù)作用的“暗物质(zhì)”，科学家们(men)已经进行了超过(guò)50次的(de)实验，却没有任何实质性的发现，除了一个地方，意(yì)大利(lì)的格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山(shān)脉(mài)。

在山(shān)下1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏着(zhe)地球(qiú)上最大的地学实验(yàn)室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一个三(sān)层楼高的探测器，一直致力于(yú)寻找暗(àn)物(wù)质粒子的周(zhōu)期(qī)性震荡(dàng)。

自1997年(nián)以来，这里的科学家声(shēng)称观测到了(le)某种信号。经(jīng)过了20多年(nián)的(de)数据(jù)收集，人(rén)们(men)发现(xiàn)了一(yī)个有趣的事情。探(tàn)测率会在(zài)每年的6月(yuè)份(fèn)达到峰值(zhí)，然后在11月降(jiàng)到(dào)最低，而(ér)且在20年当中(zhōng)每年都(dōu)是(shì)一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗物(wù)质(zhì)的第一个直接证据。

但是为什(shén)么(me)暗物质会产(chǎn)生周期性的年度(dù)信(xìn)号(hào)呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度围绕(rào)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(yě)在以这样的速(sù)度(dù)在穿越着暗物质流，这个过(guò)程(chéng)中会产(chǎn)生相应(yīng)的振荡，同时地球(qiú)又以30公里(lǐ)/秒(miǎo)的(de)速度围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有半年(nián)的时间，地(dì)球围绕太(tài)阳的方向(xiàng)与太阳(yáng)环绕(rào)银河系的方向是一致(zhì)的，而另(lìng)外半年则与之(zhī)相反(fǎn)。

而在6月份的(de)时候，地球与太阳的(de)方向(xiàng)正好(hǎo)达到完全一致，这(zhè)是理论上地球穿越暗物(wù)质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值(zhí)。尽管在实际的(de)情况中，太阳系(xì)相对银河系(xì)的(de)平面呈现(xiàn)了(le)60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论(lùn)的(de)有效性。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究人员(yuán)们所观(guān)测到的周期性信号。当然(rán)也可(kě)能(néng)有其他的情况，造成这种年度(dù)周期信号的差异也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的水分、高(gāo)山(shān)上(shàng)的积雪，甚至连意大利游客的(de)数量也符(fú)合这个周期的规律。

所以，科(kē)学家(jiā)们又在(zài)南半球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的(de)实验室(shì)正好相反，而在这里，地(dì)球穿过暗物质流的运(yùn)动特(tè)征和第(dì)一个(gè)实验室是(shì)一样的(de)。

因此，如果在这(zhè)里可以得到相同的信号(hào)，就可以成为(wèi)暗物质所存在的非常有力(lì)的证据了。但是由(yóu)于这个(gè)实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至(zhì)目前(qián)还无法提(tí)供相应(yīng)的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的(de)望远镜，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽(kuān)视(shì)场仪器提供的视野是哈勃(bó)红外仪器的(de)100倍。南希(xī)格(gé)雷斯(sī)罗曼太空(kōng)望远(yuǎn)镜其(qí)中(zhōng)一个关键的用途就是(shì)探(tàn)索暗物质背后的奥秘(mì)，对于探测的结果，我们(men)只能拭(shì)目以待(dài)了。费米实验(yàn)室粒子天体物理中心(xīn)的科(kē)学家(jiā)丹琥珀和(hé)贾(jiǎ)森(sēn)斯特(tè)芬研究发(fā)现，如果暗物质存(cún)在(zài)，它们极有可能拥(yōng)有另一(yī)种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的诞生，或者说是生(shēng)命进化的一(yī)个重要因素。

如(rú)果这一(yī)理(lǐ)论得到进一(yī)步(bù)的证实，那么遍布(bù)宇宙当中(zhōng)的暗(àn)物(wù)质(zhì)会不(bù)会意味着人类(lèi)并不孤单(dān)呢？或许(xǔ)在宇宙当中某个角落的行(xíng)星(xīng)上，暗(àn)物质正在通过这样(yàng)的效应创造(zào)生命(mìng)。当然，这些推论的大前提是要先找(zhǎo)到暗物质存在的实际证据(jù)。那么(me)小伙伴们，你们(men)觉得暗物(wù)质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，你的支(zhī)持是我更新(xīn)的动(dòng)力！

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