宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会(huì)存在科学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟是什么？人类为了寻找暗(àn)物质存在的证据，科学(xué)家(jiā)们在(zài)过去的几十年(nián)当中(zhōng)进(jìn)行了超过50次的长(zhǎng)期实验(yàn)，但是却没(méi)有发现(xiàn)任何的有效证据。除了一(yī)个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学(xué)数学原(yuán)理一书中，埃萨(sà)克牛顿发表(biǎo)了万(wàn)有引力(lì)定律，它(tā)揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往后的(de)几百年(nián)来，当天文学(xué)家(jiā)们发现某(mǒu)些(xiē)天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异常，不符合万(wàn)有引力定律(lǜ)的(de)时(shí)候，他(tā)们就会(huì)知道，周围(wéi)一定有未知的天体通过引力在摄(shè)动它(tā)的轨道。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥(ào)本(běn)勒维(wéi)耶就通过天王星运(yùn)行(xíng)轨(guǐ)道的(de)异常，推算并且发(fā)现了海王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥(míng)王星的发(fā)现都是(shì)应用万有引(yǐn)力定律所(suǒ)取得重大天文成(chéng)就的(de)例子。但(dàn)是这些发现(xiàn)都是在(zài)恒星系统(tǒng)的尺度(dù)当中，可当我们上升(shēng)到星系或(huò)者(zhě)是星团的尺度，事情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士(shì)的物(wù)理(lǐ)学家弗(fú)里茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发星系团的质(zhì)量(liàng)。这是一个由数千(qiān)个星(xīng)系(xì)所组成(chéng)的巨(jù)大星系(xì)团，这些星系被引力束缚在一(yī)起。测量星系(xì)团的(de)质量一般会(huì)使用到两种方法，当两种方法(fǎ)结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

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

第二种(zhǒng)是动力(lì)学(xué)质(zhì)量(liàng)的计算，是利(lì)用(yòng)光谱红移测量星系(xì)团中的各个星系相对(duì)于星系团(tuán)的(de)运动速度。当(dāng)测量结果出(chū)来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍(bèi)。这意(yì)味着(zhe)，后发座星系团有99%的质(zhì)量消(xiāo)失了，或者(zhě)说这99%的质(zhì)量并不以可见光的形式(shì)所存在，我们无法(fǎ)看到。最诡(guǐ)异(yì)的是(shì)，在测量(liàng)速(sù)度的(de)过程(chéng)中，兹(zī)威基发现星系(xì)团中很多(duō)星系的速度比理论上要(yào)快得多，按照牛顿的运(yùn)动(dòng)学(xué)定律，仅靠这些可(kě)见星(xīng)系的质量(liàng)所产(chǎn)生的(de)引力是无法将(jiāng)它们(men)束缚在星系(xì)团内的，它们早就应该被抛出(chū)星(xīng)系团之外了，除非有一种神秘的力量(liàng)在起作用，这种力量来(lái)源于某种隐形的(de)物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了(le)这样部(bù)分不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸(xī)光、反(fǎn)射光，但是它们却占据着宇宙(zhòu)中绝大(dà)部分的质量。只是(shì)当时的人们对这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现。天文(wén)学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福(fú)特在观测仙女座星系中的恒星运(yùn)动。理论(lùn)上来说，距离中心(xīn)越(yuè)远的恒(héng)星在其轨道上(shàng)的(de)运行(xíng)速度就会越慢。但是他(tā)们观测的结果却让人(rén)感(gǎn)到不可(kě)思议。

随着与中心距离(lí)的增(zēng)加，恒星的旋转速度(dù)几乎保(bǎo)持不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在星(xīng)系(xì)当中如果没有足够大的(de)质量来吸(xī)引它(tā)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(kē)学家们(men)会使用一种相(xiāng)对标准的方法来(lái)解(jiě)释暗物质的(de)存在，这种方法就是测量星系当中气体在(zài)X轴上距离(lí)星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度(dù)。如果出现异常的(de)结果(guǒ)，就认(rèn)为是由暗物质的力量进入其(qí)中。

于是科学家们(men)通过射电望远镜测(cè)量了距离星系(xì)中心更远距离的氢元素，发现它们的(de)旋转速(sù)度并不符(fú)合牛顿的力学定(dìng)律。我(wǒ)们的太阳系(xì)也不(bù)例外，太阳系(xì)位于银(yín)河系的(de)第三悬(xuán)臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定(dìng)律进行计(jì)算，太阳系(xì)的运(yùn)行速(sù)度应(yīng)该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度(dù)围绕(rào)银河系(xì)旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于理论速度，那么产生以(yǐ)上这种向心加(jiā)速度的(de)原(yuán)因很(hěn)可能就是存在(zài)着一种(zhǒng)我(wǒ)们看不到的物质(zhì)，是这些暗物质的引力效应将星系聚集在了一起。

也是从这时(shí)开始，越来越多的(de)研究(jiū)人(rén)员开始相(xiāng)信暗物(wù)质的存(cún)在。科学家根据星系外恒星(xīng)轨道的速(sù)度(dù)，估(gū)算在星系当中暗物质(zhì)的质量占(zhàn)整个星系质量(liàng)的85%。但是(shì)，暗物质(zhì)并不是唯一可以解(jiě)释这个现象的(de)原因。在一项新的研究(jiū)当(dāng)中(zhōng)，科学家们(men)发现(xiàn)，几(jǐ)乎没(méi)有引(yǐn)力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还(hái)发现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多，但是(shì)星系当中存在的恒星数(shù)量却只有银河(hé)系的千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该(gāi)星系必(bì)须(xū)存在暗物(wù)质，否则就会(huì)分崩离析(xī)。但是科学家们(men)使(shǐ)用(yòng)最(zuì)先(xiān)进的望远镜(jìng)对(duì)其进行了40个小时(shí)的详细测(cè)量之(zhī)后，发现星系中的恒星运动是可以用(yòng)正常的(de)物(wù)质和力学(xué)定律来解(jiě)释的。那(nà)么又(yòu)有人提出，也许该星系(xì)的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它(tā)的附(fù)近没有(yǒu)任何星(xīng)系存(cún)在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外(wài)，另一种可能就是人(rén)类对引力的理解还不(bù)够(gòu)全面(miàn)，引力(lì)很(hěn)可能在(zài)不同尺(chǐ)度空(kōng)间中的工作方(fāng)式是不同的(de)，这意味(wèi)着在行(xíng)星系尺度中的天体会沿着(zhe)它们的轨道，按照我(wǒ)们所(suǒ)理解的方式运动。但是上升到星(xīng)系和星团的尺度(dù)，引力之间的(de)相互作(zuò)用(yòng)则是不同的方式。对于(yú)在星系团之间的(de)相互作(zuò)用，科(kē)学家还引入(rù)了(le)外部场效应的(de)概念(niàn)，指的是在数百(bǎi)万光年(nián)的(de)规模上(shàng)，巨大的质量之间(jiān)会(huì)产生(shēng)对彼(bǐ)此(cǐ)特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙(méng)德(dé)理(lǐ)论成立(lì)，这意(yì)味着(zhe)我们需(xū)要对现在的(de)物理定律进行修正(zhèng)，这些发(fā)现也让很(hěn)多人认为暗(àn)物质假说理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗物质存在的其他的理论(lùn)证据(jù)，这些理论证据是蒙德理论所(suǒ)没(méi)法(fǎ)解释的“引力透镜(jìng)”。

径向距离(lí)为(wèi)37亿光年的子弹星系团，由两个(gè)碰撞的星系团所组成，类似这样的星团(tuán)，它们大部(bù)分的普通质(zhì)量(liàng)都在(zài)星系(xì)的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时候(hòu)，星际(jì)气(qì)体的相互作(zuò)用就会导致温度的急(jí)剧升高，速度大(dà)幅降低。所以在理论上(shàng)，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大部(bù)分(fēn)的质(zhì)量将位于所(suǒ)有这(zhè)些气(qì)体所在(zài)的(de)中间(jiān)区域(yù)。那么我们通过什么来验证它(tā)的质量区(qū)域到(dào)底(dǐ)是不是集中(zhōng)在中间(jiān)呢？前(qián)不(bù)久(jiǔ)，詹(zhān)姆(mǔ)斯(sī)韦伯太空望远(yuǎn)镜(jìng)传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的高清照片，在照片中(zhōng)我(wǒ)们可以明显地(dì)看到很(hěn)多星系似乎被拉伸产生了巨大的(de)形(xíng)变(biàn)。其实这些(xiē)星系本身并(bìng)不(bù)是真的被扭曲了(le)，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么问(wèn)题，而是(shì)这样极遥远的天体和我们地球上(shàng)的(de)观测者之间。被(bèi)一(yī)个质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的东(dōng)西的(de)引力，会使身后(hòu)更遥远星(xīng)系的光(guāng)都发生了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团观测的(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(suǒ)以(yǐ)最好(hǎo)的(de)解释(shì)方法就是当星团发生全(quán)部的(de)碰(pèng)撞时，可被观测(cè)到的质量气体被卡(kǎ)在了中(zhōng)间，暗物(wù)质则直接通过了这个(gè)区域，并(bìng)在两边形成了引(yǐn)力透镜。对(duì)子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究(jiū)也被认为是暗(àn)物质存在的迄今为(wèi)止最好(hǎo)的理论证(zhèng)据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万(wàn)年之(zhī)后，可见(jiàn)光终(zhōng)于可以畅(chàng)通无阻地(dì)穿越在宇宙当中了(le)。经过(guò)了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上(shàng)留下了各相同性的微波辐射。其中(zhōng)红(hóng)色的部分表(biǎo)示温度(dù)较高的区域，蓝色(sè)则表示相(xiāng)对较冷(lěng)的区(qū)域，但实(shí)际上它(tā)们之间的温(wēn)差只有万分之一。

科学家们通过对前(qián)景背景分离(lí)后的二值图像进行连通域提取(qǔ)和标记之后发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着暗(àn)物(wù)质的增(zēng)加，一(yī)些峰值的幅度(dù)会减(jiǎn)小，才变得(dé)看(kàn)起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波背景(jǐng)辐射(shè)的测量值，我(wǒ)们需要的暗物质大约(yuē)是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动所需要的暗物质比例是(shì)一致的。这就意味(wèi)着。

用了一个(gè)简单的理(lǐ)论(lùn)框(kuāng)架，就很好(hǎo)地解释了(le)很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当(dāng)中(zhōng)存在着某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒子，它们不(bù)参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通(tōng)过引力来相互作用。所以(yǐ)如果(guǒ)能够找到这种粒子(zi)的存在，就相当于找到了(le)暗物质(zhì)存在的实际证据。这种粒子(zi)到底是什(shén)么？科学家们(men)已(yǐ)经(jīng)提出了数十种的(de)假想目标，而要寻(xún)找这些(xiē)不(bù)同(tóng)的目(mù)标粒(lì)子所需要的实验方式也不相(xiāng)同。在过去(qù)的几十(shí)年当中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸不到，几乎不会(huì)与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行了超过(guò)50次的实(shí)验，却没有任何实质(zhì)性的发现，除(chú)了一个(gè)地方，意大利(lì)的(de)格兰(lán)萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯(sī)山(shān)脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏着地球上最大的(de)地(dì)学实验室，这(zhè)个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的(de)探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家声(shēng)称观测(cè)到了(le)某种(zhǒng)信号(hào)。经过了20多(duō)年(nián)的(de)数据收集，人(rén)们发现(xiàn)了一个有趣的事(shì)情。探测率会在每年的6月份达到(dào)峰值(zhí)，然后在(zài)11月降到最低(dī)，而(ér)且在20年当中(zhōng)每年都是(shì)一样(yàng)。一些(xiē)科(kē)学(xué)家认为这可(kě)能是人类发现暗物质(zhì)的第(dì)一个直接证据。

但是为什(shén)么暗物质会产生周期性的年度(dù)信号呢？刚才我们(men)讲了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度(dù)围(wéi)绕着银河系进(jìn)行移动，那么如果(guǒ)暗物质(zhì)存在(zài)宇宙当中，这意味着我们(men)也在以这样的速度(dù)在穿越着暗物(wù)质流，这个(gè)过程中会产生相应的振荡，同(tóng)时地(dì)球又以30公里(lǐ)/秒(miǎo)的速(sù)度围绕太阳(yáng)进(jìn)行旋转。所以有半年的(de)时(shí)间，地(dì)球围绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银河系(xì)的方向是一致的，而(ér)另外半年则与之(zhī)相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太(tài)阳的方向正好达(dá)到(dào)完全一致，这是(shì)理论上地球穿(chuān)越(yuè)暗物质流最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达(dá)到了最慢值。尽(jǐn)管在实际的情况中，太阳系相(xiāng)对银河(hé)系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影响这个理论的有效性。

因此(cǐ)科学家(jiā)认为这可以(yǐ)用来解释，研(yán)究人员们所观测到的(de)周期性信号(hào)。当然也可能(néng)有其(qí)他的情(qíng)况(kuàng)，造成(chéng)这种年度周期(qī)信号的差异也(yě)可(kě)能是(shì)温(wēn)度(dù)、湿度、土(tǔ)壤(rǎng)中的水分(fēn)、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客的数量也符合这个(gè)周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们又在南半球建立了一(yī)个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季节(jié)与之前的实验室(shì)正好相反，而在(zài)这里，地(dì)球(qiú)穿过暗物质流的运动特征(zhēng)和第一个实验室是一(yī)样的。

因此，如果在这(zhè)里可(kě)以得到相(xiāng)同的(de)信号，就(jiù)可以成为暗(àn)物(wù)质所存在(zài)的(de)非常有(yǒu)力的证据了。但是(shì)由于这个实(shí)验室刚(gāng)刚建成不久，所以截至目前还无法(fǎ)提供相应的数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜，这(zhè)台太空望远镜(jìng)叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的(de)主镜大(dà)小跟(gēn)哈勃(bó)望(wàng)远镜相同(tóng)，但它的宽(kuān)视(shì)场仪器提(tí)供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中一个(gè)关键的用途就是探索(suǒ)暗物质背后(hòu)的(de)奥秘(mì)，对于探测的结果，我们只能拭目以待了(le)。费米实验(yàn)室粒子天体物理中心的(de)科学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存在，它们极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或(huò)者说是生命进(jìn)化的一个重要因(yīn)素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许在(zài)宇宙当(dāng)中某(mǒu)个角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的效应创造生(shēng)命。当(dāng)然，这些推论的大前提是要先(xiān)找到暗物质存在的实(shí)际(jì)证据。那么小伙伴们，你(nǐ)们(men)觉(jué)得暗(àn)物质到底存不存在呢？喜汴州是现在的什么地方，汴州是指今天的什么城市欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的支持是我更新(xīn)的动(dòng)力(lì)！

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 汴州是现在的什么地方，汴州是指今天的什么城市