宇(yǔ)宙是(shì)“人(rén)为制造”的？为何会(huì)存在科学无(wú)法解释的(de)“暗物质”？暗物质(zhì)又(yòu)究竟(jìng)是什么？人类为了(le)寻(xún)找(zhǎo)暗物质存在的证据，科学家们(men)在过去(qù)的几十年(nián)当中进行了(le)超(chāo)过50次的长期实(shí)验，但是却没有发现任何(hé)的(de)有(yǒu)效证据(jù)。除了一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理一书中(zhōng)，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引力定(dìng)律(lǜ)，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动(dòng)的规律。往后的几百年来，当天文学家们发现某些天体运行轨道(dào)出(chū)现异常(cháng)，不(bù)符合万有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有未知的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒(lēi)维耶(yé)就通过天王星运行轨道的(de)异常，推算并且发(fā)现了海王星(xīng)的存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗星、冥王星的(de)发现都是应(yīng)用万有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)所取(qǔ)得重大天文成就的例子。但是这(zhè)些发现都是在恒(héng)星系统的尺度(dù)当中，可当(dāng)我们(men)上升(shēng)到星(xīng)系或者是星团(tuán)的(de)尺(chǐ)度，事情就开(kāi)始变得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后发星系团(tuán)的(de)质量。这(zhè)是一个(gè)由数(shù)千个星系所组成的(de)巨大星系团，这些星系被(bèi)引力束缚在一起。测量(liàng)星系团的质量一般会使用到两(liǎng)种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)，当两种(zhǒng)方法结果一致，就(jiù)可以确定其质(zhì)量的范围。

第一种是获(huò)得其(qí)"光度(dù)学的(de)质量"，需要的(de)数据是测量各(gè)个星系(xì)的光度。

第二种是动力学(xué)质量的计算(suàn)，是(shì)利(lì)用光(guāng)谱(pǔ)红移测(cè)量星系团中的(de)各(gè)个星系相对于星系团的运动速(sù)度(dù)。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力凸面镜和凹面镜成像的特点是什么呢，凸面镜与凹面镜成像特点学(xué)质(zhì)量”竟然是“光(guāng)度学质(zhì)量”的400倍。这(zhè)意味(wèi)着(zhe)，后发座星系团有99%的(de)质量消失(shī)了，或(huò)者说这99%的(de)质量(liàng)并不以可(kě)见光的形式(shì)所(suǒ)存(cún)在，我们无法看到。最(zuì)诡异(yì)的是，在测(cè)量(liàng)速度(dù)的过程中，兹威基(jī)发现星系(xì)团中很多(duō)星系的速度比理论(lùn)上(shàng)要快(kuài)得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产生的引力是无法(fǎ)将(jiāng)它们束缚在星系团内的，它们早就应该(gāi)被抛出星系(xì)团之外(wài)了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在起作用，这种力量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐形的(de)物质。

据此，兹维基提出(chū)了这(zhè)样部分(fēn)不可见的暗质，它不(bù)发(fā)散光、吸光(guāng)、反射光，但是(shì)它们(men)却(què)占据着宇宙中绝大部(bù)分(fēn)的质(zhì)量。只是当(dāng)时的人们对(duì)这样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后(hòu)，“暗物质”这个词才再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观测(cè)仙女座星系(xì)中(zhōng)的(de)恒(héng)星(xīng)运动。理论上来说，距离中(zhōng)心越远的(de)恒星在(zài)其轨道上的运行速度就会(huì)越慢。但是他们观测的结果却让人感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增加(jiā)，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持(chí)不变。可是根据(jù)牛(niú)顿的万有引力定(dìng)律，在(zài)星(xīng)系当中如(rú)果没有(yǒu)足(zú)够大的质量来吸引它(tā)们，这(zhè)些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇(yǔ)宙当中了。基于这种现象，科学家们会使用一(yī)种(zhǒng)相对标准的方(fāng)法来解释暗(àn)物质的存(cún)在(zài)，这(zhè)种方法就是(shì)测量星系当(dāng)中(zhōng)气(qì)体在(zài)X轴上距离星(xīng)系中(zhōng)心(xīn)的距离(lí)，以及在(zài)Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如果出(chū)现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物质的力量(liàng)进入其中(zhōng)。

于是科学家们通(tōng)过射电(diàn)望远镜测量了(le)距(jù)离星系中心更远距离的氢元素(sù)，发现它们的旋转速(sù)度并不符合牛(niú)顿(dùn)的力学定律。我(wǒ)们的太阳(yáng)系也不例外(wài)，太阳系位于银河系的(de)第三悬(xuán)臂之上，距离(lí)银(yín)河系中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进(jìn)行计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是(shì)160千(qiān)米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个(gè)实际速度远远大(dà)于理(lǐ)论(lùn)速度，那么产生以上这种向(xiàng)心加速度(dù)的原因(yīn)很可(kě)能就是存(cún)在着一种(zhǒng)我们看不到的物(wù)质，是这些暗(àn)物质(zhì)的引力效应将(jiāng)星系聚集在了一起(qǐ)。

也是(shì)从(cóng)这(zhè)时开始，越来越多的(de)研究人员开始相信暗物质的存在(zài)。科学家根(gēn)据星系外恒星轨道(dào)的速度，估算在星系当中暗物质的质量占整个(gè)星(xīng)系(xì)质量(liàng)的85%。但是，暗(àn)物(wù)质并不是唯(wéi)一可以解释(shì)这个现象的原因。在(zài)一项新的研究当(dāng)中，科学家(jiā)们发(fā)现，几乎没(méi)有引力(lì)效应的(de)遥远恒星(xīng)之间，也会出现速度上(shàng)的微小差异。另外，天文(wén)学家还发现(xiàn)了一个反常的星系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不多，但是星系(xì)当中存在的恒星数量(liàng)却只有银河(hé)系的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该星系必须(xū)存在(zài)暗(àn)物(wù)质，否(fǒu)则就会分崩离析。但是科学家们(men)使用(yòng)最先(xiān)进的望远镜对其进(jìn)行了40个(gè)小时(shí)的详细测量之后，发现星系中(zhōng)的恒星运动是可(kě)以用正常的物质和力学定律来(lái)解(jiě)释的(de)。那么又有(yǒu)人提出，也许该星系的(de)暗(àn)物质，已经被附近的(de)另一个(gè)大星系(xì)剥离了。奇(qí)怪的是，它的(de)附近(jìn)没有任(rèn)何星(xīng)系存(cún)在(zài)。造成这些(xiē)现象(xiàng)的除了(le)暗物质的假说之外，另(lìng)一(yī)种可能就是人类(lèi)对(duì)引(yǐn)力的理解还(hái)不够全面，引力很可能在(zài)不同尺度空(kōng)间(jiān)中的工作方式是不同的(de)，这(zhè)意味着在行(xíng)星系尺度中(zhōng)的天体(tǐ)会沿(yán)着(zhe)它们的轨道(dào)，按照我们所理解的方式运动。但是上(shàng)升到(dào)星(xīng)系和星团的尺(chǐ)度，引力之间(jiān)的相(xiāng)互(hù)作用则是不同的方式。对于在星系(xì)团之间(jiān)的(de)相互作用，科学家(jiā)还引入(rù)了外部场效应的概念，指的是在数百万光(guāng)年的规模上，巨(jù)大的质量之间会产生对彼此特殊(shū)的效果，这个(gè)理(lǐ)论叫(jiào)做MOND蒙德理论(lùn)。如(rú)果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立，这意味着我们需要对(duì)现在的物理定律进(jìn)行修正，这(zhè)些发(fā)现也让(ràng)很多人认为暗物(wù)质假(jiǎ)说(shuō)理(lǐ)论就此终(zhōng)结(jié)。但是(shì)在宇(yǔ)宙(zhòu)当中还有关于暗(àn)物质存在(zài)的其(qí)他(tā)的理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论(lùn)所没(méi)法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的(de)星(xīng)系团所组成，类似这样的(de)星团，它们大(dà)部分的普通质量都在星系的气体当中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星(xīng)际(jì)气体的(de)相互(hù)作用就会导致(zhì)温度的急(jí)剧升高，速度(dù)大幅降低。所以(yǐ)在理论上(shàng)，在碰撞之后，子(zi)弹星系(xì)团大(dà)部(bù)分的质量将位于所有这些气体所在的(de)中间(jiān)区域(yù)。那么(me)我(wǒ)们通(tōng)过什么来验证它的(de)质量区域到底是不是集(jí)中在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远镜传回了宇宙当中第一张全彩(cǎi)的高清照片，在照片中我们可以明(míng)显地看到很多星系似乎(hū)被拉(lā)伸产生了巨(jù)大(dà)的形变。其实这些星系(xì)本身(shēn)并不是真的被扭(niǔ)曲了(le)，也不是(shì)韦伯望远镜(jìng)出了(le)什(shén)么问题(tí)，而是这样极(jí)遥远的天体和我(wǒ)们(men)地球(qiú)上(shàng)的观测者(zhě)之(zhī)间。被一个质(zhì)量超级巨(jù)大的天体(tǐ)遮挡(dǎng)，这(zhè)个超大质量的(de)东西(xī)的引(yǐn)力，会使身后更遥远星系(xì)的光都发(fā)生了扭曲。这个(gè)现(xiàn)象就是引力(lì)透(tòu)镜效应。这个巨大的天(tiān凸面镜和凹面镜成像的特点是什么呢，凸面镜与凹面镜成像特点)体(tǐ)可能是超大(dà)质量(liàng)的黑洞(dòng)或者(zhě)是(shì)暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当人们对(duì)子弹星系团观测的(de)时候，发现(xiàn)它的大质量区域并(bìng)不是(shì)在中间，而(ér)是(shì)在(zài)两(liǎng)侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是当(dāng)星团发生全部(bù)的碰撞时(shí)，可被观测到的质量(liàng)气体被卡在了中间，暗(àn)物质则直接通过了(le)这个区域(yù)，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透(tòu)镜研究也被认为是(shì)暗(àn)物质存在的迄(qì)今(jīn)为止(zhǐ)最好(hǎo)的理论证据(jù)。

除此之外，还有来自(zì)宇(yǔ)宙(zhòu)当中最古(gǔ)老(lǎo)的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经(jīng)过了130多亿(yì)年之后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下了(le)各相同(tóng)性(xìng)的微(wēi)波辐(fú)射。其中红色的(de)部(bù)分表(biǎo)示(shì)温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际(jì)上(shàng)它们之(zhī)间的(de)温差只有万(wàn)分之一。

科(kē)学家(jiā)们通过对前景背景分离(lí)后的二值(zhí)图(tú)像进行(xíng)连通域提(tí)取和标记之后发现(xiàn)，如果(guǒ)宇宙当中没有暗物(wù)质(zhì)，图形(xíng)看起来(lái)不应该(gāi)是这样的，而(ér)随着暗物质(zhì)的增加，一些峰值(zhí)的幅度会减小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微(wēi)波背景辐(fú)射的测(cè)量值，我们需要的(de)暗物质大约是普通(tōng)物质的5倍。这个数字与(yǔ)解(jiě)释星系当(dāng)中恒(héng)星运(yùn)动所需要的暗物(wù)质比例是一致的。这就意(yì)味着。

用了一(yī)个(gè)简(jiǎn)单的(de)理论框架(jià)，就很好地(dì)解释了(le)很多(duō)不同的观测结(jié)果。而暗物质(zhì)的本(běn)质就(jiù)是宇宙当中存在(zài)着某种(zhǒng)类型(xíng)的粒子，它们(men)不参与任(rèn)何其(qí)他(tā)的电磁作用，只通过引(yǐn)力来相互作(zuò)用(yòng)。所以(yǐ)如果能(néng)够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就(jiù)相当于找到了暗(àn)物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底(dǐ)是什么？科学(xué)家们已(yǐ)经(jīng)提出了数(shù)十种的假想(xiǎng)目标，而(ér)要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需(xū)要(yào)的(de)实验方式也不相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎(hū)不会(huì)与常规(guī)物质(zhì)相互作用的“暗物质(zhì)”，科(kē)学家(jiā)们已经进行了(le)超过50次的实(shí)验(yàn)，却没有任何实质性的发现，除了一个地方，意(yì)大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山(shān)脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏着地球上(shàng)最大的(de)地学实验(yàn)室(shì)，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三层楼高的(de)探测器(qì)，一直(zhí)致(zhì)力于寻找暗物质(zhì)粒子(zi)的(de)周期性(xìng)震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的(de)科学家(jiā)声(shēng)称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多(duō)年的数(shù)据收集，人们发现了一个有趣的事情。探(tàn)测(cè)率会在(zài)每(měi)年(nián)的6月份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一些科学(xué)家认(rèn)为这可能是人类发(fā)现暗物质(zhì)的第一个(gè)直(zhí)接证据。

但是为什(shén)么暗物质会(huì)产(chǎn)生周期(qī)性的(de)年(nián)度信号呢？刚才(cái)我(wǒ)们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系进行移动，那么如果暗物(wù)质(zhì)存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在以(yǐ)这(zhè)样的速(sù)度在穿越(yuè)着(zhe)暗物质(zhì)流，这个过(guò)程中会产(chǎn)生相应的(de)振(zhèn)荡，同(tóng)时(shí)地球又以(yǐ)30公里/秒的(de)速(sù)度(dù)围绕(rào)太阳(yáng)进(jìn)行旋(xuán)转(zhuǎn)。所(suǒ)以有半年(nián)的(de)时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳环绕(rào)银(yín)河系(xì)的方(fāng)向是一致的，而另外(wài)半(bàn)年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太阳(yáng)的(de)方向正好达到完(wán)全一(yī)致，这是理(lǐ)论上(shàng)地球穿越暗物质流最快的时(shí)段(duàn)。而在(zài)11月份，又(yòu)恰好(hǎo)达到了最慢(màn)值(zhí)。尽管在(zài)实际(jì)的情(qíng)况中，太(tài)阳系相对银河系的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影(yǐng)响这个理论的有效性。

因(yīn)此科学家认为这(zhè)可以用来解释，研究人员们所(suǒ)观测到的周期性信(xìn)号。当然(rán)也可能有其(qí)他的情况，造成这种年度周期(qī)信号的差(chà)异(yì)也可能是温度、湿度、土(tǔ)壤(rǎng)中的水分、高山上(shàng)的(de)积(jī)雪(xuě)，甚至连意大利(lì)游(yóu)客(kè)的数(shù)量也符合这个周期的规(guī)律。

所以，科学(xué)家们又在(zài)南半球建立了一个几乎相同的实验(yàn)室，这里的季节与之前的实验(yàn)室正好相反(fǎn)，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特征(zhēng)和第一个实验室是一样的。

因此(cǐ)，如(rú)果在这(zhè)里可以得到相同(tóng)的信凸面镜和凹面镜成像的特点是什么呢，凸面镜与凹面镜成像特点号，就可(kě)以(yǐ)成为暗物质所存在(zài)的非常有力的证据了(le)。但是(shì)由于(yú)这个实验室刚(gāng)刚建(jiàn)成(chéng)不久，所(suǒ)以截至目(mù)前还(hái)无法(fǎ)提供(gōng)相应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远(yuǎn)镜，这台太空望(wàng)远镜(jìng)叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它(tā)的主镜(jìng)大(dà)小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器提供的视(shì)野是(shì)哈(hā)勃红外(wài)仪器的100倍(bèi)。南希(xī)格雷(léi)斯罗曼太空望(wàng)远镜其中(zhōng)一个关键的用途就是探(tàn)索暗(àn)物质(zhì)背(bèi)后的(de)奥秘，对于探测(cè)的结(jié)果，我们只能拭目(mù)以待了。费米实验室(shì)粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗物质存在，它们极有可(kě)能拥(yōng)有另一(yī)种(zhǒng)神(shén)秘的效应，这(zhè)种(zhǒng)暗物质效(xiào)应，会(huì)支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生命(mìng)的诞生(shēng)，或(huò)者说是(shì)生命(mìng)进化的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步的证实，那么遍布宇(yǔ)宙(zhòu)当中的暗物质(zhì)会不会意味着人(rén)类并(bìng)不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角落(luò)的行(xíng)星上，暗(àn)物质(zhì)正在通过这样的效应创造生命。当然(rán)，这些(xiē)推论的大前提是要先找到暗物质存(cún)在的实(shí)际证(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的(de)支持是(shì)我更新的(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 凸面镜和凹面镜成像的特点是什么呢，凸面镜与凹面镜成像特点