宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会存在科(kē)学无法解(jiě)释的(de)“暗(àn)物质”？暗(àn)物质(zhì)又究竟是什么？人(rén)类为了寻(xún)找暗(àn)物(wù)质(zhì)存(cún)在(zài)的证据，科学家们在过去的(de)几十年当中(zhōng)进行(xíng)了超过50次的长期实验(yàn)，但是(shì)却(què)没有发现任何的(de)有效证(zhèng)据。除了一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克(kè)牛顿发表了(le)万有引力定(dìng)律，它(tā)揭(jiē)示了宇宙中天体运动的规律。往后(hòu)的几百年(nián)来，当天文学家们发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引力(lì)定律的时候，他们(men)就会知(zhī)道(dào)，周围(wéi)一定有未知(zhī)的天体(tǐ)通过引力(lì)在摄动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推(tuī)算并且发现了(le)海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是(shì)应用万有引(yǐn)力定律所取得重大天文成就的例(lì)子(zi)。但是这些发现都是(shì)在(zài)恒星系统的(de)尺度当(dāng)中(zhōng)，可(kě)当我们(men)上升到星(xīng)系或者(zhě)是(shì)星团的尺度，事情就开始(shǐ)变(biàn)得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理(lǐ)学家(jiā)弗里茨兹(zī)威(wēi)基正(zhèng)在研究和测量后发星(xīng)系团的(de)质量(liàng)。这(zhè)是一个由数千个星系所组成的巨大(dà)星系团，这些星系被引(yǐn)力束缚(fù)在一(yī)起。测量(liàng)星系团(tuán)的质(zhì)量一般(bān)会使用到两种方(fāng)法，当两种方法结果(guǒ)一(yī)致，就可以确定其质(zhì)量的(de)范围。

第(dì)一种是获(huò)得(dé)其"光度(dù)学的质量(liàng)"，需要的数据是测(cè)量各个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱红移测(cè)量星(xīng)系团(tuán)中的各(gè)个星系相对于星系团的(de)运动速度。当测(cè)量结果出来之(zhī)后，兹威(wēi)基彻底懵(měng)了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说(shuō)这(zhè)99%的质量并不以(yǐ)可见光的形(xíng)式所(suǒ)存(cún)在，我们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发(fā)现(xiàn)星系(xì)团中很(hěn)多星系(xì)的速度比(bǐ)理(lǐ)论(lùn)上要快得多，按照牛(niú)顿的(de)运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力是无法(fǎ)将它(tā)们束缚在星系团内(nèi)的，它们早(zǎo)就应该被抛出星(xīng)系团之外(wài)了，除(chú)非(fēi)有一种神秘的力量(liàng)在起作用，这种力量来源(yuán)于某种(zhǒng)隐(yǐn)形的物质。

据此，兹维基提出了(le)这样部分不可见(jiàn)的暗质，它(tā)不发(fā)散(sàn)光、吸光、反射(shè)光，但是它们(men)却占据着宇宙中绝大(dà)部分的质(zhì)量。只是当时的人们(men)对这(zhè)样的一(yī)种说法(fǎ)不(bù)屑一(yī)顾(gù)。

直(zhí)到40年之(zhī)后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个词才再(zài)一次出(chū)现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙(xiān)女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中心越远的恒星在其轨道(dào)上的运行速度就会越(yuè)慢。但是他们观(guān)测(cè)的(de)结(jié)果却让(ràng)人感到(dào)不可思议。

随着与中心(xīn)距(jù)离的增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保(bǎo)持不变。可是根据(jù)牛(niú)顿(dùn)的万有引力定律(lǜ)，在(zài)星系当(dāng)中如果没有足(zú)够大的质(zhì)量(liàng)来吸引它们，这些(xiē)外围的恒星早就被甩到(dào)宇(yǔ)宙当中了。基(jī)于这种现象(xiàng)，科学家们会(huì)使用一(yī)种相对标(biāo)准的方法来解释暗物质的存在，这种方(fāng)法就是测量星(xīng)系(xì)当中气体在X轴(zhóu)上距离(lí)星系中心的(de)距离，以(yǐ)及在Y轴(zhóu)上气体的旋转(zhuǎn)速(sù)度。如果(guǒ)出现异常的结果，就认(rèn)为(wèi)是(shì)由暗物(wù)质的(de)力量进入(rù)其中。

于是科学家(jiā)们通过射(shè)电(diàn)望远镜测量了距离星系中心更远(yuǎn)距(jù)离的氢元素(sù)，发(fā)现(xiàn)它(tā)们的旋转速(sù)度并(bìng)不符合牛顿的力(lì)学定律。我们的太阳系也(yě)不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律进行计算，太阳系(xì)的运(yùn)行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实(shí)际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒的(de)速度围绕(rào)银河(hé)系旋转，这个实际速(sù)度远远大于理论速度，那么产生以上这(zhè)种向心加速(sù)度的原因很可能就(jiù)是存在着(zhe)一(yī)种我们看(kàn)不到(dào)的物质，是这些暗物质(zhì)的引力效应将(jiāng)星系(xì)聚集在(zài)了一起。

也是从(cóng)这时开始，越(yuè)来越多的(de)研究人员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学(xué)家(jiā)根据星系(xì)外恒星轨道的(de)速度，估算(suàn)在星(xīng)系(xì)当中暗物质的(de)质量(liàng)占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯一可以(yǐ)解释这个现象的原因。在(zài)一项新的研究当中，科(kē)学家们(men)发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现速度上的微(wēi)小差异。另外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常的星(xīng)系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小和银河(hé)系不多，但是星系当中存在的(de)恒星数量却只有(yǒu)银河系的(de)千分(fēn)之一。

所以在理论上，该(gāi)星系必须存(cún)在(zài)暗(àn)物质，否则就会分崩离析(xī)。但是(shì)科学家们使用最先进(jìn)的望远镜(jìng)对其进行了40个小时的详细测量之(zhī)后，发现星系中的恒星运动(dòng)是可以(yǐ)用正(zhèng)常(cháng)的物质和力学定律来(lái)解(jiě)释的。那(nà)么又(yòu)有人(rén)提(tí)出(chū)，也许(xǔ)该星(xīng)系的暗物质，已经被(bèi)附近的另一个(gè)大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它的附(fù)近没(méi)有任何星系存(cún)在。造成这些现象(xiàng)的除了暗物(wù)质(zhì)的假说之(zhī)外，另(lìng)一种(zhǒng)可能就是人类对引(yǐn)力的(de)理(lǐ)解还不够全面，引力很(hěn)可(kě)能在不同(tóng)尺度空间中的工(gōng)作方式是不同的(de)，这意味(wèi)着在(zài)行星系尺度中(zhōng)的天(tiān)体会沿着(zhe)它们(men)的轨道，按照(zhào)我们(men)所(suǒ)理解的(de)方式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引(yǐn)力之间的相互作用则是不(bù)同(tóng)的方式。对于在星系团之间的(de)相互(hù)作(zuò)用，科(kē)学家还引入了外(wài)部场效(xiào)应的概(gài)念，指的是在数(shù)百万(wàn)光年(nián)的规模上，巨(jù)大(dà)的质量之(zhī)间会产生对彼此特殊的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙(méng)德理(lǐ)论成立，这意味着我们需要对现在的物理(lǐ)定律进行修正，这些发现(xiàn)也让很(hěn)多(duō)人(rén)认为暗物质(zhì)假说理(lǐ)论就此(cǐ)终结。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中(zhōng)还(hái)有关于暗物质存在的其他的(de)理论(lùn)证据(jù)，这些(xiē)理(lǐ)论证据是蒙(méng)德(dé)理论所没法解释(shì)的“引力透镜(jìng)”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由两个碰撞的(de)星系团所组成，类似这样的星(xīng)团(tuán)，它们(men)大部分(fēn)的普通质量都(dōu)在星系的气体当中(zhōng)。当(dāng)星团以1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的时(shí)候，星际(jì)气体的相互作(zuò)用(yòng)就(jiù)会(huì)导致温度的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所(suǒ)以(yǐ)在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大(dà)部分的质量将位于所有这些气(qì)体(tǐ)所在(zài)的中间区域。那(nà)么(me)我们通过(guò)什么来验证(zhèng)它的质量区域到底是不是集中在中间(jiān)呢(ne)？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了(le)宇宙当中第一张全彩的高清(qīng)照片，在(zài)照片(piàn)中我(wǒ)们可(kě)以明显地看到很多星系似乎被拉(lā)伸产(chǎn)生了(le)巨大(dà)的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭(niǔ)曲了(le)，也不是韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这(zhè)样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的(de)观测者之间。被一个(gè)质量(liàng)超级巨大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个超大质量的(de)东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系的光都(dōu)发生了扭(niǔ)曲。这个现象就是(shì)引力透镜效应。这个(gè)巨大的天体可能是(shì)超大质量的黑洞或者是暗物(wù)质(zhì)。

所以当(dāng)人们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现(xiàn)它的大质量(liàng)区域并(bìng)不(bù)是在中间，而是在(zài)两(liǎng)侧(cè)。所以最好的(de)解释方法就是当星(xīng)团发生全部的(de)碰撞(zhuàng)时，可被观测到的质量气(qì)体被卡(kǎ)在了(le)中间，暗(àn)物质则直接通过了这(zhè)个区域，并在两边(biān)形(xíng)成了(le)引力透镜。对(duì)子弹(dàn)星系(xì)团的(de)引(yǐn)力透镜研究也(yě)被认为是暗物质存在的(de)迄今为止最(zuì)好的理论(lùn)证据。

除此(cǐ)之外(wài)，还济南初中排名前十名(济南中学排名)，济南初中排名前50有(yǒu)来自宇宙(zhòu)当中(zhōng)最(zuì)古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始，38万年(nián)之后，可见光(guāng)终于可以畅(chàng)通无阻(zǔ)地穿越在(zài)宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光在宇宙空间(jiān)背景上留下了各相(xiāng)同性的微波辐射(shè)。其中红(hóng)色的部分表示温度较高的区域(yù)，蓝色(sè)则(zé)表示相对较(jiào)冷的区域，但实际上它(tā)们之(zhī)间的温差只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科学家们通过对(duì)前景背(bèi)景(jǐng)分离(lí)后(hòu)的二值图像进(jìn)行连(lián)通域提取和标记(jì)之后(hòu)发(fā)现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质(zhì)，图形看起来不应(yīng)该是这样的，而随着暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度会减小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了(le)匹(pǐ)配宇宙(zhòu)微波背景辐射的测量值，我们需要的暗物(wù)质大约是普通物(wù)质(zhì)的5倍。这个(gè)数字与(yǔ)解释星系当中(zhōng)恒(héng)星运动所需要的(de)暗物质(zhì)比例是(shì)一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简(jiǎn)单(dān)的理论框架(jià)，就很好(hǎo)地解释了很多不同的观测(cè)结果(guǒ)。而暗物质的本(běn)质就是(shì)宇宙当(dāng)中存在着某种(zhǒng)类型的粒(lì)子，它们不参(cān)与任何其他(tā)的电(diàn)磁作用(yòng)，只通(tōng)过引(yǐn)力来相互作用。所以如(rú)果能够找(zhǎo)到这(zhè)种粒子的存在(zài)，就相当于找(zhǎo)到了暗(àn)物质存(cún)在的实际证据(jù)。这种粒(lì)子到底是什么？科学家(jiā)们已经(jīng)提出了数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要(yào)寻(xún)找这(zhè)些不同的目标粒(lì)子(zi)所需要(yào)的实验方式(shì)也不(bù)相(xiāng)同。在过去(qù)的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸(mō)不到，几乎不会(huì)与常规物质相互作(zuò)用的“暗物质”，科(kē)学家(jiā)们(men)已经(jīng)进行了超过50次(cì)的实验，却没(méi)有任何实(shí)质性的发(fā)现，除了(le)一个(gè)地方，意大利的(de)格兰(lán)萨(sà)索(suǒ)山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着(zhe)地球(qiú)上(shàng)最大的地(dì)学(xué)实验室，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层(céng)楼高的(de)探测器，一直致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周(zhōu)期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称观测到了某(mǒu)种信(xìn)号。经过了(le)20多年的数据收集，人们发现了(le)一个有趣(qù)的事情。探测率(lǜ)会(huì)在每年的(de)6月(yuè)份达(dá)到峰值(zhí)，然后(hòu)在(zài)11月降(jiàng)到最低，而且在20年当中每年都是一(yī)样。一些科学家认为这可能(néng)是人类发现暗(àn)物质的(de)第一个直接证据(jù)。

但是(shì)为(wèi)什么暗物质会产生周期性的(de)年度信号呢(ne)？刚才我们讲(jiǎng)了太阳(yáng)系正在以220公里/秒的速度围绕(rào)着(zhe)银河系进行移动(dòng)，那(nà)么如果暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意(yì)味着(zhe)我们也(yě)在以这样的(de)速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产生(shēng)相应的振荡，同(tóng)时地球又(yòu)以30公里/秒的速(sù)度(dù)围绕(rào)太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半(bàn)年的时间，地(dì)球(qiú)围绕(rào)太(tài)阳(yáng)的方向与太阳环(huán)绕银河系的(de)方向是一致(zhì)的，而另(lìng)外(wài)半年则(zé)与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳(yáng)的方(fāng)向正好达到完全一致(zhì)，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月(yuè)份(fèn)，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实(shí)际的情况中，太阳(yáng)系相对银河系的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影响(xiǎng)这个理论的有效性。

因此科学家(jiā)认为这(zhè)可(kě)以用来(lái)解(jiě)释，研(yán)究人员们所观(guān)测到的周期性信号(hào)。当(dāng)然也可能有(yǒu)其(qí)他的情况(kuàng)，造成(chéng)这种年(nián)度周期信号(hào)的差(chà)异也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至连(lián)意大利游客(kè)的数(shù)量也符合这(zhè)个周期的规律。

所以，科学家(jiā)们又在(zài)南半(bàn)球(qiú)建立(lì)了一个几(jǐ)乎相同的实验室，这(zhè)里的季节与之(zhī)前(qián)的(de)实验室正好相反，而(ér)在这里，地球穿(chuān)过暗(àn)物质流的运动特征和第一个实(shí)验(yàn)室是(shì)一(yī)样(yàng)的。

因(yīn)此，如果在(zài)这里可以得到相同的信号，就可(kě)以成为暗物质所存(cún)在(zài)的非常有力的证据了(le)。但(dàn)是由于这个实(shí)验室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前还(hái)无法(fǎ)提供相应的(de)数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一(yī)台新的望远镜，这台太空(kōng)望远镜(jìng)叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它(tā)的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视场仪(yí)器提供的(de)视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空(kōng)望远镜其(qí)中一个(gè)关键的用途就(jiù)是探索暗物质(zhì)背后的奥(ào)秘，对(duì)于(yú)探测的(de)结果，我们只能拭(shì)目以待了。费米(mǐ)实验室(shì)粒子天体物理中心的(de)科学家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗(àn)物质存在，它们极(jí)有可能拥有另(lìng)一种神(shén)秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命的诞(dàn)生，或者说是生命进化(huà)的一个重要因素。

如果这(zhè)一理论(lùn)得到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中(zhōng)的暗物质会不会意(yì)味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某个角落的行(xíng)星(xīng)上，暗物质(zhì)正(zhèng)在通过(guò)这样的效应创造(zào)生命。当然(rán)，这(zhè)些(xiē)推论的大前(qián)提是(shì)要先找到(dào)暗物质存济南初中排名前十名(济南中学排名)，济南初中排名前50在的实际证据。那么(me)小伙(huǒ)伴们，你(nǐ)们(men)觉得(dé)暗物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的(de)支(zhī)持是我(wǒ)更新的动力！

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