宇(yǔ)宙(zhòu)是(shì祈使句例子英语，祈使句例子10个)“人(rén)为制造(zào)”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究(jiū)竟(jìng)是什么？人(rén)类(lèi)为了(le)寻找暗物质存在的证据，科学(xué)家(jiā)们在过去的几十年(nián)当中进(jìn)行(xíng)了(le)超过(guò)50次(cì)的长期(qī)实验(yàn)，但是却没有发现任何的(de)有效证据。除了一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学(xué)原理一书(shū)中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天(tiān)体运(yùn)动的(de)规律。往(wǎng)后的几百年(nián)来，当天文学(xué)家们发现某些天体运行(xíng)轨道出(chū)现异(yì)常，不符合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知(zhī)道，周围(wéi)一定有(yǒu)未知的天体通过引力在(zài)摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运(yùn)行轨道的(de)异常，推算并且发现了(le)海王(wáng)星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发(fā)现都是应用万(wàn)有引力(lì)定律(lǜ)所取得重大天文成就的例(lì)子。但是这些发现都是(shì)在恒(héng)星系(xì)统的尺度当中，可当我们上(shàng)升到星系(xì)或者是(shì)星团的尺度(dù)，事情就开始变(biàn)得(dé)诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨(cí)兹威基(jī)正在研(yán)究和测量后发星系团(tuán)的质量。这(zhè)是一个由数千个星系所组成的巨大(dà)星系团，这(zhè)些(xiē)星系被引力束(shù)缚在一起。测量星系团的(de)质量一般会(huì)使(shǐ)用(yòng)到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就可(kě)以确定其质(zhì)量的范围。

第一(yī)种是(shì)获得其"光度学的质量"，需要的数据(jù)是测量各个星(xīng)系的(de)光度(dù)。

第(dì)二(èr)种(zhǒng)是(shì)动力学质量的计(jì)算，是利(lì)用光谱(pǔ)红移测量星系团中(zhōng)的各个星(xīng)系相对于星系团(tuán)的(de)运(yùn)动(dòng)速度。当(dāng)测量结果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后(hòu)发(fā)座星系团(tuán)有99%的(de)质量(liàng)消失了，或者说这(zhè)99%的(de)质(zhì)量(liàng)并不(bù)以可见光的形式所存在(zài)，我(wǒ)们无(wú)法看到。最(zuì)诡异的是，在测(cè)量速度的过程中(zhōng)，兹(zī)威(wēi)基(jī)发现星(xīng)系团中很多星系的速度(dù)比理论上(shàng)要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可见(jiàn)星系的质量所产生的引力是无法将它们束缚在星系团内(nèi)的(de)，它们(men)早就应(yīng)该被抛(pāo)出星系(xì)团之外(wài)了，除(chú)非(fēi)有(yǒu)一(yī)种神(shén)秘(mì)的力量(liàng)在起作用，这种力量来源于(yú)某(mǒu)种隐形的(de)物质。

据此，兹维基提出了(le)这样部(bù)分(fēn)不可见的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但(dàn)是它(tā)们(men)却占据(jù)着宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部分的质量。只是(shì)当(dāng)时的人们对这样的一种说(shuō)法不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现(xiàn)。天(tiān)文(wén)学家维拉鲁宾和肯特福特在观测(cè)仙女(nǚ)座(zuò)星系中的恒(héng)星运动。理论上(shàng)来说，距(jù)离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨道上的(de)运行速(sù)度就会越慢。但是他们观测的(de)结(jié)果却让人感到不可(kě)思议。

随着(zhe)与中心距离的增加(jiā)，恒(héng)星的(de)旋转速度(dù)几(jǐ)乎保持不变。可是根(gēn)据(jù)牛顿的万有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律，在星系当中如果没有足够大(dà)的质量来吸引它们，这些外(wài)围的恒星早就被(bèi)甩到(dào)宇宙当(dāng)中了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学家们会(huì)使用一种相(xiāng)对标准的方(fāng)法来解释暗物质的存在(zài)，这种方法(fǎ)就(jiù)是(shì)测量星(xīng)系当中气体在X轴(zhóu)上距离(lí)星系中心的距离，以及(jí)在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋(xuán)转速(sù)度。如(rú)果出现(xiàn)异常(cháng)的结果，就认为是由暗(àn)物质(zhì)的力量进入其(qí)中。

于(yú)是科学家们通过射(shè)电(diàn)望远镜测量了距离(lí)星系(xì)中心(xīn)更(gèng)远距离的氢(qīng)元素(sù)，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符(fú)合牛顿的力学定律。我们(men)的太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银河系的(de)第三悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根据万有引力(lì)定(dìng)律进行计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳(yáng)系(xì)正在以220千米/秒祈使句例子英语，祈使句例子10个(miǎo)的速度围绕(rào)银河系旋转，这个实际速(sù)度远远大于理论速度，那么产生以上这种向(xiàng)心加速(sù)度的原(yuán)因(yīn)很可(kě)能就是存在(zài)着一种我们看不到(dào)的物质，是(shì)这些暗(àn)物(wù)质的引力效应将(jiāng)星系(xì)聚集在(zài)了一(yī)起。

也(yě)是从这(zhè)时开始，越(yuè)来越(yuè)多(duō)的(de)研(yán)究人(rén)员(yuán)开(kāi)始(shǐ)相(xiāng)信暗(àn)物质(zhì)的存在。科学家根据星系(xì)外恒星(xīng)轨道的速度(dù)，估算在(zài)星(xīng)系当中(zhōng)暗(àn)物(wù)质的质量(liàng)占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可(kě)以(yǐ)解释这个(gè)现象(xiàng)的原因。在一(yī)项新的研究当中，科(kē)学家们发现，几乎没有引力(lì)效应的遥远恒星之(zhī)间(jiān)，也会出现速(sù)度上(shàng)的(de)微(wēi)小差异(yì)。另(lìng)外，天(tiān)文学(xué)家还发(fā)现(xiàn)了(le)一个反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银(yín)河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒(héng)星数量(liàng)却只有银河系的千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则就会分崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先进的望(wàng)远镜对其进行了40个小时(shí)的详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒星运(yùn)动是可(kě)以用正常的(de)物质和(hé)力学(xué)定(dìng)律(lǜ)来解释的。那么又有人(rén)提(tí)出，也许该星系的暗物质(zhì)，已经被(bèi)附近的另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附近没有任(rèn)何星(xīng)系(xì)存在。造成这(zhè)些现(xiàn)象的(de)除了暗物质的假说之外，另一种可(kě)能(néng)就是人类对引(yǐn)力的理解还不够全面(miàn)，引力很可能在(zài)不(bù)同尺度(dù)空(kōng)间(jiān)中的工(gōng)作方式是不同的(de)，这意味着在行星系尺度中的天(tiān)体(tǐ)会沿着(zhe)它们的(de)轨道(dào)，按照(zhào)我们所理解的方式运动。但是上(shàng)升到(dào)星系和(hé)星团的尺度(dù)，引力之间的相互作用则是(shì)不(bù)同的(de)方式。对于在星系团(tuán)之间的(de)相互作(zuò)用，科学家还引入了(le)外部(bù)场效应的(de)概念(niàn)，指的是在数(shù)百万(wàn)光年的规模上，巨大的质量之(zhī)间(jiān)会产生对彼此特(tè)殊的效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这(zhè)意味(wèi)着我们需要对(duì)现在的(de)物理定律进(jìn)行修正，这些(xiē)发现也让很多人认(rèn)为暗物质假说理论就此终结(jié)。但是在(zài)宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质(zhì)存在的其(qí)他的理论证据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的子弹星系(xì)团(tuán)，由两个碰撞(zhuàng)的(de)星(xīng)系团所组成，类似这(zhè)样的星团，它们大部分的(de)普通质量(liàng)都在星系的气体当(dāng)中。当(dāng)星团以1000万公里/小时发(fā)生碰撞的时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会(huì)导致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降低。所以在理(lǐ)论(lùn)上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团大(dà)部分(fēn)的质(zhì)量(liàng)将位于所有这(zhè)些气体所在的中(zhōng)间区(qū)域。那么(me)我(wǒ)们通过什么来验证它的质量区域(yù)到(dào)底(dǐ)是不是(shì)集中在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜(jìng)传回了(le)宇(yǔ)宙当中第一张全彩的(de)高清照片，在照片中我们可以明(míng)显地看(kàn)到很多星(xīng)系似乎被拉伸(shēn)产(chǎn)生了巨大(dà)的形(xíng)变(biàn)。其实这些(xiē)星系本身并不(bù)是真的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么问题，而(ér)是这样极遥远(yuǎn)的天体和我们地球(qiú)上的观测者(zhě)之间。被一个质量超级巨大(dà)的天体(tǐ)遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使(shǐ)身后更(gèng)遥远星系(xì)的(de)光都发生了(le)扭曲。这(zhè)个(gè)现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨(jù)大的(de)天(tiān)体可能是超(chāo)大质量(liàng)的黑(hēi)洞或者是暗物(wù)质。

所以当人们对子弹星系(xì)团观测的时候，发现它的大质量区(qū)域并不(bù)是在中间，而是在(zài)两(liǎng)侧。所(suǒ)以最好的解释方(fāng)法(fǎ)就是当(dāng)星团发生(shēng)全部的碰(pèng)撞时，可被观测到(dào)的质(zhì)量气体(tǐ)被卡在(zài)了中(zhōng)间，暗物质则直(zhí)接通过了这个区域，并(bìng)在两边(biān)形成(chéng)了(le)引力透镜。对子弹星系团(tuán)的引(yǐn)力透镜(jìng)研(yán)究也被认为是暗物质(zhì)存(cún)在的迄今(jīn)为止(zhǐ)最好的理论(lùn)证据(jù)。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当(dāng)中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以(yǐ)畅通(tōng)无阻地穿越(yuè)在(zài)宇宙当中了。经(jīng)过了(le)130多亿(yì)年之后，这些(xiē)光(guāng)在(zài)宇宙空间背景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射。其中红(hóng)色(sè)的部(bù)分(fēn)表示温度较高的区域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷(lěng)的区域，但实际上它(tā)们之(zhī)间的温差只有万分之一。

科学(xué)家们通过对前景背景分(fēn)离(lí)后的二值图像进行连(lián)通域提(tí)取和标记(jì)之(zhī)后发现，如果宇宙当中没有暗物(wù)质，图形(xíng)看起来不(bù)应该是这样的(de)，而随着暗物质(zhì)的增(zēng)加，一些峰值的(de)幅度会减小(xiǎo)，才变(biàn)得(dé)看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇(yǔ)宙微波背(bèi)景(jǐng)辐射(shè)的测量值，我们需(xū)要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数字(zì)与(yǔ)解释星系当(dāng)中(zhōng)恒星(xīng)运动(dòng)所(suǒ)需(xū)要的暗物质比例是(shì)一(yī)致的(de)。这就意味着。

用了一个简(jiǎn)单(dān)的(de)理(lǐ)论(lùn)框架，就很好(hǎo)地解释了很多不同的(de)观测结果(guǒ祈使句例子英语，祈使句例子10个)。而暗物质的本质(zhì)就是宇(yǔ)宙当(dāng)中存(cún)在着(zhe)某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒子，它们(men)不参与任何其他的(de)电磁作(zuò)用，只通过引力(lì)来相互(hù)作用(yòng)。所(suǒ)以如果能够找到这(zhè)种粒子(zi)的存在，就相当于找到(dào)了(le)暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的(de)实(shí)际证据。这(zhè)种粒子到底是什(shén)么？科学家(jiā)们已经(jīng)提出了数十种的假想目标，而要寻找这(zhè)些不同的目标(biāo)粒(lì)子所需(xū)要的实验方式也不(bù)相同。在(zài)过去的几十年当中，人类为了寻(xún)找这(zhè)些看(kàn)不(bù)见、摸不到，几乎不会与常(cháng)规物(wù)质(zhì)相互作(zuò)用的“暗(àn)物质”，科(kē)学家们已经(jīng)进(jìn)行了超过(guò)50次的实(shí)验，却没有任何实质性(xìng)的(de)发现，除了一个地(dì)方(fāng)，意大利的格兰(lán)萨索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学(xué)实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层(céng)楼高的探测器，一(yī)直致(zhì)力于寻找暗物质(zhì)粒子(zi)的周(zhōu)期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学家声(shēng)称(chēng)观测到(dào)了某种信号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一(yī)个有趣的事情。探测率会在每年的6月份(fèn)达到(dào)峰值(zhí)，然后在11月降到最低(dī)，而且(qiě)在20年当中每年都是一(yī)样。一些(xiē)科学家认为这可能(néng)是人类发现暗物质的第一(yī)个直接证据(jù)。

但是为什(shén)么(me)暗物质会(huì)产生周期性的年(nián)度(dù)信号呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正在以220公里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕着(zhe)银河系进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在(zài)以这样的速度在(zài)穿越着暗(àn)物质流，这个(gè)过程中(zhōng)会产生(shēng)相(xiāng)应的振(zhèn)荡，同时地球又以(yǐ)30公里(lǐ)/秒的速度围绕(rào)太阳进行(xíng)旋(xuán)转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太(tài)阳的方向与太阳环绕(rào)银河系的(de)方向是(shì)一致的，而另外(wài)半(bàn)年(nián)则与之相反。

而在6月份的时候，地(dì)球与(yǔ)太阳的方向正好达到完全一(yī)致，这是(shì)理论上地球穿(chuān)越暗物质流(liú)最快的时段。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了最(zuì)慢值。尽管在实际(jì)的情(qíng)况中，太阳系相对银(yín)河(hé)系的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这(zhè)并不影响这个理论(lùn)的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可以用(yòng)来解(jiě)释，研究人员们所观测(cè)到(dào)的周期性信号。当然也可能有其(qí)他的情况，造成(chéng)这(zhè)种年(nián)度周期(qī)信号的差异也(yě)可能是温度、湿(shī)度(dù)、土(tǔ)壤(rǎng)中的水分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意(yì)大(dà)利游客的数量也符合这(zhè)个周期的规律。

所以，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之(zhī)前的实验室正(zhèng)好相反，而在这(zhè)里，地球穿过(guò)暗(àn)物质流的运(yùn)动特征和第一个实验室(shì)是(shì)一(yī)样的。

因此，如果在(zài)这里可以(yǐ)得到相同(tóng)的信号，就可以成为暗物质所存在的非常有(yǒu)力的证据了。但是(shì)由于(yú)这(zhè)个实验室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目前(qián)还(hái)无法(fǎ)提供相应(yīng)的(de)数(shù)据支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这台太空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器提(tí)供的(de)视野是哈勃(bó)红外仪器(qì)的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空望远(yuǎn)镜其中(zhōng)一个关键的(de)用途就是(shì)探索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待(dài)了。费米实验室粒子(zi)天体物理(lǐ)中心(xīn)的科学(xué)家丹琥(hǔ)珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如(rú)果暗(àn)物(wù)质存(cún)在，它(tā)们极有可能拥有另一种神秘的(de)效应(yīng)，这(zhè)种暗(àn)物质(zhì)效应，会支持(chí)宇宙当(dāng)中生(shēng)命的(de)诞生，或者说是(shì)生命(mìng)进化的一个(gè)重要因素(sù)。

如果这一理论(lùn)得到(dào)进(jìn)一步的证实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人类并不孤单(dān)呢(ne)？或许在宇宙当中某个角落的行(xíng)星上，暗物(wù)质(zhì)正(zhèng)在通过这样的效应创造生命(mìng)。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物质存在的实际证(zhèng)据。那(nà)么小伙伴们，你们觉得暗物(wù)质到(dào)底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的支持是我更新的动力！

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