宇宙是“人为(wèi)制(zhì)造”的？为何会存(cún)在科学(xué)无法解释的(de)“暗物质”？暗物(wù)质又究竟是什么(me)？人(rén)类(lèi)为了寻找暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的证据(jù)，科学家们在过去(qù)的几十(shí)年当(dāng)中进(jìn)行了(le)超过50次的(de)长(zhǎng)期实验，但是却没(méi)有发现任何的有(yǒu)效证据(jù)。除了一(yī)个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨(sà)克牛(niú)顿发表了万(wàn)有引力定律，它揭示了(le)宇宙中天体运动的(de)规律。往后的几(jǐ)百年来，当天文学家们(men)发现某些天体运行轨道出现(xiàn)异常(cháng)，不(bù)符合万有(yǒu)引(yǐn)力定律的时候，他(tā)们就(jiù)会知道，周围一定有(yǒu)未知(zhī)的天体通过(guò)引力在摄动(dòng)它的(de)轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通(tōng)过天(tiān)王星运行轨道的异常，推算(suàn)并且发现了海王(wáng)星的存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥王星的(de)发现(xiàn)都是应用万(wàn)有引力定(dìng)律所取得重(zhòng)大天文(wén)成就的例子。但是(shì)这些发(fā)现都(dōu)是在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当(dāng)我(wǒ)们上(shàng)升到星系或者是星团的(de)尺度，事情就开始(shǐ)变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹(zī)威基正在研究和测量(liàng)后(hòu)发星系团(tuán)的质量。这(zhè)是一个由(yóu)数千个星系所组成(chéng)的巨(jù)大星(xīng)系团，这些星系被引力束缚在一起。测量星(xīng)系(xì)团的质量一般会使(shǐ)用(yòng)到(dào)两种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确定其质量的范围。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质量"，需要(yào)的数据是测量各(gè)个星系的光度。

第二种是动力(lì)学质量的计算，是利(lì)用(yòng)光谱红(hóng)移测量星系团中的各个星系相对(duì)于星系(xì)团的运动速度。当(dāng)测量结(jié)果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵了(le)，“动力(lì)学质量”竟然是(shì)“光度学质量(liàng)”的(de)400倍。这意(yì)味着，后发座星(xīng)系团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的(de)质(zhì)量(liàng)并不以可见光的形式所存在，我们(men)无法看到(dào)。最(zuì)诡异的是，在(zài)测量速度的过程中，兹(zī)威基发现星系团中很多(duō)星系(xì)的(de)速度比理(lǐ)论上(shàng)要快(kuài)得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些可见星(xīng)系(xì)的(de)质量所产(chǎn)生的引力是无法将它们束缚在星(xīng)系(xì)团内的(de)，它们早就应该被(bèi)抛出星(xīng)系团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力量(liàng)来(lái)源于某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提(tí)出(chū)了这样部分不可见的暗(àn)质，它(tā)不发(fā)散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占据(jù)着宇宙中绝大(dà)部分的质(zhì)量(liàng)。只是当时的人们对这样的(de)一种说(shuō)法不屑一顾(gù)。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现(xiàn)。天(tiān)文学家维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福特在(zài)观测仙女座星系中的恒星(xīng)运动。理论上来说，距(jù)离中心越远的恒星在其(qí)轨道上的运(yùn)行速度(dù)就(jiù)会越慢。但是他(tā)们观测(cè)的(de)结果却让人感到不可(kě)思议。

随着与中心距离的(de)增(zēng)加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据(jù)牛(niú)顿(dùn)的万有(yǒu)引(yǐn)力定律，在星系当中(zhōng)如果(guǒ)没有足够大的质量(liàng)来吸引它们，这些(xiē)外(wài)围的恒星早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙(zhòu)当中(zhōng)了(le)。基于这种现(xiàn)象，科(kē)学家们会(huì)使用一种相对标准的方法来解释暗物(wù)质(zhì)的存(cún)在，这种方法就是测(cè)量(liàng)星(xīng)系当中气体在X轴上距离星(xīng)系(xì)中心(xīn)的距离，以及(jí)在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果出现异常的(de)结(jié)果(guǒ)，就认为是由暗物质的力(lì)量进入(rù)其中。

于是(shì)科学(xué)家(jiā)们通过射电(diàn)望远镜(jìng)测量(liàng)了距离星系中心更远距(jù)离(lí)的(de)氢元素，发现它们(men)的旋转速度(dù)并(bìng)不符合牛顿的(de)力(lì)学定律。我们的太阳(yáng)系也(yě)不例外(wài)，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂之上，距(jù)离(lí)银河系中心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据(jù)万有(yǒu)引力定律进行(xíng)计算(suàn)，太阳系的运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在以(yǐ)220千米/秒的速度(dù)围绕银河(hé)系旋(xuán)转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度，那么产生以上这种向心(xīn)加速度的原因很可(kě)能就是(shì)存在着一种我们看不到(dào)的物质，是这些暗(àn)物质的引力效应(yīng)将星系聚集在了一起。

也(yě)是从这时开始(shǐ)，越来越多的研究人员开始(shǐ)相信(xìn)暗物质的存在(zài)。科学家根据星系外恒星轨道(dào)的速度，估算在星系当中(zhōng)暗(àn)物质的(de)质量占整个星(xīng)系质量的(de)85%。但是，暗物(wù)质并(bìng)不是唯一可(kě)以(yǐ)解(jiě)释这个现象的(de)原因。在一项新的研究当中，科学家们(men)发现，几乎没有引力(lì)效应的遥远恒星之间(jiān)，也(yě)会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反常(cháng)的星系(xì)，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光年(nián)，大(dà)小和银河系不多，但是(shì)星系当(dāng)中存在的恒星数(shù)量却只(zhǐ)有(yǒu)银河系的(de)千分(fēn)之一。

所以在理论(lùn)上，该(gāi)星系必须存在暗(àn)物质，否则就会分崩离析。但是(shì)科学家们使用最先进的望远镜(jìng)对(duì)其进行了(le)40个小时的(de)详细(xì)测量之后(hòu)，发(fā)现星系中的恒(héng)星运(yùn)动是可以用正常(cháng)的物质和力(lì)学定律来(lái)解释的。那(nà)么又(yòu)有人提出，也许该(gāi)星系的(de)暗物(wù)质(zhì)，已经被(bèi)附(fù)近的另一个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附近(jìn)没有(yǒu)任(rèn)何星系存在(zài)。造成这些现(xiàn)象的除了(le)暗(àn)物质的假说之外，另一种(zhǒng)可(kě)能就是人类对引力(lì)的理解还(hái)不够全面(miàn)，引力很可能(néng)在不同尺度空间中的工作方式是(shì)不同的，这意味着在(zài)行星系尺度中的天(tiān)体(tǐ)会沿着它(tā)们的轨道，按照我们所理解(jiě)的方式运(yùn)动(dòng)。但是(shì)上升到星系和星团的尺度(dù)，引(yǐn)力之间的相互作(zuò)用则是不同(tóng)的方式(shì)。对(duì)于(yú)在星系团之间(jiān)的相(xiāng)互作用(yòng)，科学家还引入了(le)外(wài)部场(chǎng)效(xiào)应的概念，指的是在数百万(wàn)光(guāng)年(nián)的规模上，巨(jù)大的质量(liàng)之间(jiān)会(huì)产生对彼(bǐ)此特(tè)殊的效果，这(zhè)个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们(men)需要对现在的物理定律进(jìn)行修正，这些发现也让很多人认为暗物质假说理论就此终结。但是(shì)在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)还(hái)有关(guān)于暗物质存在的(de)其他的理论证据(jù)，这些理论证据是蒙德(dé)理(lǐ)论所没(méi)法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为(wèi)37亿光年的子(zi)弹(dàn)星系团(tuán)，由两个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所组成(chéng)，类似这样(yàng)的星团(tuán)，它(tā)们大(dà)部分的(de)普通(tōng)质量都在星系的气体当中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时(shí)发生碰撞的(de)时(shí)候，星际(jì)气体(tǐ)的相互作用就会(huì)导致温度的急剧(jù)升高，速度(dù)大(dà)幅降低。所以在理论上，在(zài)碰撞之(zhī)后，子(zi)弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)大部分的质量将位(wèi)于(yú)所有这些(xiē)气体所在的中间区域(yù)。那么(me)我们通过什(shén)么来验(yàn)证(zhèng)它的(de)质量区域到底是(shì)不(bù)是(shì)集中在(zài)中间(jiān)呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了(le)宇宙(zhòu)当(dāng)中第一张全彩(cǎi)的高清照(zhào)片(piàn)，在照片中我们可以明显地(dì)看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本(běn)身并不(bù)是(shì)真的被扭(niǔ)曲了，也不是韦(wéi)伯(bó)望远镜出了什么问(wèn)题，而(ér)是这(zhè)样极遥远的(de)天(tiān)体和我们地球上的观测(cè)者之间。被一(yī)个质量(liàng)超级巨大的天(tiān)体遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量的东西的(de)引力(lì)，会使身后更遥远星系(xì)的光(guāng)都发生(shēng)了扭曲。这(zhè)个现象就是(shì)引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能(néng)是超大质量的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测的时(shí)候，发现它(tā)的大质量(liàng)区域并不是在中间，而是(shì)在(zài)两侧。所以最好的解释(shì)方法就(jiù)是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气(qì)体被卡在了中间，暗(àn)物质则直接通过了(le)这个区(qū)域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系团(tuán)的(de)引力透(tòu)镜研究也(yě)被认为是暗物(wù)质存(cún)在的迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除(chú)此之外，还有来自(zì)宇宙当(dāng)中最(zuì)古老的光(guāng)。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开(kāi)始(shǐ)，38万年之后，可见光终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越(yuè)在宇(yǔ)宙当(dāng)中了。经过(guò)了130多(duō)亿(yì)年之后，这(zhè)些光(guāng)在宇宙空间背景上留下(xià)了各相同性的微(wēi)波辐射(shè)。其中红(hóng)色的部(bù)分表示温度较高的(de)区域，蓝(lán)色则表(biǎo)示(shì)相对(duì)较冷的区域，但实际(jì)上它们之间(jiān)的温差只有万分之一。

科学(xué)家们通(tōng)过(guò)对前景背景分离后的二值图像进行连(lián)通域提(tí)取和标记之后发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当中没有暗物(wù)质，图形(xíng)看起来不应该是这样的，而随(suí)着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变得(dé)看起(qǐ)来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的(de)测量(liàng)值，我们需要的暗物质大(dà)约是普(pǔ)通物质的5倍。这个数字与解释(shì)星系(xì)当中恒星运动所需要的(de)暗物质(zhì)比例是一致(zhì)的。这就(jiù)意味着。

用(yòng)了一个简单(dān)的理论框(kuāng)架，就(jiù)很好地解释(shì)了(le)很多(duō)不同(tóng)的观测结果。而(ér)暗(àn)物质的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙当中存在着某种类(lèi)型的粒子(zi)，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以(yǐ)如(rú)果能够找到(dào)这种(zhǒng)粒(lì)子的(de)存在，就相当于找到(dào)了(le)暗(àn)物(wù)质存在(zài)的实际证(zhèng)据。这种粒子到(dào)底是(shì)什么？科学家(jiā)们已经提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不(bù)同的(de)目标粒子所需要(yào)的实验方式也不相同。在过去(qù)的几(jǐ)十(shí)年当中(zhōng)，人类(lèi)为(wèi)了(le)寻找这些看不见、摸不到(dào)，几(jǐ)乎(hū)不会与(yǔ)常规物质相(xiāng)互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次(cì)的实验，却没有任(rèn)何实质(zhì)性的发现，除了一个地方(fāng)，意大利的(de)格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏着(zhe)地(dì)球(qiú)上最大的地学实验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层楼(lóu)高的(de)探测器，一直(zhí)致力于(yú)寻找暗物质粒子的(de)周期性震(zhèn)荡(dàng)。

自1997年(nián)以来，这里的科学家(jiā)声(shēng)称观测(cè)到了某种信(xìn)号。经过了20多年的数据收集(jí)，人(rén)们发(fā)现(xiàn)了一个有(yǒu)趣的事情。探测率会在(zài)每年(nián)的6月份达(dá)到峰值，然后(hòu)在11月降(jiàng)到最低(dī)，而且在20年当(dāng)中每年都是一样。一些科学家认为这可能是人(rén)类(lèi)发现暗物质的第一个直(zhí)接证据(jù)。

但是(shì)为什么暗物(wù)质(zhì)会(huì)产(chǎn)生(shēng)周期性的年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了太(tài)阳(yáng)系正在以(yǐ)220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系(xì)进行移动(dòng)，那么如果暗(àn)物质存在宇宙当(dāng)中，这意(yì)味着(zhe)我们也在(zài)以这(zhè)样的速度在(zài)穿越(yuè)着(zhe)暗物质流，这个过程中会(huì)产生相应的振荡(dàng)，同(tóng)时地球(qiú)又以(yǐ)30公里(lǐ)/秒的速度围绕太(tài)阳进行(xíng)旋转。所以有半年(nián)的(de)时间(jiān)，地球围绕(rào)太(tài)阳的方向与太阳环绕银(yín)河系的方(fāng)向是(shì)一致的，而另外半年(nián)则与之相反。

而在6月份的时候(hòu)，地(dì)球与太阳(yáng)的方向正好达(dá)到完全一(yī)致，这是理论上地球穿越(yuè)暗物质流最快(kuài)的时段。而在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢(màn)值。尽管在实际的情(qíng)况中(zhōng)，太阳系相对银河系的平面呈(chéng)现了(le)60度的倾斜，但是(shì)这(zhè)并不影响这(zhè)个理论的有(yǒu)效性。

因(yīn)此科学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们所(suǒ)观(guān)测到的周(zhōu)期性信号。当(dāng)然也可能(néng)有其他的情(qíng)况，造(zào)成这种年度(dù)周期信号的差异也(yě)可能(néng)是温度、湿度(dù)、土壤中(zhōng)的水分、高(gāo)山上的(de)积雪，甚至(zhì)连意大利游客的数量也符合这个(gè)周期的(de)规(guī)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(de)季(jì)节与(yǔ)之前的实验室正好(hǎo)相反，而在(zài)这里，地(dì)球穿过暗(àn)物质流的运(yùn)动(dòng)特(tè)征和(hé)第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果(guǒ)在(zài)这里可(kě)以得(dé)到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但是由(yóu)于(yú)这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以截至(zhì)目前还(hái)无法提供相(xiāng)应的数(shù)据(jù)支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的(de)望(wàng)远镜(jìng)，这台太空(kōng)望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小跟(gēn)哈勃望(wàng)远镜相同，但它的宽视场仪器提供(gōng)的视野(yě)是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗(luó)曼(màn)太空望远镜其(qí)中一(yī)个关(guān)键的用途(tú)就是(shì)探索暗(àn)物质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我们只能(néng)拭目以(yǐ)待了。费米实(shí)验室粒子天体(tǐ)物(wù)理(lǐ)中心的科(kē)学(xué)家(jiā)丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研(yán)究发现，如果(guǒ)暗物质存在，它(tā)们极有可能拥有另一种神(shén)秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇(yǔ)宙当(dāng)中生(shēng)命(mìng)的(de)诞生，或(huò)者说是生命进化的(de)一个重要(yào)因素。

如果这一理论(lùn)得(dé)到进(jìn)一步的证实，那么遍(biàn)布(bù)宇(yǔ)宙当中(zhōng)的(de)暗物(wù)质(zhì)会不(bù)会(huì)意味(wèi)着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的行星上，暗(àn)物质(zhì)正在通过这样的效(xiào)应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是要先(xiān)找到(dào)暗(àn)物质存在的实际证(zhèng)据。那么(me)小伙伴(bàn)们，你们(men)觉得(dé)暗物质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你(nǐ)的支持是(shì)我(wǒ)更(gèng)新的动(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 排列组合公式a和c计算方法例题，排列组合公式a和c计算方法一样吗