宇宙(zhòu)是“人为制造(zào)”的(de)？为何(hé)会(huì)存在(zài)科学无法解释的“暗(àn)物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为了寻找暗物质存(cún)在的证据，科学家们(men)在过去的几十年当(dāng)中进行了超过50次的长期实验(yàn)，但是却没(méi)有发现任何的有(yǒu)效(xiào)证据。除(chú)了一个地方，在1687年出版的自然(rán)哲学数学原(yuán)理(lǐ)一书中，埃萨(sà)克牛顿发表(biǎo)了万有(yǒu)引力定律，它揭(jiē)示了(le)宇(yǔ)宙中天体运动的(de)规律。往(wǎng)后的几百(bǎi)年(nián)来，当天文学家们发现某些(xiē)天体(tǐ)运(yùn)行轨道出现异常，不符(fú)合万有(yǒu)引力定律的时(shí)候，他(tā)们(men)就会知道，周(zhōu)围一定(dìng)有未(wèi)知的天体(tǐ)通过引力在(zài)摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨(guǐ)道的异常(cháng)，推(tuī)算并且发现了(le)海(hǎi)王星的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的发(fā)现都是应用(yòng)万有引力(lì)定(dìng)律所(suǒ)取得重大(dà)天文成就的(de)例子。但(dàn)是这些发现都是在恒星(xīng)系统的尺度当(dāng)中(zhōng)，可当我们上升到星系或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹(zī)威基正在(zài)研(yán)究(jiū)和(hé)测量后发星系团的质量(liàng)。这(zhè)是(shì)一个(gè)由(yóu)数千个星(xīng)系所组成(chéng)的巨大星系团(tuán)，这些星系被引(yǐn)力束缚在一起。测量星系团的(de)质量一般会使用到两种方法，当两(liǎng)种方法结果一(yī)致(zhì)，就可以确定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是(shì)获得其"光度学(xué)的质量(liàng)"，需要的数据是测量各(gè)个星系的(de)光度(dù)。

第二(èr)种是(shì)动(dòng)力学质量的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量星系团中(zhōng)的各个(gè)星系相对于星系团的运动(dòng)速(sù)度。当测量结果出来之(感受到体内那根东西变大很胀，你的东西还留在我体内zhī)后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学(xué)质(zhì)量”竟(jìng)然(rán)是“光度学质量(liàng)”的(de)400倍。这(zhè)意味着(zhe)，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以可见光的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们(men)无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现(xiàn)星系(xì)团中(zhōng)很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的(de)运(yùn)动(dòng)学定律，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产(chǎn)生的引(yǐn)力是无法(fǎ)将它们(men)束缚在星系团内的(de)，它们早(zǎo)就应该被抛出(chū)星系团之外了，除(chú)非(fēi)有一(yī)种(zhǒng)神秘的力(lì)量(liàng)在(zài)起作(zuò)用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这(zhè)样部分不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反射光(guāng)，但是它们(men)却占据着(zhe)宇(yǔ)宙中绝大部分的质(zhì)量。只是当时(shí)的人(rén)们(men)对这样的(de)一(yī)种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个词才再一次(cì)出(chū)现。天文(wén)学家维(wéi)拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙女座星系中的恒星(xīng)运动(dòng)。理论上来说，距(jù)离(lí)中心越远的恒星在(zài)其轨道上的运行速度就(jiù)会越慢。但是他(tā)们观测的结果却让(ràng)人感到不(bù)可思(sī)议。

随着与(yǔ)中(zhōng)心距离的增(zēng)加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿(dùn)的万有引力(lì)定律(lǜ)，在(zài)星(xīng)系当中如果没(méi)有足(zú)够大的质量(liàng)来吸引它们，这些外(wài)围的恒(héng)星早就被(bèi)甩到宇宙当(dāng)中了。基于(yú)这种现象，科学家们会使(shǐ)用一种相对标准的方法来解释暗物(wù)质的(de)存在，这种方法就(jiù)是测量星系当中(zhōng)气体在X轴上(shàng)距离(lí)星系中心的距离，以及在Y轴上气(qì)体的(de)旋转(zhuǎn)速度。如果出(chū)现异常的结果，就(jiù)认(rèn)为(wèi)是由暗物质的(de)力量进入(rù)其(qí)中(zhōng)。

于是科学家们(men)通过(guò)射电望远镜测量了距离星系中(zhōng)心更(gèng)远(yuǎn)距离(lí)的氢元素，发现它(tā)们的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太阳系(xì)也不例外(wài)，太阳系位于银河(hé)系的第(dì)三悬臂(bì)之上，距离银河(hé)系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力定律进(jìn)行计算，太阳系(xì)的(de)运行速(sù)度应该(gāi)是160千(qiān)米/秒，但实际(jì)上，太阳系(xì)正(zhèng)在(zài)以220千米/秒的速度(dù)围绕银河系(xì)旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于理(lǐ)论速(sù)度，那(nà)么产生以上这种(zhǒng)向心加(jiā)速度(dù)的原因(yīn)很(hěn)可能就是存在着一种我(wǒ)们看不到的物质(zhì)，是(shì)这些暗物质的引力效应将星系聚集(jí)在了一起。

也是从这时开始(shǐ)，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的速(sù)度，估算在星(xīng)系当中暗物质的质(zhì)量占整个星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可(kě)以解(jiě)释这(zhè)个现象(xiàng)的(de)原因。在一项新的研(yán)究当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效应的(de)遥远恒星之间，也会(huì)出(chū)现速度上(shàng)的(de)微小差(chà)异。另外，天文(wén)学(xué)家(jiā)还发现了一个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地(dì)球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年(nián)，大(dà)小和银河系不多(duō)，但是(shì)星系(xì)当中存在(zài)的恒星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该星(xīng)系(xì)必须存在暗物质，否则就(jiù)会分崩离(lí)析(xī)。但是科学家们使(shǐ)用最先(xiān)进的望远(yuǎn)镜对其(qí)进行了40个(gè)小时的详细测(cè)量之后，发现星系中的(de)恒星运动(dòng)是可以(yǐ)用正常(cháng)的(de)物质和力学定律来(lái)解释的。那么又(yòu)有人提出，也(yě)许该星系的暗物质，已经被附近的(de)另(lìng)一(yī)个大(dà)星系剥离了。奇(qí)怪的是，它的附(fù)近没(méi)有任何星系存在。造成这些现(xiàn)象的除了暗物质的假说之外，另(lìng)一种可能就是人类(lèi)对引力(lì)的(de)理解还不够(gòu)全面，引力(lì)很可能在不同(tóng)尺度空间中(zhōng)的工作(zuò)方式是不同的，这(zhè)意味着(zhe)在行星(xīng)系尺度中的天体(tǐ)会(huì)沿着(zhe)它们的(de)轨道，按照我们所(suǒ)理解的方式运动。但是上升到星系和星团的(de)尺度，引(yǐn)力之间的相互作(zuò)用则是不同的方式。对(duì)于(yú)在星系团之间(jiān)的相(xiāng)互作用，科学(xué)家还引(yǐn)入(rù)了外部场效应的概念，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨(jù)大的质量之间会(huì)产生对彼此特殊的效果，这个理(lǐ)论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着我们需要对现在的物(wù)理(lǐ)定律进行修正(zhèng)，这(zhè)些发现也让很多人认(rèn)为暗物质假说(shuō)理论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还(hái)有关于暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的其(qí)他(tā)的(de)理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距(jù)离为(wèi)37亿(yì)光年(nián)的子弹星(xīng)系团(tuán)，由两个(gè)碰撞的星系(xì)团所(suǒ)组(zǔ)成，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它们大(dà)部分的普通(tōng)质量(liàng)都(dōu)在星系的气(qì)体当中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公里/小时(shí)发生(shēng)碰撞的时候，星际气(qì)体的相互作用就会导致温度的急剧升(shēng)高(gāo)，速(sù)度大幅降低。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系(xì)团(tuán)大部(bù)分的质量将位于所有这些气体所在的(de)中间区域。那么我们通过什么来(lái)验证它的质量区域到(dào)底是(shì)不是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望(wàng)远镜传(chuán)回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高清照(zhào)片，在照(zhào)片中(zhōng)我们可(kě)以明显地看到很多星系似(shì)乎被拉伸(shēn)产生了巨(jù)大的(de)形(xíng)变。其实(shí)这些星系本身(shēn)并不是真的被扭曲了(le)，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是(shì)这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被一个质量超(chāo)级巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量(liàng)的东西的引力，会使身(shēn)后更遥远星系的光都发(fā)生(shēng)了(le)扭曲。这个现象(xiàng)就是引力透(tòu)镜(jìng)效(xiào)应。这个巨大的天体可能是超大质量(liàng)的黑洞或者(zhě)是暗物(wù)质。

所以当人们对子(zi)弹星系团观测的时候，发现它(tā)的大质量区域并不(bù)是(shì)在中间，而是在两(liǎng)侧。所以最好的(de)解(jiě)释方(fāng)法(fǎ)就是当(dāng)星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的质量(liàng)气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则直(zhí)接(jiē)通过了这个区域，并在两边形成(chéng)了引(yǐn)力透镜。对(duì)子弹(dàn)星系团(tuán)的引(yǐn)力透镜(jìng)研究也被(bèi)认为是暗物质存在(zài)的迄(qì)今为止最好的(de)理论证据。

除此之(zhī)外，还有(yǒu)来自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年(nián)之(zhī)后，可见光终(zhōng)于可以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空间(jiān)背景上(shàng)留下了各(gè)相同性的微(wēi)波(bō)辐射。其(qí)中红色(sè)的部分(fēn)表示温度较高(gāo)的区域(yù)，蓝(lán)色(sè)则(zé)表示相对较冷的(de)区域，但(dàn)实(shí)际上它们(men)之间的温差只有万分(fēn)之一(yī)。

科学家(jiā)们(men)通过对前景背景(jǐng)分离后的(de)二(èr)值图像进行连通域提(tí)取和标记之后(hòu)发(fā)现，如果(guǒ)宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应(yīng)该是(shì)这样的(de)，而随着(zhe)暗物质(zhì)的增加(jiā)，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才(cái)变得看起来(lái)“和谐(xié)”。为了匹配宇宙(zhòu)微(wēi)波背景辐射的测量值(zhí)，我们需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数字(zì)与(yǔ)解释星系当中恒星运动所需(xū)要的暗物质(zhì)比例是一(yī)致的。这就意味着。

用了(le)一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地(dì)解释了很多不同(tóng)的观测结(jié)果。而(ér)暗物质(zhì)的本质(zhì)就是宇宙当中存(cún)在着(zhe)某种类型的粒子(zi)，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互作用(yòng)。所以如果(guǒ)能够找(zhǎo)到这种粒子的存在，就(jiù)相当于找到了暗物质存(cún)在的实际(jì)证据。这种粒(lì)子到(dào)底(dǐ)是什(shén)么？科(kē)学家们已(yǐ)经(jīng)提出了数十种的假想目(mù)标，而要寻找(zhǎo)这(zhè)些不(bù)同的目标粒子(zi)所需(xū)要的实(shí)验方(fāng)式也不相同。在过去(qù)的几(jǐ)十年当中，人(rén)类为了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常(cháng)规物质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学(xué)家们已经进行了超(chāo)过50次的实(shí)验，却没有任(rèn)何(hé)实(shí)质性的(de)发现(xiàn)，除了一个地(dì)方，意(yì)大利(lì)的格(gé)兰萨索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在(zài)山下(xià)1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的(de)地学实(shí)验室，这个(gè)实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三(sān)层楼高的(de)探测(cè)器，一(yī)直致力(lì)于寻找暗(àn)物质粒(lì)子的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的(de)科学家声称观测(cè)到了某种信号(hào)。经过了(le)20多年的数(shù)据收集，人们(men)发现了一个有趣的事情(qíng)。探测率会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到(dào)最低(dī)，而且(qiě)在20年(nián)当中每年都是一样。一些科(kē)学(xué)家认为(wèi)这可能是人类发(fā)现暗物质的(de)第一个直接证据。

但是(shì)为什么暗物质会产生周期性的年(nián)度(dù)信(xìn)号呢？刚才我(wǒ)们(men)讲了(le)太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕(rào)着银河(hé)系进行移动，那么如(rú)果暗物质(zhì)存在宇(yǔ)宙当(dāng)中，这意(yì)味着我们也(yě)在以这(zhè)样的速度在穿越着暗物质流，这个过程(chéng)中会产(chǎn)生相应的(de)振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度(dù)围绕(rào)太阳(yáng)进行旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的(de)方向与太阳环绕(rào)银河系的(de)方(fāng)向是一(yī)致(zhì)的，而另外(wài)半年则与(yǔ)之相反。

而在6月(yuè)份的时(shí)候，地球与(yǔ)太阳的方向正好(hǎo)达到完全一致(zhì)，这是理论上地(dì)球穿越暗物质流(liú)最快的(de)时段。而在(zài)11月份，又恰好(hǎo)达(dá)到了最慢(màn)值(zhí)。尽(jǐn)管在实际的情(qíng)况中，太(tài)阳系相对银河系的平面呈现了60度(dù)的倾斜，但是(shì)这(zhè)并不影响(xiǎng)这(zhè)个理论的有(yǒu)效性(xìng)。

因此科学(xué)家(jiā)认为这可(kě)以用来(lái)解释，研(yán)究人员们所观(guān)测到的周期性信(xìn)号。当然也可能有其(qí)他的情况，造成这种(zhǒng)年度周期信号的差异(yì)也可能是温度(dù)、湿(shī)度(dù)、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也符(fú)合这个(gè)周期的规律。

所以，科学家们又在南半球建立了一个几(jǐ)乎相同(tóng)的实验室，这里(lǐ)的季节与(yǔ)之前的实验室(shì)正(zhèng)好(hǎo)相反，而在(zài)这里，地球穿过(guò)暗物(wù)质流的运动特征和第一个(gè)实验室是一(yī)样的(de)。

因此，如果在(zài)这里(lǐ)可(kě)以得到相同的(de)信号，就可以成为(wèi)暗(àn)物质所存在的非常(cháng)有力的证据了。但是由(yóu)于这个(gè)实验室刚刚(gāng)建成不(bù)久(jiǔ)，所以截(jié)至目前(qián)还(hái)无法提(tí)供相应的(de)数据(jù)支(zhī)持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这(zhè)台太(tài)空望(wàng)远镜叫做“南希格雷(léi)斯罗曼”，它的(de)主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但它(tā)的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望远镜其中一(yī)个关键(jiàn)的用途(tú)就是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对(duì)于探测的结果(guǒ)，我们(men)只能拭目以待了。费(fèi)米实(shí)验室(shì)粒子天(tiān)体(tǐ)物理中(zhōng)心的科(kē)学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究(jiū)发现，如(rú)果暗物质(zhì)存(cún)在，它们极(jí)有可能拥有另一种神(shén)秘的效(xiào)应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或(huò)者说是生命(mìng)进化的一个重要因(yīn)素(sù)。

如(rú)果这一理论得(dé)到(dào)进一步的(de)证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗(àn)物质会不会意味着人类并(bìng)不孤单呢？或许在(zài)宇宙当中某(mǒu)个角落的行星(xīng)上，暗(àn)物质正在通(tōng)过这(zhè)样(yàng)的效应创造(zào)生命(mìng)。当然，这些推论的大前提是要(yào)先找到暗(àn)物质存在的(de)实(shí)际证据。那(nà)么小伙伴们，你(nǐ)们觉(jué)得暗物质到(dào)底存不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新的动力！

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 感受到体内那根东西变大很胀，你的东西还留在我体内