宇宙是“人为制造(zào)”的(de)？为何会存在(zài)科学(xué)无法解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗物质存在的证据，科(kē)学家们(men)在(zài)过去的几十年当中进行了超过50次的长期(qī)实验，但是(shì)却没有发现任何(hé)的有(yǒu)效证据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学(xué)原理一(yī)书(shū)中(zhōng)，埃萨克(kè)牛顿发(fā)表了万有引(yǐn)力(lì)定律，它揭示(shì)了宇宙(zhòu)中天体运动的规(guī)律。往后(hòu)的几百年(nián)来，当天文(wén)学家们发(fā)现(xiàn)某(mǒu)些天体运行轨道(dào)出现异常，不符合万有(yǒu)引力定律的时候，他们(men)就会知道，周围一定有未(wèi)知的天体通过引力(lì)在摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶就通过天王(wáng)星运行轨道的异常，推算并且发(fā)现了海王(wáng)星的存在。另外，哈(hā)雷彗星(xīng)、冥王星的发现都是应用万有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律(lǜ)所取得(dé)重(zhòng)大天文(wén)成就的例子。但是这些发现(xiàn)都是在恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我(wǒ)们上升到星系(xì)或者是星团的尺(chǐ)度(dù)，事(shì)情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家(jiā)弗(fú)里茨(cí)兹威(wēi)基正(zhèng)在研究和测量后(hòu)发不是省油的灯是什么意思，没有一个省油的灯是什么意思星系团的质量。这(zhè)是(shì)一(yī)个由(yóu)数千个星系所组成的巨大星系团，这(zhè)些(xiē)星系被引(yǐn)力(lì)束缚在一起。测量(liàng)星系(xì)团的质量一般会(huì)使用到(dào)两种方(fāng)法，当(dāng)两种方法结果一(yī)致，就可以确定其质量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量(liàng)"，需要的数据是测量各个星系(xì)的光(guāng)度(dù)。

第(dì)二种是动(dòng)力学质量的计算，是利用光谱红移测量星系团中的各个星系相对于星系团的运动(dòng)速度。当测量结(jié)果出来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量(liàng)”竟(jìng)然(rán)是(shì)“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星(xīng)系团有99%的(de)质量消失了，或者(zhě)说这99%的质量并不以(yǐ)可见光的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中很多星系的速度比理(lǐ)论上要(yào)快得多，按照(zhào)牛顿(dùn)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将它们束缚在星系团内的(de)，它(tā)们早就应该被抛出星系团(tuán)之外了，除非(fēi)有一种神秘的力量(liàng)在起(qǐ)作用(yòng)，这种力量(liàng)来源(yuán)于某种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹(zī)维(wéi)基(jī)提出了这(zhè)样部分不可见的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它(tā)们(men)却(què)占(zhàn)据着宇宙中绝(jué)大部分的质量。只是当时的人们(men)对这(zhè)样的一(yī)种说(shuō)法不(bù)屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词(cí)才再一次(cì)出现(xiàn)。天文学家(jiā)维拉鲁宾(bīn)和肯(kěn)特(tè)福特(tè)在观测仙(xiān)女座星系中(zhōng)的恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中心越(yuè)远的恒星在(zài)其轨道上的(de)运行速度就会越慢。但是他们观测的结果却让人感(gǎn)到不可思(sī)议。

随(suí)着与中心(xīn)距离的增加(jiā)，恒(héng)星的旋转速度几(jǐ)乎保持不变(biàn)。可是根据牛顿的万有引力定律，在星系当(dāng)中(zhōng)如果没有足(zú)够大的质量来吸引(yǐn)它们(men)，这些(xiē)外围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使用一种相对(duì)标(biāo)准(zhǔn)的方法来解释暗物(wù)质(zhì)的(de)存(cún)在(zài)，这种方法就是测量星系当中气体在X轴上(shàng)距离星系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度。如果出现异常(cháng)的结果，就认为(wèi)是由暗物(wù)质的力量(liàng)进入(rù)其中。

于是科学(xué)家们通过射电望(wàng)远镜测(cè)量了(le)距(jù)离(lí)星(xīng)系中心(xīn)更远距离的氢元(yuán)素(sù)，发现它们的旋(xuán)转速(sù)度并(bìng)不符合(hé)牛顿(dùn)的力学(xué)定律(lǜ)。我们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系(xì)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(yǐn)力定律进(jìn)行计算，太阳系的(de)运(yùn)行速度应(yīng)该是(shì)160千(qiān)米/秒，但实(shí)际上，太(tài)阳系(xì)正在以220千米/秒的速(sù)度围(wéi)绕银(yín)河(hé)系(xì)旋转，这个实际速度远远大(dà)于(yú)理论速度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加(jiā)速度(dù)的原因很(hěn)可能就是存在(zài)着一种(zhǒng)我(wǒ)们看不到的物(wù)质(zhì)，是(shì)这些(xiē)暗物质的(de)引力效应将(jiāng)星(xīng)系聚集在(zài)了(le)一起。

也是从这时(shí)开始，越(yuè)来越多的研究人(rén)员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗物质的(de)质量占整个(gè)星系(xì)质量的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一可以解(jiě)释这个现象的原因。在一项新的研究(jiū)当中，科(kē)学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会出(chū)现速度上(shàng)的微小(xiǎo)差异。另外，天文(wén)学家还(hái)发现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星(xīng)系(xì)距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大(dà)小和(hé)银河系不多，但(dàn)是星系当中存在(zài)的恒(héng)星(xīng)数量却只有(yǒu)银河系的千分之一。

所以(yǐ)在理论上(shàng)，该星系必须(xū)存在暗物质，否(fǒu)则就会分崩离析。但(dàn)是科(kē)学(xué)家们使(shǐ)用最先进(jìn)的望远镜对其进行(xíng)了(le)40个小时的(de)详细测量(liàng)之后，发(fā)现星(xīng)系(xì)中的恒星运(yùn)动是可以(yǐ)用(yòng)正常的物质(zhì)和(hé)力学(xué)定律(lǜ)来解释的(de)。那(nà)么(me)又有人提出(chū)，也许该(gāi)星系的(de)暗物(wù)质，已经被附(fù)近的另(lìng)一(yī)个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附近没有任何星系存在。造成这些现(xiàn)象的除了暗物质的假说之外，另一种可能就是人类对引(yǐn)力的理解还不够(gòu)全面，引(yǐn)力很(hěn)可能在不同尺度空(kōng)间中的工作方式是不(bù)同的，这意味着在行(xíng)星系尺度中的(de)天(tiān)体会沿着它们的轨道，按照我(wǒ)们所理解(jiě)的方式运动(dòng)。但(dàn)是(shì)上(shàng)升到星系(xì)和星团(tuán)的尺度，引力之间的相互作用则(zé)是不同的方式(shì)。对于(yú)在星系团之间的(de)相互作(zuò)用，科学家还(hái)引(yǐn)入了外部场效应的概念，指的(de)是在数百万光年的规(guī)模上，巨大的质量之间会(huì)产生对彼此特(tè)殊(shū)的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果MOND蒙(méng)德理(lǐ)论成立，这意味(wèi)着我们需要对(duì)现在的物理定律(lǜ)进行(xíng)修正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让很多人认为(wèi)暗物质假说理论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当(dāng)中(zhōng)还有关(guān)于暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的(de)其他(tā)的理论(lùn)证据(jù)，这些理论证(zhèng)据是蒙(méng)德理论(lùn)所没法解释的“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径向距(jù)离为37亿(yì)光年(nián)的子弹星系团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞(zhuàng)的(de)星系团所(suǒ)组成，类似(shì)这样(yàng)的星团，它们大(dà)部分的普通质(zhì)量都在(zài)星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体的相互(hù)作用就(jiù)会导致温(wēn)度的急剧升高，速度大(dà)幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质(zhì)量(liàng)将位于(yú)所有这(zhè)些气体所在的中(zhōng)间区域。那(nà)么我(wǒ)们通过(guò)什么来验证它的质量区域到(dào)底(dǐ)是不(bù)是集中在中(zhōng)间呢？前(qián)不(bù)久，詹(zhān)姆斯(sī)韦伯(bó)太空望远镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全(quán)彩的高清照片，在照(zhào)片(piàn)中(zhōng)我(wǒ)们可以明显地看到很多星(xīng)系似乎(hū)被(bèi)拉伸产生了(le)巨大的形变。其实这些星系本身并不是(shì)真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问(wèn)题，而是这样极遥远的天体和我们(men)地球上的观测者之间。被一(yī)个质量超级(jí)巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超大质量的东西(xī)的引力，会使身后(hòu)更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象就是引力(lì)透镜效应(yīng)。这个巨(jù)大的天体(tǐ)可能是超(chāo)大质(zhì)量的黑洞或者是暗物(wù)质。

所以(yǐ)当(dāng)人们对子(zi)弹(dàn)星系(xì)团观测的时候(hòu)，发(fā)现(xiàn)它的大(dà)质(zhì)量(liàng)区域并不(bù)是在中间，而是在(zài)两侧。所以最(zuì)好的(de)解释方法(fǎ)就是当星团发生全部的碰撞时，可被观测(cè)到(dào)的质量气体(tǐ)被卡(kǎ)在了中间，暗物质则直接通(tōng)过了这个区域，并在两边(biān)形成了引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研(yán)究(jiū)也被认为是暗物质存在(zài)的迄今为(wèi)止(zhǐ)最好的理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中(zhōng)最(zuì)古老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之后，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了(le)。经(jīng)过了130多亿年之(zhī)后，这些(xiē)光(guāng)在宇宙空间背景上留下了(le)各相(xiāng)同(tóng)性的(de)微波辐(fú)射。其中红色的部分(fēn)表(biǎo)示温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷(lěng)的区域，但(dàn)实际(jì)上它们之(zhī)间(jiān)的温差只有(yǒu)万(wàn)分之一。

科学家们通(tōng)过对前景背景分离后的二值(zhí)图像进行连通域(yù)提取和标记(jì)之后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质(zhì)，图形(xíng)看(kàn)起来(lái)不应(yīng)该(gāi)是这样(yàng)的，而(ér)随着暗物质的增(zēng)加，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度(dù)会减小，才变得看(kàn)起(qǐ)来“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配(pèi)宇(yǔ)宙微(wēi)波背(bèi)景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗(àn)物质(zhì)大约(yuē)是(shì)普通物质的5倍。这(zhè)个数字与(yǔ)解释星(xīng)系当中恒星运动所需(xū)要的暗(àn)物质比例是(shì)一(yī)致的(de)。这就意味(wèi)着。

用了一(yī)个(gè)简单的理论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同(tóng)的观测结果。而暗(àn)物质(zhì)的本质就是宇宙(zhòu)当中存在(zài)着某种(zhǒng)类型的粒子，它们(men)不参与任何其他(tā)的电磁作用，只通(tōng)过引力(lì)来相互作用(yòng)。所以如(rú)果(guǒ)能够找到这(zhè)种粒子的存(cún)在，就相当于找到了暗(àn)物(wù)质存在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科(kē)学家们已经提出了数十种(zhǒng)的(de)假想目(mù)标，而(ér)要寻找这(zhè)些(xiē)不同的目标(biāo)粒子所需(xū)要(yào)的实验(yàn)方式也不相同。在过去的几十年当中，人类为了寻找(zhǎo)这些看(kàn)不见、摸不(bù)到(dào)，几(jǐ)乎(hū)不(bù)会(huì)与常规物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经(jīng)进行了超过50次的(de)实验，却没有任何实质(zhì)性的发现，除(chú)了(le)一个地(dì)方，意(yì)大(dà)利的格兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当(dāng)中，藏(cáng)着地球上最大的地学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一(yī)个三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声(shēng)称(chēng)观(guān)测到了某种信号。经过了20多年的数据收(shōu)集，人们发现了(le)一个有趣的(de)事情。探测率会在每年的6月份达到峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一(yī)些科学家认(rèn)为这可能(néng)是人类发现暗(àn)物质的第(dì)一(yī)个(gè)直接证(zhèng)据。

但是为(wèi)什么(me)暗物(wù)质会产(chǎn)生周期性(xìng)的(de)年度信号呢？刚才(cái)我(wǒ)们讲了太阳系(xì)正(zhèng)在以220公里(lǐ)/秒的速度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意(yì)味着我们(men)也在以这(zhè)样的速度在穿越(yuè)着暗(àn)物质流，这个过程中会(huì)产生相应的(de)振荡(dàng)，同时(shí)地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕(rào)太(tài)阳进行旋转。所以有半年的(de)时(shí)间，地球围绕太(tài)阳的方(fāng)向与太阳环(huán)绕银(yín)河系的方向(xiàng)是一(yī)致的，而另外半年(nián)则(zé)与之相反。

而在(zài)6月份(fèn)的时(shí)候，地(dì)球与太阳的(de)方向正好达到完(wán)全(quán)一致(zhì)，这是理论上地球穿越暗物质流(liú)最快的时段。而在(zài)11月(yuè)份(fèn)，又(yòu)恰好达到了最慢值(zhí)。尽管在实际(jì)的情(qíng)况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影(yǐng)响这个(gè)理(lǐ)论的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可(kě)以用来(lái)解释，研究(jiū)人员们(men)所观测到的周期性信号(hào)。当(dāng)然也(yě)可能有其(qí)他(tā)的情(qíng)况，造成这种年(nián)度(dù)周期信号的(de)差异也可能(néng)是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游(yóu)客的数量(liàng)也符(fú)合这个周期的规律。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们(men)又在南半球建立(lì)了一个几乎相(xiāng)同的(de)实(shí)验室(shì)，这里的(de)季节与(yǔ)之(zhī)前的(de)实验(yàn)室正(zhèng)好相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物(wù)质流的运(yùn)动特征(zhēng)和第一(yī)个(gè)实验室是(shì)一样的。

因此，如果在这(zhè)里可以得到相同的信号，就可以成为(wèi)暗物(wù)质所(suǒ)存在(zài)的(de)非(fēi)常有力的证据了。但是(shì)由于这(zhè)个实(shí)验(yàn)室刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所(suǒ)以截至目前还无法提(tí)供相应的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台新的望(wàng)远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它的(de)宽视场仪器(qì)提(tí)供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望(wàng)远镜其(qí)中(zhōng)一个关键的用途就是探索暗物质(zhì)背后的奥(ào)秘，对于探(tàn)测的(de)结(jié)果，我们(men)只能拭目以待了。费米实验(yàn)室(shì)粒子天(tiān)体物理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬(fēn)研究发现，如果暗(àn)物质(zhì)存(cún)在(zài)，它们极有可能拥(yōng)有另一(yī)种(zhǒng)神(shén)秘的效应，这种(zhǒng)暗物质(zhì)效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的诞生，或者说是生(shēng)命进化(huà)的一个重要(yào)因素(sù)。

如果(guǒ)这(zhè)一理论得到进一(yī)步的证实，那么(me)遍布宇宙当中的(de)暗物(wù)质会不(bù)会意(yì)味(wèi)着(zhe)人类并不孤单(dān)呢(ne)？或许在宇(yǔ)宙(zhòu)当中某个角落的行星上，暗物质正在通过这样的效(xiào)应创造生命(mìng)。当然，这些推(tuī)论的(de)大前(qián)提是要(yào)先找到暗物质存(cún)在的实际证据。那么小伙伴们，你们(men)觉(jué)得暗物质到底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你(nǐ)的支持是我更(gèng)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 不是省油的灯是什么意思，没有一个省油的灯是什么意思