宇宙是“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何(hé)会存在(zài)科学(xué)无法(fǎ)解释(shì)的“暗(àn)物质”？暗物质又究竟(jìng)是什么？人类为了寻(xún)找暗物质存在的证(zhèng)据(jù)，科学家们在过(guò)去的几十年当中进行了超过(guò)50次的长期(qī)实验(yàn)，但是却(què)没有(yǒu)发(fā)现任(rèn)何的有效证(zhèng)据(jù)。除了(le)一个地(dì)方(fāng)，在1687年出版的自(zì)然(rán)哲(zhé)学数(shù)学(xué)原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引力(lì)定律，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来，当天文学家们(men)发现某些(xiē)天体(tǐ)运行轨道(dào)出现异常，不符合万有引力定律的时(shí)候，他(tā)们就会知道，周围一定有未(wèi)知的天(tiān)体通过引力在摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王(wáng)星运(yùn)行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万有引力(lì)定律所取(qǔ)得重大天(tiān)文成就的例子。但是这(zhè)些(xiē)发现都是在(zài)恒星系(xì)统的(de)尺度当中，可当我们上(shàng)升(shēng)到星(x社会公益活动包括哪些，公益活动包括哪些方面īng)系(xì)或者是(shì)星团(tuán)的尺度，事情就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测量后发(fā)星系团的(de)质量(liàng)。这是一个由数千(qiān)个星系所组成的巨大星系(xì)团(tuán)，这些(xiē)星(xīng)系(xì)被引力束缚在一起。测量星系团的(de)质(zhì)量一般会使用到两种方法，当两种方法结果一(yī)致，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需(xū)要的数据是测量各个星系(xì)的(de)光度。

第二(èr)种是动力(lì)学质(zhì)量的计算，是利用光谱红移测量(liàng)星系团中(zhōng)的各个(gè)星(xīng)系相对于星系团的运动速度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然(rán)是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系团有99%的(de)质量消(xiāo)失(shī)了，或者说这99%的(de)质(zhì)量并不以可(kě)见(jiàn)光的形式所存在，我们(men)无法看到。最诡异的是(shì)，在测量(liàng)速(sù)度的过程中(zhōng)，兹(zī)威(wēi)基发现星系团中(zhōng)很多(duō)星系(xì)的速度(dù)比理论上要快(kuài)得(dé)多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星(xīng)系的质量(liàng)所产生的引力是无法将(jiāng)它们束缚在星系团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星(xīng)系团(tuán)之(zhī)外了，除非有一种神秘的力量在(zài)起作用，这种力(lì)量来源于某种隐形的物质(zhì)。

据此，兹(zī)维基提出(chū)了(le)这(zhè)样部分不可(kě)见的暗(àn)质(zhì)，它不发散(sàn)光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大(dà)部分的质量。只是当时的(de)人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个(gè)词才(cái)再一次出(chū)现(xiàn)。天文学家维拉(lā)鲁宾(bīn)和肯(kěn)特福特在观测仙女座星系中的恒(héng)星运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨道(dào)上的运行速度就会(huì)越慢。但是他们观测的结果却让人感到不(bù)可思议。

随着与中心距离的(de)增加，恒(héng)星的旋(xuán)转速度几乎保持不(bù)变(biàn)。可(kě)是(shì)根(gēn)据牛顿的万有引力定(dìng)律(lǜ)，在星系当中如果没有足够(gòu)大(dà)的质量来吸(xī)引它们，这(zhè)些外围(wéi)的恒星早就被甩到(dào)宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。基(jī)于这种现象，科学家(jiā)们会使用一种相(xiāng)对标准的方法来解(jiě)释(shì)暗物(wù)质的存在，这种方法就是(shì)测量星系当中气(qì)体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以及在(zài)Y轴上气体的(de)旋转速度(dù)。如果出(chū)现异常的结(jié)果，就认为(wèi)是(shì)由暗物(wù)质的(de)力量进入其中。

社会公益活动包括哪些，公益活动包括哪些方面data-ratio="0.46758039008961516" data-type="jpeg" data-w="1897" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

于是科(kē)学家们通过射电望远镜测(cè)量(liàng)了距离星系(xì)中心更远距离的氢(qīng)元(yuán)素(sù)，发现它们的旋转速度(dù)并不符合牛(niú)顿的力(lì)学(xué)定(dìng)律。我们(men)的太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三(sān)悬臂之上，距(jù)离银河系(xì)中心2.6万光年(nián)，根据万(wàn)有(yǒu)引力定律进(jìn)行计(jì)算，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际速度远远大(dà)于理论(lùn)速度，那(nà)么产生以上这种向(xiàng)心加速度的原因很可能就是存在着一种我们(men)看(kàn)不(bù)到的物质，是这些暗物质(zhì)的(de)引力效应(yīng)将星系(xì)聚(jù)集在(zài)了一起(qǐ)。

也(yě)是从这时开始，越来(lái)越多的研(yán)究(jiū)人(rén)员(yuán)开始相(xiāng)信暗(àn)物质的存(cún)在。科学家根据星(xīng)系(xì)外恒星轨(guǐ)道(dào)的速度，估算(suàn)在星(xīng)系当中(zhōng)暗物质的质量占(zhàn)整个(gè)星(xīng)系质量(liàng)的85%。但是，暗(àn)物(wù)质并(bìng)不是唯一(yī)可以解释这个现(xiàn)象的原因。在(zài)一项(xiàng)新的研究当中，科学(xué)家们发现，几乎没有(yǒu)引力效应的遥远恒(héng)星(xīng)之(zhī)间，也会出现速(sù)度上的(de)微小差异(yì)。另外，天文学家还发现了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大(dà)约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河(hé)系不多，但是星系当中存在(zài)的恒(héng)星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该星(xīng)系必须存在(zài)暗物质，否则就(jiù)会分崩离析。但是科(kē)学家(jiā)们使用最先进(jìn)的望(wàng)远镜对(duì)其进行(xíng)了40个小时的详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒星(xīng)运(yùn)动是可以用正常的物质和力学定(dìng)律来解释的。那么又有人提出，也许该星系(xì)的(de)暗物(wù)质(zhì)，已经被附近的(de)另一个大(dà)星系剥(bō)离了。奇(qí)怪的是，它的附近(jìn)没有(yǒu)任何星系存在(zài)。造成(chéng)这些现象的除了暗物质的假说之(zhī)外，另一种可(kě)能就是人(rén)类(lèi)对(duì)引力的理解还不够(gòu)全(quán)面，引力(lì)很可能在不同(tóng)尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺度中的天体会(huì)沿着它们的轨道，按照我们所理解(jiě)的方式运动。但是上升到星系(xì)和星(xīng)团的(de)尺度(dù)，引力之间的相互(hù)作用则是(shì)不同的方式(shì)。对于在星系团之间的相互作用，科学家还引入了外(wài)部场效应的概念，指的是在数(shù)百万(wàn)光年的(de)规模上，巨大的质量之间会产生(shēng)对彼此特殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我(wǒ)们需要对现在(zài)的物理定律进(jìn)行修正，这(zhè)些发现也让很多人认为(wèi)暗(àn)物质假说理论就(jiù)此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质(zhì)存在(zài)的其(qí)他的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙(méng)德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为(wèi)37亿(yì)光年的子弹星系(xì)团，由(yóu)两个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们(men)大部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在星系的(de)气体(tǐ)当中。当星团以(yǐ)1000万(wàn)公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际(jì)气体的相互作用(yòng)就会导致温度(dù)的(de)急剧升高，速度大幅(fú)降(jiàng)低。所以在理论(lùn)上，在碰(pèng)撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星系团大部分(fēn)的(de)质量将(jiāng)位于所有这些(xiē)气体所在的中间(jiān)区域(yù)。那么我们通过什么来验证(zhèng)它的质量(liàng)区域到底是不是集中在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太(tài)空望远(yuǎn)镜传回了宇宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全彩的高清照片，在照片中我(wǒ)们可以明显地看到(dào)很多星系似乎(hū)被拉(lā)伸(shēn)产(chǎn)生了巨大的形变(biàn)。其实这(zhè)些星系本身(shēn)并(bìng)不是真的被扭(niǔ)曲了，也(yě)不是韦(wéi)伯望(wàng)远镜出了什么问题，而(ér)是(shì)这样(yàng)极遥远(yuǎn)的(de)天体和我们(men)地球上的(de)观测(cè)者之间(jiān)。被一个质量超(chāo)级巨大的天体遮(zhē)挡，这个(gè)超大质(zhì)量(liàng)的东西的引力(lì)，会使身后(hòu)更遥远星(xīng)系的(de)光都发生了扭曲。这(zhè)个现象就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体(tǐ)可(kě)能是超(chāo)大(dà)质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发现(xiàn)它的大质(zhì)量(liàng)区域(yù)并不是在中间，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释方法就是当星团发(fā)生全部的碰撞(zhuàng)时，可被(bèi)观测(cè)到(dào)的质量气体被卡(kǎ)在(zài)了(le)中间，暗物质则直接通过(guò)了这个区域，并在两边(biān)形成了引力透(tòu)镜(jìng)。对子弹星系团的(de)引(yǐn)力(lì)透镜(jìng)研究也(yě)被认为是暗(àn)物质存在的(de)迄今为止(zhǐ)最好的(de)理论证据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可(kě)见光终于(yú)可以(yǐ)畅(chàng)通(tōng)无(wú)阻地穿越在宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)了(le)。经过了130多亿年(nián)之(zhī)后，这些光在宇宙(zhòu)空间背景上留下了(le)各相同性的微波辐射。其中(zhōng)红色的部分(fēn)表示温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的(de)区域，但实际上它(tā)们之(zhī)间的温差(chà)只有万分之一。

科(kē)学家们(men)通(tōng)过对前景(jǐng)背景分离后的二值图像进行(xíng)连通域(yù)提取和(hé)标记之后(hòu)发(fā)现(xiàn)，如果宇宙当(dāng)中(zhōng)没有暗(àn)物质，图形看起来不应该是这(zhè)样(yàng)的，而随着暗物质的增加，一些峰值(zhí)的(de)幅度会减小，才变得看起来(lái)“和谐(xié)”。为了匹配(pèi)宇宙(zhòu)微(wēi)波背景辐(fú)射的测量(liàng)值(zhí)，我们需要(yào)的暗物(wù)质大约是(shì)普通物质的5倍。这个数字与解释星系(xì)当(dāng)中恒(héng)星运(yùn)动所需要的暗物(wù)质比例是一致的。这就意味着(zhe)。

用了一个简单的理论框架，就很好地解释(shì)了很多不同的观测(cè)结(jié)果(guǒ)。而(ér)暗(àn)物质的本质就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的(de)粒子，它们不(bù)参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引力(lì)来相互作用(yòng)。所以(yǐ)如果能够找到(dào)这种(zhǒng)粒(lì)子的存在，就相当于找(zhǎo)到了(le)暗物质(zhì)存在的实际证据。这(zhè)种粒子到底是(shì)什么？科学家们已经提出了(le)数十种的假想目标，而(ér)要寻(xún)找这些不同(tóng)的目标(biāo)粒子所需要的实验方式也不相同(tóng)。在过去(qù)的几十年当中，人(rén)类(lèi)为(wèi)了寻找这些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎不会与常规(guī)物(wù)质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了(le)超过50次的(de)实验(yàn)，却(què)没有(yǒu)任何实质性的发现，除了一个(gè)地方，意大利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山(shān)脉(mài)。

在(zài)山下1400米处的地下矿井当中(zhōng)，藏(cáng)着地球(qiú)上(shàng)最大的地学(xué)实验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的(de)探测器，一直(zhí)致力于(yú)寻找暗物质粒子(zi)的周期性震荡。

自(zì)1997年(nián)以(yǐ)来，这里的科学家(jiā)声称观测(cè)到了某种信号(hào)。经过(guò)了20多年的数据收集，人们(men)发(fā)现了一(yī)个有趣的事情。探测(cè)率会在(zài)每年的(de)6月(yuè)份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低(dī)，而且(qiě)在20年当中(zhōng)每年都(dōu)是一样。一(yī)些科学家认为(wèi)这可能是(shì)人类发现(xiàn)暗(àn)物质(zhì)的第一(yī)个直(zhí)接证据(jù)。

但是为(wèi)什么暗物(wù)质会产生周期性的年度信(xìn)号呢？刚才(cái)我们(men)讲了太阳(yáng)系正在(zài)以220公里/秒(miǎo)的(de)速度(dù)围(wéi)绕着银河系进(jìn)行移动(dòng)，那么(me)如(rú)果暗物质存(cún)在宇宙当(d社会公益活动包括哪些，公益活动包括哪些方面āng)中，这(zhè)意味着(zhe)我们也在以(yǐ)这样(yàng)的速(sù)度在穿越着暗物质流，这个过程中(zhōng)会产生(shēng)相应的振荡(dàng)，同时地球又以30公里/秒的速(sù)度围绕(rào)太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的方向(xiàng)是一致的，而另外(wài)半年则与之相(xiāng)反。

而在(zài)6月(yuè)份的时(shí)候(hòu)，地(dì)球(qiú)与太(tài)阳的方向正好达到完全一(yī)致，这是理论上地球穿越暗物质(zhì)流最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际(jì)的情况中(zhōng)，太阳系相对银(yín)河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这(zhè)并不影响这个理论的有效(xiào)性。

因此科学(xué)家认为这可(kě)以(yǐ)用来解释，研究(jiū)人员们所(suǒ)观(guān)测到的周(zhōu)期性信号。当然也可能有其他的(de)情况，造成这(zhè)种年度周期信号(hào)的差(chà)异(yì)也(yě)可能是温度、湿度、土(tǔ)壤中(zhōng)的水分、高山上的(de)积雪，甚至连意大利游(yóu)客的数量(liàng)也符合这个(gè)周期(qī)的(de)规律。

所以，科学家们又在南半球建(jiàn)立了一个几乎相同(tóng)的(de)实(shí)验室(shì)，这(zhè)里的(de)季节与之前的实(shí)验室正好相反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质流的运动特征和第一个实验(yàn)室是一(yī)样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这里可以得到相同的信号，就可以成为(wèi)暗(àn)物质所存在的非常有力的证据(jù)了。但是(shì)由(yóu)于(yú)这个实(shí)验(yàn)室刚刚建成不久，所以截(jié)至目(mù)前(qián)还(hái)无(wú)法提供相应的数据支持(chí)。另外(wài)，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台新(xīn)的(de)望远镜，这台(tái)太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同(tóng)，但(dàn)它(tā)的宽视场仪器提(tí)供的视野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希(xī)格雷斯(sī)罗(luó)曼(màn)太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中(zhōng)一个关键的用途就是探索暗(àn)物质背后的奥秘，对于探测的结(jié)果，我们只能拭目以待了。费(fèi)米实验室粒子(zi)天体物理中(zhōng)心(xīn)的科(kē)学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果(guǒ)暗物质存在，它们(men)极有可能(néng)拥(yōng)有另一种神秘的效应，这种暗物(wù)质(zhì)效应，会(huì)支持宇宙当中生命的诞生(shēng)，或(huò)者说(shuō)是生命进化的一个重(zhòng)要(yào)因素(sù)。

如(rú)果(guǒ)这一理论得(dé)到进一步的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当(dāng)中的暗物质会不(bù)会意(yì)味着人(rén)类并(bìng)不(bù)孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中(zhōng)某个角落(luò)的行星(xīng)上(shàng)，暗物质正在(zài)通(tōng)过这样的效应(yīng)创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这(zhè)些推论(lùn)的(de)大前提(tí)是要先(xiān)找到暗物(wù)质存在(zài)的实(shí)际证(zhèng)据(jù)。那么小(xiǎo)伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底存(cún)不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持(chí)是我更新的(de)动(dòng)力(lì)！

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