宇(yǔ)宙是“人为(wèi)制造”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(shén)么？人类为(wèi)了寻找暗物质(zhì)存在的证据，科学家们在(zài)过(guò)去(qù)的几(jǐ)十年当中(zhōng)进行了(le)超过50次的(de)长期实验，但(dàn)是却没有发现任何的有(yǒu)效证(zhèng)据。除了一(yī)个地(dì)方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数(shù)学(xué)原(yuán)理一书(shū)中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)，它揭示(shì)了宇宙中(zhōng)天(tiān)体运动的规律。往后的(de)几百(bǎi)年来，当(dāng)天文(wén)学家们发现某些天体运行轨道出现异(yì)常，不符合万(wàn)有引力定律的时(shí)候，他们(men)就会(huì)知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过(guò)引力(lì)在(zài)摄动它的轨道。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥本勒(lēi)维耶就(jiù)通(tōng)过天王(wáng)星运行轨道(dào)的异常，推算(suàn)并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现(xiàn)都是应用万有(yǒu)引力定律(lǜ)所取得重大天文(wén)成就的例子。但是这些(xiē)发现都是在恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我们上升到星(xīng)系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹(zī)威基正(zhèng)在研究和(hé)测量后(hòu)发(fā)星系团(tuán)的质量(liàng)。这是一个(gè)由数千个星系(xì)所组成的巨大星系(xì)团，这些(xiē)星系被引力束缚在一起。测量(liàng)星系(xì)团的质量一般(bān)会使用到(dào)两种方法(fǎ)，当(dāng)两(liǎng)种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)结果一致(zhì)，就(jiù)可以确定其质量的(de)范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测量各(gè)个星(xīng)系的光度。

第二种是(shì)动力学(xué)质量的计算，是利用光谱红移测量星系团中的各个(gè)星系相对于(yú)星系(xì)团的(de)运动速度。当测量(liàng)结果出来之后，兹威基(jī)彻底懵了(le)，“动力学(xué)质量”竟然(rán)是“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着，后发(fā)座星系(xì)团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说(shuō)这(zhè)99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式所存在，我们无法看到。最诡异(yì)的是，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基发现星系团中很多(duō)星系的(de)速度比理(lǐ)论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的(de)质(zhì)量(liàng)所(suǒ)产生的引力是无法将它们束缚在(zài)星系团内的，它(tā)们早就应该被(bèi)抛出星系团之外了(le)，除非有一种神秘的力量在(zài)起作(zuò)用(yòng)，这种力量来(lái)源(yuán)于某种(zhǒng)隐形的物质。

据(jù)此，兹(zī)维基提出了这(zhè)样部分不可见(jiàn)的暗质，它(tā)不(bù)发(fā)散光、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但(dàn)是它们却占据着宇宙中绝(jué)大部分的质量。只是当时(shí)的(de)人们(men)对这样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这(zhè)个词(cí)才再一次(cì)出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观(guān)测(cè)仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是他们观测的结果却让(ràng)人感到不可思(sī)议。

随(suí)着与中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持(chí)不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在星系当中如果没有足够大的质(zhì)量(liàng)来(lái)吸引它们(men)，这些(xiē)外围的恒星早(zǎo)就被甩到(dào)宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)了。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使用一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方法来(lái)解释暗(àn)物质的存在(zài)，这种(zhǒng)方(fāng)法就是(shì)测量星系当(dāng)中气体在X轴(zhóu)上(shàng)距离星系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的旋转速度。如(rú)果出现异常(cháng)的结果(guǒ)，就认(rèn)为(wèi)是由暗物质的力量(liàng)进(jìn)入其(qí)中。

于是科学(xué)家们(men)通过射电望远(yuǎn)镜测量了(le)距离星系中心更远(yuǎn)距(jù)离的氢(qīng)元(yuán)素(sù)，发现它(tā)们的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力(lì)学(xué)定律。我们(men)的太(tài)阳(yáng)系也不例外，太(tài)阳系(xì)位于银河系的(de)第三悬臂之上(shàng)，距离(lí)银(yín)河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引力定律进行计算(suàn)，太阳系的运行(xíng)速度应该是(shì)160千米/秒，但(dàn)实际上，太(tài)阳系正在以(yǐ)220千米/秒(miǎo)的速(sù)度(dù)围绕(rào)银河系旋(xuán)转，这个实际(jì)速度远(yuǎn)远大于理论速度，那么产生以上这种向心加速度的原因(yīn)很可能就(jiù)是存在着一种我们看不到的物质，是(shì)这些(xiē)暗物质的(de)引力(lì)效(xiào)应(yīng)将(jiāng)星系聚(jù)集在了一起。

也是从这时开始(shǐ)，越来越(yuè)多的研究人(rén)员开始相(xiāng)信(xìn)暗(àn)物质的存(cún)在。科学家(jiā)根(gēn)据星系外恒(héng)星轨道的速度(dù)，估算(suàn)在星(xīng)系当中暗物质的质(zhì)量占整个(gè)星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是(shì)唯(wéi)一可以(yǐ)解释这个现象的原因。在(zài)一项新的研究当中，科学家(jiā)们发现，几乎(hū)没有(yǒu)引力效应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现速(sù)度上的微小(xiǎo)差异(yì)。另外，天文学家还发(fā)现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系(xì)距(jù)离地(dì)球大约2.5亿光(guāng)年，大(dà)小和银河(hé)系(xì)不多，但是星(xīng)系当中存在的恒星数量却只有(yǒu)银河系的千分之一。

所以在理论上，该(gāi)星(xīng)系必须存(cún)在暗物质，否则(zé)就会分(fēn)崩离析(xī)。但是科学家们使用最先进的望(wàng)远镜对其进(jìn)行(xíng)了40个(gè)小(xiǎo)时的详(xiáng)细测量之后(hòu)，发现星系中的恒(héng)星运动是可以用正常的(de)物(wù)质和(hé)力学定(dìng)律(lǜ)来(lái)解释的。那么(me)又有人(rén)提(tí)出，也许该(gāi)星系的暗物质，已经(jīng)被附(fù)近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成这些现象的(de)除了暗(àn)物质的假说之外，另一种可(kě)能(néng)就是人类对引力的理解(jiě)还不够全面(miàn)，引(yǐn)力(lì)很(hěn)可(kě)能在不同尺度空间中的(de)工(gōng)作(zuò)方式是(shì)不同的，这意味着在(zài)行(xíng)星系尺度中的天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按(àn)照我们所理(lǐ)解的(de)方(fāng)式运动(dòng)。但是上(shàng)升到星系和星团(tuán)的尺度，引(yǐn)力之间的相互作用则是(shì)不(bù)同(tóng)的方(fāng)式。对于在星系团之间(jiān)的相(xiāng)互作用，科学家(jiā)还引入了外部场效应的概念，指(zhǐ)的是在数百万光年的规模上(shàng)，巨大的质量之(zhī)间会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这个(gè)理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需(xū)要对现在的物理定律进行修正，这(zhè)些(xiē)发现也让很多人认为暗物质假(jiǎ)说(shuō)理论就(jiù)此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还(hái)有关于(yú)暗物(wù)质存(cún)在(zài)的其他的理论证(zhèng)据，这些理论证据是(shì)蒙(méng)德理论所没法解释的(de)“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星(xīng)系团所(suǒ)组成，类似这(zhè)样的星团(tuán)，它(tā)们大部分(fēn)的普通质量(liàng)都在(zài)星系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里一亿等于10的几次方万，一亿等于10的几次方元/小时发生碰(pèng)撞的时候，星(xīng)际(jì)气体的相互作(zuò)用(yòng)就会导致温度的(de)急剧升高，速度大幅(fú)降低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部(bù)分的质(zhì)量将位于(yú)所有这些气体所在的中间区域(yù)。那(nà)么我们通过什(shén)么来验证它的质(zhì)量区域到底是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹(zhān)姆斯韦(wéi)伯太空望远(yuǎn)镜传(chuán)回(huí)了宇宙当中第一(yī)张全彩的高清照(zhào)片，在(zài)照(zhào)片(piàn)中我们可以(yǐ)明显地看到很多星系(xì)似乎一亿等于10的几次方万，一亿等于10的几次方元被(bèi)拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实(shí)这些星系本身并不是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)出了什么(me)问题，而(ér)是这样极遥远的天体和我们地球上的观(guān)测者之间(jiān)。被一个(gè)质(zhì)量超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超(chāo)大质量的东(dōng)西的引力，会使身后更遥远星系的光都发生了(le)扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能(néng)是(shì)超大质量(liàng)的黑洞(dòng)或者(zhě)是(shì)暗(àn)物(wù)质。

所(suǒ)以当(dāng)人们对子弹星系团观测的时候(hòu)，发(fā)现它的大质(zhì)量(liàng)区域并不是(shì)在中间(jiān)，而是在两侧。所(suǒ)以最好(hǎo)的(de)解(jiě)释方法就是当星团发生全部的碰(pèng)撞时，可被观测到的(de)质(zhì)量气体(tǐ)被卡在了中(zhōng)间，暗物质则(zé)直接通过(guò)了这个区域，并在两边(biān)形成(chéng)了(le)引力透镜。对子弹(dàn)星(xīng)系(xì)团的引力(lì)透镜(jìng)研究也被(bèi)认为是暗物(wù)质(zhì)存在(zài)的(de)迄(qì)今为止最好(hǎo)的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终于可以畅通无(wú)阻(zǔ)地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这些光在宇宙(zhòu)空间(jiān)背景上(shàng)留下(xià)了各相同性的微波(bō)辐射。其中红色的部(bù)分(fēn)表示温度(dù)较高的区域，蓝色则(zé)表(biǎo)示(shì)相对较冷(lěng)的区域，但(dàn)实(shí)际上它们之间的温差(chà)只有万(wàn)分之一。

科学家们(men)通过对前(qián)景背(bèi)景分离后(hòu)的二值图像进(jìn)行(xíng)连通域提取和(hé)标记(jì)之后发现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形(xíng)看起来(lái)不应该(gāi)是这样的(de)，而(ér)随着暗物质的增加，一些(xiē)峰(fēng)值(zhí)的幅度(dù)会(huì)减小(xiǎo)，才变得看起来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射的测量(liàng)值，我们需(xū)要的(de)暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这(zhè)个数(shù)字与解释星系(xì)当中恒星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是(shì)一(yī)致的。这就(jiù)意味(wèi)着。

用了一个简(jiǎn)单的(de)理论(lùn)框架，就很好地解释了很多不同(tóng)的(de)观测结果。而暗物质(zhì)的本质就是(shì)宇宙当中(zhōng)存在着某种类(lèi)型的粒子，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通过引力来(lái)相(xiāng)互作用。所(suǒ)以如果能够找到(dào)这(zhè)种粒子(zi)的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了(le)数十种的(de)假(jiǎ)想目标，而要寻找(zhǎo)这些不同的(de)目标(biāo)粒子所需要的实验方式(shì)也不相同。在过去的几(jǐ)十年当(dāng)中，人类(lèi)为了寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几乎不会与常(cháng)规物(wù)质相互(hù)作用的“暗物(wù)质”，科(kē)学家们已经进行了超过50次的实验，却没有任何(hé)实质性(xìng)的发现，除(chú)了一(yī)个地(dì)方，意大利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯(sī)山(shān)脉。

在山(shān)下(xià)1400米处(chù)的(de)地下矿井当(dāng)中，藏(cáng)着地球(qiú)上最大的地(dì)学实验室(shì)，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼(lóu)高的探测器(qì)，一直致力于寻找暗物(wù)质(zhì)粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学家(jiā)声称观测到(dào)了某种(zhǒng)信(xìn)号。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集，人们发现(xiàn)了(le)一(yī)个有趣的(de)事情。探测率会(huì)在(zài)每(měi)年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而(ér)且在20年当中(zhōng)每年都是一样。一些科学家认为这可(kě)能是人(rén)类(lèi)发现暗物质的第(dì)一个直接证据。

但(dàn)是为什么暗物(wù)质(zhì)会产生周期(qī)性的年度(dù)信号呢？刚才我(wǒ)们(men)讲(jiǎng)了太阳系正在(zài)以220公里(lǐ)/秒的速度围绕着银河(hé)系进行(xíng)移动(dòng)，那么如果(guǒ)暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我(wǒ)们(men)也在以这样(yàng)的速度在穿越着暗物(wù)质流(liú)，这(zhè)个过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时地(dì)球又以30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳的方向与太阳环绕银河(hé)系(xì)的(de)方向是一(yī)致的，而另(lìng)外半年则与之相(xiāng)反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太阳的方向(xiàng)正好达到完全一致，这是理论上地球穿越(yuè)暗物质流最(zuì)快(kuài)的(de)时段。而在(zài)11月份，又恰好达到了最慢(màn)值。尽管(guǎn)在实际的情况中(zhōng)，太阳系相(xiāng)对银河系的平面呈现(xiàn)了60度的倾(qīng)斜，但是这并不(bù)影响这个理论(lùn)的有效性。

因此科(kē)学家认为这可以用来解(jiě)释(shì)，研(yán)究(jiū)人员(yuán)们所观测(cè)到的周期性信号。当然也可能有其他的(de)情况，造(zào)成这种(zhǒng)年度周(zhōu)期信号(hào)的差异(yì)也可能是温(wēn)度、湿(shī)度(dù)、土壤中(zhōng)的水分(fēn)、高(gāo)山上(shàng)的积雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也符(fú)合(hé)这个周(zhōu)期的规律(lǜ)。

所以，科学家们又在(zài)南半球建立了一个几乎(hū)相同的实验室，这里的季节与之前的实验室正好相(xiāng)反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗物质流的(de)运(yùn)动特征和第(dì)一个实(shí)验室是(shì)一样的。

因(yīn)此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所(suǒ)存在的(de)非(fēi)常有(yǒu)力的证(zhèng)据了。但是由于这个实验(yàn)室刚刚建成不久，所以截(jié)至目(mù)前还无(wú)法(fǎ)提供(gōng)相应的数据支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜(jìng)叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷斯罗曼(màn)太空望远镜(jìng)其中一个关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘(mì)，对于探测的结(jié)果，我们(men)只能拭目(mù)以待了(le)。费(fèi)米实验室粒子天(tiān)体物理中心(xīn)的(de)科学家丹(dān)琥珀和贾森(sēn)斯(sī)特芬研(yán)究(jiū)发现，如果暗物质存在，它们极有(yǒu)可能(néng)拥有另一种神(shén)秘(mì)的效(xiào)应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持(chí)宇宙当中生命的诞生，或者说(shuō)是生命进化的一个(gè)重要因素。

如(rú)果这一理论(lùn)得到进一步(bù)的证实(shí)，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意味着人(rén)类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中(zhōng)某个(gè)角落的行星上，暗物质正在通(tōng)过这样的(de)效应创造生(shēng)命。当(dāng)然(rán)，这(zhè)些推论的大(dà)前提是要先找到暗物质存在(zài)的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得(dé)暗(àn)物质(zhì)到底存(cún)不存在呢？喜(xǐ)欢请(qǐng)点(diǎn)赞，你的支持是我更(gèng)新的(de)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 一亿等于10的几次方万，一亿等于10的几次方元