宇(yǔ)宙(zhòu)是(shì)“人为制造”的(de)？为(wèi)何(hé)会存在科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么(me)？人类为了寻找暗物(wù)质存在(zài)的证据，科学家们在过去的几十年当中进行(xíng)了超(chāo)过50次的长期(qī)实(shí)验，但是却没(méi)有发现(xiàn)任何的有效证据。除了一个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨(sà)克牛顿发(fā)表了(le)万有引(yǐn)力定律，它揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体(tǐ)运动的(de)规律。往后的几百年来，当天文(wén)学家(jiā)们发现某些(xiē)天体(tǐ)运行轨道出现异常，不符(fú)合万有(yǒu)引力(lì)定律的时候，他(tā)们(men)就会知(zhī)道，周围(wéi)一定有未(wèi)知的(de)天(tiān)体通(tōng)过(guò)引力在摄(shè)动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过(guò)天王星(xīng)运(yùn)行轨道的异常(cháng)，推算并且(qiě)发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发现都是应(yīng)用万(wàn)有引力定律所取得重大天(tiān)文(wén)成(chéng)就的例(lì)子(zi)。但是这些发现都是在(zài)恒星系统(tǒng)的尺度当中(zhōng)，可当我们上升到星系或者(zhě)是星(xīng)团的尺度，事情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗(fú)里茨兹威基正(zhèng)在研究(jiū)和(hé)测量后发星系团的质量。这是一(yī)个由数千(qiān)个星系(xì)所组(zǔ)成的巨大星系团，这些星系被(bèi)引力束缚在一起。测(cè)量(liàng)星系团(tuán)的质量一般会使(shǐ)用到(dào)两种方法，当(dāng)两(liǎng)种方法结果一致，就可以确定其质量的范围(wéi)。

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

第二(èr)种是动(dòng)力(lì)学质量的计算，是(shì)利(lì)用光谱(pǔ)红移测量星系(xì)团中的各个星系相对于星系团的(de)运动速度(dù)。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵(měng)了(le)，“动力学(xué)质量”竟然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星(xīng)系团有99%的质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说(shuō)这99%的质(zhì)量并不以可见光的形(xíng)式所存在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的(de)是(shì)，在测量速度(dù)的(de)过程(chéng)中，兹威基发现星系团中很多星(xīng)系的速度比理论上要(yào)快得多(duō)，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可(kě)见星(xīng)系的(de)质量所(suǒ)产生的引(yǐn)力是(shì)无(wú)法(fǎ)将它们束缚在星(xīng)系团内的(de)，它们早就应该被抛出星系团之外了，除(chú)非有(yǒu)一种神秘的力(lì)量在(zài)起作用，这种(zhǒng)力(lì)量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基(jī)提出了这样(yàng)部(bù)分不可(kě)见的暗质，它不(bù)发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的(de)人们(men)对(duì)这样的(de)一种说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才(cái)再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特(tè)福特(tè)在观测仙(xiān)女(nǚ)座(zuò)星系(xì)中的(de)恒星运动。理论上来(lái)说，距离(lí)中心越远的恒星在其轨道(dào)上的(de)运行速度就(jiù)会越(yuè)慢。但是他们观(guān)测的结(jié)果却让人(rén)感(gǎn)到不可思议(yì)。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的万有引(yǐn)力定律，在星(xīng)系当中(zhōng)如果没(méi)有足够大的质量(liàng)来吸引(yǐn)它们(men)，这些外(wài)围的(de)恒星早就被甩到宇宙当中了(le)。基于这种现(xiàn)象(xiàng)，科学家们会使用一种相对标准的方法(fǎ)来解(jiě)释暗物质的(de)存(cún)在，这种方法就是测量(liàng)星系(xì)当中气体在(zài)X轴上距离(lí)星系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果出现异(yì)常的结果，就认为是由暗物质(zhì)的力量(liàng)进入其中。

于是科学家们通(tōng)过射(shè)电望(wàng)远镜测量(liàng)了距离星系中心更远距(jù)离(lí)的氢元素，发(fā)现它们的旋(xuán)转速度(dù)并不符合牛顿的力学定(dìng)律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳(yáng)系(xì)也不(bù)例外，太阳系位(wèi)于银(yín)河系的第三悬(xuán)臂之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万(wàn)光年(nián)，根据万(wàn)有引(yǐn)力定律(lǜ)进行(xíng)计算，太阳系的(de)运(yùn)行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上(shàng)，太阳系正(zhèng)在以220千(qiān)米/秒的(de)速(sù)度围绕(rào)银(yín)河系旋转，这个实(shí)际(jì)速度(dù)远远大于理论速度，那(nà)么产生以上这种向心加(jiā)速度的原因很可能就是存在着一种我们看不(bù)到的(de)物质，是这些暗物质(zhì)的(de)引力(lì)效应将星系聚集在了一起。

也是从这时(shí)开始，越来越多(duō)的(de)研究人员开始相信暗物质的存在。科学家根据(jù)星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在星系当中暗物质的质(zhì)量占整(zhěng)个星系质量的85%。但是，暗物(wù)质并(bìng)不是(shì)唯一可以解释(shì)这个(gè)现(xiàn)象的原(yuán)因(yīn)。在一项新(xīn)的研究当中(zhōng)，科学(xué)家们发(fā)现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间(jiān)，也(yě)会出(chū)现速度上(shàng)的(de)微小差异。另外，天文(wén)学家还发现了(le)一(yī)个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约2.5亿(yì)光年，大小和(hé)银河(hé)系不多，但是星系(xì)当中(zhōng)存(cún)在的恒(héng)星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论上(shàng)，该(gāi)星系必须存在暗(àn)物质(zhì)，否则就会分崩离析。但(dàn)是科(kē)学家们使用(yòng)最先进的望(wàng)远镜对(duì)其进行了(le)40个小时的详细测量之后，发现星系中的(de)恒(héng)星运动是可以用正常的物质和力学(xué)定(dìng)律来解释的(de)。那(nà)么又有人提出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗(àn)物质，已经(jīng)被附近的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成(chéng)这(zhè)些现(xiàn)象的(de)除了暗物质的(de)假说之外，另(lìng)一种可能就是(shì)人类对引(yǐn)力的理解还不(bù)够(gòu)全面，引(yǐn)力很可(kě)能在(zài)不(bù)同(tóng)尺(chǐ)度空(kōng)间中的工作方式是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺(chǐ)度中的天(tiān)体会沿(yán)着它们的轨(guǐ)道，按照我们(men)所理解(jiě)的方式运动。但是上(shàng)升到星系和星团的(de)尺度，引力之(zhī)间的(de)相互作用则是不(bù)同的方式(shì)。对于(yú)在星系团之间(jiān)的相互作(zuò)用(yòng)，科学家还引入(rù)了外部场效应的概念，指的是(shì)在数百万光年(nián)的规模上(shàng)，巨大的质(zhì)量之间(jiān)会产生(shēng)对彼(bǐ)此特殊的(de)效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如(rú)果MOND蒙德(dé)理论成立(lì)，这意味(wèi)着我们需要对现在的物理定律进行修正，这(zhè)些发现也(yě)让很多人认为暗物质假说理论就此终结(jié)。但是(shì)在(zài)宇(yǔ)宙当(dāng)中还有关于(yú)暗(àn)物质存在的其他的理论证据，这(zhè)些理论证据(jù)是(shì)蒙德理论所没法(fǎ)解释的(de)“引(yǐn)力透(tòu)镜(jìng)”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星(xīng)系团，由两(liǎng)个碰撞的(de)星(xīng)系(xì)团所组成，类似这(zhè)样(yàng)的星(xīng)团，它(tā)们大(dà)部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在(zài)星系的(de)气体当中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候(hòu)，星际气体的相互作用(yòng)就会导(dǎo)致温(wēn)度的急剧升(shēng)高，速(sù)度(dù)大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的(de)质量将位于(yú)所有(yǒu)这些(xiē)气(qì)体所在的中间区域。那么我们通过(guò)什么来(lái)验证它的(de)质量区域(yù)到底是(shì)不是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远镜传(chuán)回了宇宙当中第一张全彩的(de)高清照片，在照片中(zhōng)我们可以明显地看(kàn)到很(hěn)多星系似(shì)乎被拉伸产生(shēng)了(le)巨大(d电池充到80好还是100好 充电到80真的能保护电池吗à)的(de)形变(biàn)。其实这些星系(xì)本(běn)身并不是真的被(bèi)扭(niǔ)曲(qū)了，也不是(shì)韦伯望远镜(jìng)出了什么问题(tí)，而是这样(yàng)极遥远的(de)天体和我们(men)地球上的(de)观测(cè)者之间。被一(yī)个质量超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使(shǐ)身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象就是(shì)引力透(tòu)镜效应。这个(gè)巨大的(de)天体可(kě)能是超(chāo)大质(zhì)量的(de)黑洞或者是暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当(dāng)人们对子弹星系团观测的时(shí)候，发现它的大质量区域并不是(shì)在中间，而(ér)是在两侧(cè)。所以最(zuì)好的解释方(fāng)法就是当星团发生全部的碰(pèng)撞时(shí)，可(kě)被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对(duì)子弹(dàn)星(xīng)系团的引力透镜研(yán)究也被认为是(shì)暗物质存在的(de)迄今为止最好的理论证据。

除此之(zhī)外(wài)，还有(yǒu)来(lái)自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始(shǐ)，38万年之(zhī)后，可见(jiàn)光终于可以畅通无(wú)阻地穿(chuān)越(yuè)在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在(zài)宇(yǔ)宙空间背景上留(liú)下了各相同性的微波辐射。其(qí)中(zhōng)红色的部分表示温(wēn)度较高的(de)区域，蓝(lán)色则(zé)表示相对较(jiào)冷的(de)区域(yù)，但(dàn)实际上它们之间的(de)温差只有万(wàn)分(fēn)之(zhī)一(yī)。

科学家们通过对前景背景分离后的(de)二值图(tú)像进行连通域提(tí)取和(hé)标记之后发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当(dāng)中没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而(ér)随着(zhe)暗物质(zhì)的增加(jiā)，一些峰值的幅度会(huì)减小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微(wēi)波(bō)背景辐射的测量值，我们需要的暗物质大约(yuē)是普通物质的5倍。这个数字与(yǔ)解(jiě)释星系当中恒星运动所需要的(de)暗物质比(bǐ)例是一(yī)致的。这就意味着(zhe)。

用了(le)一个(gè)简单的(de)理(lǐ)论框架，就很好地解(jiě)释(shì)了很多(duō)不(bù)同的观(guān)测(cè)结果(guǒ)。而暗物质的本(běn)质就是宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒子，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作(zuò)用，只通过引力来相互作用。所以如果能够(gòu)找到这(zhè)种粒子(zi)的存在(zài)，就(jiù)相当(dāng)于(yú)找到了暗物质存在的实际(jì)证据。这种粒子到(dào)底是什么？科(kē)学家们已经提出(chū)了数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需要的(de)实(shí)验方式也不相(xiāng)同。在过去的几十年当(dāng)中，人(rén)类(lèi)为(wèi)了寻找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸不(bù)到，几乎不会与(yǔ)常(cháng)规物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学家们已经进(jìn)行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了一(yī)个地方(fāng)，意(yì)大利(lì)的格(gé)兰萨(sà)索山(shān)，隶(lì)属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球(qiú)上最大的地学(xué)实验室，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层(céng)楼高的(de)探测器，一直致力于寻(xún)找(zhǎo)暗物质粒(lì)子的周期性震荡(dàng)。

电池充到80好还是100好 充电到80真的能保护电池吗a-w="1234" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/82fd8b93a96870b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

自1997年以来，这(zhè)里的科学家(jiā)声(shēng)称观(guān)测(cè)到(dào)了某种信号(hào)。经过了20多年的数据收集(jí)，人们发现了一(yī)个有(yǒu)趣的事情。探测率(lǜ)会在每(měi)年的6月份(fèn)达到峰(fēng)值，然后(hòu)在11月降到(dào)最低，而(ér)且在20年当中每年(nián)都是一(yī)样。一些科学(xué)家认为这可能是人类(lèi)发现暗物质(zhì)的(de)第一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周期(qī)性的(de)年度信号(hào)呢(ne)？刚才我们讲(jiǎng)了太(tài)阳系(xì)正(zhèng)在(zài)以(yǐ)220公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕着银(yín)河系进行移动，那么如果暗物质存在(zài)宇宙(zhòu)当中(zhōng)，这意(yì)味着我们(men)也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会(huì)产生相应的(de)振荡(dàng)，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速(sù)度围绕(rào)太阳(yáng)进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有半(bàn)年的时(shí)间，地球(qiú)围绕太(tài)阳的方向与太阳环绕(rào)银河(hé)系的方向是一致的，而另外半年则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正(zhèng)好达(dá)到完全一致，这是理论上(shàng)地球(qiú)穿越暗物质流最(zuì)快(kuài)的时段。而在11月份，又恰(qià)好达(dá)到了(le)最(zuì)慢值。尽(jǐn)管在实际的情(qíng)况(kuàng)中(zhōng)，太阳(yáng)系相(xiāng)对(duì)银河系的平面呈(chéng)现了60度(dù)的倾斜，但是这并不影(yǐng)响(xiǎng)这(zhè)个理论的有效性。

因此科学家认为这可以用来解(jiě)释，研究人员们所观(guān)测(cè)到(dào)的周期性信号(hào)。当(dāng)然也可能有其他的情况，造成这种年度(dù)周期信号的差异也可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高(gāo)山上的积(jī)雪(xuě)，甚(shèn)至连意(yì)大利(lì)游客的数量也符合这个周期(qī)的规(guī)律。

所以(yǐ)，科学家们又在南(nán)半球(qiú)建立了一个几乎相同的实验室，这里的季(jì)节与(yǔ)之前的实验室正好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物质流的运动特征和(hé)第一个实验(yàn)室是一(yī)样的。

因此(cǐ)，如果在这里可(kě)以得到(dào)相同的信号，就(jiù)可以成(chéng)为暗(àn)物质所存在(zài)的非常有力的证(zhèng)据(jù)了。但是(shì)由于这个(gè)实验室刚(gāng)刚(gāng)建成不(bù)久，所以截至目前还无法提供相应的数(shù)据(jù)支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远镜，这台太空望远镜(jìng)叫做“南希格(gé)雷斯(sī)罗曼(màn)”，它(tā)的(de)主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的(de)宽视场(chǎng)仪器提供的视野是哈勃(bó)红(hóng)外仪器的(de)100倍(bèi)。南希格雷(léi)斯(sī)罗曼太空望远镜其中一个关键(jiàn)的(de)用途就是(shì)探索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体物(wù)理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现(xiàn)，如果暗(àn)物质存(cún)在(zài)，它们极有可能拥有另(lìng)一种神秘(mì)的效(xiào)应，这种暗物(wù)质效应，会支(zhī)持宇宙当中(zhōng)生(shēng)命的诞生，或者(zhě)说是(shì)生命(mìng)进化的一(yī)个重(zhòng)要因素。

如果这一(yī)理论(lùn)得到进一(yī)步的证实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗(àn)物质(zhì)会不会意味着人类并不孤(gū)单呢？或许在宇宙当(dāng)中某(mǒu)个角落(luò)的(de)行星上(shàng)，暗物质正在通过这样(yàng)的(de)效应创造生(shēng)命。当然，这(zhè)些推论的大前提是(shì)要先(xiān)找(zhǎo)到暗物质(zhì)存在的(de)实(shí)际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们(men)觉得暗(àn)物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我(wǒ)更新(xīn)的动力(lì)！

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