宇宙是“人为制造”的？为何会(huì)存(cún)在(zài)科学无法(fǎ)解(jiě)释(shì)的“暗物质(zhì)”？暗物(wù)质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找暗物质存在的证据，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，但是却没(méi)有发现(xiàn)任何(hé)的(de)有效(xiào)证据。除(chú)了一个(gè)地方，在1687年(nián)出版的(de)自(zì)然哲学数(shù)学原理一书中，埃萨克(kè)牛顿(dùn)发表(biǎo)了(le)万有引力(lì)定律，它揭示(shì)了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运动的(de)规律(lǜ)。往后的(de)几百(bǎi)年(nián)来，当天文(wén)学(xué)家(jiā)们发现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有引力定律的时候(hòu)，他们(men)就(jiù)会知(zhī)道，周围(wéi)一定有未知的天体通过引力在(zài)摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王(wáng)星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现了海王星(xīng)的存在。另外(wài)，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发现都是应用万有引力定律所取得重大天文(wén)成就的例子(zi)。但是这(zhè)些发现(xiàn)都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升(shēng)到(dào)星(xīng)系或者是(shì)星(xīng)团(tuán)的尺(chǐ)度，事情(qíng)就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里(lǐ)茨(cí)兹威(wēi)基正在研究和(hé)测量后发星系团(tuán)的(de)质量。这是(shì)一(yī)个(gè)由数千(qiān)个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这(zhè)些星系被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到(dào)两种(zhǒng)方法，当(dāng)两(liǎng)种方法(fǎ)结果一致，就(jiù)可以(yǐ)确定(dìng)其质量的范(fàn)围。

第(dì)一(yī)种是获得其"光度学的(de)质量"，需要的(de)数据是测量各个星(xīng)系的光度。

第(dì)二(èr)种(zhǒng)是动力学质量的计算，是(shì)利用(yòng)光(guāng)谱红移测量(liàng)星系团(tuán)中的(de)各个星系(xì)相(xiāng)对(duì)于星系团的运动速(sù)度。当测量结果(guǒ)出(chū)来(lái)之后(hòu)，兹威基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟然(rán)是(shì)“光(guāng)度学质量”的400倍。这意(yì)味着(zhe)，后(hòu)发座(zuò)星系团有(yǒu)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存在，我们无(wú)法看(kàn)到。最诡异的是，在测量速(sù)度的过程中，兹威(wēi)基发现(xiàn)星系团中很多星(xīng)系的(de)速度比(bǐ)理论上要快(kuài)得多，按照牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠这(zhè)些可(kě)见星系(xì)的质(zhì)量(liàng)所产生的引力(lì)是无法将它(tā)们束(shù)缚在星系团内的(de)，它(tā)们(men)早就应该被抛出星系(xì)团之外了，除非有(yǒu)一(yī)种神秘(mì)的力量(liàng)在起(qǐ)作用(yòng)，这种力量来源于(yú)某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样(yàng)部分不(bù)可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它(tā)们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直(zhí)到(dào)40年(nián)之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这(zhè)个词才再一次出现(xiàn)。天文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女(nǚ)座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离(lí)中心(xīn)越远的(de)恒星(xīng)在(zài)其轨道上的运行(xíng)速度就(jiù)会越慢。但是他们观测的结(jié)果却让人感到(dào)不可思议。

随(suí)着与中心(xīn)距离的增加，恒(héng)星的(de)旋(xuán)转速度几(jǐ)乎保持(chí)不变(biàn)。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星系当中如果没有足够大的质量来(lái)吸引它们，这些外(wài)围的(de)恒(héng)星早就(jiù)被甩到宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会(huì)使用一(yī)种相(xiāng)对标准的方法来解释暗(àn)物质(zhì)的(de)存在，这种方法就是测量星(xīng)系当(dāng)中气(qì)体在X轴(zhóu)上距(jù)离星系中心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的(de)旋转速度。如果出现(xiàn)异(yì)常的(de)结果(guǒ)，就(jiù)认为是由暗(àn)物质(zhì)的力量进(jìn)入其中。

于是科学家(jiā)们(men)通(tōng)过射电(diàn)望远(yuǎn)镜测量了距(jù)离星系中心更远距离的氢元素，发现它们的(de)旋转速度(dù)并不符合(hé)牛顿的力学(xué)定(dìng)律。我们的太阳(yáng)系也不例外，太(tài)阳系位于银(yín)河系的第(dì)三悬臂(bì)之上，距离银河结婚以后他那个越来越大了系中心2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万有引力定(dìng)律进行(xíng)计算，太阳系的运行(xíng)速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度远(yuǎn)远大(dà)于理论(lùn)速(sù)度，那(nà)么(me)产生以上这种向心加(jiā)速度的(de)原因很(hěn)可能就是存在着一种我(wǒ)们看不到(dào)的物质(zhì)，是这些暗物质的引力效应将星系聚集(jí)在了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研究(jiū)人员开始相信暗(àn)物质的存在(zài)。科(kē)学家根据星系外恒星轨道(dào)的速度，估算在星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质量(liàng)占整个星系(xì)质量的85%。但(dàn)是，暗物(wù)质并不是唯一可以解(jiě)释这(zhè)个现象(xiàng)的(de)原因。在一(yī)项新的研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引(yǐn)力效应的(de)遥远恒星之间，也会出现速度上(shàng)的微小差(chà)异。另外，天文学家(jiā)还发现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒星数量(liàng)却(què)只(zhǐ)有银河系的(de)千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必(bì)须存在暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科学家们(men)使用最先进的望(wàng)远镜对其进行了40个小时的(de)详(xiáng)细测量之后，发现星(xīng)系中的恒星运(yùn)动是可以用正(zhèng)常的(de)物(wù)质(zhì)和(hé)力学定律来解释的(de)。那么又有人提出，也许(xǔ)该星(xīng)系(xì)的(de)暗物质，已经被(bèi)附近的另一个(gè)大星系剥离了(le)。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成这(zhè)些现象的(de)除了暗(àn)物质(zhì)的假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力(lì)的理(lǐ)解还不(bù)够全面，引力很可(kě)能在不同尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺(chǐ)度中的(de)天体(tǐ)会(huì)沿(yán)着(zhe)它们的轨道，按照(zhào)我们所理解的方式(shì)运(yùn)动。但(dàn)是(shì)上(shàng)升到(dào)星(xīng)系和星团的(de)尺度，引(yǐn)力(lì)之间的相互作用则是不同的方式。对于在星系(xì)团之间的(de)相互作(zuò)用(yòng)，科(kē)学家还引入了外部场(chǎng)效应的概念，指的(de)是在(zài)数百万(wàn)光(guāng)年(nián)的(de)规(guī)模上，巨大的质量之间会产(chǎn)生对彼此特殊的效(xiào)果，这(zhè)个(gè)理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德(dé)理论成(chéng)立，这意味(wèi)着(zhe)我们需要对现(xiàn)在的物理定律进(jìn)行修正(zhèng)，这些发现也让很(hěn)多人(rén)认为(wèi)暗物质假说理论就此(cǐ)终结。但是在(zài)宇宙当中还(hái)有关于(yú)暗物质存在的(de)其他的理(lǐ)论证据(jù)，这些理论证据是蒙德理论所没(méi)法(fǎ)解释的(de)“引(yǐn)力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星(xīng)系团，由(yóu)两(liǎng)个碰撞的(de)星系(xì)团(tuán)所(suǒ)组成，类似(shì)这样的星团，它们大部(bù)分的普通质量都在星系的(de)气体当中。当星(xīng)团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞(zhuàng)的(de)时候，星际气体的相互作用就会导致温度(dù)的急剧升高，速(sù)度大幅(fú)降低。所(suǒ)以在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星系(xì)团大部(bù)分的质量将(jiāng)位于所有这(zhè)些气体所在的中间区(qū)域。那(nà)么我(wǒ)们通过什么来验证它的质量区域到底(dǐ)是不是集中在(zài)中间(jiān)呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当(dāng)中第(dì)一张全彩的高清照片，在照(zhào)片中我们可(kě)以明显地看到很(hěn)多星系似(shì)乎被拉伸产生了(le)巨大的形变。其(qí)实这(zhè)些(xiē)星系(xì)本身并(bìng)不是真的被扭曲了(le)，也(yě)不是韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而是这样极(jí)遥远的天体(tǐ)和我们地球上(shàng)的观测者(zhě)之(zhī)间。被(bèi)一个质(zhì)量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个(gè)超大质(zhì)量的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都(dōu)发(fā)生了扭曲。这个(gè)现象就(jiù)是引力透镜效应(yīng)。这个巨大的天体可能(néng)是超大质量(liàng)的黑洞或者是暗物(wù)质。

所以当人们(men)对子弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)观测的时候，发现它的(de)大质(zhì)量区域并不是在中间(jiān)，而(ér)是在(zài)两(liǎng)侧。所以最好的(de)解(jiě)释(shì)方法(fǎ)就是当(dāng)星(xīng)团发生全部(bù)的碰撞时，可(kě)被观测到的质量气体被(bèi)卡在了中间，暗物质则(zé)直(zhí)接通过了这(zhè)个区域，并在两边形(xíng)成了引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研(yán)究也被(bèi)认为(wèi)是暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的迄今为止最好的理论证(zhèng)据。

除此之外(wài)，还(hái)有来自宇宙当中最古老的光(guāng)。从(cóng)宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之(zhī)后，可见光终于可以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当中了(le)。经过了130多亿年之后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下(xià)了(le)各相同性的微(wēi)波辐射。其(qí)中红色的部分(fēn)表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则(zé)表示相(xiāng)对较冷(lěng)的区(qū)域，但实际上它们之(zhī)间的温差只有万分之一。

科学家(jiā)们通过对前景背(bèi)景(jǐng)分离后的二值图像进(jìn)行(xíng)连通域提(tí)取(qǔ)和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看(kàn)起来(lái)不应该是这样(yàng)的(de)，而随着暗物质的增加，一些(xiē)峰值的(de)幅度会减小，才变(biàn)得(dé)看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景(jǐng)辐(fú)射(shè)的测(cè)量值，我(wǒ)们需要的暗物(wù)质大约(yuē)是普通(tōng)物质的(de)5倍。这个数字与解(jiě)释星系(xì)当中恒星(xīng)运(yùn)动所需要的暗物质(zhì)比例是一致的。这就意味着(zhe)。

用了一个简单(dān)的理论框架(jià)，就很好地解释了很多不同的观(guān)测结(jié)果(guǒ)。而暗物质的本(běn)质就是宇宙当中存在着(zhe)某种类型的粒子，它们不参与任(rèn)何其他(tā)的电磁作用，只通过引力来相互(hù)作用。所以如果(guǒ)能够找到这种粒子的存在，就(jiù)相当于(yú)找到了暗物质存在的实(shí)际证据(jù)。这种(zhǒng)粒子(zi)到底是(shì)什么？科学家们已经提出了(le)数十种(zhǒng)的(de)假想目(mù)标，而要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需要(yào)的(de)实验方式也(yě)不相(xiāng)同。在过去的几十年(nián)当中，人(rén)类为了(le)寻找这些(xiē)看不见(jiàn)、摸不到，几乎不(bù)会与常(cháng)规物质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已经进行(xíng)了超过50次的实(shí)验，却没有任(rèn)何实质性的(de)发现，除了(le)一个地方，意(yì)大利的格(gé)兰(lán)萨索山(shān)，隶属(shǔ)于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的(de)地(dì)下矿井当中，藏着地(dì)球(qiú)上最大的地学实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探测(cè)器，一直致力于寻找暗(àn)物(wù)质粒子(zi)的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称观测(cè)到了某种(zhǒng)信号。经(jīng)过了20多年的数据收(shōu)集，人(rén)们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在(zài)11月降到最低，而(ér)且在20年当中每年(nián)都是一样。一(yī)些科学(xué)家认为这可能是人(rén)类发现暗物质的(de)第一个直接证据。

但是(shì)为什么暗(àn)物质(zhì)会(huì)产生周期(qī)性(xìng)的年度信号(hào)呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕着(zhe)银河系(xì)进(jìn)行移动(dòng)，那么如果(guǒ)暗物质存(cún)在宇宙(zhòu)当中，这意(yì)味着我(wǒ)们(men)也在以这样的速度在(zài)穿越着(zhe)暗物(wù)质流，这个过程(chéng)中会产(chǎn)生相应的振荡，同(tóng)时地球又以(yǐ)30公里/秒的速(sù)度(dù)围(wéi)绕太阳(yáng)进行旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围(wéi)绕太(tài)阳(yáng)的方向(xiàng)与太阳(yáng)环(huán)绕(rào)银河系的(de)方向是一致的，而另外(wài)半年则(zé)与之(zhī)相(xiāng)反。

而在6月(yuè)份的时候，地球与太阳的方向(xiàng)正好达到完全一致，这(zhè)是理(lǐ)论上(shàng)地球穿越暗(àn)物质(zhì)流最快(kuài)的时段。而(ér)在11月份，又恰好(hǎo)达到(dào)了最慢值。尽管(guǎn)在实际的(de)情况中，太阳系相对(duì)银(yín)河(hé)系的平面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并不(bù)影响这个理论的有效性。

因此科(kē)学(xué)家认为(wèi)这(zhè)可以用来(lái)解释，研究人员们所(suǒ)观测到的周期性信号。当然也可能(néng)有其(qí)他的情(qíng)况，造成(chéng)这种(zhǒng)年度周期信号的差异(yì)也(yě)可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这(zhè)个周期的规律。

所(suǒ)以，科学(xué)家们(men)又在南半(bàn)球(qiú)建立了一个几乎相同的实验室，这里的(de)季节与之前的实(shí)验(yàn)室(shì)正好相(xiāng)反，而在这里(lǐ)，地(dì)球(qiú)穿过(guò)暗(àn)物质流的运动(dòng)特征和第(dì)一个实验(yàn)室是(shì)一样(yàng)的(de)。

因此，如果(guǒ)在(zài)这里(lǐ)可以得到相同的信号，就可以成(chéng)为暗(àn)物(wù)质所存在的非常(cháng)有力的证(zhèng)据了。但是(shì)由于这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以截至(zhì)目前还无(wú)法(fǎ)提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望(wàng)远镜，这台(tái)太空望(wàng)远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它(tā)的宽视场(chǎng)仪器提供的(de)视(shì)野是(shì)哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其中一个关(guān)键的用(yòng)途就是(shì)探索暗物质(zhì)背后的(de)奥秘，对于探测的(de)结果，我们只能拭(shì)目以待了。费米实(shí)验室粒子(zi)天体物理中心(xīn)的科学家(jiā)丹琥珀(pò)和(hé)贾森斯特芬研(yán)究(jiū)发现(xiàn)，如果(guǒ)暗物(wù)质存(cún)在，它(tā)们极(jí)有可能拥有(yǒu)另一种神(shén)秘的效应，这(zhè)种暗物(wù)质效(xiào)应，会支持宇宙当(dāng)中生命的诞生(shēng)，或(huò)者说是生(shēng)命(mìng)进化的一个重要因(yīn)素(sù)。

如果(guǒ)这一理论得到进(jìn)一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当中某个角(jiǎo)落的行星上，暗(àn)物质正(zhèng)在通过(guò)这样的效应创造生命。当然，这些推论的(de)大前提是(shì)要先(xiān)找到暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质到(dào)底存不存(cún)在呢？喜欢请(qǐng)点赞(zàn)，你的(de)支持是(shì)我更新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：昆明苹果手机维修|苹果电脑维修|iPhone维修|iPad维修|iPod维修|MacBook维修|iMac维修|三星手机维修|HTC手机维修|昆明安瓦手机电脑云南维修中心 结婚以后他那个越来越大了