宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟(jìng)是什么？人类为了寻找暗(àn)物质(zhì)存在的证据，科学家们在(zài)过去(qù)的几(jǐ)十年(nián)当中(zhōng)进行了超过50次的长期实验，但是却没有发现任何的有(yǒu)效(xiào)证(zhèng)据。除(chú)了(le)一(yī)个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学(xué)数学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运(yùn)动的规律。往后的几百(bǎi)年来，当天文学(xué)家们发(fā)现某些天体(tǐ)运(yùn)行(xíng)轨道(dào)出现异常(cháng)，不符(fú)合万(wàn)有引力定律的时候，他(tā)们就(jiù)会知道，周围(wéi)一定(dìng)有未知(zhī)的天(tiān)体通(tōng)过引(yǐn)力在摄动它的(de)轨道。比如在(zài)1846年，奥(ào)本(běn)勒(lēi)维耶就通过(guò)天王星(xīng)运行轨道的异常，推算(suàn)并且发现了海王星的存在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗星、冥(míng)王(wáng)星(xīng)的发(fā)现都是应用万有引力定律所取得重大天(tiān)文成就的(de)例(lì)子(zi)。但是(shì)这些发现都是在(zài)恒(héng)星系(xì)统的(de)尺度(dù)当中，可(kě)当我们(men)上升到星系或者是(shì)星团(tuán)的尺度，事(shì)情就开始变(biàn)得诡异(yì)了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后发星(xīng)系团的(de)质量。这是(shì)一个(gè)由(yóu)数千(qiān)个星系所(suǒ)组成的巨大星系(xì)团，这(zhè)些星(xīng)系被(bèi)引力(lì)束缚在一起。测量星系(xì)团的质(zhì)量一(yī)般(bān)会使用(yòng)到两(liǎng)种方法(fǎ)，当两(liǎng)种方法结果一致，就可以(yǐ)确定(dìng)其质量的范(fàn)围。

第(dì)一种是获(huò)得其"光度(dù)学(xué)的质量"，需(xū)要(yào)的数(兰州理工大学是一本还是二本 兰州理工大学是211吗shù)据(jù)是(shì)测量各(gè)个星(xīng)系的光度。

第二种是动力(lì)学质量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星系团(tuán)中的各个星系(xì)相对(duì)于星(xīng)系团的运动速度。当测量结果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星系(xì)团有99%的质量消(xiāo)失了，或(huò)者(zhě)说这99%的质(zhì)量(liàng)并不以可(kě)见光的(de)形式所存(cún)在(zài)，我们(men)无法(fǎ)看到。最诡异的是(shì)，在测量(liàng)速度的过(guò)程中，兹(zī)威基发现星(xīng)系团中很多星系的(de)速度比理论上要快得多，按(àn)照(zhào)牛(niú)顿的(de)运动学定(dìng)律，仅靠这(zhè)些(xiē)可见星系的(de)质量所产生的引力是无法将它(tā)们束(shù)缚在星系团(tuán)内(nèi)的(de)，它们早就应该(gāi)被(bèi)抛出星系团之(zhī)外了，除非有一种神秘(mì)的力量在(zài)起(qǐ)作(zuò)用，这种力量来源于(yú)某种隐形(xíng)的物质。

据(jù)此，兹维(wéi)基(jī)提(tí)出(chū)了这(zhè)样部分(fēn)不(bù)可见的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光(guāng)，但(dàn)是它们却占(zhàn)据着(zhe)宇宙(zhòu)中(zhōng)绝(jué)大部分的质量。只是当时的人们对这样的一种(zhǒng)说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯(kěn)特福特在观测仙女(nǚ)座(zuò)星系(xì)中(zhōng)的恒(héng)星运动(dòng)。理论上来说(shuō)，距离中心越远的恒星在其(qí)轨道上的运(yùn)行速度就会(huì)越慢。但是他们(men)观测的结果(guǒ)却让(ràng)人感到不可思议(yì)。

随着(zhe)与(yǔ)中心(xīn)距离的增(zēng)加，恒(héng)星的旋(xuán)转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在星系当中(zhōng)如果没有足(zú)够大(dà)的质量来吸引(yǐn)它们，这些外围(wéi)的恒星(xīng)早(zǎo)就被甩到宇宙当中了(le)。基于这种现象，科学家(jiā)们会使用(yòng)一种相对标准的方法来解(jiě)释暗(àn)物质的(de)存在，这种(zhǒng)方法就是(shì)测量星系当中气体在X轴上距离星(xīng)系中心的(de)距离，以(yǐ)及(jí)在Y轴上气体的旋转速度。如果出(chū)现异常的结果，就认为是由暗物质的力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远(yuǎn)距离(lí)的氢元素(sù)，发现它(tā)们的旋转速度并不符合牛顿(dùn)的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳(yáng)系(xì)位于银河系的第(dì)三悬臂之(zhī)上，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引(yǐn)力定律(lǜ)进(jìn)行计算，太阳(yáng)系的运行速(sù)度应(yīng)该是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但实际上，太(tài)阳(yáng)系正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转(zhuǎn)，这个实际(jì)速度远远(yuǎn)大于(yú)理论速度(dù)，那(nà)么产生以上这种向心加速度(dù)的原因很可能就是存在着(zhe)一种我们(men)看不到(dào)的物质，是这些暗物质的引力效应将(jiāng)星系聚(jù)集在(zài)了一起。

也(yě)是从(cóng)这时开(kāi)始，越来越(yuè)多的研(yán)究人员开始相信暗物质的存在。科学(xué)家根据(jù)星系外恒星(xīng)轨道的速(sù)度，估算在星系(xì)当中(zhōng)暗物质的质量占(zhàn)整个(gè)星系(xì)质量的85%。但是，暗物(wù)质并不是(shì)唯一可以解(jiě)释(shì)这个现象的原(yuán)因。在(zài)一项新的(de)研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引力效(xiào)应(yīng)的(de)遥远恒星之间，也(yě)会出现(xiàn)速(sù)度上的微小差异。另(lìng)外，天文学家还发(fā)现了一个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离(lí)地球(qiú)大约2.5亿(yì)光年，大(dà)小和银河系不多，但(dàn)是星系(xì)当(dāng)中(zhōng)存在的恒星数量却(què)只有银河(hé)系的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该(gāi)星系(xì)必须存在(zài)暗物质(zhì)，否则就会分崩(bēng)离析(xī)。但是科学(xué)家们使用最先进(jìn)的望远镜对其进行了(le)40个小时的详细测量之后，发现星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动是可以用正常的(de)物质和力学(xué)定律来解释的(de)。那么又有(yǒu)人(rén)提出，也许该星(xīng)系的暗物(wù)质，已经(jīng)被(bèi)附近的(de)另(lìng)一个(gè)大(dà)星系(xì)剥(bō)离了。奇怪的是(shì)，它的附(fù)近没有任何星系(xì)存在。造成(chéng)这些(xiē)现(xiàn)象的除(chú)了暗(àn)物质的假说之外，另(lìng)一种可能就是人(rén)类(lèi)对引力的(de)理解还不够全面，引力很(hěn)可能(néng)在(zài)不(bù)同尺度空间(jiān)中(zhōng)的工作方式(shì)是不同的，这意(yì)味着在行星系尺度(dù)中的天体会沿着(zhe)它们(men)的轨道，按(àn)照(zhào)我们所(suǒ)理解的方式运动。但是上升到星系和星团(tuán)的(de)尺度，引力(lì)之间(jiān)的(de)相互作(zuò)用则是不(bù)同(tóng)的方式(shì)。对(duì)于(yú)在星系团之间的相互作用，科学家还引入(rù)了(le)外部(bù)场效(xiào)应的概念，指的是在数(shù)百(bǎi)万光(guāng)年的规模(mó)上，巨大的质(zhì)量之间会产生对彼此特(tè)殊的(de)效(xiào)果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这(zhè)意(yì)味着我们需要对现在的物理定律(lǜ)进行修正，这些(xiē)发现也让很多人(rén)认为暗物(wù)质假说理论(lùn)就此(cǐ)终结。但是(shì)在宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在的其他的理(lǐ)论(lùn)证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论(lùn)所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距(jù)离为(wèi)37亿(yì)光年的子弹星系(xì)团，由两个(gè)碰撞的星系团所组成，类似这样的(de)星团，它们大部(bù)分的普通质量都在星系(xì)的气(qì)体(tǐ)当中。当(dāng)星团以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发(fā)生(shēng)碰撞的时候，星际气体的相(xiāng)互作(zuò)用就会导致温(wēn)度的急剧(jù)升(shēng)高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹(dàn)星系团大部(bù)分的质量将位于所有这些气体所在的中间区域。那(nà)么我们通过什(shén)么来验证它的质量(liàng)区(qū)域到(dào)底是(shì)不是集中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了宇(yǔ)宙当中第一张(zhāng)全彩的高清照(zhào)片，在照片中(zhōng)我(wǒ)们可以明显地看到很多星系似(shì)乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形变。其实(shí)这些星系本身(shēn)并不是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了(le)，也不是韦伯(bó)望远镜(jìng)出(chū)了什么问题，而是这样极遥(yáo)远的天(tiān)体(tǐ)和(hé)我们(men)地球(qiú)上的观(guān)测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都发生了(le)扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透(兰州理工大学是一本还是二本 兰州理工大学是211吗tòu)镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能是超(chāo)大(dà)质量(liàng)的黑洞或者是暗物(wù)质(zhì)。

所以当人们对(duì)子弹星系团观测的时候，发现(xiàn)它(tā)的大质量区域并(bìng)不(bù)是在中间，而是(shì)在两侧(cè)。所以(yǐ)最好的解释方法就是当星(xīng)团发生全(quán)部的碰(pèng)撞时，可被观(guān)测到(dào)的质量气体被卡在了中间，暗物质则(zé)直接(jiē)通过了这(zhè)个区域，并在两边形成了引力透镜。对子弹(dàn)星(xīng)系团的引力透镜研究(jiū)也(yě)被认为是暗物(wù)质(zhì)存在的迄今为止最好(hǎo)的理论证据。

除(chú)此之外，还有来自宇宙当中最古老的光(guāng)。从宇(yǔ)宙大爆(bào)炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于(yú)可以畅(chàng)通无(wú)阻(zǔ)地穿越(yuè)在宇宙当中了(le)。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇(yǔ)宙空(kōng)间背景(jǐng)上留下(xià)了(le)各相同(tóng)性(xìng)的微波辐射。其中(zhōng)红色的部(bù)分表示温度较高的区域，蓝色则表(biǎo)示相(xiāng)对较(jiào)冷的区域，但实(shí)际上它(tā)们之间的温(wēn)差只有万分之一。

科学(xué)家们(men)通过对前(qián)景(jǐng)背景(jǐng)分离后的二值(zhí)图像进(jìn)行连通域(yù)提取和标记(jì)之后发(fā)现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起(qǐ)来不应该是这(zhè)样的，而随(suí)着(zhe)暗物(wù)质的增加，一些峰值(zhí)的(de)幅度会减小，才变得(dé)看(kàn)起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙(zhòu)微波背(bèi)景辐射的测量值(zhí)，我们需要的暗物质大(dà)约是(shì)普(pǔ)通物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒(héng)星运(yùn)动所(suǒ)需(xū)要的暗物质比(bǐ)例是一致的。这就意味着(zhe)。

用了(le)一个简单(dān)的理论(lùn)框架，就很好地(dì)解释了很多(duō)不同的观测结果。而暗物质的(de)本质就是宇宙当(dāng)中存在(zài)着某种类型的粒子，它(tā)们不参与任何其(qí)他的电(diàn)磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能够找(zhǎo)到这种粒(lì)子(zi)的存在，就相当(dāng)于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出(chū)了数十种的假想(xiǎng)目标，而(ér)要(yào)寻找这些(xiē)不(bù)同的目(mù)标粒子所需要的实验(yàn)方式也不相同。在(zài)过去的几十年当中，人类为了寻找这些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎不会与常规物(wù)质相(xiāng)互作用的“暗物(wù)质(zhì)”，科学(xué)家(jiā)们(men)已经进行(xíng)了超过50次的实(shí)验，却没(méi)有任何实质(zhì)性的发现，除了(le)一个(gè)地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉(mài)。

在(zài)山下1400米(mǐ)处的地(dì)下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大(dà)的地学实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼(lóu)高(gāo)的(de)探(tàn)测器(qì)，一直致力于寻找暗物(wù)质粒(lì)子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称(chēng)观测到了某种信号。经过了20多年的数据(jù)收集，人们(men)发现了(le)一个有趣的事情。探测率会在每年(nián)的6月份达到峰值，然(rán)后在11月降到最(zuì)低，而且在(zài)20年当(dāng)中(zhōng)每年都是一样。一些科学家认为这可能是(shì)人类(lèi)发(fā)现暗物(wù)质(zhì)的第(dì)一个直接证(zhèng)据。

但是为什(shén)么暗(àn)物质会产生周期性的(de)年度信号呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正在(zài)以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕着银河系(xì)进行移(yí)动，那么如果(guǒ)暗物质存(cún)在宇宙当中(zhōng)，这意(yì)味着我(wǒ)们也在以(yǐ)这样的(de)速(sù)度(dù)在(zài)穿越着暗物质(zhì)流，这个过程中会(huì)产生相(xiāng)应(yīng)的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年(nián)的时间，地球围绕(rào)太阳的方向(xiàng)与太阳(yáng)环绕银(yín)河系的方向是一致(zhì)的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的时候(hòu)，地球与太阳(yáng)的方向正好达(dá)到(dào)完全一致，这是理(lǐ)论上地球(qiú)穿越暗(àn)物(wù)质(zhì)流最(zuì)快的(de)时段。而(ér)在11月份，又恰好达到(dào)了最(zuì)慢(màn)值(zhí)。尽(jǐn)管在实际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现(xiàn)了(le)60度(dù)的倾斜(xié)，但(dàn)是这并(bìng)不影响这个理论的(de)有效性。

因此科学家认为这(zhè)可(kě)以用来解(jiě)释(shì)，研究人员(yuán)们所观(guān)测(cè)到的(de)周期(qī)性信号(hào)。当然也(yě)可能有其他(tā)的情(qíng)况，造成这种(zhǒng)年度(dù)周期信号(hào)的差异也可(kě)能是温(wēn)度、湿(shī)度(dù)、土(tǔ)壤中(zhōng)的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至连意大利游客的(de)数量也符(fú)合(hé)这(zhè)个周(zhōu)期的规律(lǜ)。

所以，科(kē)学(xué)家(jiā)们(men)又(yòu)在南半(bàn)球建立了(le)一个几乎相同(tóng)的实验室(shì)，这(zhè)里(lǐ)的(de)季(jì)节与之(zhī)前的实验室正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里(lǐ)，地球穿(chuān)过(guò)暗物(wù)质流的运动特征和第一个实(shí)验室是一样的。

因(yīn)此，如果在这里可以得(dé)到相同的信号，就可以成为暗物质所(suǒ)存在的非常(cháng)有力的证据(jù)了。但(dàn)是由于这个(gè)实验室刚刚(gāng)建(jiàn)成不久，所以截至目(mù)前还无法提供相应的数(shù)据支(zhī)持。另(lìng)外，在(zài)2025年(nián)，NASA将会发射一(yī)台新的望远镜，这(zhè)台太空(kōng)望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但(dàn)它的宽视场仪器提供的视野(yě)是(shì)哈勃(bó)红(hóng)外(wài)仪器的(de)100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其中(zhōng)一个关键的(de)用(yòng)途就是探索暗(àn)物质背后(hòu)的奥秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只能拭目以待(dài)了。费(fèi)米实验(yàn)室粒子天体物理中心的(de)科学家丹琥(hǔ)珀和(hé)贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果(guǒ)暗物质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神(shén)秘的效应，这(zhè)种暗物质效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命的诞(dàn)生，或(huò)者(zhě)说是生命进化的一(yī)个重(zhòng)要(yào)因素。

如(rú)果这(zhè)一理论得(dé)到(dào)进一步的(de)证(zhèng)实，那(nà)么遍布宇(yǔ)宙当中的暗物质(zhì)会不会意(yì)味(wèi)着人类(lèi)并不孤(gū)单呢？或许在宇宙当(dāng)中某个(gè)角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样(yàng)的效应创造(zào)生命。当(dāng)然，这(zhè)些推论的(de)大前提是要先找到暗物质存在的实际证据。那么小伙伴(bàn)们，你(nǐ)们觉得暗物质(zhì)到底存不(bù)存(cún)在呢？喜欢(huān)请点赞，你的支持是(shì)我更新的动力！

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 兰州理工大学是一本还是二本 兰州理工大学是211吗