宇宙是“人为(wèi)制造”的(de)？为何会存在科学无法(fǎ)解释的“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为了寻找暗物质存在(zài)的证据，科学家(jiā)们(men)在过去的几十年(nián)当中进行(xíng)了超过(guò)50次的长(zhǎng)期实验，但(dàn)是却没有发现(xiàn)任何的有效证据。除(chú)了一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数(shù)学原(yuán)理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万(wàn)有引(yǐn)力定律(lǜ)，它揭示了(le)宇宙中天(tiān)体运(yùn)动的(de)规律。往后的几百(bǎi)年(nián)来，当天文学家(jiā)们发现(xiàn)某些(xiē)天体运行(xíng)轨道出现异(yì)常，不符合万有引(yǐn)力定律(lǜ)的(de)时候，他们就会知道，周围一定有未知的天体通过引(yǐn)力在(zài)摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天王星运(yùn)行(xíng)轨(guǐ)道的异常，推算并(bìng)且发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星(xīng)的发现都是应用万有引力(lì)定律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升(shēng)到星系或者(zhě)是星团的尺度(dù)，事情就开始变得(dé)诡异了。

1933年(nián)，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和测量后发星系团的(de)质(zhì)量。这(zhè)是一(yī)个由数千个星系所(suǒ)组成的巨(jù)大星系(xì)团，这些(xiē)星(xīng)系被引力(lì)束(shù)缚在一起(qǐ)。测量(liàng)星系(xì)团(tuán)的质量一般(bān)会使(shǐ)用到两种(zhǒng)方(fāng)法，当两种方(fāng)法(fǎ)结果一致，就可以确(què)定(dìng)其质量(liàng)的范围。

第一种(zhǒng)是获得(dé)其(qí)"光度学的质量"，需要(yào)的(de)数据(jù)是(shì)测量(liàng)各个星系的光度。

第(dì)二种是动力学质量的计算(suàn)，是(shì)利用光谱红(hóng)移测量星系(xì)团中的各个星系相对于星系团的运动速度。当测量结果出来(lái)之后，兹威基(jī)彻(chè)底懵了(le)，“动(dòng)力学质(zhì)量”竟然是(shì)“光度学(xué)质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星系团(tuán)有(yǒu)99%的(de)质量(liàng)消失(shī)了，或者说这(zhè)99%的质(zhì)量并(bìng)不以可见光的形式所存(cún)在，我们无法(fǎ)看到(dào)。最诡异的是，在测量速度的过(guò)程中，兹威基发现(xiàn)星系(xì)团中很多星系(xì)的速度(dù)比理论上(shàng)要快得多，按照牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠这(zhè)些(xiē)可见星系的质(zhì)量所产生的引力是无法(fǎ)将它们束缚在星系团内的，它们早(zǎo)就应该被抛出星系(xì)团(tuán)之(zhī)外了，除非(fēi)有一种神秘(mì)的力量(liàng)在起作用，这种(zhǒng)力量来源于某种隐形的(de)物质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样部分不(bù)可见(jiàn)的暗质，它(tā)不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们(men)却占据着(zhe)宇宙(zhòu)中绝大部分的质(zhì)量。只是当时的人(rén)们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个(gè)词才再一(yī)次出(chū)现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特福特(tè)在观测(cè)仙女座星系中(zhōng)的(de)恒星运动。理论(lùn)上来说，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨(guǐ)道(dào)上的运(yùn)行速度就(jiù)会越慢。但(dàn)是他们观(guān)测的结(jié)果(guǒ)却让人感到(dào)不可思(sī)议(yì)。

随着与中心距(jù)离的(de)增加(jiā)，恒星的旋(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(rú)果没有足够大的质量来吸引它们，这些(xiē)外围的(de)恒星(xīng)早(zǎo)就被甩到(dào)宇宙当中(zhōng)了。基于这种现象，科(kē)学家们会使用一种相对标准的方法(fǎ)来解释(shì)暗物质的存在，这种方(fāng)法就是测(cè)量星系当中气体在X轴上距离星系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出现异常的结果，就(jiù)认为是由(yóu)暗物质的力量(liàng)进入(rù)其中。

于(yú)是科学家们通过射电望远镜测(cè)量了距离星系中心(xīn)更(gèng)远距离(lí)的(de)氢(qīng)元素(sù)，发现它们的(de)旋转速度并不符(fú)合牛顿的力学定(dìng)律。我们的太阳系也不例外，太阳(yáng)系位于银河(hé)系的第(dì)三悬臂之上，距离(lí)银河系中心249是质数还是合数为什么是奇数，49是质数还是合数为什么不是奇数.6万光(guāng)年，根据万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)进(jìn)行计算，太阳(yáng)系的运行速度(dù)应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕银河系旋转，这个实(shí)际速度(dù)远(yuǎn)远大于理论速度，那么产生以上这种向心(xīn)加速度的(de)原因很可能就是存(cún)在着一种我们看(kàn)不到(dào)的(de)物质，是(shì)这些暗物质的引力效应将星(xīng)系聚集在了一起。

也(yě)是(shì)从这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在(zài)。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的(de)速(sù)度(dù)，估算在星系当中暗物质的质量(liàng)占(zhàn)整个星系(xì)质量的85%。但是，暗物质并不是(shì)唯一可以(yǐ)解释这(zhè)个现象的(de)原因。在(zài)一项新的(de)研究当中，科学(xué)家们发现，几乎没有引力效应的(de)遥(yáo)远恒星之(zhī)间，也会(huì)出(chū)现速度上的(de)微(wēi)小差异(yì)。另外，天文学家(jiā)还发现了一(yī)个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地(dì)球(qiú)大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不多，但是星系(xì)当中存(cún)在(zài)的恒星数量(liàng)却只(zhǐ)有银河系(xì)的千分之一。

所以在理(lǐ)论上，该(gāi)星系必(bì)须存(cún)在暗(àn)物质，否则就会分崩离(lí)析。但是科(kē)学家们(men)使(shǐ)用最(zuì)先进的望远镜对其进行了40个(gè)小时的详(xiáng)细(xì)测量之后，发现星系中的恒(héng)星运动(dòng)是可以用(yòng)正常的(de)物(wù)质和力学定律来解释的。那么又(yòu)有(yǒu)人提(tí)出，也(yě)许该星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇(qí)怪的是，它(tā)的附近没有任(rèn)何星系存在(zài)。造(zào)成这些现象的除了暗物质的假说(shuō)之外，另(lìng)一种可能就是人(rén)类对引力的理解还不够(gòu)全面，引力(lì)很可能在不(bù)同尺度空间中的工作方式是不同(tóng)的，这(zhè)意味着在行星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按(àn)照我们所理解(jiě)的方式运动。但是上升(shēng)到星系和星团的尺(chǐ)度，引力之(zhī)间的相互作(zuò)用则(zé)是不同(tóng)的(de)方(fāng)式。对于在星系团之(zhī)间(jiān)的相互(hù)作用，科学家还引入(rù)了外部场效应的(de)概念，指的是在(zài)数百(bǎi)万光(guāng)年的(de)规模上，巨大的质量之间(jiān)会产生对彼此特(tè)殊的效果，这个(gè)理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着(zhe)我(wǒ)们需要对(duì)现在的物(wù)理定律进行修正，这些发现也让(ràng)很多人认为暗物质(zhì)假说理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存(cún)在的(de)其他(tā)的理(lǐ)论证据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年(nián)的子弹星(xīng)系团，由两个碰撞的星系团所(suǒ)组成，类似(shì)这样(yàng)的星团，它们(men)大部分的普(pǔ)通质量都在星系的气(qì)体当中。当(dāng)星团以1000万公里/小时发生碰撞的(de)时候，星际气体的(de)相互(hù)作用就会导致温(wēn)度(dù)的急剧升(shēng)高，速度大(dà)幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰(pèng)撞之后(hòu)，子弹星系团(tuán)大部分的质量将位于所有这些气体(tǐ)所在的中(zhōng)间区(qū)域。那么我们通过什(shén)么来验(yàn)证它的质量(liàng)区域到底是不(bù)是集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空望远镜传回(huí)了宇宙当中第一(yī)张(zhāng)全(quán)彩的高清照片，在(zài)照片中我们可以明显地看到很多星系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的形变。其(qí)实这些星系本身并不是(shì)真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而(ér)是这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被(bèi)一个质量超(chāo)级(jí)巨大(dà)的天体(tǐ)遮(zhē)挡，这(zhè)个超(chāo)大质量(liàng)的东西的引力，会(huì)使身(shēn)后(hòu)更遥远星系的光都发(fā)生了扭曲。这(zhè)个现象就是(shì)引力透镜效应(yīng)。这(zhè)个巨(jù)大(dà)的天(tiān)体可能是超大质量的黑(hēi)洞或者是暗物(wù)质。

所以当人们(men)对子弹星系团观测的时候，发现(xiàn)它的大质(zhì)量(liàng)区(qū)域并不(bù)是(shì)在中间，而是在(zài)两(liǎng)侧(cè)。所以最好的解释方(fāng)法就是当星团发(fā)生全部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物质则直接通过了这个(gè)区(qū)域，并(bìng)在两(liǎng)边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的引力(lì)透镜研究也被认为是暗(àn)物(wù)质(zhì)存(cún)在的迄(qì)今为止最好的理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的光(guāng)。从(cóng)宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可见(jiàn)光终于(yú)可(kě)以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了(le)。经过了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙(zhòu)空间背景上留下了各相同性的微波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示温度较高的区域，蓝色则表示相(xiāng)对(duì)较冷的区域，但(dàn)实际上它们之(zhī)间(jiān)的温差(chà)只有万分之一。

科学家们通过对前(qián)景背景分离后的二值图像进行连通域提取和(hé)标记之后发(fā)现，如(rú)果宇宙当(dāng)中没有(yǒu)暗物(wù)质，图形看(kàn)起(qǐ)来不应该是这样的，而随着(zhe)暗物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小(xiǎo)，才(cái)变(biàn)得看起(qǐ)来“和谐(xié)”。为了匹配(pèi)宇宙(zhòu)微波(bō)背景辐射的测量值，我(wǒ)们需(xū)要的暗(àn)物(wù)质(zhì)大约是普(pǔ)通物质的5倍。这(zhè)个数字与解释星系(xì)当中(zhōng)恒星运(yùn)动(dòng)所需要的(de)暗物质比例(lì)是一(yī)致的。这就意味(wèi)着。

用了一个(gè)简(jiǎn)单的理论框架(jià)，就很好地解释了很多不同(tóng)的观测(cè)结果。而暗物质的(de)本质就是(shì)宇宙当中存在着(zhe)某种类型的粒子，它们不参(cān)与任何其他(tā)的(de)电(diàn)磁作(zuò)用，只(zhǐ)通(tōng)过引力来相互作用(yòng)。所以如(rú)果(guǒ)能(néng)够找到这种粒子的存在，就相(xiāng)当于找到了暗物质存在的(de)实(shí)际证据。这种粒子到底是什么(me)？科学家们已经(jīng)提(tí)出了数十种的(de)假(jiǎ)想目标，而要寻找这些(xiē)不同的目(mù)标(biāo)粒(lì)子所(suǒ)需要(yào)的实验方式也不相(xiāng)同。在(zài)过(guò)去的(de)几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类(lèi)为了寻找这(zhè)些看(kàn)不见、摸不到，几(jǐ)乎(hū)不会(huì)与常规物质(zhì)相互作用的“暗(àn)物质”，科学家们已(yǐ)经进行了(le)超过(guò)50次的(de)实验(yàn)，却(què)没有(yǒu)任何实(shí)质性的发现，除了一(yī)个地方(fāng)，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯(sī)山脉。

在(zài)山(shān)下1400米(mǐ)处的地下矿(kuàng)井当(dāng)中，藏着地球上(shàng)最(zuì)大的(de)地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī49是质数还是合数为什么是奇数，49是质数还是合数为什么不是奇数)个三层(céng)楼高的探(tàn)测器，一直致力于(yú)寻找暗物(wù)质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年(nián)以来，这里的(de)科(kē)学家声称观测到了某种信号。经过了(le)20多(duō)年(nián)的数据收(shōu)集，人们发现(xiàn)了一(yī)个(gè)有趣的事情(qíng)。探测率会(huì)在每(měi)年的6月份达到峰值(zhí)，然(rán)后在11月降到(dào)最低，而且在20年当中(zhōng)每年都(dōu)是一样。一些科学家认为这(zhè)可(kě)能是人类发现暗物(wù)质(zhì)的(de)第一个直接证据。

但是(shì)为什么暗物质(zhì)会产生(shēng)周期(qī)性(xìng)的年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正(zhèng)在(zài)以220公里/秒的(de)速度围绕着(zhe)银河(hé)系进行移动，那么如果暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味(wèi)着我们也(yě)在以这样(yàng)的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产生相(xiāng)应的振(zhèn)荡(dàng)，同时(shí)地球又(yòu)以(yǐ)30公里/秒的(de)速度围绕(rào)太阳进行旋(xuán)转。所以有半年的时(shí)间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一(yī)致(zhì)的(de)，而另(lìng)外半年(nián)则与(yǔ)之相反。

而(ér)在6月(yuè)份的时候，地球与太阳的方向(xiàng)正好达到完(wán)全一致，这是理论上(shàng)地球穿越暗(àn)物质流(liú)最快(kuài)的(de)时段(duàn)。而在11月份，又(yòu)恰好(hǎo)达到(dào)了最慢值。尽管在实(shí)际的(de)情况中，太(tài)阳系相(xiāng)对银河系的平面呈现了(le)60度(dù)的倾斜，但是这并不影响这个理论的(de)有(yǒu)效性。

因(yīn)此科学家(jiā)认为(wèi)这可(kě)以用来解(jiě)释，研究人员们所观测到(dào)的周(zhōu)期(qī)性信号。当然(rán)也可能有(yǒu)其(qí)他的(de)情况(kuàng)，造成(chéng)这种年度(dù)周期信号的差异(yì)也(yě)可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的(de)水分、高山上的(de)积雪，甚至连意(yì)大利游客的(de)数(shù)量(liàng)也符合这个周期的规律。

所以，科学家们又在南半球建立了一个几(jǐ)乎(hū)相同(tóng)的实验室(shì)，这里(lǐ)的季节(jié)与(yǔ)之前的实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质(zhì)流的运动特征和第(dì)一个实(shí)验(yàn)室是一(yī)样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗物质(zhì)所(suǒ)存在的(de)非(fēi)常(cháng)有(yǒu)力的证据了。但(dàn)是由于(yú)这个实验室刚(gāng)刚建成不久，所以截至目前还(hái)无法提(tí)供相应的(de)数据支持(chí)。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它的(de)主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪(yí)器提供的(de)视野是哈(hā)勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远镜其中(zhōng)一个关(guān)键的用途就是探索暗物(wù)质(zhì)背(bèi)后的奥秘，对于(yú)探(tàn)测(cè)的结果，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭目(mù)以(yǐ)待了。费米实验室粒子天(tiān)体物理中心的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能(néng)拥有另一种神秘的(de)效(xiào)应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或者说是生命(mìng)进化的一个重(zhòng)要因素(sù)。

如果这(zhè)一理论得到(dào)进一步的证实(shí)，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质会(huì)不会意味着人类(lèi)并(bìng)不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的行星(xīng)上(shàng)，暗物质(zhì)正在(zài)通过这样的效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论的大前提是(shì)要先找到暗物质存在的实际(jì)证据(jù)。那么小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你(nǐ)们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的支持是我更(gèng)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 49是质数还是合数为什么是奇数，49是质数还是合数为什么不是奇数