宇(yǔ)宙是“人为制造”的(de)？为何会存在科学无法解释(shì)的(de)“暗物质”？暗物质又究竟是什(shén)么？人(rén)类(lèi)为了寻找暗物质(zhì)存(cún)在的证据，科(kē)学(xué)家们(men)在过(guò)去的几十年当中(zhōng)进行了超(chāo)过50次的长期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除(chú)了一个地方(fāng)，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引(yǐn)力定律，它揭示(shì)了宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往(wǎng)后(hòu)的几(jǐ)百年来，当天文学(xué)家们发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引力定律的时(shí)候，他(tā)们就会知道，周围(wéi)一定有未知(zhī)的天体通(tōng)过引力(lì)在摄动它的(de)轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星运行轨道(dào)的异(yì)常，推算(suàn)并且发现了海(hǎi)王(wáng)星的存(cún)在。另外(wài)，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥(míng)王星的发现都是应用万(wàn)有引力定律所取(qǔ)得重大天(tiān)文成就的例子。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上升到星(xīng)系(xì)或者是(shì)星(xīng)团的尺(chǐ)度，事情就(jiù)开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和测量后发(fā)星系团的质(zhì)量。这(zhè)是一个(gè)由数千个星系所组成的(de)巨大星系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起。测量(liàng)星系(xì)团的质(zhì)量一般会使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当两种(zhǒng)方法结果一致，就可以确定其质量的范(fàn)围(wéi)。

第(dì)一种是获得其"光(guāng)度学的(de)质量"，需要的数据是测量(liàng)各个星系的光度(dù)。

第二种是动力学质(zhì)量的计(jì)算，是利用光谱红移测(cè)量星系团中的(de)各个星系相对(duì)于(yú)星(xīng)系团的(de)运动(dòng)速度(dù)。当(dāng)测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动(dòng)力学(xué)质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的(de)400倍。这(zhè)意味着，后发座星系团(tuán)有99%的质(zhì)量消失了(le)，或(huò)者说这99%的(de)质量并不以(yǐ)可见光(guāng)的形式(shì)所存在，我们无法看(kàn)到。最(zuì)诡异的是，在(zài)测(cè)量(liàng)速度(dù)的过程中，兹威(wēi)基发现星系团中很多星系(xì)的速度比理论(lùn)上要快得(dé)多，按(àn)照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠这些(xiē)可见星系的(de)质量所产(chǎn)生的引力是无(wú)法将它们束缚在星系团内(nèi)的，它们早就(jiù)应(yīng)该被抛(pāo)出星系团之外了(le)，除非(fēi)有一种(zhǒng)神秘的(de)力量在起作用，这(zhè)种(zhǒng)力量来源于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基(jī)提出了这(zhè)样部分不可见的暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反射光，但(dàn)是它们却占据着(zhe)宇宙中绝(jué)大部分的质量。只是当时的人(rén)们对这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物(wù)质”这(zhè)个词才再一次出现。天文学家(jiā)维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯特福特在(zài)观测(cè)仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说(shuō)，距离中心越远的恒星在其(qí)轨道上的运行速(sù)度就会越慢。但(dàn)是(shì)他们观测的结果却让(ràng)人感到不(bù)可思议。

随着与中(zhōng)心距离的(de)增加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不变。可(kě)是根据(jù)牛(niú)顿的万有引力(lì)定律，在(zài)星系当中如果(guǒ)没(méi)有足够大的质量来(lái)吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当(dāng)中了(le)。基(jī)于这(zhè)种现象，科学家(jiā)们会使用一种相对标准的方(fāng)法(fǎ)来解释(shì)暗(àn)物质的存在，这种方法就是测量星系(xì)当中气体在X轴上距离(lí)星系中心(xīn)的距(jù)离，以及在(zài)Y轴上气(qì)体的旋转速(sù)度。如果出现(xiàn)异常的结果(guǒ)，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(liàng)了距离星系中心更远(yuǎn)距离(lí)的氢元(yuán)素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符合(hé)牛顿的(de)力学定律(lǜ)。我们(men)的太阳系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万有引力定律进行(xíng)计算(suàn)，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的速度(dù)围绕银(yín)河系(xì)旋(xuán)转，这个实(shí)际速度远(yuǎn)远(yuǎn)大于(yú)理论速度，那么产(chǎn)生(shēng)以(yǐ)上这种向心(xīn)加速度(dù)的原(yuán)因很(hěn)可(kě)能(néng)就(jiù)是存在着一(yī)种我们看不到的物质，是这些(xiē)暗(àn)物质的引力效应将星系聚(jù)集在了一(yī)起(qǐ)。

也(yě)是从(cóng)这时开(kāi)始(shǐ)，越来越(yuè)多的研(yán)究人员开始相(xiāng)信(xìn)暗物质的存在。科学家根据星(xīng)系外(wài)恒(héng)星轨道的速(sù)度，估算在星系当(dāng)中暗(àn)物质的质(zhì)量占整个(gè)星系质量(liàng)的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以解(jiě)释这个现象的原因(yīn)。在(zài)一(yī)项新的研究(jiū)当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没(méi)有引力效应的(de)遥远恒(héng)星(xīng)之间，也(yě)会出现速度(dù)上的微小差异。另外，天文学(xué)家(jiā)还发现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大(dà)约(yuē)2.5亿光年，大(dà)小和(hé)银河系(xì)不(bù)多，但是星系当中(zhōng)存(cún)在的恒星数量却只有银(yín)河(hé)系的(de)千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科学家们使用最先进的望(wàng)远(yuǎn)镜对其进行了40个(gè)小时的详细测量(liàng)之后，发现星系中的恒星运动是(shì)可以(yǐ)用正常(cháng)的物质(zhì)和力学定律来解释的(de)。那么又有人提出，也(yě)许该星(xīng)系的暗(àn)物质，已(yǐ)经(jīng)被(bèi)附(fù)近的(de)另一个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造成(chéng)这(zhè)些现(xiàn)象的除了暗物质(zhì)的假说(shuō)之外，另一种可(kě)能就是人类对引力的理解还不(bù)够全面(miàn)，引力很(hěn)可能在不同(tóng)尺度空间中的工(gōng)作方式是不同的，这意味着在(zài)行(xíng)星系(xì)尺度(dù)中的天体会(huì)沿着它们(men)的(de)轨道，按照我们所理解的方式(shì)运(yùn)动。但是上升(shēng)到星系和星团的(de)尺度(dù)，引力之间的相互作用则(zé)是不(bù)同的方式(shì)。对于在星系团之间的相互作用，科学(xué)家还引(yǐn)入了外(wài)部场效(xiào)应的概念，指的(de)是在数(shù)百万光年的规(guī)模上，巨(jù)大(dà)的质量之间会产生对彼此特殊的效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立，这意(yì)味着我们需要对(duì)现在(zài)的(de)物理定(dìng)律进行修正(zhèng)，这些发现也让很多人认(rèn)为暗物质假说理(lǐ)论(lùn)就此(cǐ)终结。但是在宇宙(zhòu)当(dāng)中还有关于(yú)暗物质存在的其他(tā)的理论(lùn)证据，这(zhè)些理(lǐ)论证据是蒙德理论所(suǒ)没法解(jiě)释(shì)的(de)“引(yǐn)力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子弹(dàn)星系(xì)团，由两(liǎng)个碰撞的星系团(tuán)所组成(chéng)，类似(shì)这样的(de)星团，它(tā)们大部(bù)分的普通质量都在星系(xì)的气体(tǐ)当中。当星(xīng)团以(yǐ)1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时(shí)发生碰(pèng)撞(zhuàng)的时候，星际气体的相互作用(yòng)就会导致温度的急剧升高(gāo)，速度大幅(fú)降低。所(suǒ)以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大(dà)部分的质量将位于所有(yǒu)这些气(qì)体所在(zài)的中间区(qū)域。那么我们通过什么来验证它的质(zhì)量(liàng)区域到底是不(bù)是集中(zhōng)在中间呢？前(qián)不久，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一(yī)张(zhāng)全彩的高清照片(piàn)，在照片(piàn)中我们可以明显地看到很多星(xīng)系似乎被拉伸产(chǎn)生(shēng)了(le)巨大的形(xíng)变。其(qí)实这些星系本身并不是真(zhēn)的被扭曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了什么问(wèn)题(tí)，而是这样极(jí)遥远(yuǎn)的(de)天体和(hé)我(wǒ)们地球上(shàng)的观测者之间(jiān)。被(bèi)一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的(de)东西的引力，会使身后更遥远星系(xì)的(de)光都发生了扭曲(qū)。这个现象就(jiù)是(shì)引(yǐn)力(lì)透镜(jìng)效应。这(zhè)个(gè)巨大(dà)的天体(tǐ)可能是超大质量的(de)黑洞或者是暗物质。

所以当人们(men)对子弹星系团观测(cè)的时候(hòu)，发现它的大质量区域并不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好的解释(shì)方法(fǎ)就(jiù)是当星(xīng)团(tuán)发生全部的(de)碰撞时，可被(bèi)观测到的质量气体被卡在(zài)了中间，暗物质则直接通过了这个区域，并在(zài)两边形成了引力(lì)透镜。对子弹星系(xì)团的引力透镜研究也(yě)被(bèi)认为是暗物(wù)质存(cún)在的(de)迄(qì)今为止最(zuì)好的理论(lùn)证据(jù)。

除此(cǐ)之外(wài)，还有(yǒu)来自(zì)宇宙(zhòu)当中最古老的(de)光(guāng)。从(cóng)宇宙(zhòu)大(dà)爆炸开(kāi)始，38万年(nián)之后，可见光终于(yú)可以畅(chàng)通无阻(zǔ)地穿越在(zài)宇宙当中了。经(jīng)过(guò)了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空(kōng)间背景上留(liú)下了各相(xiāng)同性的微波辐射。其中(zhōng)红(hóng)色的(de)部分(fēn)表示温度较高(gāo)的区域，蓝色(sè)则表(biǎo)示相对较冷的区域，但(dàn)实际(jì)上它们(men)之间的(de)温差(chà)只有万(wàn)分之一。

科学家们通过对(duì)前景(jǐng)背景分离后的二值图像进行连通域提取和标记之(zhī)后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物(wù)质，图(tú)形看起来不(bù)应该是这样的，而随着暗物质的(de)增加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变(biàn)得(dé)看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波背景(jǐng)辐(fú)射的测量(liàng)值，我们需要的暗物质大约(yuē)是普通物质(zhì)的5倍。这个数字(zì)与解释(shì)星系(xì)当(dāng)中恒(héng)星运动所需(xū)要的(de)暗(àn)物质比例(lì)是一致的。这就意味着。

用了一(yī)个(gè)简单的理论框架，就很好地解(jiě)释了很(hěn)多不同的观测结果。而暗(àn)物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着(zhe)某种类型的粒子(zi)，它们不(bù)参与任何其他(tā)的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来(lái)相(xiāng)互作(zuò)用。所(suǒ)以(yǐ)如果能够找(zhǎo)到这种粒(lì)子的存(cún)在，就相当于找到(dào)了暗(àn)物质存在的实(shí)际(jì)证(zhèng)据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学(xué)家(jiā)们(men)已经提(tí)出了数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需要的实验方式也不相(xiāng)同(tóng)。在过去的几十年当(dāng)中，人类(lèi)为了寻(xún)找这些看不(bù)见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进(jìn)行了(le)超(chāo)过(guò)50次的(de)实(shí)验(yàn)，却没(méi)有(yǒu)任何实质性的(de)发现(xiàn)，除(chú)了一个(gè)地(dì)方(fāng)，意大利的(de)格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中(zhōng)，藏(cáng)着地(dì)球上最大的(de)地学实验室，这(zhè)个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探测器(qì)，一(yī)直致力(lì)于寻找(zhǎo)暗物(wù)质粒子(zi)的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这(zhè)里的(de)科学家声称(chēng)观测到了(le)某种信号。经过了20多年的数据收(shōu)集(jí)，人们发(fā)现了(le)一个有趣的事情。探(tàn)测率会在(zài)每年的6月份达到峰值，然(rán)后(hòu)在11月降到最低，而且在(zài)20年当中每(měi)年都是(shì)一样(yàng)。一些(xiē)科(kē)学家认为这可能是人类(lèi)发现暗物质的第一(yī)个(gè)直接(jiē)证据。

但是(shì)为什么暗物质会(huì)产(chǎn)生周期(qī)性的年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳(yáng)系正在以(yǐ)220公里/秒的(de)速度围绕着银河(hé)系(xì)进(jìn)行(xíng)移动，那么(me)如果暗物质存在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)，这意味着(zhe)我们也在以(yǐ)这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流，这(zhè)个过(guò)程(chéng)中会产(chǎn)生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳(yáng)进行(xíng)旋(xuán)转。所以有(yǒu)半年的时(shí)间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系(xì)的方向是一致的，而另(lìng)外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太阳的(de)方向正好达到完全一致，这是理论上(shàng)地球穿越暗物(wù)质流(liú)最快的时段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好(hǎo)达到了最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际(jì)的情况中(zhōng)，太阳系相对银河系(xì)的平面呈现了(le)60度的倾斜，但是(shì)这并(bìng)不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可(kě)以(yǐ)将军三箭定天山指的是谁定天下，将军三箭定天山说的是哪位历史人物用来解释，研究(jiū)人(rén)员们(men)所观测到的周期性(xìng)信(xìn)号。当(dāng)然也可(kě)能有其他的(de)情况，造成这种年度周期信(xìn)号的(de)差异也可(kě)能是温(wēn)度、湿度、土壤中的水分、高山上的(de)积雪，甚至连意(yì)大利游客的数量也符合(hé)这个周期的(de)规律。

所(suǒ)以，科学(xué)家们又在南(nán)半球建立了(le)一个几(jǐ)乎相(xiāng)同的(de)实验室(shì)，这里的季节(jié)与之(zhī)前的实(shí)验室(shì)正(zhèng)好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物(wù)质流的运动特征和(hé)第一个实验室是一样的(de)。

因此，如果在这里(lǐ)可(kě)以得到相同的(de)信号，就(jiù)可以成为暗物质所存(cún)在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由于这个实(shí)验(yàn)室(shì)刚刚建成不久，所以截至目前还无(wú)法提供相应的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫做(zuò)“南(nán)希格雷斯罗曼”，它(tā)的(de)主镜大小(xiǎo)跟(gēn)哈勃(bó)望远镜相同，但它的宽视场仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其(qí)中一个关键的(de)用途就(jiù)是探索(suǒ)暗物(wù)质(zhì)背后的(de)奥秘，对于探测的结果，我们(men)只能(néng)拭(shì)目以待了。费米实(shí)验室粒子(zi)天体(tǐ)物(wù)理中心(xīn)的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗物(wù)质存在，它们极有(yǒu)可能(néng)拥有另一种(zhǒng)神秘的效应(yīng)，这种暗(àn)物质效(xiào)应，会支持(chí)宇宙(zhòu)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。

如果这一理论得(dé)到进一步的证实，那么遍(biàn)布(bù)宇宙(zhòu)当(dāng)中的暗物(wù)质会不会意味着(zhe)人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某(mǒu)个角落(luò)的行星上，暗物质正在通过这样(yàng)的效应创造(zào)生命。当(dāng)然，这些推论的大前(qián)提是(shì)要先找到暗(àn)物质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢(huān)请点(diǎn)赞，你的(de)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 将军三箭定天山指的是谁定天下，将军三箭定天山说的是哪位历史人物