宇(yǔ)宙是“人为(wèi)制造”的？为何会存在科学(xué)无法(fǎ)解(jiě)释的“暗物质(zhì)”？暗物质又(yòu)究竟是(shì)什么？人(rén)类为(wèi)了寻(xún)找暗物质(zhì)存在的证(zhèng)据，科学家(jiā)们在(zài)过去的几十年当中进行了超过50次的(de)长(zhǎng)期实(shí)验，但(dàn)是却没有发(fā)现任何的有效(xiào)证(zhèng)据。除(chú)了一个地方，在(zài)1687年(nián)出版的(de)自然哲学(xué)数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它(tā)揭示了宇(yǔ)宙中天体运动的(de)规律。往后(hòu)的(de)几百年来，当天文(wén)学家们发现某些天体运行轨道出现异(yì)常(cháng)，不符(fú)合万有(yǒu)引力定律的时(shí)候，他们就会知道，周围一定有未(wèi)知的天体(tǐ)通过引(yǐn)力在摄动它(tā)的轨道。比如在(zài)1846年(nián)，奥(ào)本勒(lēi)维耶(yé)就通(tōng)过天王星运(yùn)行轨(guǐ)道的异常，推算(suàn)并且发(fā)现了海王星的存(cún)在。另(lìng)外(wài)，哈(hā)雷彗星、冥王星的发现都(dōu)是应用万(wàn)有引力(lì)定律所取得重(zhòng)大(dà)天(tiān)文成就的例子(zi)。但是这(zhè)些发现都是在恒星系统(tǒng)的尺度(dù)当中，可当我们上升到星系或者是星团(tuán)的尺度，事情就(jiù)开始变得诡(guǐ)异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨(cí)兹(zī)威基正在研究和测(cè)量后发(fā)星系团(tuán)的质(zhì)量(liàng)。这(zhè)是一个(gè)由数千个星系所组成的(de)巨大星系团，这些星系被引力束(shù)缚(fù)在(zài)一起。测量星系(xì)团的质量一般会使用(yòng)到两种方(fāng)法(fǎ)，当两种方法结果一致，就可以(yǐ)确定其(qí)质量的(de)范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度(dù)学(xué)的质量"，需要的数(shù)据是测量各个星系的(de)光(guāng)度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光(guāng)谱(pǔ)红移测量(liàng)星系团中的各个星系相(xiāng)对(duì)于星系团(tuán)的运动(dòng)速度。当测量结果(guǒ)出(chū)来之后，兹威(wēi)基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意(yì)味着，后发座(zuò)星系团有99%的质量消失了(le)，或(huò)者说这99%的质(zhì)量并不以可(kě)见光的形式所存(cún)在，我们无法看到。最(zuì)诡(guǐ)异的是，在(zài)测量速度(dù)的(de)过程中，兹威基(jī)发现星系团中很(hěn)多星系的速(sù)度比(bǐ)理论(lùn)上要快得多，按照牛顿的运动学定(dìng)律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质量所产生(shēng)的(de)引力是(shì)无法将它们束缚在星系(xì)团内的，它(tā)们早(zǎo)就应该被抛出(chū)星系(xì)团之(zhī)外了，除(chú)非有(yǒu)一种神秘的力量在(zài)起(qǐ)作用，这种(zhǒng)力量来源于某(mǒu)种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样(yàng)部分不可见的暗(àn)质，它不发(fā)散(sàn)光、吸光、反(fǎn)射光，但是(shì)它们却占据着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当时(shí)的人(rén)们对这样的一种说法不屑(xiè)一顾(gù)。

直到(dào)40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才再(zài)一(yī)次出现。天文(wén)学家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特(tè)福特在观测仙女座星系中的(de)恒星运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨道上的运行速度就会(huì)越慢(màn)。但是他(tā)们观测(cè)的结果却让人感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离(lí)的增(zēng)加(jiā)，恒(héng)星的旋转速(sù)度几乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的(de)万(wàn)有引力(lì)定律(lǜ)，在星系当中如果没有足够大的质量来吸(xī)引它们(men)，这些外围的恒星早就被甩到(dào)宇(yǔ)宙当中了。基于这(zhè)种现象(xiàng)，科学家们会使用一种相(xiāng)对标准的(de)方法来(lái)解释(shì)暗物质(zhì)的存在，这种方(fāng)法就是测量星(xīng)系当中(zhōng)气体在(zài)X轴上距离星系中(zhōng)心的距离，以及(jí)在(zài)Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的(de)力量进入(rù)其中(zhōng)。

于(yú)是科学家(jiā)们通过(guò)射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远距(jù)离的氢元素，发现它(tā)们(men)的旋(xuán)转速度并不符合牛顿(dùn)的(de)力学(xué)定律(lǜ)。我们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系(xì)位于银河系的第三(sān)悬臂之上，距离(lí)银河系(xì)中心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进(jìn)行计(jì)算，太阳系(xì)的运(yùn)行速度应该是(shì)160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速(sù)度围(wéi)绕银河系旋转，这个实际速度远远大于(yú)理论速度(dù)，那么(me)产生以上这种向心加速度的原因(yīn)很可能就是(shì)存在着一种我(wǒ)们看不到的物(wù)质，是(shì)这些暗物质的引力效(xiào)应将星系聚集(jí)在(zài)了一起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研究人(rén)员(yuán)开始相信暗物质的(de)存在。科学(xué)家根据星系外恒星轨道的速(sù)度，估算在(zài)星系当中暗物质的(de)质量(liàng)占整(zhěng)个星系(xì)质量的(de)85%。但是，暗物(wù)质并(bìng)不是唯(wéi)一(yī)可以解(jiě)释这个现象的原因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应(yīng)的遥(yáo)远恒星之间，也会出现速度上的微小(xiǎo)差异。另外，天文学(xué)家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离(lí)地球(qiú)大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系(xì)不(bù)多(duō)，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量却只有银(yín)河系(xì)的千(qiān)分之一(yī)。

所以在理论上(shàng)，该星(xīng)系必须存在暗(àn)物(wù)质，否则(zé)就会分崩离析(xī)。但(dàn)是科学家(jiā)们使用最(zuì)先进的(de)望(wàng)远镜对(duì)其进行了40个(gè)小时(shí)的(de)详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒星运动是可以用正常(cháng)的物质和力学定(dìng)律来解释的(de)。那(nà)么(me)又有人提出，也许该星(xīng)系的暗物(wù)质(zhì)，已经被(bèi)附近(jìn)的另一个大星系(xì)剥离了。奇(qí)怪的是，它的(de)附(fù)近没有任何星(xīng)系(xì)存在(zài)。造成这些现(xiàn)象的除了(le)暗物质的假(jiǎ)说之外，另一种可能(néng)就是人(rén)类对引力的(de)理(lǐ)解还不够全面，引(yǐn)力很可能在不(bù)同尺度空间中的工作(zuò)方式是不同的，这意味着在(zài)行星系尺度中的(de)天(tiān)体(tǐ)会沿着(zhe)它(tā)们的轨道，按照我们(men)所(suǒ)理解(jiě)的方式运动。但是上升到星系(xì)和星团的尺度(dù)，引力之间的相互作(zuò)用则是不同的方式(shì)。对(duì)于在星系团(tuán)之间的相互(hù)作用，科学(xué)家还引入了(le)外部场效应的概(gài)念，指的是在数百(bǎi)万光年的规模上，巨大的质量之间会(huì)产生对彼此特殊(shū)的(de)效果，这个(gè)理(lǐ)论叫做MOND蒙(méng)德理(lǐ)论。如(rú)果MOND蒙德理论(lùn)成立，这(zhè)意味着(zhe)我们需要(yào)对(duì)现在(zài)的(de)物理定律进(jìn)行修正，这些发现也让很(hěn)多人认为暗物(wù)质假说理论(lùn)就此终(zhōng)结。但是在宇(yǔ)宙当中(zhōng)还有关于(yú)暗物质存(cún)在的其他的理论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释(shì)的“引力透(tòu)镜”。

径向距离(lí)为37亿光(guāng)年的子弹星系(xì)团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞的(de)星(xīng)系团所组成，类似这(zhè)样的(de)星团，它们大(dà)部分的普(pǔ)通质量都在星(xīng)系的气体当(dāng)中。当星团以(yǐ)1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时发(fā)生碰撞的时候(hòu)，星际气体(tǐ)的相互(hù)作用就会导致温度的(de)急剧升(shēng)高，速度(dù)大(dà)幅降(jiàng)低(dī)。所以在(zài)理论上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大部分的(de)质量将(jiāng)位于所(suǒ)有这(zhè)些气体所在的中间区域。那么(me)我们通(tōng)过什(shén)么来验证它(tā)的质(zhì)量区域到(dào)底是(shì)不(bù)是集(jí)中在中间呢？前不(bù)久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回(huí)了宇宙当中第一张全彩(cǎi)的高清照片，在照片(piàn)中我(wǒ)们(men)可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大(dà)的形变。其实这些星系本身并不是真(zhēn)的(de)被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我们地(dì)球上的观测(cè)者(zhě)之(zhī)间。被一(yī)个(gè)质量超级巨大的天体遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量的东西的引力(lì)，会使身后更遥远星(xīng)系的(de)光都发生了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天(tiān)体可能是超大质(zhì)量的黑洞或(huò)者是(shì)暗物质。

所以当(dāng)人们对子弹(dàn)星(xīng)系团观(guān)测的时候，发现(xiàn)它的大(dà)质量区域并不(bù)是在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解(jiě)释方法(fǎ)就是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量(liàng)气(qì)体被(bèi)卡在(zài)了中间(jiān)，暗物质则(zé)直接通过了这(zhè)个区域，并(bìng)在两边形成了引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今(jīn)为止最好的理(lǐ)论证据。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万(wàn)年(nián)之后，可见光(guāng)终于(yú)可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了(le)。经(jīng)过了130多(duō)亿年之后，这些光在宇宙空间(jiān)背(bèi)景上留下了各相同性的(de)微(wēi)波辐射。其中红色的部分表示温度较高的(de)区(qū)域，蓝色则表示(shì)相对(duì)较冷的(de)区域，但实际(jì)上它们之间的温差只有万(wàn)分(fēn)之一。

科学家们通过对前(qián)景背景分离后(hòu)的二值图像进行连通域(yù)提(tí)取和标记之后(hòu)发现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质(zhì)，图形看起来不应该(gāi)是这样的，而随(suí)着暗物质(zhì)的增加，一(yī)些峰值的幅度会减(jiǎn)小(xiǎo)，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙(zhòu)微波(bō)背(bèi)景(jǐng)辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质大约(yuē)是(shì)普通物(wù)质的5倍。这个数字(zì)与(yǔ)解释星系当中恒星运(yùn)动所(suǒ)需要的暗物(wù)质(zhì)比(bǐ)例是(shì)一(yī)致的(de)。这就意(yì)味(wèi)着。

用了(le)一(yī)个简(jiǎn)单的理(lǐ)论(lùn)框架，就很好(hǎo)地解释(shì)了很(hěn)多不同的观测结果。而暗(àn)物质的本质就是宇宙当(dāng)中存(cún)在着某种类型(xíng)的(de)粒子，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通过引力来(lái)相互作用。所以如果能(néng)够找到这种粒子的存在(zài)，就相当于找到了暗物(wù)质存在(zài)的实际证(zhèng)据。这(zhè)种(zhǒng)粒子到(dào)底是什么？科(kē)学家们已经(jīng)提出了(le)数十(shí)种的假想目(mù)标，而要寻找这些不同(tóng)的(de)目标(biāo)粒子(zi)所需要(yào)的(de)实验方(fāng)式也(yě)不相(xiāng)同。在(zài)过去(qù)的几(jǐ)十年当中，人(rén)类为了寻找这些看不见、摸不到，几(jǐ)乎(hū)不(bù)会与常规物质(zhì)相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有任何(hé)实(shí)质性的发(fā)现，除(chú)了一个(gè)地方(fāng)，意大利的格(gé)兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大的地学实(shí)验室，这个(gè)实(shí)验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的探测(cè)器，一直(zhí)致力于(yú)寻找暗物(wù)质粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家(jiā)声称观测到了某种信号。经过了20多年的数据收(shōu)集，人(rén)们发现了一个有趣(qù)的事情(qíng)。探测率会在每(měi)年的6月份(fèn)达到峰(fēng)值，然后(hòu)在11月降到(dào)最低，而且在20年(nián)当中(zhōng)每年都是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗(àn)物质(zhì)的第一个直接(jiē)证据(jù)。

但是为什么暗物质会产生周期性的年度信号呢(ne)？刚(gāng)才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里/秒(miǎo10根虫草泡8斤酒合适吗，一斤酒放多少冬虫夏草泡合适)的速度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质存在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中，这意味着我们也在以这样的速度在(zài)穿越着(zhe)暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相应的(de)振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的(de)时间(jiān)，地球(qiú)围绕(rào)太(tài)阳的方向与太阳环绕银(yín)河(hé)系(xì)的方(fāng)向是一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的(de)时候，地球(qiú)与太(tài)阳的(de)方向(xiàng)正好达(dá)到完全一致，这(zhè)是理论上地球(qiú)穿越(yuè)暗(àn)物质流最快的时(shí)段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的(de)情(qíng)况中，太阳系相对银河系的(de)平(píng)面(miàn)呈现了60度的倾斜(xié)，但(dàn)是这(zhè)并不影响这(zhè)个理论的(de)有(yǒu)效(xiào)性。

因此(cǐ)科学家认(rèn)为这可以(yǐ)用来解释，研究人(rén)员(yuán)们所观测到(dào)的周期性信号。当然(rán)也可能有(yǒu)其他(tā)的情(qíng)况，造成(chéng)这种年度周期(qī)信(xìn)号的差(chà)异(yì)也(yě)可能(néng)是温(wēn)度、湿(shī)度(dù)、土壤中的水分、高山上的(de)积雪，甚至(zhì)连意(yì)大利(lì)游客的数量(liàng)也符合这个(gè)周期的规律。

所以，科学家们又在南半球建立了一(yī)个(gè)几乎(hū)相同的实验室(shì)，这里的(de)季(jì)节与之前的实(shí)验室正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗(àn)物质流的运(yùn)动特征(zhēng)和第一个实(shí)验(yàn)室是一样(yàng)的。

因此，如果在(zài)这里可以得(dé)到相同的信号，就(jiù)可以成(chéng)为暗物质(zhì)所存在的非常有力的证据了。但(dàn)是由于这个实验室(shì)刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所以截至目前(qián)还无法提供相应(yīng)的数据(jù)支持(chí)。另外，在(zài)2025年，NASA将会(huì)发射一台(tái)新的望(wàng)远镜，这(zhè)台太空望远镜叫(jiào)做(zuò)“南希格雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟(gēn)哈勃望远镜相(xiāng)同，但它(tā)的宽(kuān)视场仪器提供的视(shì)野是(shì)哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜其中一(yī)个关键(jiàn)的用(yòng)途就是探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于探测的结果，我们(men)只能拭(shì)目以待(dài)了。费(fèi)米实验室粒子天(tiān)体(tǐ)物(wù)理中心(xīn)的科(kē)学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗(àn)物质存在，它(tā)们极(jí)有(yǒu)可(kě)能拥(yōng)有另(lìng)一种神秘的效(xiào)应，这种暗物质效应(yīng)，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中(zhōng)生命的诞生，或(huò)者说是生(shēng)命进(jìn)化的(de)一(yī)个重要(yào)因素(sù)。

如果这一理论得(dé)到进(jìn)一步(bù)的证实，那么(me)遍布宇宙当中的(de)暗(àn)物质(zhì)会不会意味着人类并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角落的行星上，暗(àn)物质正(zhèng)在通过这样的效应创(chuàng)造(zào)生命。当然，这些推论的(de)大前提是要先找到暗(àn)物质(zhì)存在的实际证据。那么(me)小(xiǎo)伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得暗物质(zhì)到(dào)底存不(bù)存在呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞(zàn)，你的支持是我更新的动力！

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 10根虫草泡8斤酒合适吗，一斤酒放多少冬虫夏草泡合适