宇宙是(shì)“人(rén)为制造”的？为何会存(cún)在科(kē)学无法解释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么(me)？人(rén)类为了寻找暗物(wù)质存在的证据，科学家们在过去的(de)几十年当中进(jìn)行(xíng)了超过50次的长期(qī)实验，但是却(què)没有发现任何的有效证(zhèng)据。除了一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲(zhé)学数学原理一书中(zhōng)，埃萨(sà)克牛(niú)顿发(fā)表了万有引力定律(lǜ)，它揭示了(le)宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运(yùn)动的规律。往后的几百(bǎi)年来(lái)，当天文(wén)学(xué)家们(men)发现(xiàn)某些天(tiān)体(tǐ)运行轨(guǐ)道出(chū)现异常，不符合万有引力定律的时候，他们就会知道(dào)，周围(wéi)一定(dìng)有未知的天(tiān)体通过引(yǐn)力在摄动(dòng)它(tā)的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒(lēi)维耶就通(tōng)过天(tiān)王星(xīng)运(yùn)行轨道的异常，推(tuī)算并且发现(xiàn)了海王星的存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都是应用(yòng)万有引力定律所(suǒ)取得重大天文成就的例子。但是这些发(fā)现都(dōu)是(shì)在恒星系统(tǒng)的(de)尺度(dù)当中，可(kě)当我们(men)上升(shēng)到星系或者是(shì)星团的(de)尺度，事情(qíng)就开(kāi)始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹(zī)威基正在研究和测量后(hòu)发(fā)星系(xì)团的质量。这(zhè)是一个(gè)由数千(qiān)个星(xīng)系所(suǒ)组成的巨大星系团，这(zhè)些星系被引力束(shù)缚在一起。测量星系(xì)团的质量一般会使(shǐ)用(yòng)到(dào)两种方法，当(dāng)两种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其(qí)质(zhì)量的(de)范(fàn)围。

第一种是获得其"光度学的(de)质(zhì)量"，需要的(de)数据是测量各个星系的光度(dù)。

第二种是(shì)动力学质量的计算，是利用光谱红移测量星系团中的各(gè)个(gè)星(xīng)系相(xiāng)对于星系团的(de)运动速(sù)度。当测量结果出来之后(hòu)，兹(zī)威基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以可见光(guāng)的形(xíng)式所存在，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在测量速度的(de)过程中，兹威基发现星系团中很多星系的速度比(bǐ)理论上要快(kuài)得多(duō)，按照牛顿(dùn)的(de)运动学定律，仅靠这些可(kě)见星系的质(zhì)量(liàng)所产生(shēng)的引力(lì)是无法将它们束(shù)缚(fù)在星系团内的，它(tā)们早就应该被(bèi)抛出(chū)星系(xì)团(tuán)之外(wài)了(le)，除非(fēi)有一种神(shén)秘的力(lì)量在起作(zuò)用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了(le)这样部分不可见(jiàn)的暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的(de)质量。只(zhǐ)是(shì)当(dāng)时的(de)人们对这样的(de)一种(zhǒng)说法不屑(xiè)一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物(wù)质”这个(gè)词才再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观(guān)测(cè)仙(xiān)女(nǚ)座(zuò)星系中(zhōng)的(de)恒星(xīng)运动。理论(lùn)上来(lái)说(shuō)，距离中心(xīn)越远的恒星在(zài)其轨道上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们观(guān)测(cè)的结果却(què)让人(rén)感到(dào)不可思议。

随着与中(zhōng)心距(jù)离(lí)的增加，恒星(xīng)的(de)旋转(zhuǎn)速度几乎保持不(bù)变(biàn)。可(kě)是根(gēn)据牛顿(dùn)的万(wàn)有引力定律，在(zài)星(xīng)系当中如(rú)果没有足够(gòu)大的质(zhì)量来吸引它们(men)，这些外围的(de)恒(héng)星(xīng)早就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)了。基于这种现象，科学(xué)家们会(huì)使(shǐ)用(yòng)一种相对标准的方法来(lái)解释暗物质(zhì)的(de)存(cún)在，这(zhè)种方法就是测(cè)量星(xīng)系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系中心的(de)距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋(xuán)转速(sù)度。如果(guǒ)出现异常的结(jié)果，就认为是由(yóu)暗物质的力量进入其(qí)中。

于(yú)是(shì)科(kē)学家(jiā)们通过射电望(wàng)远镜测量了距离(lí)星系中心更远距离的氢元素，发现它(tā)们的(de)旋转速度(dù)并(bìng)不符合牛顿的力学(xué)定律(lǜ)。我们的太(tài)阳(yáng)系也(yě)不(bù)例外(wài)，太阳系(xì)位于银河(hé)系的第三悬(xuán)臂(bì)之上，距离银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万光(guāng)年，根据万有引力定律进行计算(suàn)，太阳系的运(yùn)行速(sù)度应(yīng)该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银河系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实(shí)际(jì)速度(dù)远远大于理(lǐ)论速度(dù)，那么产生以上这种向心加(jiā)速度的原因很可能就是存在着(zhe)一种我们看不到的物(wù)质，是这(zhè)些暗(àn)物质的(de)引力(lì)效应将星系聚集在了一起。

也(yě)是从这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根(gēn)据星(xīng)系(xì)外恒(héng)星(xīng)轨道(dào)的(de)速度，估算在星(xīng)系(xì)当中暗物质(zhì)的质量占整个星系(xì)质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物质并(bìng)不是唯一可以解(jiě)释这个现(xiàn)象的原因。在一项新的研究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥远恒星之间(jiān)，也(yě)会出(chū)现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现了一(yī)个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银河(hé)系(xì)的千(qiān)分(fēn)之(zhī)一。

所以在理论上，该星系(xì)必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是(shì)科(kē)学家(jiā)们使用最先进的望远镜对(duì)其进行了(le)40个小时的详(xiáng)细测(cè)量之(zhī)后，发现星系中的(de)恒星运动(dòng)是可以用正常的物质和力学定律来解释的。那么又有人提出，也许该星(xīng)系的(de)暗物质，已经(jīng)被附近(jìn)的另一个(gè)大星系剥(bō)离了。奇(qí)怪(guài)的是，它的附近没有任何(hé)星系(xì)存(cún)在。造(zào)成这些(xiē)现象的除了暗物质的假说之外，另一种可能就是人类(lèi)对引力的理解还不够全面，引力很可(kě)能在不同(tóng)尺度(dù)空(kōng)间(jiān)中(zhōng)的(de)工作方式是不同(tóng)的(de)，这意味(wèi)着在行星系(xì)尺度中的(de)天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式运动。但是上升(shēng)到星(xīng)系和星团的尺度，引力(lì)之间的相互作用则是不(bù)同(tóng)的方式。对(duì)于在星(xīng)系(xì)团之间的相(xiāng)互作用(yòng)，科学家还(hái)引(yǐn)入了外部场效应的概念，指(zhǐ)的是在数百(bǎi)万光(guāng)年的规模上，巨大的质量(liàng)之间会产生对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果MOND蒙德理论成立(lì)，这(zhè)意味着我们需(xū)要对现在的物理(lǐ)定律进行修正，这(zhè)些发现也让很(hěn)多人认(rèn)为暗物质假说理论就(jiù)此终(zhōng)结。但(dàn)是在宇宙当中还(hái)有关于暗物质存在的其他的理(lǐ)论(lùn)证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的(de)子(zi)弹星系团，由两个(gè)碰撞的星系团所(suǒ)组成，类似这样的星团，它们大部(bù)分的(de)普通质量(liàng)都在星系的(de)气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生(shēng)碰(pèng)撞的时候，星际气体(tǐ)的相互作用就会导致温度的急(jí)剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的(de)质(zhì)量将位(wèi)于所(suǒ)有(yǒu)这些(xiē)气体所在的中间区域。那么我们通过什(shén)么来(lái)验证它(tā)的质量区域到底(dǐ)是不是(shì)集(jí)中在中间呢？前(qián)不久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空望远镜(jìng)传(chuán)回了宇宙当中第一张全彩的(de)高(gāo)清照片，在照片(piàn)中我们(men)可以明(míng)显地看(kàn)到很多(duō)星系似乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨大的形(xíng)变。其(qí)实(shí)这些星系本身并不是(shì)真的被扭曲了(le)，也不是韦(wéi)伯望远镜出了什么问(wèn)题，而(ér)是(shì)这(zhè)样(yàng)极(jí)遥远的天(tiān)体和我们(men)地球上的观测(cè)者之间。被一个质量(liàng)超级巨大的天体(tǐ)遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的(de)东西的(de)引力，会(huì)使身后更遥(yáo)远星(xīng)系的(de)光(guāng)都(dōu)发生了(le)扭曲。这个现象就是(shì)引力透镜(jìng)效(xiào)应。这个(gè)巨大的(de)天体可能(néng)是超大(dà)质量的黑(hēi)洞或(huò)者是暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当人们对子弹(dàn)星系团(tuán)观测的(de)时候，发现它的大质量区域(yù)并不是在中间，而是在两侧。所以最好的(de)解释方法就(jiù)是当星(xīng)团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了(le)中间，暗物质则直接通过了这个区域(yù)，并在(zài)两边形成了(le)引力透镜。对子弹(dàn)星系团的引力透镜研究也被认为是暗(àn)物质存在的迄今为止最好的(de)理(lǐ)论证据。

除此(cǐ)之外，还(hái)有来自(zì)宇宙当中最(zuì)古老(lǎo)的光。从宇宙(zhòu)大爆炸(zhà)开始，38万年之后(hòu)，可见光终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了(le)。经过了130多亿年(nián)之后，这(zhè)些光在宇宙空间(jiān)背景上留下了各相同(tóng)性的微波辐射。其(qí)中红色的部分表示温(wēn)度(dù)较高的区域，蓝(lán)色(sè)则表示相(xiāng)对较(jiào)冷的区域，但实际上它(tā)们之间的(de)温(wēn)差只有万分之一。

科学家们通过对(duì)前景背景(jǐng)分离后的二(èr)值图像(xiàng)进行连通域提(tí)取和(hé)标记之后(hòu)发(fā)现，如(rú)果宇宙当中没(méi)有暗(àn)物质，图形看起来不应该(gāi)是这样的，而(ér)随(suí)着暗物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度(dù)会减小，才(cái)变得看起来(lái)“和谐”。为了(le)匹(pǐ)配宇宙微(wēi)波背景辐射(shè)的(de)测量值，我们(men)需要的暗物(wù)质(zhì)大约是普通物质的5倍。这(zhè)个数字与解释星系当中(zhōng)恒星运动所需要的(de)暗物质比例是(shì)一致的。这就(jiù)意(yì)味着。

用了一个简单(dān)的理论框架，就很好地(dì)解(jiě)释了很(hěn)多不同(tóng)的观测结(jié)果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子，它(tā)们不参(cān)与(yǔ)任何其他一文钱等于多少人民币，一贯钱相当于现在多少钱(tā)的电磁(cí)作用，只(zhǐ)通(tōng)过(guò)引力来相互作(zuò)用(yòng)。所以如(rú)果能(néng)够(gòu)找(zhǎo)到(dào)这种粒子(zi)的存在(zài)，就(jiù)相当(dāng)于找到了暗物(wù)质存在的(de)实际证据。这种粒(lì)子到底是什(shén)么？科学(xué)家们已经提出了数(shù)十(shí)种的(de)假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不(bù)同的目(mù)标粒子所(suǒ)需要的实验方式也不(bù)相同。在过去的几十(shí)年(nián)当中，人类(lèi)为了寻找这些看不见、摸不(bù)到(dào)，几乎不会与常规物质(zhì)相互作用的“暗物质(zhì)”，科学家们已(yǐ)经进行(xíng)了超过50次的实验，却没(méi)有任何实质性的发现，除(chú)了(le)一个地(dì)方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶(lì)属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉。

在山(shān)下(xià)1400米处的地下矿井当中(zhōng)，藏(cáng)着地(dì)球(qiú)上最大的(de)地(dì)学实验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探测器，一(yī)直致(zhì)力于寻找暗物质粒子(zi)的周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学(xué)家声称观(guān)测到了(le)某种(zhǒng)信(xìn)号(hào)。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集(jí)，人们发现了一个有趣的(de)事(shì)情(qíng)。探测(cè)率会(huì)在每(měi)年的(de)6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在20年当中每年(nián)都是(shì)一(yī)样。一些科学(xué)家(jiā)认为这可能是人类(lèi)发现暗物质(zhì)的第一(yī)个(gè)直接证据。

但是为什么暗(àn)物质会产生周期(qī)性的(de)年度信号呢？刚才我们(men)讲(jiǎng)了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度(dù)围绕(rào)着(zhe)银河(hé)系(xì)进(jìn)行移(yí)动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这(zhè)意味着我(wǒ)们也在以这样的速度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这个过程中(zhōng)会产(chǎn)生相应的振荡，同时地(dì)球又以30公里/秒的速度围绕太(tài)阳进(jìn)行旋转。所(suǒ)以有半年的时间(jiān)，地球(qiú)围绕太阳(yáng)的方向与太阳环绕银(yín)河系的方向是一致的，而(ér)另(lìng)外半年则与之相反。

而在6月份的(de)时(shí)候，地球与(yǔ)太阳的方向正好达到(dào)完全一致，这(zhè)是理论(lùn)上地球穿越暗物质流最快(kuài)的时(shí)段。而在(zài)11月份，又恰(qià)好达到了最慢值(zhí)。尽(jǐn)管在实际的情(qíng)况(kuàng)中(zhōng)，太(tài)阳(yáng)系相对银河系的平面呈(chéng)现(xiàn)了(le)60度的倾斜，但是(shì)这并不影响这个理论的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的(de)周期(qī)性信号。当(dāng)然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度周期信号(hào)的差(chà)异也可(kě)能是(shì)温度(dù)、湿度、土(tǔ)壤中的水(shuǐ)分、高山上(shàng)的积雪，甚(shèn)至(zhì)连意大利游客(kè)的数量(liàng)也符合这(zhè)个周期(qī)的规律(lǜ)。

所以(yǐ)，科(kē)学家们(men)又在南半球(qiú)建立了(le)一个几乎相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的(de)实验室(shì)正好相反，而在(zài)这里，地球穿过暗物质流的运动(dòng)特征和第一个实(shí)验室是一样的。

因(yīn)此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗物质所存(cún)在(zài)的非(fēi)常有力的证(zhèng)据了(le)。但是由于这(zhè)个(gè)实(shí)验室刚刚(gāng)建成不久，所以截至目(mù)前还无法提供相(xiāng)应的(de)数据支持。另外(wài)，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发(fā)射一台新的望远镜，这(zhè)台太空(kōng)望远镜叫做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈勃红(hóng)外仪(yí)器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一个关键(jiàn)的用(yòng)途就是探索暗(àn)物(wù)质(zhì)背后的奥秘，对(duì)于探(tàn)测的结果，我们只能(néng)拭目以待(dài)了。费米实(shí)验室粒子天(一文钱等于多少人民币，一贯钱相当于现在多少钱tiān)体物(wù)理中(zhōng)心的(de)科学家丹琥珀和贾森斯特芬研究(jiū)发(fā)现，如果暗物质存在，它们极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应，这种暗(àn)物质效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中生(shēng)命的诞生，或者说是生(shēng)命进化(huà)的一(yī)个重要(yào)因素。

如果(guǒ)这一理论得(dé)到(dào)进(jìn)一步的证(zhèng)实(shí)，那么(me)遍布宇宙当中(zhōng)的暗物(wù)质会(huì)不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的(de)行星(xīng)上(shàng)，暗物质正(zhèng)在通过这(zhè)样的效应创造(zào)生命(mìng)。当(dāng)然，这些推论(lùn)的大前提是要先找到暗物质存(cún)在(zài)的实际证据。那么(me)小伙伴们(men)，你们觉得(dé)暗物质(zhì)到底存不(bù)存在(zài)呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更新(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 一文钱等于多少人民币，一贯钱相当于现在多少钱