宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会存在科学(xué)无法解释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是(shì)什么？人类为(wèi)了寻(xún)找暗物质存在的证据，科学(xué)家(jiā)们(men)在过(guò)去的(de)几十年(nián)当中进行了超过50次的长期实(shí)验，但是却没有发现任何的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原理(lǐ)一(yī)书中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表(biǎo)了万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇(yǔ)宙中天(tiān)体运动的规律。往后的几百年(nián)来，当天文学(xué)家(jiā)们发(fā)现(xiàn)某些天体运行轨道出(chū)现异常，不符合万有引力定律的(de)时候，他们(men)就会(huì)知道，周围(wéi)一定有未知的天体通(tōng)过引力在摄动它的轨(guǐ)道。比如在(zài)1846年(nián)，奥(ào)本勒维耶就通过(guò)天王(wáng)星运行轨道的异常(cháng)，推算并且发现了(le)海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现(xiàn)都(dōu)是应用万(wàn)有引力(lì)定律所(suǒ)取得重(zhòng)大天(tiān)文成(chéng)就的例(lì)子。但是这些(xiē)发现都是在恒星系(xì)统的尺度当中，可(kě)当我们上升到(dào)星系或(huò)者(zhě)是星团的尺度，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年(nián)，瑞士(shì)的(de)物理学家弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后发星系团的质(zhì)量。这是一个(gè)由数千个星(xīng)系所组成(chéng)的巨大星系团，这些星系被引力束缚(fù)在一起(qǐ)。测量星系团的质量(liàng)一般会使(shǐ)用到两(liǎng)种方法，当(dāng)两种方法结果一致，就可(kě)以确定其质量的(de)范围。

第一(yī)种是获得(dé)其"光度学(xué)的质量(liàng)"，需要(yào)的数据是测(cè)量各个星系的光度。

第二种是动(dòng)力(lì)学质量的计算，是利用(yòng)光(guāng)谱(pǔ)红移(yí)测(cè)量星系团(tuán)中的各个(gè)星(xīng)系相对于(yú)星系(xì)团(tuán)的运动(dòng)速度。当测量结果出来(lái)之(zhī)后，兹威(wēi)基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动(dòng)力(lì)学质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味着，后(hòu)发(fā)座星系团有99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的质量(liàng)并不以可见光(guāng)的形(xíng)式所存在，我们(men)无法看到。最诡(guǐ)异的是，在测量速(sù)度(dù)的过(guò)程中，兹(zī)威基发(fā)现星系团(tuán)中很多星系的速度比理论上要快得多，按(àn)照(zhào)牛顿的(de)运(yùn)动学定律，仅靠(kào)这些可(kě)见星系的质(zhì)量所(suǒ)产(chǎn)生的引力是无法将它(tā)们束缚在星系(xì)团(tuán)内的(de)，它们早(zǎo)就应该被抛出星系(xì)团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这(zhè)种(zhǒng)力(lì)量(liàng)来源于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹维(wéi)基提出了(le)这样部分不可见(jiàn)的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光(guāng)，但(dàn)是它们(men)却占据(jù)着宇宙中绝大(dà)部分的质量。只是当时的人们对这(zhè)样的一种说法(fǎ)不屑(xiè)一(yī)顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这个(gè)词才(cái)再一次出现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯特(tè)福(fú)特(tè)在观测仙(xiān)女座星系中的恒(héng)星运动。理论上来说，距离中(zhōng)心越远的(de)恒星在其轨道上的运行速度就会越慢(màn)。但是他们观测(cè)的结(jié)果却让人(rén)感(gǎn)到不可思(sī)议。

随着与中心距(jù)离(lí)的(de)增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的万有(yǒu)引力(lì)定律，在星系当中如果(guǒ)没有足够大的质量来吸(xī)引它们，这些外(wài)围的恒星早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙(zhòu)当中了(le)。基于这种现象，科学(xué)家们会使(shǐ)用一(yī)种相(xiāng)对标准(zhǔn)的(de)方法来解(jiě)释暗(àn)物质(zhì)的存在(zài)，这种方(fāng)法就是测量星系(xì)当中(zhōng)气体在X轴(zhóu)上距(jù)离星(xīng)系中(zhōng)心(xīn)的(de)距离，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结果，就认为是由(yóu)暗物(wù)质的力量进入其中。

于是科学家们通(tōng)过射电望远(yuǎn)镜(jìng)测量了距离星系中心更远距离(lí)的氢元素(sù)，发现它们(men)的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力(lì)学定律(lǜ)。我们的太阳系也不例外，太阳(yáng)系位(wèi)于银河(hé)系的第(dì)三悬臂之上，距(jù)离(lí)银(yín)河(hé)系(xì)中(zhōng)心2.6万光(guāng)年(nián)，根据万有引力(lì)定(dìng)律(lǜ)进行计算，太(tài)阳系(xì)的运行速度应该是(shì)160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银(yín)河系旋转，这(zhè)个(gè)实际(jì)速度远远大于理论速度，那(nà)么产生以上这种(zhǒng)向心(xīn)加速度的原(yuán)因(yīn)很可能就是存在着一种我们看(kàn)不到(dào)的物质，是这(zhè)些(xiē)暗物质的引力(lì)效应将星系(xì)聚集(jí)在(zài)了一起。

也是从这时开始(shǐ)，越(yuè)来越(yuè)多的(de)研究人(rén)员(yuán)开始(shǐ)相(xiāng)信暗物质(zhì)的(de)存在。科学家根据星系(xì)外(wài)恒(héng)星(xīng)轨道(dào)的速度(dù)，估(gū)算在星系(xì)当中暗物质(zhì)的质量占(zhàn)整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗(àn)物质(zhì)并不是唯一可以(yǐ)解释这个(gè)现象的原(yuán)因。在(zài)一(yī)项新的研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引(yǐn)力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度上的微小差异。另外(wài)，天文学家还(hái)发现(xiàn)了(le)一(yī)个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和银河系不(bù)多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星(xīng)数量却只有(yǒu)银(yín)河系的千(qiān)分之一。

所以在理论上，该星系必(bì)须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离析。但是(shì)科学家们使(shǐ)用最先进的(de)望(wàng)远镜对其进(jìn)行了40个小时的(de)详细(xì)测量之(zhī)后，发(fā)现星(xīng)系(xì)中(zhōng)的恒(héng)星运动是可(kě)以用正常的(de)物质(zhì)和力学定律来解释的。那么又有(yǒu)人提(tí)出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗(àn)物质，已经被附近的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪的(de)是(shì)，它的(de)附近没(méi)有任何星(xīng)系存在。造(zào)成这些现象(xiàng)的除(chú)了暗物质的(de)假(jiǎ)说之(zhī)外，另一种可(kě)能就是人类对引力(lì)的理(lǐ)解还不够(gòu)全面，引力很可能在不同尺(chǐ)度(dù)空间中(zhōng)的工作方式(shì)是(shì)不(bù)同的，这意(yì)味着在(zài)行星系(xì)尺(chǐ)度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理解的方式(shì)运动。但是(shì)上升到星系(xì)和(hé)星团的尺度，引(yǐn)力之(zhī)间的相互作用则是不(bù)同的方式。对于(yú)在(zài)星系团之间的相互(hù)作用，科学(xué)家还引(yǐn)入了(le)外部场效应的概念，指的是在数百万光年(nián)的规模(mó)上，巨大的(de)质量之间会产(chǎn)生对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立(lì)，这意(yì)味着我们需要对现在的(de)物理(lǐ)定律进行(xíng)修正，这些(xiē)发现也让很多人认为暗物质假说理(lǐ)论就此终结(jié)。但(dàn)是在(zài)宇宙(zhòu)当中还有(yǒu)关(guān)于暗物质存在(zài)的(de)其他的理论(lùn)证据，这些理(lǐ)论证据是蒙(méng)德(dé)理论所(suǒ)没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹(dàn)星系(xì)团，由两个碰撞的星系团所组成，类(lèi)似(shì)这样的星(xīng)团，它们大部分的普通质量都在星系的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时(shí)发(fā)生碰撞的(de)时候(hòu)，星际气体的(de)相互作用就会导致温度的急剧(jù)升高，速度大幅(fú)降(jiàng)低。所以在理论上，在(zài)碰(pèng)撞之后，子弹星(xīng)系(xì)团大(dà)部(bù)分的质量将位于所有(yǒu)这(zhè)些气体所在的中间区(qū)域(yù)。那么(me)我们(men)通过(guò)什么来(lái)验证它的质量区(qū)域到(dào)底是不是集(jí)中在中间呢？前不(bù)久，詹姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空(kōng)望远镜(jìng)传(chuán)回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照片，在照(zhào)片中我们可(kě)以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实(shí)这些(xiē)星系本(běn)身(shēn)并不是真的(de)被扭曲了，也不是韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜(jìng)出了(le)什(shén)么问题，而(ér)是这样(yàng)极(jí)遥远(yuǎn)的天体和我们地(dì)球上的观测者(zhě)之间(jiān)。被一(yī)个质量(liàng)超级巨大的(de)天体遮挡，这个超大质量的(de)东(dōng)西(xī)的(de)引(yǐn)力，会使(shǐ)身后更遥远星系(xì)的光都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质(zhì)量的黑(hēi)洞(dòng)或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系(xì)团观测(cè)的(de)时(shí)候，发现它的大质量(liàng)区域并(bìng)不是在中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好的解(jiě)释(shì)方法(fǎ)就是(shì)当星团发生(shēng)全部的(de)碰撞时，可被(bèi)观测到(dào)的(de)质量气体被(bèi)卡在了中间，暗物质则直接通过了这个区域(yù)，并在两边形成了(le)引力透(tòu)镜。对子弹(dàn)星系(xì)团的引力透镜研究也(yě)被认为是暗(àn)物质存在(zài)的(de)迄今为止(zhǐ)最(zuì)好的理论证据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当(dāng)中最古老的光。从宇宙大(dà)爆(bào)炸开始，38万年之后，可见光(guāng)终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经过(guò)了(le)130多(duō)亿(yì)年(nián)之后，这些光在宇宙空间背(bèi)景上留下了各相同性的微波(bō)辐射(shè)。嘉峪关诗句最出名的句子，嘉峪关诗句名句赞美其中红色的部分表示(shì)温度(dù)较高的区域，蓝色则表示相对较冷的(de)区域，但(dàn)实(shí)际上它们之间的温差(chà)只有(yǒu)万(wàn)分之(zhī)一。

科学(xué)家(jiā)们通过对前景背景分离(lí)后的(de)二(èr)值图像进行连通域(yù)提取和(hé)标记(jì)之后(hòu)发现(xiàn)，如(rú)果宇宙当中没有暗物(wù)质(zhì)，图(tú)形(xíng)看起来不应该是这样(yàng)的，而随着(zhe)暗物质(zhì)的增加，一些峰值的(de)幅度会减小，才(cái)变得看起来(lái)“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景辐射的测量值，我们需要的(de)暗物质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释(shì)星系当(dāng)中(zhōng)恒星(xīng)运动所需要的暗物质比例是一(yī)致的。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论框(kuāng)架(jià)，就很好地解释了很多不同的(de)观测结果。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当中存在(zài)着某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒(lì)子，它(tā)们不参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引力来相互作用。所(suǒ)以(yǐ)如果能够找到这种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相(xiāng)当(dāng)于找到了暗物质存在(zài)的(de)实际证(zhèng)据。这种粒子(zi)到(dào)底(dǐ)是(shì)什(shén)么？科学(xué)家们已经提出了数十种的(de)假想目(mù)标，而要寻(xún)找这(zhè)些不同的目标粒子所(suǒ)需要的(de)实验方式也不相(xiāng)同。在(zài)过(guò)去的几十年(nián)当中，人(rén)类为(wèi)了寻找这些看不见、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(yǐ)经进行了(le)超过50次的实验，却(què)没(méi)有任(rèn)何(hé)实质性(xìng)的发现，除了一(yī)个(gè)地方，意(yì)大利的格兰(lán)萨索山(shān)，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的(de)地(dì)下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球上最大的地(dì)学实验室(shì)，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探(tàn)测器，一直(zhí)致力于寻找暗物质粒(lì)子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声称观测(cè)到了某(mǒu)种信号(hào)。经过了(le)20多年的数据(jù)收集，人们发现了(le)一个有趣(qù)的事情。探测率会在每年(nián)的6月份达到峰(fēng)值，然(rán)后(hòu)在11月(yuè)降到(dào)最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样。一些科(kē)学(xué)家认为这可能是人(rén)类发现暗物质的第一个直接证(zhèng)据。

但是为(wèi)什么(me)暗物质会产(chǎn)生周期性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速(sù)度(dù)围(wéi)绕(rào)着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意味着我(wǒ)们也在以这样(yàng)的速度在(zài)穿越着暗(àn)物质流(liú)，这个过程中会(huì)产生相应的(de)振(zhèn)荡，同时地球又(yòu)以30公里(lǐ)/秒的速度围绕太阳进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以(yǐ)有半(bàn)年的时(shí)间(jiān)，地球(qiú)围绕太阳的(de)方向与太阳环绕银河系的方向是(shì)一(yī)致的，而另外半年则(zé)与(yǔ)之相反。

而在(zài)6月(yuè)份(fèn)的时候(hòu)，地球与太阳的方向正好达(dá)到完全一致(zhì)，这是理论上(shàng)地球(qiú)穿越暗(àn)物质流最快的时段。而在(zài)11月份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际的情况中，太阳系相对(duì)银河系(xì)的平面呈现了60度的(de)倾斜，但(dàn)是这并(bìng)不影(yǐng)响这个理论(lùn)的有效(xiào)性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来解释(shì)，研究人员(yuán)们所观测到的周期性(xìng)信号。当然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度周期信号的差异也(yě)可(kě)能是温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤(rǎng)中的水分(fēn)、高(gāo)山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客的(de)数量也(yě)符合这个周期的规律。

所以，科学家们(men)又在南(nán)半球建立了一个几(jǐ)乎(hū)相同的实(shí)验室，这里的季节与之(zhī)前(qián)的实验室正好相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物(wù)质流的运(yùn)动特征(zhēng)和第一个实验室是一样(yàng)的。

因此，如(rú)果(guǒ)在这(zhè)里可(kě)以得到相同的信号，就可(kě)以成为暗物质(zhì)所存在的非常有力的证据了(le)。但是由于这个实(shí)验室(shì)刚刚建成不久，所以截至目前还(hái)无法提供相应(yīng)的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新(xīn)的望远(yuǎn)镜，这台(tái)太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷(léi)斯罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同(tóng)，但它的宽视场仪(yí)器提供的视野(yě)是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键的(de)用(yòng)途就是探索(suǒ)暗物质背后的(de)奥秘，对(duì)于探测的(de)结果(guǒ)，我(wǒ)们只能拭目以待(dài)了。费米实验室(shì)粒子(zi)天体物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现，如(rú)果暗(àn)物质存在，它们极有可能拥有另一种神秘的效应，这种暗(àn)物质效应，会支持宇(yǔ)宙当中(zhōng)生命的诞生，或者(zhě)说(shuō)是生命进化(huà)的一个(gè)重要因素。

如(rú)果这(zhè)一理(lǐ)论得(dé)到进一(yī)步的(de)证实，那么遍(biàn)布宇宙当(dāng)中(zhōng)的暗物质会不(bù)会意味着人类并(bìng)不孤(gū)单呢？或许在宇宙当中某个(gè)角(jiǎo)落(luò)的行(xíng)星上，暗(àn)物质正在通过这(zhè)样的效应创造生命。当然，这些(xiē)推(tuī)论的大前提是要先找到暗(àn)物质存(cún)在的实际证据。那(nà)么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物(wù)质到(dào)底存不存在呢？喜(xǐ)欢请(qǐng)点赞，你的支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：太仓网站建设,太仓网络公司,太仓网站制作,太仓网页设计,网站推广-昆山云度信息科技有限公司 嘉峪关诗句最出名的句子，嘉峪关诗句名句赞美