宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物(wù)质又究(jiū)竟是什么(me)？人类为(wèi)了寻找暗(àn)物质(zhì)存在的证据(jù)，科学家们在过去的几十年当(dāng)中进行了超过50次的长期实验，但(dàn)是却没有发现(xiàn)任何的有效证(zhèng)据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了(le)宇宙中(zhōng)天体运(yùn)动的规律。往后的(de)几百年来，当天文学家们发现(xiàn)某(mǒu)些天体(tǐ)运行轨道出现异(yì)常，不符合万有引力定律的时候，他们(men)就会知道，周围(wéi)一定有未知的(de)天体(tǐ)通过(guò)引力在摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天(tiān)王星运行轨道的异常，推算(suàn)并且发(fā)现了海王(wáng)星的(de)存在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现都是应用万(wàn)有引力定律所取得重大天文成就的(de)例(lì)子。但是这(zhè)些发现都是(shì)在恒星系统的尺度(dù)当中，可(kě)当我们上升到(dào)星系或者是星团的(de)尺(chǐ)度，事情就(jiù)开始变得(dé)诡(guǐ)异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里茨兹(zī)威基(jī)正(zhèng)在研(yán)究和测(cè)量后发星(xīng)系团的质量(liàng)。这是一(yī)个(gè)由数千(qiān)个星系(xì)所组成的巨大星系团，这(zhè)些(xiē)星系(xì)被(bèi)引(yǐn)力束缚在一起(qǐ)。测(cè)量星系(xì)团的质量一般(bān)会使用到两种(zhǒng)方法，当(dāng)两(liǎng)种(zhǒng)方(fāng)法结果一致，就可以确定(dìng)其质量的范围(wéi)。

第一种是获得(dé)其(qí)"光度学的质量"，需要的数据(jù)是测(cè)量各个星系的光度。

第二(èr)种是动力学质量(liàng)的计算，是(shì)利用光(guāng)谱红移测量(liàng)星系团中的各个星系相(xiāng)对于星系团(tuán)的(de)运动速(sù)度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威基(jī)彻(chè)底(dǐ)懵(měng)了，“动(dòng)力学质量”竟然(rán)是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失了(le)，或者说(shuō)这99%的质(zhì)量并不以可见(jiàn)光的形(xíng)式(shì)所存(cún)在，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威(wēi)基(jī)发现星系团中很多星系的速度(dù)比理论上(shàng)要快得(dé)多，按照牛(niú)顿(dùn)的运动学(xué)定律，仅(jǐn)靠这些可见星(xīng)系(xì)的质量所产生的引力(lì)是(shì)无法(fǎ)将(jiāng)它(tā)们束缚在星系团内的(de)，它们(men)早(zǎo)就应(yīng)该被抛出星系团之外(wài)了，除非有一种神(shén)秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部分(fēn)不可(kě)见的(de)暗质，它不(bù)发散光、吸(xī)光、反射光，但(dàn)是(shì)它(tā)们却占据(jù)着宇宙(zhòu)中绝(jué)大(dà)部分(fēn)的(de)质量。只是(shì)当时的人们(men)对这样的一种说法(fǎ)不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物(wù)质”这个词才再(zài)一(yī)次出现。天(tiān)文学家维(wéi)拉鲁(lǔ)宾和肯(kěn)特(tè)福(fú)特在观测仙女座(zuò)星系中的恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的运行速度就(jiù)会(huì)越(yuè)慢。但是(shì)他们(men)观测的结(jié)果却让人感到不(bù)可思议。

随(suí)着(zhe)与中心距离的增加，恒星的(de)旋转速(sù)度几乎保(bǎo)持不变(biàn)。可(kě)是根据牛顿(dùn)的万有引力定律，在星系当中(zhōng)如果没有足(zú)够大的质量来(lái)吸(xī)引它(tā)们，这(zhè)些外围的恒星早就(jiù)被(bèi)甩到宇宙当中了。基(jī)于这种现象，科学(xué)家们(men)会使用一种相(xiāng)对标准的方法来解释暗(àn)物质的存在(zài)，这(zhè)种方法就是测量星系当中气体在(zài)X轴(zhóu)上距(jù)离星系(xì)中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体的旋转速(sù)度。如果出现异常的结果，就认为(wèi)是由暗物质(zhì)的(de)力(lì)量进(jìn)入其中。

于是(shì)科学家们通过(guò)射(shè)电望远镜测量(liàng)了距(jù)离星系(xì)中心更远距离的氢元素，发现它(tā)们(men)的(de)旋转速(sù)度并不符合牛顿的力(lì)学(xué)定律。我们的太阳系(xì)也不(bù)例(lì)外，太阳系位于银河系(xì)的(de)第三悬臂之上(shàng)，距离银河(hé)系(xì)中(zhōng)心(xīn)2.6万(wàn)光年(nián)，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太(tài)阳系(xì)的运行速度应(yīng)该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳(yáng)系(xì)正在(zài)以220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银河系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际(jì)速(sù)度(dù)远远大于理(lǐ)论速(sù)度(dù)，那么产(chǎn)生以上这种向(xiàng)心加速度的原因很可能就是存在着一种(zhǒng)我们(men)看不到(dào)的(de)物质，是这些暗(àn)物质(zhì)的引力(lì)效应将(jiāng)星(xīng)系聚集在(zài)了一起。

也是从(cóng)这时(shí)开(kāi)始，越(yuè)来越多的研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在(zài)。科学家根据星系(xì)外恒星轨(guǐ)道(dào)的(de)速度，估算(suàn)在星系(xì)当(dāng)中暗(àn)物质的质量(liàng)占(zhàn)整个星系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯(wéi)一可以(yǐ)解释这个现象(xiàng)的原因。在一项新的研究当中(zhōng)，科(kē)学家们(men)发现，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力效应的遥远(yuǎn)恒星之间，也(yě)会出现(xiàn)速度上的微小差异。另外(wài)，天文(wén)学家还发现了一个反(fǎn)常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿(yì)光年，大小和银河系(xì)不多，但是星系当中存在的(de)恒星数量(liàng)却只有银河系的千分之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上，该星系(xì)必须存在暗物质，否则就会(huì)分崩(bēng)离析。但(dàn)是科学家们使用(yòng)最先(xiān)进的望远镜对其进(jìn)行了40个小时的详细测量之后，发现星系(xì)中(zhōng)的恒星运(yùn)动是可以用正常的物质和力学定律抬起一条腿对正往里怼是什么意思，一条腿抬起来ht: 24px;'>抬起一条腿对正往里怼是什么意思，一条腿抬起来来解释(shì)的。那么又有人提出，也(yě)许该星系的暗(àn)物质，已经被附(fù)近的另(lìng)一个(gè)大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有(yǒu)任何(hé)星系(xì)存在。造成这些(xiē)现象的除了暗物质的(de)假说之外，另一种可能就是(shì)人类对引力的理解还不(bù)够全面，引力很可能在不同尺度空间中(zhōng)的(de)工作方式是(shì)不(bù)同(tóng)的，这(zhè)意(yì)味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道(dào)，按(àn)照我们所(suǒ)理解的方式运(yùn)动(dòng)。但是上升到星系(xì)和星团的尺(chǐ)度，引力之(zhī)间的相互(hù)作(zuò)用则是不同的(de)方式(shì)。对于在星系团(tuán)之间的(de)相(xiāng)互作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是(shì)在数百万光(guāng)年的(de)规(guī)模上，巨大的质量之间会产生对彼此特殊的效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意(yì)味着我们需要(yào)对现在的物(wù)理定律进行(xíng)修正，这(zhè)些发现也让很多人认为暗物(wù)质(zhì)假说理(lǐ)论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关于暗物质存在的其他的理(lǐ)论(lùn)证据，这些理论证(zhèng)据是蒙德(dé)理论所没法解释的“引(yǐn)力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的(de)子弹(dàn)星系(xì)团，由两个碰(pèng)撞的星(xīng)系团所组成(chéng)，类(lèi)似这样的星团，它们大(dà)部分的普通质量都在星系(xì)的(de)气体当中(zhōng)。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时(shí)候，星际(jì)气体的相互作(zuò)用(yòng)就会(huì)导致温(wēn)度(dù)的(de)急剧升高，速(sù)度大幅降(jiàng)低(dī)。所以在理(lǐ)论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量(liàng)将位于所有(yǒu)这些气体所在的中间区域。那么我们通过什(shén)么来(lái)验(yàn)证它的质量区(qū)域到底是不是集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回(huí)了宇(yǔ)宙当中第一(yī)张全彩的高清照片，在照片中我们可以明(míng)显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨大的(de)形变。其实这(zhè)些星系(xì)本身(shēn)并不(bù)是真(zhēn)的(de)被扭(niǔ)曲了，也不(bù)是韦伯望远镜出(chū)了什么问题，而是这样极(jí)遥远(yuǎn)的(de)天体和我们地球上(shàng)的观(guān)测(cè)者之间(jiān)。被一个(gè)质(zhì)量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大(dà)质量(liàng)的东(dōng)西的引力，会使身后(hòu)更遥(yáo)远星系的(de)光(guāng)都发生了扭曲(qū)。这个现(xiàn)象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的天体可能(néng)是(shì)超大质量的(de)黑洞或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以(yǐ)当人(rén)们对子(zi)弹(dàn)星系(xì)团(tuán)观测的时候，发现它的大质量(liàng)区域并不是在中间，而是在两侧。所以最好的解释方法就(jiù)是当星团(tuán)发生全部的碰(pèng)撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中间，暗(àn)物质则直接通过(guò)了这个(gè)区域，并在两边形(xíng)成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系(xì)团的引力透镜研究也(yě)被认为是暗物(wù)质存在的(de)迄今为(wèi)止(zhǐ)最好的理论证据(jù)。

除此之外(wài)，还有来自宇宙当中(zhōng)最(zuì)古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后(hòu)，可(kě)见光终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇宙空间背景上(shàng)留(liú)下(xià)了(le)各相同性的(de)微波辐射。其中(zhōng)红色(sè)的部分表示温度较高(gāo)的(de)区域，蓝色则表示相对(duì)较冷(lěng)的区域，但实际上(shàng)它(tā)们之间(jiān)的温差只有万分之一。

科学(xué)家们通过(guò)对前景背景(jǐng)分离后的二值图像进行连通(tōng)域(yù)提取和标(biāo)记之(zhī)后发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗(àn)物(wù)质，图形(xíng)看(kàn)起来不应该是(shì)这样的，而(ér)随着暗物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和(hé)谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微波背(bèi)景辐射(shè)的(de)测量值，我们(men)需要的暗物质大约是普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系(xì)当中恒星(xīng)运动所需(xū)要的暗物质比例(lì)是一致的(de)。这就意味着(zhe)。

用了一个简单(dān)的(de)理(lǐ)论(lùn)框架，就很好地解(jiě)释了很多不同的观测结(jié)果。而暗物质的本质就是宇宙当中存(cún)在着某种类型的粒子，它们不参与任何(hé)其他的(de)电(diàn)磁作(zuò)用，只通过引力来相互作用。所以(yǐ)如果能够找到这种粒子的存在，就(jiù)相(xiāng)当(dāng)于(yú)找到了暗物质存在(zài)的实际证据。这(zhè)种粒子到底是什(shén)么？科学(xué)家(jiā)们已(yǐ)经提出(chū)了数十(shí)种的假想目标(biāo)，而要寻找这些不同(tóng)的(de)目标粒(lì)子所(suǒ)需(xū)要的(de)实(shí)验方(fāng)式(shì)也不相同。在(zài)过(guò)去的几十年当中，人类为了寻(xún)找这些看(kàn)不见(jiàn)、摸不到，几乎(hū)不会与常规物(wù)质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的(de)实(shí)验，却没有任何实质性(xìng)的发现，除了一个地方，意(yì)大(dà)利的格兰(lán)萨(sà)索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球上(shàng)最大的地(dì)学实验室，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层(céng)楼高的探测器(qì)，一(yī)直致(zhì)力于寻找(zhǎo)暗(àn)物质粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以(yǐ)来，这(zhè)里的科(kē)学家声称(chēng)观测到了某种信号(hào)。经过了20多年的(de)数据收(shōu)集，人(rén)们发现了一个有趣(qù)的事情。探测率会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后(hòu)在11月(yuè)降到最低(dī)，而且(qiě)在20年当中每年都是(shì)一样。一些科(kē)学家认为这可能是人类(lèi)发现暗物质(zhì)的第一个直接(jiē)证据。

但是(shì)为什(shén)么(me)暗物质会产生周期性(xìng)的年(nián)度信号(hào)呢？刚才我(wǒ)们讲了太(tài)阳系正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒(miǎo)的速(sù)度围(wéi)绕着(zhe)银(yín)河系进行移动，那么如果(guǒ)暗物(wù)质存在(zài)宇宙当中(zhōng)，这意味着(zhe)我们(men)也在以(yǐ)这样(yàng)的速度在(zài)穿越着暗物质流，这个过程中会产生相(xiāng)应(yīng)的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋转。所以有半(bàn)年的时间，地球围(wéi)绕太阳的方向与太阳(yáng)环(huán)绕银河系的方向是(shì)一致的，而另外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的(de)时候，地(dì)球(qiú)与太(tài)阳的方向正好达到(dào)完全一致，这是理(lǐ)论上地(dì)球穿越暗物质流最快的时段。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最慢(màn)值。尽(jǐn)管(guǎn)在实(shí)际的情况中，太阳系相对(duì)银河系的(de)平面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影(yǐng)响这个(gè)理论的有(yǒu)效性。

因此科学(xué)家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们(men)所观(guān)测到(dào)的周(zhōu)期性(xìng)信(xìn)号。当(dāng)然也(yě)可能有其他(tā)的(de)情(qíng)况(kuàng)，造成这种年度周期(qī)信(xìn)号(hào)的差异也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的水分、高(gāo)山(shān)上的积雪(xuě)，甚至连(lián)意大利(lì)游客的数量也符合(hé)这个周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在(zài)南(nán)半球建立了一个几(jǐ)乎相同的实(shí)验室，这里的季(jì)节(jié)与之前的实验室正好相反，而在这(zhè)里(lǐ)，地球穿过(guò)暗物质流(liú)的运动特征和第(dì)一个实验室是一样(yàng)的。

因此，如果(guǒ)在这里可以得到相同的信号(hào)，就可以成为暗物质所(suǒ)存在的非常有力的证(zhèng)据(jù)了。但是由(yóu)于这个实验室刚刚建成不(bù)久，所(suǒ)以截至目前(qián)还(hái)无法提供相应的(de)数据支持。另(lìng)外(wài)，在2025年(nián)，NASA将(jiāng)会发射一(yī)台(tái)新的(de)望远镜，这台太空望远镜叫做“南(nán)希格(gé)雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相(xiāng)同，但它的宽视场仪器(qì)提供(gōng)的视野是哈勃(bó)红(hóng)外仪器的100倍。南(nán)希格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜其中一个关键的用途就是探(tàn)索(suǒ)暗物质(zhì)背后的(de)奥秘(mì)，对于探(tàn)测的结果，我们只能拭目以待了。费米(mǐ)实验室粒(lì)子天体物理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾(jiǎ)森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在(zài)，它们极有可能拥有另一(yī)种神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者说(shuō)是(shì)生命进化的一(yī)个重要因素。

如果这一理论得到进一步的(de)证实(shí)，那么(me)遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质会不会意味着人类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当中某个(gè)角落的(de)行星上，暗物质正在(zài)通过这样的效应(yīng)创造生命。当(dāng)然，这(zhè)些推论的大前提是要先找到暗物(wù)质存(cún)在(zài)的(de)实(shí)际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物质到底存(cún)不(bù)存在(zài)呢？喜欢(huān)请点(diǎn)赞，你的(de)支持是我更(gèng)新的动力！

未经允许不得转载：首页-哆唻咪批发商城(本店域名www.123pf.cn)-淘宝网 抬起一条腿对正往里怼是什么意思，一条腿抬起来