宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会存在科学无(wú)法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类(lèi)为(wèi)了寻找暗物质存(cún)在的证据，科学家们在过(guò)去的几十年当中(zhōng)进行了超过50次的(de)长期(qī)实验，但是却没有发现任何的有效(xiào)证据。除了一个地方，在(zài)1687年出(chū)版的自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力定(dìng)律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规(guī)律。往后(hòu)的几百年来，当天文学家们发(fā)现(xiàn)某些天体运行(xíng)轨道出现异(yì)常，不符(fú)合万有引力定律(lǜ)的(de)时候(hòu)，他们就会(huì)知道，周围(wéi)一定(dìng)有未知的天体通过引力(lì)在(zài)摄动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过(guò)天(tiān)王星运行(xíng)轨道的异常，推算(suàn)并(bìng)且发(fā)现(xiàn)了海王星的存在(zài)。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发(fā)现都是(shì)应用(yòng)万有引(yǐn)力定律所(suǒ)取得重大(dà)天文成就的例子。但是这些发现(xiàn)都(dōu)是在恒星系(xì)统(tǒng)的尺(chǐ)度(dù)当中，可当我们上升到星(xīng)系或者(zhě)是星团的(de)尺度，事情(qíng)就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和测量后发星系团的质(zhì)量。这(zhè)是一个由数(shù)千个星(xīng)系(xì)所组(zǔ)成(chéng)的巨大星(xīng)系(xì)团，这(zhè)些(xiē)星(xīng)系被(bèi)引力束(shù)缚在一起。测(cè)量(liàng)星(xīng)系团的质量一般会使用(yòng)到两种方法(fǎ)，当两(liǎng)种方法结(jié)果(guǒ)一致，就可以确定其质(zhì)量的范围。

第(dì)一种是获得其"光度学的质量"，需要的数据(jù)是测(cè)量各个星系的光(guāng)度。

第二(èr)种(zhǒng)是动力(lì)学质量的计算(suàn)，是利用光(guāng)谱(pǔ)红(hóng)移(yí)测量(liàng)星系(xì)团中的各个星系相对于(yú)星(xīng)系团的(de)运动速度。当测量结(jié)果出来之后(hòu)，兹威(wēi)基彻(chè)底懵了(le)，“动力学(xué)质量”竟然是“光度(dù)学质(zhì)量(liàng)”的400倍。这意(yì)味着，后发座(zuò)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的形(xíng)式所存在，我们(men)无(wú)法看到。最(zuì)诡异的是(shì)，在测(cè)量速度(dù)的过程(chéng)中，兹威(wēi)基发现星系团中(zhōng)很多星系的速(sù)度(dù)比(bǐ)理(lǐ)论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系(xì)的(de)质量所产生(shēng)的引力是无法将它们(men)束缚在星系团(tuán)内的(de)，它(tā)们早就应该被抛出星系团之外了(le)，除非有一种神秘的力(lì)量在起作用，这种力量(liàng)来源于某种隐形的物(wù)质。

据(jù)此(cǐ)，兹维基提(tí)出了这样部分(fēn)不(bù)可见的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射(shè)光(guāng)，但(dàn)是它们却(què)占据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只是当时的(de)人们对这样(yàng)的一种(zhǒng)说法不屑(xiè)一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这(zhè)个词才再一次(cì)出(chū)现。天文学家(jiā)维拉鲁宾(bīn)和肯特福(fú)特在观测仙女座星系中的恒星运动(dòng)。理论上来说(shuō)，距(jù)离中心越(yuè)远的恒星(xīng)在(zài)其(qí)轨(guǐ)道(dào)上的(de)运行速(sù)度就会越慢。但(dàn)是他们观测的结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离的(de)增加，恒(héng)星的旋(xuán)转速(sù)度几乎保持不变(biàn)。可是(shì)根据牛(niú)顿的万(wàn)有引(yǐn)力定律(lǜ)，在(zài)星系当中如果没(méi)有足够大的质(zhì)量来吸(xī)引它(tā)们，这些外围的(de)恒星(xīng)早(zǎo)就被(bèi)甩到宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科学(xué)家们会使(shǐ)用一种相对(duì)标准的方法来解释暗物(wù)质(zhì)的存在，这(zhè)种方法就(jiù)是测量星(xīng)系当中气(qì)体在X轴上距离星系中心的距离(lí)，以(yǐ)及在(zài)Y轴上气体的旋转速度(dù)。如果出现异(yì)常的结(jié)果，就认为是由暗物质的力量进入(rù)其中。

于是(shì)科学家们通过射电望远(yuǎn)镜(jìng)测量了(le)距离星系中心更远距离的氢元素，发(fā)现它们的旋(xuán)转速度并不(bù)符合牛顿的力学(xué)定律(lǜ)。我(wǒ)们的太(tài)阳系也(yě)不例外，太阳系位于银河系的(de)第(dì)三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年(nián)，根据(jù)万有引力定律进行(xíng)计算，太(tài)阳系的运行(xíng)速度(dù)应(yīng)该是160千米/秒(miǎo)，但实(shí)际上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度围绕银(yín)河系(xì)旋(xuán)转，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度，那么产生以上这种向(xiàng)心(xīn)加速度的(de)原因(yīn)很可能就是存在着一种我们(men)看不(bù)到的物(wù)质(zhì)，是这些(xiē)暗物质的引力效(xiào)应(yīng)将星(xīng)系聚集在了一(yī)起。

也是从这时开始(shǐ)，越来(lái)越(yuè)多的(de)研(yán)究(jiū)人员开始相信暗物质(zhì)的存在。科(kē)学家根(gēn)据星系外恒星(xīng)轨道的速度，估算在(zài)星(xīng)系当中暗物(wù)质(zhì)的(de)质量占整(zhěng)个星系质量的85%。但是(shì)，暗(àn)物(wù)质并不是唯(wéi)一可以解释这(zhè)个(gè)现(xiàn)象的(de)原因。在一项(xiàng)新的研究当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引(yǐn)力效应的(de)遥远恒星之间，也会出现速度(dù)上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不(bù)多，但是星系当中(zhōng)存(cún)在(zài)的恒星数量却只有银河系的千分之(zhī)一。

所以在理论上(shàng)，该星(xīng)系必须存在暗物质，否则(zé)就会分(fēn)崩离(lí)析。但(dàn)是科学家们使用最先进的望远镜对其(qí)进(jìn)行(xíng)了40个小时的详(xiáng)细(xì)测量之(zhī)后，发(fā)现星系(xì)中的恒星运动是可以用正常的物质和力学定(dìng)律来解释的(de)。那么又有人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗物质，已经被附近(jìn)的(de)另(lìng)一个大星系剥离了。奇(qí)怪的(de)是，它的附近没有任(rèn)何星系存在(zài)。造成这(zhè)些现(xiàn)象的除了暗物质的假说(shuō)之外，另(lìng)一种(zhǒng)可能就是(shì)人类对引(yǐn)力(lì)的理解(jiě)还(hái)不够(gòu)全面，引力很可能在不(bù)同尺度(dù)空(kōng)间中的(de)工作方式是(shì)不同的，这意味着在行星系尺度中的天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照(zhào)我(wǒ)们所理解的方(fāng)式运动。但是(shì)上升(shēng)到星系(xì)和星团(tuán)的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的相互作用则是不同的方式。对(duì)于在星系团(tuán)之间的(de)相互作用，科(kē)学家还引入了(le)外部场效(xiào)应的概念，指的是在(zài)数百万光年的规模上，巨大(dà)的质量之间会产生(shēng)对(duì)彼此特殊(shū)的效果，这(zhè)个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙(méng)德理(lǐ)论成(chéng)立，这意味着(zhe)我们需要(yào)对现(xiàn)在的物理(lǐ)定律进行修正，这些发(fā)现(xiàn)也让很多人认为暗物质假说理论(lùn)就此终结(jié)。但(dàn)是(shì)在宇(yǔ)宙当中还(hái)有关于(yú)暗物质存在的其(qí)他的理论证据，这些理论证据是蒙德(dé)理论所没法解释的(de)“引力透(tòu)镜”。

径(jìng)向距离为37亿光(guāng)年的子(zi)弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所组(zǔ)成，类(lèi)似这样(yàng)的(de)星团，它们大部(bù)分的普通质量都在星系的气体当中。当(dāng)星团以1000万(wàn)公(gōng)里/小时发生(shēng)碰撞(zhuàng)的(de)时候(hòu)，星际气体(tǐ)的相(xiāng)互作(zuò)用就会导致温度的(de)急剧升(shēng)高，速(sù)度大幅降(jiàng)低(dī)。所以在(zài)理论上，在碰(pèng)撞之(zhī)后，子弹星系团大部分的质量(liàng)将位于所(suǒ)有这些气(qì)体所在的中(zhōng)间区域(yù)。那(nà)么我们通过什么来验证它的质量区域到(dào)底是不是集(jí)中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当中第一张全(quán)彩的高清照片，在(zài)照片中(zhōng)我(wǒ)们可以明显地看到(dào)很多星(xīng)系似(shì)乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实这(zhè)些星系(xì)本身(shēn)并不是真的被扭(niǔ)曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出(chū)了什么问题(tí)，而是这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被(bèi)一个质(zhì)量(liàng)超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的东西的(de)引力，会使身后更遥远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就(jiù)是引(yǐn)力透(tòu)镜(jìng)效(xiào)应。这个(gè)巨大(dà)的(de)天体可能是超大质(zhì)量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以当人们对(duì)子弹星系团观(guān)测(cè)的时候(hòu)，发现它(tā)的大质量(liàng)区域并不是(shì)在中间，而是在两侧。所(suǒ)以(yǐ)最(zuì)好的解(jiě)释方法就(jiù)是(shì)当星团(tuán)发生全部的(de)碰撞时，可被观测到的(de)质量气(qì)体(tǐ)被(bèi)卡在了中间，暗物质则直接通(tōng)过(guò)了这个(gè)区域，并在两边形成了引力透镜。对(duì)子弹星系(xì)团的引力透镜研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今为止最(zuì)好(hǎo)的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之外(wài)，还有来自宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇宙空(kōng)间背景(jǐng)上留下了(le)各(gè)相同性的(de)微(wēi)波辐射。其(qí)中红(hóng)色的部分表示(shì)温度(dù)较高的区域，蓝色(sè)则表示相对较冷的区域，但实际上它们(men)之间的(de)温(wēn)差只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背景(jǐng)分离后的二值图像进行连通域(yù)提(tí)取(qǔ)和标记之(zhī)后发现，如(rú)果宇(yǔ)宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看起来不应该(gāi)是这样的(de)，而(ér)随着暗(àn)物质(zhì)的(de)增加，一(yī)些峰值的幅度(dù)会减小，才(cái)变得看起来“和谐”。为(wèi)了(le)匹配宇宙微波背景辐射的(de)测量值，我们需要的暗物质(zhì)大约(yuē)是普通(tōng)物质的5倍。这个数(shù)字与解释星系(xì)当(dāng)中恒星运动所需(xū)要的暗物质比例(lì)是一致(zhì)的。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解(jiě)释(shì)了很多不同(tóng)的观测结(jié)果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是宇(yǔ)宙当中存在着(zhe)某种(zhǒng)类型的粒子，它们不参与任何(hé)其他(tā)的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互(hù)作用。所以(yǐ)如(rú)果能够找到(dào)这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在的实(shí)际证据。这(zhè)种粒(lì)子到底是什么？科学家(jiā)们已经提出了数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的目标粒(lì)子所需要的(de)实验方式也不相(xiāng)同(tóng)。在过去的几(jǐ)十年当中，人(rén)类为(wèi)了寻(xún)找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗(àn)物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现(xiàn)，除了一个(gè)地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于(yú)阿尔卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏(cáng)着地球上(shàng)最大(dà)的地学实验室，这个实(shí)验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层(céng)楼高(gāo)的探测(cè)器，一直致力于寻(xún)找暗物质粒子(zi)的(de)周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了某种信号(hào)。经(jīng)过了20多年(nián)的数据收集，人们(men)发(fā)现了一个有趣的(de)事情。探测率(lǜ)会在每(měi)年的6月份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年都是一样。一些科学家认为这八一勋章享受什么待遇，得了八一勋章享受什么待遇可能是人(rén)类发现暗物质(zhì)的第一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周期性的年(nián)度(dù)信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们(men)讲了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系进行移动，那么如果暗物(wù)质存在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也在(zài)以(yǐ)这样(yàng)的速度在穿越(yuè)着暗物(wù)质流，这个过程中(zhōng)会产生相应(yīng)的(de)振荡，同(tóng)时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳进行(xíng)旋转。所(suǒ)以有半年的时间，地(dì)球围绕太(tài)阳的方向(xiàng)与(yǔ)太阳环(huán)绕银(yín)河(hé)系的(de)方向是一致的(de)，而另外半年则与之相反。

而在6月(yuè)份的时(shí)候，地球与太阳的方向正好达到完全(quán)一致(zhì)，这是理论上地球穿越(yuè)暗(àn)物质流(liú)最快(kuài)的时(shí)段。而在11月(yuè)份，又恰好(hǎo)达到了最(zuì)慢值。尽(jǐn)管在实(shí)际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理论(lùn)的有效性(xìng)。

因此科(kē)学(xué)家(jiā)认为这(zhè)可(kě)以用来解释，研究(jiū)人(rén)员们所观测到的周期性信号。当然也可能(néng)有其他的情况，造(zào)成(chéng)这种年度周期(qī)信号(hào)的差异也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山上的积雪，甚至连(lián)意(yì)大利游客(kè)的数量也符合这个周期的规律。

所(suǒ)以，科学(xué)家(jiā)们又在(zài)南(nán)半球(qiú)建立了一(yī)个几乎相同的实验室，这(zhè)里的季节与之前(qián)的实验室(shì)正好(hǎo)相反，而在这里(lǐ)，地球穿(chuān)过暗物(wù)质流的运动特征(zhēng)和(hé)第一个实验(yàn)室是一样的。

因(yīn)此，如(rú)果在(zài)这里可以(yǐ)得(dé)到相同的(de)信号，就可以成为暗物(wù)质所存在(zài)的非常(cháng)有力的(de)证据了。但是由于这个实验室刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还无法提供相应的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器(qì)提(tí)供的视野是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望(wàng)远镜其中(zhōng)一(yī)个关键(jiàn)的用途就是(shì)探(tàn)索暗物质背后的(de)奥秘(mì)，对于探测的结果，我们(men)只(zhǐ)能(néng)拭目以待(dài)了。费米实验室粒子(zi)天体物理(lǐ)中心(xīn)的科(kē)学家丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究(jiū)发现，如果暗(àn)物质存在，它们(men)极有(yǒu)可(kě)能拥有另一种神秘的效(xiào)应(yīng)，这种暗物质效(xiào)应，会支持(chí)宇(yǔ)宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说是生命进化的一个重要(yào)因素(sù)。

如果(guǒ)这一(yī)理论得到进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙当中(zhōng)的暗(àn)物质会不会意味着人类(lèi)并不孤单呢(ne)？或(huò)许在宇宙当中某个角落的行星上(shàng)，暗物(wù)质正在通过这样的(de)效应(yīng)创造(zào)生(shēng)命(mìng)。当然，这些推论(lùn)的大前提(tí)是要先找到暗(àn)物质存在的实际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗(àn)物质到底存不(bù)存在呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你(nǐ)的支(zhī)持是我更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 八一勋章享受什么待遇，得了八一勋章享受什么待遇