宇宙(zhòu)是“人为制造”的(de)？为(wèi)何会(huì)存在科学无法解释(shì)的“暗物(wù)质”？暗物质又(yòu)究(jiū)竟是什(shén)么(me)？人类为了(le)寻找暗物(wù)质存在的证据，科学(xué)家们在过去的几(jǐ)十年当中进行了超过50次的长期实(shí)验，但(dàn)是却没有发现任何的有(yǒu)效证(zhèng)据。除了一个地方，在1687年出版的自(zì)然哲学数学原理(lǐ)一书中(zhōng)，埃萨(sà)克(kè)牛顿(dùn)发(fā)表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的规(guī)律(lǜ)。往(wǎng)后(hòu)的几百年(nián)来，当天文学(xué)家们发现某些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有(yǒu)引力定律的时(shí)候，他们就会知道，周围一定有未知的天体通(tōng)过引(yǐn)力在摄动它的轨(guǐ)道。比(bǐ)如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通(tōng)过天王星(xīng)运行(xíng)轨道的异常，推算(suàn)并(bìng)且发现了海王(wáng)星(xīng)的(de)存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现都是(shì)应用万有引力(lì)定律所取得(dé)重(zhòng)大天文成(chéng)就的例子。但(dàn)是这些(xiē)发现(xiàn)都(dōu)是在恒(héng)星系统的尺(chǐ)度当中，可(kě)当(dāng)我们上升(shēng)到星系(xì)或(huò)者是星(xīng)团的(de)尺度(dù)，事情(qíng)就开(kāi)始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里茨(cí)兹(zī)威(wēi)基正在研究和测量后发星系团的质量。这是一个由数千个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨(jù)大星系团，这些星(xīng)系(xì)被引(yǐn)力(lì)束缚在一起。测量星系团的质量一(yī)般会使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致(zhì)，就可以确定其质量的范围(wéi)。

第一种是(shì)获得其"光度学的质量"，需(xū)要的数据是测量各个星系(xì)的光度。

第二种(zhǒng)是动力(lì)学(xué)质量的(de)计算(suàn)，是利用(yòng)光谱红移测(cè)量星系团中的各个星系(xì)相对于星系(xì)团的运(yùn)动速度。当测(cè)量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星(xīng)系团有(yǒu)99%的质量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可见光的形式所存在，我们无(wú)法看到。最诡(guǐ)异的(de)是，在测量速(sù)度(dù)的过(guò)程中，兹威基发现星系(xì)团中(zhōng)很多星系的速度比理(lǐ)论上要快得多，按照牛顿(dùn)的运(yùn)动学定律(lǜ)，仅靠这些(xiē)可见星(xīng)系的质量(liàng)所产生的引力是无法将它们束缚在星系团(tuán)内的，它们(men)早就应该(gāi)被抛出星(xīng)系团之外了，除非(fēi)有一种神秘(mì)的(de)力量在起作用，这种力量来源于(yú)某种隐形(xíng)的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹(zī)维基提出了这样部分不可见的暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反射光，但是它们却占据(jù)着宇宙中绝大部分的质量。只是(shì)当(dāng)时的人(rén)们对这样的一种说法不屑(xiè)一(yī)顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才(cái)再一次(cì)出现。天文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特福姓张的历史名人有哪些 张姓皇帝一共有几位特在观测仙(xiān)女座星系中的恒星运动(dòng)。理(lǐ)论(lùn)上来说(shuō)，距(jù)离中心越远的恒星在(zài)其(qí)轨(guǐ)道上的运(yùn)行速度(dù)就会越(yuè)慢。但是(shì)他们观测的(de)结(jié)果却(què)让(ràng)人感到(dào)不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持不(bù)变。可是根(gēn)据(jù)牛(niú)顿的(de)万有引力(lì)定(dìng)律，在星系当中如果没有足(zú)够大的(de)质量来吸引它们，这些外围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家们(men)会使(shǐ)用(yòng)一种相对标准(zhǔn)的(de)方(fāng)法来解释暗物质的(de)存在(zài)，这种方法就是测量星系当(dāng)中气体在X轴上距(jù)离星系中(zhōng)心的距(jù)离(lí)，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果(guǒ)出现异常的(de)结果，就认为(wèi)是(shì)由(yóu)暗物质(zhì)的力量(liàng)进入其中。

于是科学家(jiā)们(men)通(tōng)过射(shè)电望远镜(jìng)测量了距(jù)离星系中心更(gèng)远距(jù)离(lí)的氢元素(sù)，发现它们的旋转速(sù)度并不符合(hé)牛顿的(de)力学定律(lǜ)。我们的(de)太阳系也不例(lì)外，太阳系(xì)位(wèi)于(yú)银河(hé)系的(de)第三(sān)悬(xuán)臂之上(shàng)，距(jù)离银(yín)河系中(zhōng)心(xīn)2.6万光年，根据(jù)万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实(shí)际上(shàng)，太阳(yáng)系正(zhèng)在(zài)以220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银河系旋转，这(zhè)个实际速度(dù)远远大于(yú)理论(lùn)速度(dù)，那么产生(shēng)以上(shàng)这种向(xiàng)心(xīn)加(jiā)速度的原因(yīn)很可能就是(shì)存(cún)在着一种我们看不(bù)到(dào)的物(wù)质，是这些暗物质的引力效应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是从这(zhè)时开(kāi)始，越来(lái)越多的研究人员(yuán)开始(shǐ)相信(xìn)暗物质的(de)存在。科学家根据星系(xì)外恒星轨道的(de)速(sù)度，估算(suàn)在星系(xì)当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物(wù)质并(bìng)不是唯(wéi)一可(kě)以解释这个(gè)现象(xiàng)的原因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力(lì)效应的遥(yáo)远恒(héng)星之(zhī)间，也会出(chū)现速度上的微(wēi)小差异。另外(wài)，天文学家还(hái)发现(xiàn)了一个反常(cháng)的(de)星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星(xīng)系(xì)距离地球大约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银河(hé)系(xì)的千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该(gāi)星(xīng)系必须存(cún)在(zài)暗物(wù)质，否则(zé)就会(huì)分崩离析。但是科学家们使(shǐ)用(yòng)最先进的望远镜对其进行了40个小时(shí)的(de)详(xiáng)细测量之后，发现星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动是(shì)可以(yǐ)用正(zhèng)常的物质和力(lì)学(xué)定(dìng)律(lǜ)来解释的。那(nà)么(me)又(yòu)有人提出(chū)，也许(xǔ)该星系(xì)的暗物质，已经被(bèi)附近的另一个大(dà)星系剥离了。奇(qí)怪的是，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造成这些现象的除了暗物质(zhì)的假(jiǎ)说之外，另(lìng)一种可能就是人(rén)类对引(yǐn)力的理解还不(bù)够全面，引(yǐn)力很(hěn)可(kě)能在不(bù)同尺度空(kōng)间中的工作方式是不同(tóng)的(de)，这意味着在行(xíng)星系尺度中的(de)天(tiān)体会沿(yán)着它们的轨道，按(àn)照我们所(suǒ)理(lǐ)解的方式运动(dòng)。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间(jiān)的相互作用则(zé)是不同的方式(shì)。对(duì)于在星(xīng)系(xì)团之间的相互作(zuò)用(yòng)，科学(xué)家(jiā)还引入了外部场(chǎng)效应的概念(niàn)，指的是(shì)在数百万光年的规模上，巨(jù)大的(de)质量之(zhī)间会产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这(zhè)个理论叫(jiào)做MOND蒙(méng)德(dé)理(lǐ)论。如(rú)果MOND蒙德(dé)理论成立，这意(yì)味着我(wǒ)们需要对现(xiàn)在的物理定律进(jìn)行修正，这些(xiē)发现也让很多人认为暗物质假(jiǎ)说理论就此终结。但是在(zài)宇(yǔ)宙当中还有关于暗物(wù)质存在(zài)的其他(tā)的理论(lùn)证(zhèng)据(jù)，这些(xiē)理(lǐ)论证据是(shì)蒙(méng)德理论(lùn)所没法解(jiě)释的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为(wèi)37亿(yì)光年的子弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所组(zǔ)成，类(lèi)似这样的星团(tuán)，它们大部分的普通质(zhì)量都在星(xīng)系的气(qì)体当中。当(dāng)星团以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞的时(shí)候，星际气体的相互作(zuò)用就会导致温度的急(jí)剧升高，速度大幅(fú)降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星(xīng)系团(tuán)大部分的质量(liàng)将位于(yú)所有(yǒu)这些气体所(suǒ)在的中间区域(yù)。那么我们通过什么来验证它的质量(liàng)区(qū)域到底(dǐ)是不是集(jí)中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传(chuán)回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的高清照片，在(zài)照片中我们(men)可以(yǐ)明显地看到很多星(xīng)系似乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实(shí)这些(xiē)星系本身(shēn)并不是(shì)真的(de)被(bèi)扭曲了(le)，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什么问题(tí)，而是这样极遥远(yuǎn)的天体(tǐ)和我(wǒ)们(men)地球上的观测者之间。被一(yī)个质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质量(liàng)的东西的引力，会使身后更(gèng)遥远(yuǎn)星系的光都发生了(le)扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑洞(dòng)或者是暗(àn)物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系团观(guān)测的(de)时(shí)候，发现它的大质量(liàng)区(qū)域并不是在中间，而是在两侧(cè)。所(suǒ)以(yǐ)最好的解(jiě)释方法就是当星团发(fā)生全(quán)部的碰撞(zhuàng)时，可被观测(cè)到的质量气体被卡(kǎ)在(zài)了(le)中间(jiān)，暗物质则直接(jiē)通过了(le)这个区(qū)域(yù)，并(bìng)在两边(biān)形成了引力透镜。对子弹星系团(tuán)的引力透镜研(yán)究也被认(rèn)为(wèi)是暗物质存在的(de)迄今(jīn)为(wèi)止最好的理论(lùn)证(zhèng)据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙(zhòu)当中最(zuì)古(gǔ)老的光(guāng)。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地(dì)穿(chuān)越在宇(yǔ)宙当中了。经过了130多亿(yì)年(nián)之(zhī)后，这些光(guāng)在(zài)宇宙空(kōng)间背景(jǐng)上(shàng)留下了各相(xiāng)同性的微波(bō)辐射(shè)。其中红色的(de)部(bù)分(fēn)表示温度较高的区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷的区域(yù)，但(dàn)实(shí)际(jì)上它(tā)们之间的温差只有万分(fēn)之一。

科学(xué)家(jiā)们通过对(duì)前景(jǐng)背景分(fēn)离后的(de)二值图像进行连(lián)通域提取和标记(jì)之后(hòu)发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看(kàn)起来不应该是这样的，而随着暗物(wù)质(zhì)的增(zēng)加(jiā)，一些峰值的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇(yǔ)宙微波背景(jǐng)辐射的测量(liàng)值，我们(men)需(xū)要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数字(zì)与解(jiě)释(shì)星系当中恒星运动(dòng)所需(xū)要的暗物(wù)质比例是一致(zhì)的。这就意味着(zhe)。

用了一个简单的(de)理论(lùn)框架，就很好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇(yǔ)宙当中存在着某种类型(xíng)的粒(lì)子，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通(tōng)过引力来相互作用。所以如果能够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就(jiù)相当于(yú)找到了(le)暗物质存在的实(shí)际证据(jù)。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出(chū)了数十种的假想目标，而(ér)要寻找这(zhè)些不(bù)同(tóng)的目标粒子所需要的实验方式也不相(xiāng)同。在过(guò)去的几(jǐ)十年当(dāng)中，人类为了寻找(zhǎo)这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不(bù)会与常规物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家们已经进行(xíng)了(le)超过(guò)50次的(de)实验，却没有任何实质性的发(fā)现，除了(le)一个(gè)地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉(mài)。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地(dì)球上最大的地学实验室(shì)，这个(gè)实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼(lóu)高的探测器，一直致力于寻找暗(àn)物质粒(lì)子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这(zhè)里的(de)科学家(jiā)声称观测到了某种信号。经过了(le)20多年的(de)数据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率会(huì)在(zài)每年的6月份达到峰值，然后在11月降(jiàng)到(dào)最低，而(ér)且在(zài)20年当中每年都是一样。一些科(kē)学家(jiā)认为这可能是人类(lèi)发现暗物质的第一(yī)个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会产生周期性的年(nián)度(dù)信号呢(ne)？刚才我们讲了(le)太(tài)阳系正在以220公里/秒的(de)速度围绕着银河系进行移动(dòng)，那么如(rú)果暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也在以这样的速度在穿(chuān)越(yuè)着暗物质流，这(zhè)个过程(chéng)中会(huì)产生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公(gōng)里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的(de)时间，地(dì)球围绕(rào)太(tài)阳的方向(xiàng)与太(tài)阳(yáng)环(huán)绕银(yín)河系的方向是一(yī)致的，而另外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的(de)时候，地球与太阳(yáng)的方向正好达到完全一致，这是理论上地球穿越暗物质流(liú)最快的(de)时段。而(ér)在11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际(jì)的情况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对银(yín)河系的平面(miàn)呈(chéng)现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不(bù)影响这个理论的有效性(xìng)。

因此科学家认为这(zhè)可(kě)以用来解释，研究(jiū)人员们所观(guān)测到的周期性信号。当(dāng)然(rán)也可能有其(qí)他的情况(kuàng)，造成这种(zhǒng)年(nián)度(dù)周(zhōu)期信号的(de)差异也(yě)可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分(fēn)、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也符合这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球建立了一个(gè)几(jǐ)乎相同的实验室，这里的季节(jié)与之(zhī)前的实验室正好(hǎo)相反，而(ér)在(zài)这里，地球(qiú)穿过(guò)暗物质(zhì)流的运动特征(zhēng)和第一(yī)个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就(jiù)可以成为暗物质所存在(zài)的非常有力的证据(jù)了(le)。但(dàn)是(shì)由于(yú)这(zhè)个实验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至目(mù)前(qián)还(hái)无法提(tí)供相应(yīng)的(de)数(shù)据支(zhī)持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射(shè)一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈(hā)勃望远(yuǎn)镜(jìng)相同，但它的宽视场仪器(qì)提供的视野(yě)是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望(wàng)远镜其中一个(gè)关键的用途就(jiù)是探(tàn)索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能(néng)拭目(mù)以(yǐ)待(dài)了。费米实验室粒子(zi)天体物(wù)理中心(xīn)的科学家丹琥(hǔ)珀和(hé)贾森(sēn)斯特(tè)芬(fēn)研究发(fā)现，如果暗物质存在，它们极有可能(néng)拥(yōng)有(yǒu)另一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗(àn)物质效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命的诞(dàn)生，或者(zhě)说是生命进化的一个重要因素。

如果这(zhè)一(yī)理论得到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的暗物质会不(bù)会意味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某个角落(luò)的(de)行星(xīng)上(shàng)，暗物质正(zhèng)在通过这样的效应创造生命。当然，这些推(tuī)论的大(dà)前(qián)提是要先找到暗物质存在的实际(jì)证据(jù)。那么小伙伴(bàn)们，你(nǐ)们(men)觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是我(wǒ)更新的动(dòng)力(lì)！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 姓张的历史名人有哪些 张姓皇帝一共有几位