宇宙是“人(rén)为(wèi)制造”的(de)？为何会存在科(kē)学无(wú)法解释(shì)的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么(me)？人类为了寻找暗(àn)物(wù)质存(cún)在(zài)的证据(jù)，科学家们在过去的几十(shí)年当中进(jìn)行(xíng)了(le)超过50次(cì)的长期(qī)实验，但是却(què)没(méi)有发现任何(hé)的有(yǒu)效证(zhèng)据。除了一(yī)个地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学(xué)原理一书中(zhōng)，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引力定(dìng)律，它揭(jiē)示了(le)宇宙中(zhōng)天(tiān)体运动的规律。往后(hòu)的几百(bǎi)年(nián)来(lái)，当天文学家们发现(xiàn)某些天体运行轨(guǐ)道出现异常，不(bù)符(fú)合万有引力(lì)定律的时候，他们就会知(zhī)道，周(zhōu)围一(yī)定(dìng)有(yǒu)未(wèi)知的天体通(tōng)过引力在摄(shè)动它的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶(yé)就通过天王星运(yùn)行轨道(dào)的异常，推算(suàn)并且发现了海王星的存(cún)在。另外(wài)，哈雷彗(huì)星、冥王(wáng)星的发现都是应用万(wàn)有引力定律所取得(dé)重大天文成就(jiù)的例(lì)子(zi)。但是这些发现都是在恒星系(xì)统的(de)尺度当中，可当我们上升到(dào)星(xīng)系或者是星团的尺度(dù)，事情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物(wù)理(lǐ)学家(jiā)弗里茨(cí)兹(zī)威基(jī)正在研究和(hé)测量后发星系团的质(zhì)量。这是一个由数千个星系所组成的巨(jù)大星系团(tuán)，这些星(xīng)系被(bèi)引力束缚在(zài)一起。测(cè)量星(xīng)系(xì)团(tuán)的(de)质量一般会使用(yòng)到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定其质(zhì)量的范(fàn)围。

第(dì)一种是获得其"光度学的质量"，需(xū)要的数(shù)据是测(cè)量各个星系的(de)光度。

第(dì)二种(zhǒng)是动力学质量的计(jì)算，是利(lì)用光谱(pǔ)红移测量(liàng)星系团中的各个星系相(xiāng)对于星系团的运动速(sù)度。当测量结(jié)果出来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力(lì)学质(zhì)量”竟(jìng)然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座星(xīng)系团有99%的(de)质量消失(shī)了(le)，或者说(shuō)这99%的(de)质量并不以可见光的形式所存在，我们无(wú)法看(kàn)到。最(zuì)诡异的是，在测量速度的(de)过程(chéng)中(zhōng)，兹(zī)威基发现星(xīng)系团(tuán)中很多(duō)星(xīng)系的(de)速度(dù)比理(lǐ)论上要快得(dé)多，按照牛顿(dùn)的运动学定律(lǜ)，仅靠这些可见(jiàn)星(xīng)系的质量所产生的引力是无法将它们(men)束(shù)缚在星系团(tuán)内(nèi)的，它(tā)们(men)早就应该被抛出星系团(tuán)之外了(le)，除非有一种神秘(mì)的力量在起(qǐ)作用，这种力量(liàng)来源于(yú)某种(zhǒng)隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提(tí)出了(le)这样部分不可见的(de)暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它(tā)们却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中绝大部分的质量(liàng)。只是(shì)当时(shí)的(de)人们对这样(yàng)的一(yī)种说法不(bù)屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一次出(chū)现。天文学(xué)家(jiā)维拉(lā)鲁宾和肯(kěn)特福特(tè)在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距离中心越远(yuǎn)的恒星(xīng)在其轨道上的运(yùn)行(xíng)速度就(jiù)会(huì)越慢(màn)。但是他们观测(cè)的结果却让人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据牛顿(dùn)的(de)万有引力(lì)定律，在星系当中如果没(méi)有足够大的质量来吸引它们，这些外(wài)围的恒(héng)星早就被甩到宇(yǔ)宙当中了(le)。基于这种现(xiàn)象，科(kē)学家们会(huì)使用一(yī)种相对标(biāo)准的(de)方法来解释(shì)暗(àn)物质(zhì)的存在，这种(zhǒng)方法(fǎ)就是测量星系当中(zhōng)气体在X轴上距离(lí)星系中心的(de)距离，以(yǐ)及在Y轴上气(qì)体(tǐ)的旋转速度。如果出现异常(cháng)的结(jié)果，就认为是由暗物质(zhì)的力量进入(rù)其中。

于(yú)是科学(xué)家们通过射(shè)电望远镜测量了距离星系(xì)中心更(gèng)远距离的氢元素，发现它们的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛顿的力(lì)学定(dìng)律。我们的太(tài)阳系也不例外，太(tài)阳系位于银河系(xì)的第三悬臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律进行计算，太阳(yáng)系的运行速度(dù)应该是160千(qiān)米(mǐ)/秒(miǎo)，但(dàn)实际(jì)上，太阳系(xì)正在以220千米/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕银河系旋(xuán)转，这(zhè)个(gè)实际速(sù)度远远大于(yú)理论速度(dù)，那么产生以(yǐ)上这种向(xiàng)心(xīn)加(jiā)速度的原因(yīn)很可能就是存在(zài)着(zhe)一种我(wǒ)们看不到(dào)的物质，是这些暗物质(zhì)的引力效应(yīng)将星(xīng)系聚(jù)集(jí)在(zài)了一起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研究人员开(kāi)始相信暗(àn)物质(zhì)的(de)存在(zài)。科(kē)学家根(gēn)据星系外恒星轨(guǐ)道的速(sù)度，估算(suàn)在星系当中暗物质的(de)质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可(kě)以解释这(zhè)个现象的原因。在一项新的研究(jiū)当中，科学(xué)家们发现(xiàn)，几乎(hū)没(méi)有引力效应(yīng)的遥远恒(héng)星团费收缴标准是多少钱，团费收缴标准是多少钱一个月(xīng)之间，也会(huì)出现速度上的微小差异。另外，天文学家还(hái)发现了一(yī)个(gè)反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小和银河系(xì)不多，但是星系当中存(cún)在的恒星(xīng)数量却只有银河系的千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该(gāi)星系必须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离(lí)析(xī)。但是(shì)科学家们使用最(zuì)先进(jìn)的望远(yuǎn)镜对其进行了40个小时(shí)的详细测量之(zhī)后，发(fā)现星系中的恒星运动是可以用正常(cháng)的物(wù)质(zhì)和力(lì)学(xué)定律来(lái)解释的(de)。那么又有人提出，也许该(gāi)星系的暗(àn)物质，已经(jīng)被附近的另一个大星系剥离了。奇怪(guài)的是(shì)，它(tā)的附近没有(yǒu)任何星系存在。造成这些现象的(de)除了暗物质的假说之外(wài)，另一种可能就(jiù)是人类(lèi)对引力的理解还不够(gòu)全面(miàn)，引力(lì)很(hěn)可(kě)能在不同(tóng)尺度空(kōng)间中的(de)工作方式是不同的，这意(yì)味(wèi)着在行(xíng)星(xīng)系尺度中的天体(tǐ)会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理解(jiě)的方式运动(dòng)。但是上升到星(xīng)系和星(xīng)团的尺度，引力之间的(de)相互作用(yòng)则是不同(tóng)的方式。对于在星系团(tuán)之(zhī)间(jiān)的相(xiāng)互作用，科学家还(hái)引入了(le)外部场效应(yīng)的概(gài)念，指的(de)是(shì)在数百(bǎi)万光年的规(guī)模上，巨大的质量之间(jiān)会产(chǎn)生对(duì)彼(bǐ)此特殊的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我们(men)需要对现在的物理(lǐ)定律(lǜ)进行修(xiū)正，这些(xiē)发现也让很多人认为暗物质假说理(lǐ)论(lùn)就(jiù)此(cǐ)终结。但是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质存在的其他(tā)的理(lǐ)论证据(jù)，这些理论证据是蒙德理(lǐ)论所没法解释的(de)“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹(dàn)星系团，由两(liǎng)个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所组(zǔ)成，类似这(zhè)样的(de)星团，它(tā)们大部分的普通质量(liàng)都在星系的气体当中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体的(de)相(xiāng)互作用(yòng)就会导(dǎo)致温度的急剧(jù)升高，速度大幅降低。所以(yǐ)在(zài)理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大部分(fēn)的质(zhì)量将位(wèi)于所有这些气体所在的中间(jiān)区域。那么我们(men)通过什么(me)来验证它(tā)的质量(liàng)区域到底是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了宇宙当中(zhōng)第一张(zhāng)全彩的高清(qīng)照(zhào)片，在照片中我们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大(dà)的形(xíng)变。其(qí)实这些星系本身并不是真的被扭曲了(le)，也(yě)不是韦伯望远镜出了什么问题，而(ér)是这样极遥远的天(tiān)体和我们(men)地球上(shàng)的观测(cè)者之间(jiān)。被一个(gè)质量超级巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量的东西的(de)引力，会使身(shēn)后更遥远星系的(de)光都(dōu)发生了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜效应(yīng)。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质量的黑洞或(huò)者是暗物质。

所以当人们对子弹星系(xì)团观(guān)测的时候，发现(xiàn)它的大质量区域(yù)并不是(shì)在(zài)中间，而是在两侧。所以最好的解释方法(fǎ)就是当星团(tuán)发(fā)生全部的碰撞时，可被观(guān)测到的质量气体被卡在了中间，暗物质(zhì)则直接通过了(le)这个区域，并在两边形(xíng)成了引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗(àn)物质存(cún)在的迄今为(wèi)止最好的理论证(zhèng)据。

除此(cǐ)之外(wài)，还有来自宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙大爆(bào)炸(zhà)开始，38万(wàn)年(nián)之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光(guāng)在宇宙空间背景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射。其(qí)中红(hóng)色的(de)部分表示(shì)温度较高的区(qū)域，蓝色则(zé)表示相对较冷的区域(yù)，但(dàn)实(shí)际上它们(men)之间的温(wē团费收缴标准是多少钱，团费收缴标准是多少钱一个月n)差(chà)只有万分之(zhī)一。

科(kē)学家们通过对(duì)前景背景分离(lí)后的二值图(tú)像进行连通域提取和标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物(wù)质，图形看起来不应该是这样(yàng)的，而(ér)随着(zhe)暗物质(zhì)的(de)增加，一些峰值的幅度会减小，才变得看(kàn)起(qǐ)来“和谐(xié)”。为(wèi)了(le)匹配(pèi)宇宙微(wēi)波背(bèi)景辐射的测量(liàng)值，我们需要的暗物质大(dà)约是普通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解释星(xīng)系(xì)当中恒星运动所(suǒ)需要的暗(àn)物质比(bǐ)例是一(yī)致(zhì)的。这就意味(wèi)着。

用(yòng)了一个(gè)简单的理论框(kuāng)架，就很好地解(jiě)释(shì)了很多(duō)不同的观(guān)测结果。而暗(àn)物质的本质就(jiù)是宇宙当中(zhōng)存在着某种类(lèi)型的粒子，它们不参与任何其他的(de)电磁(cí)作用，只通过引力来相互作用。所以如果(guǒ)能(néng)够找到这种粒(lì)子(zi)的存在，就相(xiāng)当于(yú)找到了暗物质存在(zài)的实际(jì)证(zhèng)据。这种粒子到底(dǐ)是(shì)什么？科学家们已经提出了数十种的(de)假想目(mù)标，而要寻找(zhǎo)这(zhè)些不同的目标粒子所需要的实验方式也不相同(tóng)。在过去的几十年(nián)当(dāng)中，人类(lèi)为了(le)寻找(zhǎo)这(zhè)些看不见(jiàn)、摸(mō)不到，几(jǐ)乎不会与常规物质相(xiāng)互(hù)作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次的(de)实(shí)验，却没有任何实质性的发现，除了一(yī)个地方(fāng)，意大利的格(gé)兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山(shān)脉。

在(zài)山下(xià)1400米处的(de)地下矿井当中，藏着地球上最大的地学(xué)实验室，这个实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼高的(de)探测器，一直(zhí)致力(lì)于(yú)寻找暗物质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的(de)科学(xué)家(jiā)声称观(guān)测到了某种(zhǒng)信号(hào)。经过了20多年(nián)的数据收集(jí)，人们发(fā)现(xiàn)了(le)一(yī)个有(yǒu)趣(qù)的(de)事情。探测率会在每(měi)年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在(zài)20年当(dāng)中每年都是一样。一(yī)些科学家(jiā)认为这可能(néng)是人类发现暗物(wù)质的第一个直(zhí)接(jiē)证据。

但是为什(shén)么暗物质会产生周期性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正(zhèng)在(zài)以220公里/秒的速度围绕着银河系(xì)进行(xíng)移动，那(nà)么(me)如(rú)果暗(àn)物(wù)质存(cún)在宇宙(zhòu)当中，这意味着(zhe)我们(men)也在以这样的速度在(zài)穿越(yuè)着暗物质流(liú)，这个(gè)过程中会产生相应(yīng)的振荡(dàng)，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕太阳(yáng)进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太(tài)阳的方向与太(tài)阳环绕银河系的(de)方向(xiàng)是一致的，而另外半年则与(yǔ)之(zhī)相反。

而在6月(yuè)份的(de)时(shí)候，地球(qiú)与太阳的方(fāng)向正好达到(dào)完全一(yī)致，这是理论上地(dì)球穿越暗物质(zhì)流(liú)最快的时段。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰好达(dá)到了最(zuì)慢(màn)值。尽管(guǎn)在实际的情况(kuàng)中，太阳系(xì)相对(duì)银河系的平面呈现了(le)60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响(xiǎng)这个(gè)理论(lùn)的有效性。

因此科学家认为这可以用来解释(shì)，研究(jiū)人(rén)员们所观测到(dào)的(de)周期性信号(hào)。当然也可能有其他(tā)的情(qíng)况，造(zào)成这种年度(dù)周期信号的差异(yì)也可能是温(wēn)度、湿度、土壤(rǎng)中的(de)水分、高(gāo)山上的积雪(xuě)，甚至连意大利(lì)游客的数量(liàng)也符合这个周期(qī)的(de)规律。

所以，科学(xué)家们又(yòu)在南半球(qiú)建(jiàn)立了一个几乎相同的(de)实验室，这(zhè)里的季节(jié)与(yǔ)之前(qián)的实验室正(zhèng)好相反(fǎn)，而在(zài)这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗物质流的运动特征和第(dì)一(yī)个实验室(shì)是一样(yàng)的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在这(zhè)里可(kě)以得到相同的(de)信号，就可以成(chéng)为暗(àn)物(wù)质(zhì)所(suǒ)存在的非(fēi)常(cháng)有力的证据了(le)。但是(shì)由于这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至目前还(hái)无(wú)法提供(gōng)相应的数据(jù)支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视(shì)野(yě)是哈勃红外(wài)仪器的100倍。南希格(gé)雷(léi)斯罗曼太空望远镜其中一(yī)个(gè)关键的用(yòng)途就是探索暗物质背后(hòu)的奥(ào)秘，对(duì)于探测的(de)结果，我(wǒ)们只能拭目(mù)以待了。费米实验(yàn)室粒子天体物理中心的科学家丹(dān)琥珀和贾森斯特芬研究(jiū)发现，如果暗物质存(cún)在，它们(men)极有可(kě)能拥(yōng)有另一种(zhǒng)神秘(mì)的效(xiào)应，这种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是(shì)生命(mìng)进(jìn)化(huà)的一个重要(yào)因(yīn)素。

如果这一理论(lùn)得到进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙当(dāng)中的暗(àn)物质会不会意味着(zhe)人类(lèi)并不孤单呢(ne)？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落(luò)的行(xíng)星上，暗物质(zhì)正在通过这样(yàng)的(de)效应创(chuàng)造生命。当(dāng)然，这(zhè)些推论(lùn)的大前提是要先(xiān)找到暗物质存在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉(jué)得暗(àn)物质到底存不存在(zài)呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支(zhī)持是我更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：IDC站长站，IDC站长，IDC资讯--IDC站长站 团费收缴标准是多少钱，团费收缴标准是多少钱一个月