宇宙(zhòu)是“人为(wèi)制造”的(de)？为何会(huì)存在科学无法解(jiě)释(shì)的“暗物质”？暗物质(zhì)又究(jiū)竟是什么？人类为了(le)寻找暗物质存(cún)在的证据，科学(xué)家们在过去的几十(shí)年当中(zhōng)进行(xíng)了超过50次的(de)长期实验(yàn)，但是(shì)却没有发现(xiàn)任何的有(yǒu)效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原理一书中(zhōng)，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力(lì)定律(lǜ)，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运(yùn)动(dòng)的规律。往后(hòu)的几百年来，当天文学(xué)家们发现(xiàn)某些天体运行轨道出(chū)现异常，不符合万有(yǒu)引力定律的(de)时候(hòu)，他们就会知道(dào)，周围一(yī)定有未知的天(tiān)体通过引力(lì)在(zài)摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥(ào)本勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨道的异常，推算并且发(fā)现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现都是应用(yòng)万有引(yǐn)力定律所(suǒ)取得重大天(tiān)文成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中(zhōng)，可当我(wǒ)们(men)上升到(dào)星系或者是星团的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威基(jī)正在(zài)研(yán)究和(hé)测(cè)量后发(fā)星系团(tuán)的质量。这是一个由(yóu)数千(qiān)个星系所组成的巨大星系团，这些星系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星系团(tuán)的质量一般(bān)会使用到两种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可(kě)以确定其质量的范围。

第一(yī)种是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测量各个(gè)星系(xì)的光度。

第二种是动力学质量的计(jì)算，是利(lì)用光谱红移测(cè)量星系团中的各个星系(xì)相对(duì)于星系(xì)团的运动(dòng)速度。当测量结果出来(lái)之后(hòu)，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量(liàng)”竟(jìng)然是(shì)“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着(zhe)，后(hòu)发(fā)座星(xīng)系团(tuán)有99%的(de)质量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以(yǐ)可(kě)见光的形式所存在，我们无(wú)法看(kàn)到。最诡异的是，在测量(liàng)速度的(de)过程中，兹威基发现星系团中很(hěn)多星系的速(sù)度比(bǐ)理论上(shàng)要快(kuài)得多，按照牛(niú)顿的(de)运(yùn)动(dòng)学定律，仅靠这些可(kě)见星(xīng)系的(de)质量所(suǒ)产生的引力是无(wú)法将它们(men)束缚在星系团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星系(xì)团(tuán)之(zhī)外(wài)了(le)，除非有一种神秘(mì)的力(lì)量在(zài)起作用(yòng)，这(zhè)种力(lì)量来源于某(mǒu)种(zhǒng)隐形的物(wù)质。

据此，兹(zī)维基提出了这样部分不可(kě)见的(de)暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反射光，但是它们(men)却占(zhàn)据(jù)着宇宙中绝大部(bù)分(fēn)的(de)质量(liàng)。只是当时(shí)的(de)人们(men)对这样的一(yī)种说法不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质(zhì)”这(zhè)个(gè)词才(cái)再(zài)一次出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特(tè)福特在观测仙女座(zuò)星(xīng)系(xì)中的恒星(xīng)运动(dòng)。理(lǐ)论上来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的恒星在(zài)其轨道(dào)上的运行速(sù)度就会越慢。但是他们观(guān)测的结果却(què)让人感到(dào)不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增加，恒(héng)星的旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保(bǎo)持不变。可(kě)是根据牛顿的万有(yǒu)引力定(dìng)律，在星系当中如果没有足够大的(de)质(zhì)量来吸引它们，这些外(wài)围(wéi)的恒(héng)星早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种现象，科学家们会(huì)使用一种相对标准的(de)方法来解(jiě)释暗物质(zhì)的存在，这(zhè)种方法就(jiù)是测量星系当(dāng)中气体在(zài)X轴上距离星系中心的(de)距离(lí)，以及在Y轴上气体的(de)旋转速(sù)度(dù)。如果出现异常的结(jié)果(guǒ)，就认为(wèi)是(shì)由暗物质的力量进入其中(zhōng)。

于是科(kē)学家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更(gèng)远(yuǎn)距离(lí)的氢元素，发(fā)现它们的旋转速度并不符(fú)合(hé)牛顿的(de)力学(xué)定(dìng)律(lǜ)。我们的太阳系也不例(lì)外，太(tài)阳(yáng)系位(wèi)于银河系的第三(sān)悬(xuán)臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行计(jì)算，太阳系的运行速度应该是160千(qiān)米/秒(miǎo)，但(dàn)实际(jì)上，太阳系(xì)正(zhèng)在(zài)以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个实(shí)际速度远远大于理论速度，那么产生以上这种向(xiàng)心加(jiā)速度的原(yuán)因很(hěn)可能(néng)就是存在着一种我(wǒ)们(men)看不到的物质(zhì)，是(shì)这些暗物(wù)质的(de)引力(lì)效应将(jiāng)星系聚集在了一(yī)起。

也是从这时开(kāi)始，越来(lái)越多的研究人员(yuán)开始相信暗物(wù)质的存在(zài)。科(kē)学家根据星系(xì)外恒(héng)星(xīng)轨道的速(sù)度，估算在星系(xì)当(dāng)中暗物质的质量占整个星系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗物(wù)质(zhì)并不是唯一可以解释这个现象的原(yuán)因。在一项新的研究当(dāng)中，科学(xué)家们(men)发现(xiàn)，几乎没(méi)有引力效(xiào)应的遥远恒(héng)星之间(jiān)，也会(huì)出现速度上的微小差异。另外，天文(wén)学家(jiā)还发现(xiàn)了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星(xīng)系当中存在(zài)的(de)恒星数量却只有(yǒu)银河系的千分之(zhī)一。

所以在(zài)理论上(shàng)，该星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是(shì)科学家们使用(yòng)最先进(jìn)的(de)望远镜对其进行了(le)40个小时的详细(xì)测量之后，发现(xiàn)星系中(zhōng)的恒星运动是可以用正常的物质和力学定(dìng)律来(lái)解释的(de)。那(nà)么(me)又有人提出(chū)，也许该星系(xì)的(de)暗物(wù)质，已经被附近的另一(yī)个大(dà)星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附近没(méi)有任(rèn)何星(xīng)系存(cún)在(zài)。造成这些现象的除了暗物质的(de)假(jiǎ)说之外，另(lìng)一种可能(néng)就是(shì)人类对(duì)引力的理解还不(bù)够全面，引力很可能在不(bù)同尺度空间中的工作方(fāng)式是(shì)不同的，这(zhè)意味着在行星系尺度中的天(tiān)体会(huì)沿着它(tā)们的轨道，按照(zhào)我们(men)所理解的(de)方(fāng)式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间的(de)相互作用(yòng)则是(shì)不同的(de)方式(shì)。对于在星系团之间的相互作用(yòng)，科(kē)学家还引入了外部场效应的(de)概念，指的是在数百万光(guāng)年的规模上(shàng)，巨大(dà)的质量之间会产生(shēng)对彼此特(tè)殊的效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙(méng)德(dé)理论(lùn)。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需要(yào)对现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些发现也让很多人认为(wèi)暗物质假(jiǎ)说理论就此终结(jié)。但是(shì)在宇宙当中还有关(guān)于(yú)暗物(wù)质存在的其他的理论证据，这些理论证据(jù)是蒙德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光(guāng)年的子弹星(xīng)系团，由(yóu)两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似这样的(de)星团，它们(men)大部分的普通质量(liàng)都在星系的气体(tǐ)当中。当星(xīng)团以1000万(wàn)公里/小时发(fā)生碰撞的时候，星际气体的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高(gāo)，速度大(dà)幅降低。所以在理论(lùn)上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团大(dà)部分的质量将位(wèi)于(yú)所有这些气体所在(zài)的中间区域。那么我们通过(guò)什(shén)么来验证(zhèng)它(tā)的质量区域到底是(shì)不是集中在中间(jiān)呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯(bó)太空(kōng)望远镜传回(huí)了宇宙当(dāng)中(zhōng)第一张(zhāng)全(quán)彩的高(gāo)清照片，在照片中我们(men)可以明(míng)显地看到很多星系(xì)似(shì)乎被拉伸产生(shēng)了巨大的(de)形变。其实(shí)这些星系(xì)本身并不是真的被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而(ér)是这样极遥远的(de)天体和(hé)我们(men)地球上的观测者之间。被一个(gè)质量超级巨大的天(tiān)体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东西(xī)的引力(lì)，会使身(shēn)后更遥远(yuǎn)星系的(de)光都发(fā)生了扭曲。这个现象(xiàng)就(剪子股儿和籰子的意思是什么，剪子股儿是什么jiù)是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天体(tǐ)可(kě)能是超大质(zhì)量的黑洞或者是暗(àn)物质。

所以当人们对子(zi)弹星(xīng)系(xì)团(tuán)观(guān)测的时候，发(fā)现它的大质量区域并不(bù)是在中(zhōng)间，而是在两(liǎng)侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是当星(xīng)团发(fā)生(shēng)全(quán)部的碰撞时，可(kě)被观测到(dào)的(de)质量气体被卡在(zài)了中间，暗物(wù)质(zhì)则直接通过了(le)这(zhè)个区域，并(bìng)在两边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹(dàn)星系团的引力透镜(jìng)研究也被认为是(shì)暗物质存在(zài)的(de)迄今(jīn)为止最(zuì)好的理论证据(jù)。

除(chú)此之外，还有来(lái)自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始(shǐ)，38万(wàn)年之后(hòu)，可见光(guāng)终(zhōng)于可以畅(chàng)通(tōng)无阻地穿(chuān)越在(zài)宇宙当中了(le)。经过了130多亿年之后(hòu)，这些(xiē)光在宇宙空间(jiān)背景(jǐng)上留下了各相同性的微波(bō)辐射。其(qí)中红色(sè)的部(bù)分表示温度(dù)较高的区域(yù)，蓝色则(zé)表示(shì)相对(duì)较冷的区域，但实(shí)际上它们(men)之间的温(wēn)差只有万分之(zhī)一。

科学家们通(tōng)过对前(qián)景背景分离后的二值图像进行连通域提取和标记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物(wù)质(zhì)，图(tú)形看(kàn)起来不应(yīng)该是这(zhè)样的，而(ér)随着暗物质的增加(jiā)，一(yī)些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变(biàn)得看起(qǐ)来“和(hé)谐”。为了匹配(pèi)宇(yǔ)宙微(wēi)波(bō)背景辐射的测(cè)量(liàng)值，我们需要的暗物质大约是普通物质的(de)5倍。这个数字与解释星(xīng)系(xì)当中恒星(xīng)运动所需要的暗物质比例是一致的。这就意味(wèi)着。

用了一个简单的(de)理(lǐ)论(lùn)框(kuāng)架，就(jiù)很好地解释了很多不同的观测结果。而暗物(wù)质的本质(zhì)就(jiù)是宇宙当中存在着某种类型的粒子，它们不(bù)参与任何其他的(de)电磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果(guǒ)能(néng)够找到这(zhè)种粒子的存在(zài)，就(jiù)相(xiāng)当于(yú)找到了暗物质存(cún)在(zài)的(de)实际证(zhèng)据。这种粒(lì)子到底是什么？科学家们已经提出了数(shù)十种的假想(xiǎng)目标，而要寻(xún)找这(zhè)些(xiē)不同的目标粒(lì)子所需要(yào)的(de)实验方(fāng)式(shì)也(yě)不相同。在过去的几十(shí)年(nián)当中，人类为了寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会与常规物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学(xué)家们已(yǐ)经进行了超(chāo)过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了(le)一个地方，意大利(lì)的格兰(lán)萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当中(zhōng)，藏着地(dì)球(qiú)上(shàng)最大(dà)的(de)地学实(shí)验室(shì)，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致(zhì)力于寻找(zhǎo)暗物(wù)质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家声(shēng)称观测到了某种信号。经过(guò)了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率(lǜ)会在每(měi)年的(de)6月(yuè)份(fèn)达到峰值，然后(hòu)在11月(yuè)降(jiàng)到最低，而且在剪子股儿和籰子的意思是什么，剪子股儿是什么20年当中每(měi)年都是一(yī)样。一些科学(xué)家认为(wèi)这可能是人类发现暗物质的第一(yī)个直接证据。

但是为什么暗(àn)物质会产生周期(qī)性的(de)年度(dù)信号呢(ne)？刚才我们(men)讲了(le)太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒的速度围绕着(zhe)银河系(xì)进(jìn)行(xíng)移动，那么如果(guǒ)暗物质存在(zài)宇宙当中，这(zhè)意(yì)味(wèi)着我们(men)也在以这样的速(sù)度(dù)在穿越着暗物质流，这个过程中(zhōng)会产生(shēng)相应的(de)振荡，同时地球(qiú)又以30公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕太(tài)阳进行旋转。所以有半年(nián)的(de)时间，地球围绕太阳(yáng)的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与之(zhī)相反。

而在6月份的时候，地(dì)球(qiú)与太阳的方向正好达(dá)到完(wán)全一致，这是理论上(shàng)地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好(hǎo)达(dá)到了最慢值。尽(jǐn)管在实际(jì)的情况中(zhōng)，太(tài)阳系(xì)相对银河系的平面(miàn)呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理论的(de)有效性。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究人员们所观测到(dào)的周(zhōu)期性信号。当然也可能有其(qí)他的情况，造(zào)成(chéng)这种年(nián)度周期信号(hào)的差异也可能是温(wēn)度(dù)、湿度、土壤中的水(shuǐ)分(fēn)、高(gāo)山上的(de)积雪，甚至连意(yì)大利游(yóu)客的(de)数(shù)量也(yě)符合这个周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们(men)又(yòu)在南半球建立(lì)了一个几乎(hū)相同的实验室，这(zhè)里的季节与之(zhī)前的实(shí)验(yàn)室正好(hǎo)相反，而在(zài)这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗(àn)物质流的运(yùn)动(dòng)特征和第一个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以(yǐ)得到相(xiāng)同的(de)信号，就可(kě)以成为暗物质所(suǒ)存在的非常有力的证据(jù)了。但是由于(yú)这个实验室刚刚建成不(bù)久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目前(qián)还无法提供(gōng)相应的数据支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发(fā)射一台新的(de)望远镜(jìng)，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望(wàng)远(yuǎn)镜相同，但(dàn)它的宽视(shì)场仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空(kōng)望远(yuǎn)镜(jìng)其中一个(gè)关键的(de)用途就(jiù)是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于探(tàn)测的结果，我们只能拭目(mù)以待了。费米(mǐ)实验室(shì)粒(lì)子天体物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存(cún)在，它(tā)们极有可能(néng)拥有(yǒu)另一种神秘的(de)效应，这(zhè)种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生命的诞生，或(huò)者说是生(shēng)命进化的一个重要(yào)因素。

如果这(zhè)一理论(lùn)得到进一(yī)步的证实(shí)，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质(zhì)会不会意味着人类并(bìng)不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个(gè)角落的行星上(shàng)，暗物质正(zhèng)在(zài)通过(guò)这样的效应创(chuàng)造生命。当然，这些(xiē)推论的大前提是要(yào)先(xiān)找到(dào)暗物质存在(zài)的实际证据。那(nà)么小伙伴们，你们(men)觉(jué)得暗物质(zhì)到底存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更(gèng)新的动力！

未经允许不得转载：泉州电动车网 福建骑行网 剪子股儿和籰子的意思是什么，剪子股儿是什么