宇宙是(shì)“人为制造”的？为(wèi)何(hé)会(huì)存(cún)在科学无法解释的“暗(àn)物(wù)质”？暗物质又(yòu)究(jiū)竟是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质(zhì)存在的(de)证(zhèng)据，科学(xué)家(jiā)们在过去的几(jǐ)十年当中进行了超过50次的长期实验，但是却没(méi)有发现任(rèn)何的有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学(xué)数学原(yuán)理一书中(zhōng)，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天(tiān)体(tǐ)运动的规(guī)律。往(wǎng)后的几百年来，当(dāng)天文学家们发现某些天体运(yùn)行轨(guǐ)道出(chū)现异常，不(bù)符合万有引力定律的时候，他(tā)们就会知(zhī)道，周围一定(dìng)有未知的(de)天体通过引力(lì)在摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过(guò)天王星运行轨道的异(yì)常，推算并且(qiě)发现了海王星的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王(wáng)星的(de)发(fā)现(xiàn)都是应用万有(yǒu)引(yǐn)力定(dìng)律所取得(dé)重(zhòng)大天文成(chéng)就的例(lì)子。但是这些(xiē)发(fā)现都是(shì)在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上升(shēng)到星系或者是星(xīng)团的尺度，事(shì)情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物(wù)理学家弗(fú)里茨兹威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组成的巨大星系团，这些星系被引力束缚在(zài)一起。测(cè)量(liàng)星系团的质量一般会使用到两(liǎng)种方法，当(dāng)两种方法结果一(yī)致(zhì)，就(jiù)可以确定其(qí)质量的范(fàn)围。

第一种是获得(dé)其(qí)"光度学的质量"，需要的数据(jù)是(shì)测量各个(gè)星系的光(guāng)度。

第二(èr)种是动力学质量的计算，是利用光谱红移测量星系团中的各个星系相对于星(xīng)系(xì)团的(de)运动速度。当测量结果出来(lái)之(zhī)后，兹威基彻底懵(měng)了(le)，“动力(lì)学质量”竟(jìng)然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意(yì)味(wèi)着，后发座星系团有(yǒu)99%的(de)质量(liàng)消失了，或者说这99%的质量并不以可见光的形式所存(cún)在，我们无法(fǎ)看到(dào)。最诡异(yì)的是，在测量速度的(de)过程中，兹威(wēi)基发现(xiàn)星系团中很多星系的(de)速度比(bǐ)理论(lùn)上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可(kě)见星系的质量所产生(shēng)的引力是无法将它们束缚在星(xīng)系团内的，它们(men)早就应该被(bèi)抛(pāo)出星系团之(zhī)外了(le)，除非有一(yī)种神秘的力量在起作(zuò)用，这种力量来(lái)源于某种隐形的物质。

据此，兹(zī)维(wéi)基提出了(le)这样(yàng)部分(fēn)不可见的暗质，它(tā)不发散光(guāng)、吸光、反射光，但是它们(men)却占据(jù)着宇(yǔ)宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当时的人们对这样的一种说法(fǎ)不屑一顾。

直(zhí)到40年之(zhī)后，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特福特在观测仙(xiān)女座星系中的恒星运动。理论上来说，距离中心越远的恒星(xīng)在其轨道(dào)上的(de)运行速度就(jiù)会越慢。但是他(tā)们(men)观测的结果却让人感到不可思议(yì)。

随着与中心(xīn)距离的(de)增加，恒星的旋(xuán)转速度几乎保持(chí)不变。可是根据牛顿(dùn)的万有引(yǐn)力(lì)定律，在星系(xì)当中如果没有足够大的质(zhì)量来吸引(yǐn)它们，这些(xiē)外(wài)围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙当中了(le)。基于这种现象，科学(xué)家们会使用(yòng)一(yī)种相对标准的方法来解释(shì)暗物质的存在，这(zhè)种(zhǒng)方法就是测量星(xīng)系(xì)当中气(qì)体(tǐ)在X轴(zhóu)上距(jù)离星系中心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的(de)旋转速(sù)度(dù)。如果(guǒ)出现异常的(de)结果，就认为(wèi)是由暗物质的力量进入(rù)其(qí)中。

于是科(kē)学(xué)家(jiā)们通(tōng)过射(shè)电望远镜测量了距离星系中心(xīn)更(gèng)远距离的(de)氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系(xì)也不例外，太(tài)阳(yáng)系位(wèi)于银河系(xì)的第三悬臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律(lǜ)进行计算，太(tài)阳(yáng)系的运行速度(dù)应该是160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系(xì)正在(zài)以220千米/秒的速度围(wéi)绕(rào)银河系旋(xuán)转，这个(gè)实际速度远远大于理论速(sù)度，那么产生以上这种向心加(jiā)速(sù)度的原(yuán)因很可能就是存在着一种我们看(kàn)不到的物质，是这(zhè)些暗(àn)物质的引力效应将(jiāng)星(xīng)系聚(jù)集在(zài)了一起。

也是从这(zhè)时开始(shǐ)，越来越多的研究人(rén)员(yuán)开始相信(xìn)暗物质的存在。科学家(jiā)根(gēn)据星系外恒(héng)星轨(guǐ)道的速度(dù)，估(gū)算在星系当中暗(àn)物(wù)质的质(zhì)量(liàng)占整(zhěng)个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物(wù)质并不是唯(wéi)一可以解释(shì)这个现象的原因。在一(yī)项新的研究(jiū)当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有(yǒu)引力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度上的微小差异。另外，天文(wén)学家还发(fā)现了(le)一个反(fǎn)常的(de)星系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小和银(建发集团是国企还是央企 建发员工有编制吗yín)河系(xì)不多，但(dàn)是星系当中存在(zài)的恒星数(shù)量(liàng)却只(zhǐ)有银(yín)河系(xì)的千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该(gāi)星系必须存在暗物质，否则就(jiù)会分崩离析。但是科学(xué)家们使用最(zuì)先进的望远镜对其进(jìn)行(xíng)了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发现星系中的(de)恒星运动是可以用正常的(de)物(wù)质和力学定律来(lái)解释的。那么又有人提出(chū)，也许(xǔ)该(gāi)星系(xì)的暗物质，已经被(bèi)附近的另(lìng)一个大星系剥离(lí)了。奇怪的(de)是，它的附(fù)近没有任何星(xīng)系存在(zài)。造(zào)成这些(xiē)现象的(de)除(chú)了暗(àn)物质(zhì)的假说(shuō)之外，另一种可能就是(shì)人类对引力的理解还不够全(quán)面，引力很(hěn)可能(néng)在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意味着在行(xíng)星系尺度中(zhōng)的天体会沿(yán)着它(tā)们的轨道，按照我(wǒ)们(men)所理解(jiě)的方式运(yùn)动。但(dàn)是上(shàng)升(shēng)到星系(xì)和星团的尺度，引力之间(jiān)的相互作(zuò)用则是(shì)不(bù)同(tóng)的方式。对于在星系团(tuán)之间(jiān)的相(xiāng)互作用，科学(xué)家(jiā)还(hái)引入了外部场效应(yīng)的概念，指的是在数百万光年的(de)规(guī)模上，巨大(dà)的质量之间会产(chǎn)生对(duì)彼(bǐ)此特(tè)殊的(de)效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味(wèi)着我(wǒ)们需(xū)要对现(xiàn)在的物理定律(lǜ)进行(xíng)修正，这些发现(xiàn)也(yě)让很(hěn)多人认(rèn)为暗物质(zhì)假说(shuō)理论就(jiù)此终结。但(dàn)是在宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)还有关于暗物(wù)质(zhì)存在的其他的(de)理建发集团是国企还是央企 建发员工有编制吗论证据，这些理论证据是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹星(xīng)系团(tuán)，由两个(gè)碰撞的星(xīng)系团所(suǒ)组成，类似(shì)这样的星团，它们大部分的普通质(zhì)量都在星系(xì)的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞的时(shí)候，星(xīng)际气体的相互作(zuò)用就会导致温度(dù)的(de)急(jí)剧升高(gāo)，速度(dù)大幅降低。所(suǒ)以在(zài)理论上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系团大部分的质量将位于所有这(zhè)些气体(tǐ)所在(zài)的中间区(qū)域。那(nà)么我们(men)通过什么来验证它的(de)质量区(qū)域到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前(qián)不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了(le)宇宙当中第一张全彩(cǎi)的(de)高清照片(piàn)，在照片(piàn)中(zhōng)我们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其(qí)实这些星系本身并不(bù)是真的(de)被扭曲了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什(shén)么问(wèn)题(tí)，而是这样(yàng)极遥(yáo)远(yuǎn)的(de)天体和我(wǒ)们地球上的观测者之间(jiān)。被(bèi)一个质量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个(gè)超大质(zhì)量的(de)东西的(de)引力，会使(shǐ)身后更遥远星系(xì)的(de)光都发生了扭曲(qū)。这个现象就是(shì)引力(lì)透(tòu)镜效应。这个巨大的天体可(kě)能(néng)是超大(dà)质量的黑洞或者(zhě)是暗(àn)物(wù)质(zhì)。

所(suǒ)以当人们(men)对子弹星系团观测的时(shí)候，发现它(tā)的大质量(liàng)区域并不是在中(zhōng)间(jiān)，而是在(zài)两侧。所以最好的解释(shì)方法就(jiù)是当星(xīng)团发生(shēng)全部的碰撞时，可被观测到的质量气(qì)体被卡在了(le)中(zhōng)间(jiān)，暗物质则(zé)直接通过了这个区(qū)域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜(jìng)研究(jiū)也(yě)被认为是暗物质存在(zài)的迄今为止最好的理论(lùn)证据。

除此之外(wài)，还有来自宇(yǔ)宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无(wú)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的微(wēi)波(bō)辐(fú)射。其中红(hóng)色的部分表示温度(dù)较高的区(qū)域，蓝(lán)色(sè)则表示相对较冷的(de)区(qū)域，但实(shí)际上它(tā)们之间的温差只有万分之(zhī)一。

科学(xué)家们(men)通过对前景(jǐng)背景分离后的(de)二值图像进行连(lián)通(tōng)域提取和标记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形看(kàn)起来(lái)不应该(gāi)是(shì)这样的，而随(suí)着(zhe)暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度(dù)会减(jiǎn)小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇宙微波(bō)背景辐射的测量(liàng)值，我们需(xū)要的暗物质大约是普通物质的5倍(bèi)。这(zhè)个(gè)数字与解释星(xīng)系当中恒星运动所需要的暗物(wù)质比例是一(yī)致的(de)。这就意味着。

用了一(yī)个(gè)简单的(de)理(lǐ)论框架，就很好地(dì)解释(shì)了很多(duō)不同的观测结果(guǒ)。而暗(àn)物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它们(men)不参(cān)与任何(hé)其他的(de)电磁作用，只通过引力来相互作用(yòng)。所(suǒ)以如果能够找到(dào)这种粒子的存在，就相(xiāng)当于(yú)找到了(le)暗物质存(cún)在的实际证(zhèng)据。这种粒(lì)子到底是什(shén)么？科(kē)学(xué)家们已经提(tí)出了数十种的(de)假想目(mù)标，而要(yào)寻找(zhǎo)这些不同的(de)目标(biāo)粒子所需要的实验方式也不相同(tóng)。在过去的几(jǐ)十年当中，人类为了寻(xún)找这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经(jīng)进行(xíng)了超过50次的实验，却(què)没有(yǒu)任何实质性的发现，除了一个地方(fāng)，意大利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下(xià)矿井当(dāng)中，藏着地球上最(zuì)大的地学实(shí)验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层(céng)楼高的探(tàn)测器，一直致力于寻找(zhǎo)暗物(wù)质(zhì)粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科(kē)学家声称观(guān)测(cè)到了某(mǒu)种(zhǒng)信号。经过了20多(duō)年(nián)的数据收集，人(rén)们发现了(le)一个有趣(qù)的事情。探测率会(huì)在每年的6月份达到(dào)峰值，然后在(zài)11月降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都(dōu)是一样。一些科学家认为这可(kě)能是人类发现暗(àn)物质(zhì)的第一个直(zhí)接(jiē)证据。

但是为什么(me)暗物(wù)质(zhì)会产生周期(qī)性的(de)年(nián)度信号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正(zhèng)在(zài)以220公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度(dù)围(wéi)绕(rào)着银河系进行(xíng)移动(dòng)，那么如(rú)果(guǒ)暗物质存(cún)在(zài)宇宙当中，这意味着我们(men)也在(zài)以这(zhè)样的速度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这个(gè)过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的速(sù)度(dù)围绕太(tài)阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太(tài)阳的方向(xiàng)与太(tài)阳环绕(rào)银河系(xì)的方向(xiàng)是一致的(de)，而另外半(bàn)年则与之相反(建发集团是国企还是央企 建发员工有编制吗fǎn)。

而在6月份的时候，地(dì)球(qiú)与太阳的方向正好达到完(wán)全(quán)一致，这是理论上地(dì)球穿越暗物质(zhì)流最快的时(shí)段。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最(zuì)慢(màn)值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系相对银(yín)河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可以用来(lái)解释，研究人员(yuán)们所观(guān)测(cè)到的周(zhōu)期性信号。当(dāng)然也可能有其(qí)他(tā)的情况，造成这种(zhǒng)年(nián)度(dù)周期信号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的(de)水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客(kè)的数(shù)量也符合这个(gè)周期的规律。

所以，科(kē)学(xué)家(jiā)们又在南半球建立(lì)了一个(gè)几乎相同的实验室，这(zhè)里的季节与之前的实验室正好相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物(wù)质流(liú)的运动(dòng)特征和第一个实(shí)验室是一样(yàng)的。

因(yīn)此(cǐ)，如果(guǒ)在这里可以(yǐ)得到相同的信号，就(jiù)可以(yǐ)成(chéng)为暗物质所存在的非常有力的证据了。但是由(yóu)于(yú)这个(gè)实(shí)验室刚刚建成不(bù)久，所以截(jié)至目前还无法提供相应的数据支(zhī)持。另外，在(zài)2025年，NASA将会(huì)发射一(yī)台新的望远(yuǎn)镜(jìng)，这(zhè)台太(tài)空望远镜叫做(zuò)“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜(jìng)相同(tóng)，但它的宽视(shì)场仪器提供的视野是哈勃(bó)红(hóng)外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望远镜(jìng)其中一(yī)个关键的用途(tú)就是探索暗(àn)物质背后的奥秘(mì)，对于探测的结(jié)果(guǒ)，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体物(wù)理(lǐ)中(zhōng)心的科学家(jiā)丹(dān)琥珀和贾森斯特芬研(yán)究发(fā)现，如果暗物质存在(zài)，它们极有可能(néng)拥有另(lìng)一种(zhǒng)神秘(mì)的效(xiào)应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中(zhōng)生命的诞生(shēng)，或者说是生命(mìng)进化的一(yī)个重要因素(sù)。

如果这一理论得(dé)到(dào)进一步的(de)证(zhèng)实，那么遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不会意(yì)味着(zhe)人类并(bìng)不(bù)孤单(dān)呢(ne)？或(huò)许在宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个(gè)角落的行星上，暗物质(zhì)正在通过(guò)这(zhè)样(yàng)的效应(yīng)创造生命(mìng)。当然，这些推论的大前提是要先(xiān)找(zhǎo)到(dào)暗(àn)物质(zhì)存在的实际证据。那么小伙伴们(men)，你们(men)觉得暗物质到底存不(bù)存在呢？喜欢(huān)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 建发集团是国企还是央企 建发员工有编制吗