宇宙是“人为制造”的(de)？为何会存在科学无法解(jiě)释的(de)“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找暗物(wù)质存在的证据，科学家(jiā)们在(zài)过去的几十年当(dāng)中进行了超(chāo)过50次的(de)长(zhǎng)期实验，但是却没有(yǒu)发现任何(hé)的(de)有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版(bǎn)的自然哲学(xué)数学(xué)原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引力定律，它揭示(shì)了(le)宇宙中天体运(yùn)动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天(tiān)文(wén)学家们发现(xiàn)某些天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知道，周围(wéi)一定有(yǒu)未知的(de)天体通(tōng)过引(yǐn)力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的(de)异(yì)常，推算并且(qiě)发现(xiàn)了海(hǎi)王星(xīng)的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都是(shì)应用万有引力定律所取得(dé)重(zhòng)大(dà)天(tiān)文成就的例子。但是这些发(fā)现(xiàn)都是在恒星系(xì)统的尺度当中，可当我们上升到星(xīng)系或者是星团的尺(chǐ)度，事(shì)情就开始(shǐ)变得诡(guǐ)异(yì)了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发星(xīng)系团(tuán)的质(zhì)量(liàng)。这是(shì)一个由数千个星系(xì)所组成的巨大星(xīng)系团(tuán)，这些星系被引力(lì)束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法(fǎ)结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

第一(yī)种是(shì)获得(dé)其"光度学的(de)质量"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第(dì)二种是动力学质量(liàng)的计算，是利用光谱红移(yí)测量星系团(tuán)中(zhōng)的各个(gè)星(xīng)系(xì)相对于星系(xì)团(tuán)的运动速度。当测量结果(guǒ)出来之(zhī)后，兹威(wēi)基彻底懵了(le)，“动力学(xué)质量”竟(jìng)然(rán)是“光度学质量(liàng)”的400倍(bèi)。这意味着，后(hòu)发座(zuò)星系团(tuán)有99%的质(zhì)量(liàng)消失了，或者说(shuō)这99%的质量并(bìng)不以可见光的(de)形(xíng)式(shì)所存(cún)在，我们无(wú)法看到(dào)。最诡异的(de)是(shì)，在(zài)测量(liàng)速度的过(guò)程中，兹威基发(fā)现星系团中很(hěn)多星系的(de)速度(dù)比理论上(shàng)要快得(dé)多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可见星系的(de)质量(liàng)所产生的(de)引力是无法将(jiāng)它们束缚(fù)在星系(xì)团内(nèi)的，它们早(zǎo)就应(yīng)该(gāi)被抛出(chū)星系团之外了，除非有一种神(shén)秘的(de)力量在起(qǐ)作用，这(zhè)种力量来源(yuán)于某种隐形的物质(zhì)。

据此，兹(zī)维(wéi)基提(tí)出了这样部分不可见的(de)暗质，它(tā)不发(fā)散光(guāng)、吸光、反射光，但是它(tā)们却占据(jù)着宇宙(zhòu)中(zhōng)绝大部分的(de)质量(liàng)。只是当时的人们对这样的(de)一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再一次出现。天文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中的恒星运动(dòng)。理论上来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速(sù)度(dù)就(jiù)会越慢。但是(shì)他们观(guān)测的(de)结果却让人感到(dào)不(bù)可思议(yì)。

随着与中心距(jù)离的增加，恒星的旋转速度几乎保(bǎo)持(chí)不变。可(kě)是根据(jù)牛顿的万(wàn)有引力定律，在星系当中如果没(méi)有足够大(dà)的质量来吸引它(tā)们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于(yú)这种现象，科学家们会使用(yòng)一种相对标准(zhǔn)的方法(fǎ)来解释暗物质的存在，这种方(fāng)法就是测(cè)量星系当中气体在X轴上距离(lí)星系中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出现异常的结果，就认为是由暗物质(zhì)的力量进入其(qí)中。

于是科(kē)学家们通(tōng)过射电望远镜(jìng)测量了距离星系中心更远距离的氢元素(sù)，发(fā)现它们的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力(lì)学(xué)定律。我(wǒ)们的太(tài)阳系也不例(lì)外，太阳(yáng)系位于银(yín)河系的第(dì)三(sān)悬(xuán)臂(bì)之上，距(jù)离银河(hé)系中心(xīn)2.6万(wàn)光年，根据万有引力(lì)定律进(jìn)行计算(suàn)，太阳(yáng)系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在(zài)以220千米/秒(miǎo)的速度围绕银河系旋转，这个实际速度远远大于(yú)理论速(sù)度，那么产(chǎn)生以上这种向心加速度的原因(yīn)很可能就是(shì)存在着一种我们(men)看不到的物(wù)质(zhì)，是这些暗(àn)物质的(de)引力效应将(jiāng)星系聚集在了一起。

也是从(cóng)这时(shí)开始，越(yuè)来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学(xué)家根据(jù)星系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质的质量占整(zhěng)个星系(xì)质(zhì)量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物质并(bìng)不(bù)是唯(wéi)一可以解(jiě)释这(zhè)个现象的原因。在一项新的研究当中，科(kē)学(xué)家们发现，几(jǐ)乎没有引力效应(yīng)的遥远(yuǎn)恒(héng)星(xīng)之间(jiān)，也会(huì)出现速(sù)度上的微(wēi)小差(chà)异(yì)。另日子过得一地鸡毛是什么意思，形容生活一地鸡毛是什么意思外，天文学家(jiā)还发现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星(xīng)数量(liàng)却只(zhǐ)有(yǒu)银(yín)河(hé)系的千分之一(yī)。

所以在理论上(shàng)，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则就会(huì)分(fēn)崩离(lí)析(xī)。但是科学家(jiā)们使用(yòng)最先进的望远镜对其(qí)进行(xíng)了40个小时的详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒(héng)星运(yùn)动是(shì)可以用正常的物质和力学定律来(lái)解释的。那么又有人提出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经(jīng)被附近的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成这些现象(xiàng)的除了暗物质的(de)假(jiǎ)说之外，另(lìng)一种可能(néng)就(jiù)是人(rén)类(lèi)对引力(lì)的理解还不够全面，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中的(de)工作方式是(shì)不同的，这意味(wèi)着(zhe)在行星系尺度中的天体会沿着(zhe)它(tā)们(men)的轨(guǐ)道，按照(zhào)我(wǒ)们所理解的方式运动。但是(shì)上升到(dào)星(xīng)系和(hé)星团(tuán)的尺度(dù)，引力之间(jiān)的(de)相互作用(yòng)则是不同的方式。对于在星系(xì)团之间的相互作用，科学家还(hái)引入(rù)了外部(bù)场效应(yīng)的概念，指的是在数百(bǎi)万光年的规模(mó)上，巨大的质(zhì)量之间会产生对彼此特殊的效果，这(zhè)个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着(zhe)我(wǒ)们需要对现在的(de)物理定律(lǜ)进(jìn)行(xíng)修(xiū)正，这些发现(xiàn)也让很多(duō)人认为暗物(wù)质假说(shuō)理论(lùn)就此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于(yú)暗物质存在的(de)其他的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论所没(méi)法解(jiě)释的(de)“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹(dàn)星系(xì)团，由两个碰(pèng)撞的(de)星系团所组(zǔ)成，类似这样的星团(tuán)，它们大部分的普通质量都在星系的气体(tǐ)当中。当(dāng)星团以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧(jù)升高，速度大幅(fú)降低。所以在理论上，在(zài)碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些(xiē)气体所在的中间区(qū)域。那么我们通(tōng)过什么来验证(zhèng)它的质(zhì)量(liàng)区域(yù)到底是(shì)不是集(jí)中在中间(jiān)呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一(yī)张全彩的高清照片，在照片(piàn)中我们可以明显地看(kàn)到很多星(xīng)系似乎被拉伸产生了巨(jù)大的形(xíng)变(biàn)。其实(shí)这(zhè)些星系本身并不是真(zhēn)的被扭曲了，也(yě)不(bù)是韦伯望远(yuǎn)镜(jìng)出了什么(me)问(wèn)题，而是这样极遥(yáo)远的天体和我(wǒ)们地球上的观测者之间。被一个(gè)质量超级巨大的(de)天体遮挡，这个超大质量的(de)东西(xī)的引力，会(huì)使(shǐ)身后更遥远星系(xì)的光都(dōu)发生了(le)扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的(de)天体可(kě)能(néng)是超大质(zhì)量的(de)黑洞(dòng)或者(zhě)是暗物质。

所以当(dāng)人们对子弹星系团(tuán)观测的时候，发现它的大质量区域并不是在中间，而是在两(liǎng)侧(cè)。所以最(zuì)好的解释方法(fǎ)就是当星团发生全部的碰(pèng)撞时，可被观测到的(de)质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物质则直接通过了(le)这个(gè)区(qū)域(yù)，并在(zài)两边(biān)形(xíng)成了引(yǐn)力(lì)透(tòu)镜。对(duì)子弹(dàn)星系团的引力透(tòu)镜(jìng)研究也(yě)被认为是暗物质(zhì)存(cún)在的迄今为止最好的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光(guāng)终于(yú)可以畅通无阻地穿越(yuè)在(zài)宇宙当中了。经(jīng)过(guò)了130多(duō)亿年之后，这(zhè)些光(guāng)在宇(yǔ)宙空间背景(jǐng)上留(liú)下了各相同性的(de)微波辐射。其中红(hóng)色的部分表示温度较高(gāo)的区域，蓝色则表示(shì)相对较(jiào)冷的区域，但实际上它们之间的温(wēn)差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通(tōng)过对(duì)前景背景(jǐng)分离后的(de)二(èr)值图像进(jìn)行(xíng)连通域提取和标(biāo)记之后发现，如果宇宙当(dāng)中没有(yǒu)暗物质，图形看(kàn)起来(lái)不应该(gāi)是这样的，而随着暗物质的增加(jiā)，一些(xiē)峰值的(de)幅度会(huì)减(jiǎn)小(xiǎo)，才(cái)变(biàn)得看(kàn)起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇(yǔ)宙微波背景辐射的(de)测量值，我(wǒ)们(men)需要的暗物(wù)质大(dà)约是普通物质的5倍。这个(gè)数字(zì)与解释星系(xì)当中恒星运动(dòng)所需要的暗物质比(bǐ)例是一致的。这(zhè)就意味着(zhe)。

用了一个(gè)简单的理论框架，就很好地解释了很多不同的观测结(jié)果。而暗物质的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙当中(zhōng)存在着某(mǒu)种类型的粒子(zi)，它们不参与任何(hé)其(qí)他的(de)电磁(cí)作用，只(zhǐ)通过引力来(lái)相互作(zuò)用。所以(yǐ)如果能够找到这种粒子的(de)存(cún)在，就相当于(yú)找到了暗物质存在的实际(jì)证据。这种粒子到底是什么？科(kē)学(xué)家们已经提出了(le)数十(shí)种(zhǒng)的假想(xiǎng)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(fāng)式(shì)也不(bù)相同。在(zài)过去的(de)几十年当中，人类为了寻找(zhǎo)这些(xiē)看不(bù)见、摸不到，几乎不会与常规(guī)物质相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)的“暗物质”，科学家们(men)已经进行了(le)超过50次的(de)实验，却没(méi)有任何(hé)实质性的(de)发现，除了一个地方，意(yì)大利(lì)的格兰萨索山，隶属于(yú)阿(ā)尔卑(bēi)斯(sī)山(shān)脉。

在(zài)山下1400米(mǐ)处的地下(xià)矿井当中，藏着地(dì)球(qiú)上(shàng)最大的地学实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的(de)探测(cè)器(qì)，一(yī)直致力于寻找暗物质(zhì)粒(lì)子的周期性震荡。

自1997年(nián)以(yǐ)来，这里的科学家声称观测(cè)到了(le)某种信号。经过(guò)了20多年的数据收集，人(rén)们(men)发现了(le)一个(gè)有(yǒu)趣的事情。探测(cè)率会在每(měi)年的6月份达到峰(fēng)值(zhí)，然(rán)后在11月(yuè)降到(dào)最低，而且在(zài)20年当中每年都是(shì)一样。一些科学家认(rèn)为这可(kě)能是人类发现(xiàn)暗物质的第一个直接证据。

但是(shì)为什么(me)暗(àn)物质会产生周期(qī)性(xìng)的年度信(xìn)号(hào)呢？刚(gāng)才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太(tài)阳(yáng)系(xì)正在以(yǐ)220公(gōng)里(lǐ)/秒的(de)速度围绕着银河系进行移动，那(nà)么如(rú)果(guǒ)暗物质存在宇(yǔ)宙(zhòu)当中，这意味(wèi)着我们也在以这样的速(sù)度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过程中会产生相应的振荡(dàng)，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋(xuán)转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的方向(xiàng)是一(yī)致(zhì)的，而(ér)另外半年则与(yǔ)之相反。

而(ér)在6月(yuè)份的时(shí)候，地球与太阳(yáng)的方(fāng)向正好达到(dào)完全一(yī)致，这是理(lǐ)论(lùn)上地(dì)球穿越(yuè)暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到(dào)了最慢(màn)值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系(xì)相对银河系(xì)的平(píng)面(miàn)呈(chéng)现了60度的(de)倾斜，但是这并不影响这个(gè)理论的有效(xiào)性。

因此科学(xué)家认(rèn)为这(zhè)可以(yǐ)用(yòng)来解释，研究人员们(men)所观测(cè)到的周期性信号。当然也可能有其他的情况，造成(chéng)这种(zhǒng)年度周期信(xìn)号的差异也可能(néng)是温度、湿度(dù)、土壤(rǎng)中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的(de)数(shù)量也(yě)符合这(zhè)个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家(jiā)们又(yòu)在南半(bàn)球(qiú)建立(lì)了一个几乎相同的实(shí)验室，这里的(de)季节(jié)与之前的实(shí)验室(shì)正好相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物质流的运动特征和第(dì)一个实验(yàn)室是一(yī)样的(de)。

因此，如果在(zài)这里可以得(dé)到相同(tóng)的信号(hào)，就可以成为暗(àn)物质所(suǒ)存在的非常有力(lì)的(de)证据了。但是由于这(zhè)个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至目前还无法(fǎ)提供相应的(de)数据支持。另外，在(zài)2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一(yī)台新的望(wàng)远镜，这台太空望(wàng)远镜(jìng)叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主(zhǔ)镜(jìng)大小(xiǎo)跟哈(hā)勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视(shì)场仪器提供的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯(sī)罗曼太空望远镜其中一个关键的(de)用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测(cè)的结(jié)果(guǒ)，我们只能(néng)拭目以待(dài)了。费(fèi)米实验室粒子天体物理中心的科学家丹(dān)琥珀和(hé)贾森斯特芬研究(jiū)发(fā)现，如(rú)果暗物质存(cún)在(zài)，它们极有可能拥有(yǒu)另一种(zhǒng)神秘(mì)的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说是生命进化的一个重要因素。

如(rú)果这(zhè)一理论得(dé)到进一步的证实(shí)，那(nà)么遍布宇宙(zhòu)当中的(de)暗物质(zhì)会(huì)不会意(yì)味着人(rén)类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落(luò)的行星上，暗(àn)物质正在通过这样的效(xiào)应创造生命。当然，这(zhè)些推(tuī)论的大前提(tí)是要先找到暗物质存在(zài)的实际证据。那(nà)么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质到(dào)底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支(zhī)持是我更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：泉州电动车网 福建骑行网 日子过得一地鸡毛是什么意思，形容生活一地鸡毛是什么意思