宇宙是(shì)“人为(wèi)制造”的(de)？为何会存(cún)在科学(xué)无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为(wèi)了寻找暗(àn)物质存在(zài)的证据(jù)，科学家们在(zài)过去的几十年当中进(jìn)行了超过(guò)50次的(de)长期实验，但是(shì)却没(méi)有发现任(rèn)何的有(yǒu)效证据。除了一(yī)个(gè)地方，在1687年出(chū)版的自然(rán)哲学(xué)数(shù)学原理一(yī)书(shū)中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引力定律，它(tā)揭示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往后的几(jǐ)百年来，当天文学家们发现某些天体(tǐ)运(yùn)行轨道出(chū)现异常，不符合(hé)万(wàn)有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有未知(zhī)的天体通(tōng)过引力在摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异(yì)常，推算并且发(fā)现(xiàn)了海王星(xīng)的存在。另外，哈雷(léi)彗(huì)星、冥王星的发现(xiàn)都是应用(yòng)万有引力定律所(suǒ)取得重大天文成就的例子(zi)。但是这(zhè)些(xiē)发现(xiàn)都是在恒(héng)星系统(tǒng)的尺度当中，可(kě)当我们上(shàng)升到(dào)星(xīng)系或者是(shì)星团的尺度，事情就开始变(biàn)得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后(hòu)发星(xīng)系团的(de)质量。这是一个由(yóu)数(shù)千个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这些星系被引(yǐn)力束缚在一起。测量星系团的质量(liàng)一(yī)般(bān)会使用到(dào)两种方(fāng)法，当(dāng)两种(zhǒng)方法结果一致，就可以确定其质量的范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的质量"，需要的数据(jù)是测量各个星(xīng)系(xì)的(de)光度。

第二(èr)种是动力学质量的计算，是利用光(guāng)谱红(hóng)移测量星系团中的各个星系(xì)相对于星系团(tuán)的运动(dòng)速度。当(dāng)测量结果出来(lái)之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度(dù)学质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失了，或者说这99%的质量并不以可见光的形(xíng)式(shì)所存(cún)在，我们无(wú)法看(kàn)到。最诡异的是，在测量速度的过程(chéng)中(zhōng)，兹威基(jī)发(fā)现星系团(tuán)中很多星系的速度比理论(lùn)上要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠这(zhè)些(xiē)可见星系的质量(liàng)所产生的引力是(shì)无法将它们束缚在星(xīng)系团内(nèi)的，它们(men)早就应该被抛(pāo)出星(xīng)系团之外了，除非有一种(zhǒng)神(shén)秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量来源(yuán)于某种(zhǒng)隐形(xíng)的物质(zhì)。

据(jù)此，兹维基提出了(le)这样部(bù)分不可见的暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸光、反(fǎn)射光，但(dàn)是它们却占(zhàn)据着宇(yǔ)宙中绝(jué)大部分(fēn)的(de)质量。只是当(dāng)时的人们(men)对这样的一种(zhǒng)说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次出现。天文(wén)学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测(cè)仙(xiān)女座星(xīng)系中的恒(héng)星运动。理论(lùn)上来说，距离(lí)中心越远的恒星在(zài)其(qí)轨(guǐ)道上的运行速度就会(huì)越慢(màn)。但是他们观测的(de)结果却让人感(gǎn)到不可(kě)思议(yì)。

随着与(yǔ)中心距离的增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持不(bù)变。可是根据牛顿(dùn)的(de)万有引力定律，在(zài)星(xīng)系当中如果没有足够大的(de)质量来吸引它(tā)们，这些外围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这(zhè)种现象(xiàng)，科(kē)学(xué)家(jiā)们(men)会使(shǐ)用一(yī)种相对标准的方法(fǎ)来解释暗(àn)物质的(de)存(cún)在，这种方法(fǎ)就是(shì)测量(liàng)星系当中气体在X轴上(shàng)距离(lí)星系中(zhōng)心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出(chū)现异常(cháng)的结果，就认(rèn)为是由暗物质(zhì)的力量进入其中。

于是科学家们(men)通过射电望远镜(jìng)测量了距离星(xīng)系中心(xīn)更(gèng)远距(jù)离(lí)的氢元素，发现它们(men)的旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们的(de)太阳系也不例外，太阳系位于(yú)银河系的第(dì)三悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的(de)速度(dù)围(wéi)绕(rào)银河系旋转，这个实(shí)际速度远远(yuǎn)大于理论(lùn)速(sù)度，那么产生以上(shàng)这种向心(xīn)加速度的原因(yīn)很(hěn)可能就是存在(zài)着一种我们看不到(dào)的物质(zhì)，是这些(xiē)暗物(wù)质的(de)引(yǐn)力(lì)效应将星系聚集在了一(yī)起。

也(yě)是(shì)从这时开始，越来越多的研(yán)究人员开(kāi)始相信暗物质的存在。科(kē)学(xué)家根据星(xīng)系外恒星(xīng)轨道的速度，估算(suàn)在(zài)星(xīng)系当中暗物(wù)质的质量占整个星系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一(yī)可以解释这个(gè)现(xiàn)象(xiàng)的原(yuán)因。在(zài)一项新的研(yán)究(jiū)当中，科(kē)学家(jiā)们发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度(dù)上的微(wēi)小差异(yì)。另外，天文学家还发(fā)现了(le)一个反常的(de)星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距离地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多(duō)，但是星(xīng)系当中存在(zài)的恒(héng)星数量(liàng)却只有银(yín)河系的千分之一。

所以在理论上，该星系(xì)必须存在暗物质(zhì)，否则就会分崩离析。但是科学(xué)家们使用最先进的望远镜对(duì)其进行(xíng)了(le)40个小时的详细测量之后，发现星系(xì)中的(de)恒星运动(dòng)是(shì)可以用正常的(d龙有几个爪 龙有两个根吗e)物质(zhì)和力学定律来解释(shì)的。那么又(yòu)有人提出(chū)，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经被附近(jìn)的另一个大(dà)星系剥离了(le)。奇怪的是，它(tā)的附近没有任(rèn)何星(xīng)系(xì)存在。造成这些现象的(de)除了暗物(wù)质的假说之外，另(lìng)一(yī)种可能就是人类对引力(lì)的理解还(hái)不够全面，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中的工(gōng)作方式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿(yán)着它(tā)们的轨道，按照(zhào)我(wǒ)们所理解的方式运动。但(dàn)是上(shàng)升(shēng)到星系和星团(tuán)的尺度，引力之间的相互作用则是(shì)不同(tóng)的方式。对于在(zài)星系团(tuán)之间的相互作用，科学家(jiā)还引(yǐn)入了外部场效应的概念，指的是(shì)在(zài)数百万光(guāng)年的规模上，巨(jù)大的质量之间会产生对彼此特殊(shū)的效果(guǒ)，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理(lǐ)论成(chéng)立，这(zhè)意味(wèi)着我们需要对(duì)现在(zài)的物(wù)理定(dìng)律(lǜ)进行修(xiū)正，这些(xiē)发(fā)现(xiàn)也让很(hěn)多人认为(wèi)暗物质假说理论(lùn)就(jiù)此终结(jié)。但(dàn)是在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存(cún)在的其他的理(lǐ)论证据，这些理论证据(jù)是蒙德(dé)理(lǐ)论所没(méi)法解释的(de)“引力透镜”。

径(jìng)向距(jù)离为37亿(yì)光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星系团所组成，类似这(zhè)样(yàng)的星团，它们(men)大部分(fēn)的普通质量(liàng)都在星系的气体当中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的时候(hòu)，星际(jì)气体的相互(hù)作用就会导(dǎo)致温度的急(jí)剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所以(yǐ)在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质(zhì)量将位于(yú)所(suǒ)有这(zhè)些气体所在的中间(jiān)区域。那么我们通过(guò)什么来验证它的(de)质量区域到(dào)底是(shì)不(bù)是集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回(huí)了宇(yǔ)宙当(dāng)中第一张全彩的高(gāo)清照(zhào)片(piàn)，在照片中我(wǒ)们可以(yǐ)明显地看到很(hěn)多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的(de)形变。其(qí)实(shí)这些星系本(běn)身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯(bó)望远(yuǎn)镜出了什么问题，而(ér)是这样(yàng)极遥远(yuǎn)的天体和我们地球(qiú)上的观测者之(zhī)间(jiān)。被(bèi)一个质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使身(shēn)后更遥远星(xīng)系的光都发生了扭曲(qū)。这(zhè)个现(xiàn)象(xiàng)就是(shì)引力透镜效应。这个巨(jù)大(dà)的天体可能(néng)是超大质量的黑洞或者是暗(àn)物质。

所(suǒ)以(yǐ)当(dāng)人们对子弹(dàn)星系团观测的(de)时候，发现它的大(dà)质量(liàng)区域(yù)并不是在中间，而是(shì)在两(liǎng)侧。所以最好的解释(shì)方法(fǎ)就(jiù)是当(dāng)星团发生全部(bù)的(de)碰撞时，可被观测(cè)到的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过了这(zhè)个区域，并在两边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团(tuán)的引力透镜研究也被认为(wèi)是(shì)暗物质存在的迄今为止最(zuì)好的理论(lùn)证据。

除(chú)此之外(wài)，还有来自宇宙(zhòu)当中最(zuì)古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之(zhī)后，可见光终于(yú)可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇宙空间背(bèi)景(jǐng)上留下了(le)各相(xiāng)同性(xìng)的(de)微(wēi)波辐射(shè)。其(qí)中红(hóng)色(sè)的(de)部分表示温度较高的区域(yù)，蓝色则表示相(xiāng)对(duì)较冷的区(qū)域，但实(shí)际上它(tā)们(men)之间的温差只有万分之(zhī)一。

科学家们通过对前(qián)景背(bèi)景分(fēn)离后的二值图像进行(xíng)连通域提取和标记(jì)之(zhī)后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看起来(lái)不应(yīng)该是(shì)这样(yàng)的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小，才变(biàn)得看(kàn)起来“和(hé)谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微(wēi)波背景辐射的测量值(zhí)，我们需要的暗物质大约是(shì)普(pǔ)通物质(zhì)的(de)5倍。这(zhè)个数字(zì)与(yǔ)解释星系当中恒星(xīng)运动所(suǒ)需要的(de)暗物质比例是一致的。这就(jiù)意味(wèi)着。

用了一个简(jiǎn)单的理论框(kuāng)架，就很好地解(jiě)释了很多不(bù)同的(de)观测结果。而暗物质的本质就是(shì)宇(yǔ)宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子，它(tā)们(men)不参与任何其他的(de)电(diàn)磁(cí)作用(yòng)，只通过引力来相互作(zuò)用。所以如果能够找到(dào)这种粒子的存在，就相当(dāng)于找(zhǎo)到了暗物(wù)质存在(zài)的实际(jì)证(zhèng)据。这种粒子到底是什么？科学家们已经(jīng)提(tí)出了数十种的假想目标，而要(yào)寻找这些不同的目标(biāo)粒子所需要(yào)的实验方式也不相同。在过去的几十(shí)年(nián)当中，人类为了寻找(zhǎo)这些(xiē)看不见、摸不到，几乎不会(huì)与常规(guī)物(wù)质相互作用的“暗(àn)物质”，科学(xué)家(jiā)们已经进行了超(chāo)过50次(cì)的实验，却没有(yǒu)任何(hé)实质性(xìng)的发现，除(chú)了一(yī)个地方，意大利的(de)格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在(zài)山下(xià)1400米处的(de)地(dì)下矿井当中，藏着地球上最大的地学实验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的探测(cè)器，一直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子(zi)的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声(shēng)称观测到(dào)了某种信(xìn)号(hào)。经过了20多年的数据收集，人们发现了一(yī)个有趣的事情。探测率会(huì)在每年的6月份达到峰(fēng)值，然(rán)后在11月(yuè)降(jiàng)到最低，而且在(zài)20年当中每年都是一样。一些科学家认为(wèi)这可能是人类(lèi)发现暗物质(zhì)的第(dì)一(yī)个直接证据。

但是为什么(me)暗(àn)物质会(huì)产生(shēng)周期(qī)性的年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了太(tài)阳(yáng)系正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒(miǎo)的速(sù)度围绕着银河(hé)系进行移动，那么(me)如(rú)果暗(àn)物质存在宇宙当中，这意(yì)味(wèi)着(zhe)我们也在以这(zhè)样的(de)速度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过程中会(huì)产(chǎn)生相应的振荡(dàng)，同(tóng)时(shí)地球又(yòu)以30公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的(de)方(fāng)向与(yǔ)太(tài)阳(yáng)环绕银河系的方向是一(yī)致(zhì)的，而(ér)另外(wài)半年则与(yǔ)之(zhī)相反。

而在6月(yuè)份(fèn)的时候(hòu)，地球(qiú)与太阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理论上地球穿(chuān)越暗物质(zhì)流(liú)最(zuì)快的(de)时段。而在11月(yuè)份，又恰好(hǎo)达到了最(zuì)慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河(hé)系的平面(miàn)呈现(xiàn)了60度(dù)的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论(lùn)的(de)有效性(xìng)。

因此科学家认为这可(kě)以(yǐ)用来解(jiě)释，研究人员们(men)所观测到(dào)的周期性信(xìn)号。当然也可能有其(qí)他的情(qíng)况，造成(chéng)这种(zhǒng)年度周期信号的(de)差(chà)异也可能(néng)是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高(gāo)山上的(de)积雪，甚至连意大(dà)利(lì)游客的数量也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家们又(yòu)在南(nán)半(bàn)球建立了一个几乎相同的实验(yàn)室，这里(lǐ)的(de)季(jì)节与(yǔ)之前(qián)的实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实验室(shì)是一样的。

因此，如果在这(zhè)里(lǐ)可以得到相同的信号(hào)，就可以(yǐ)成(chéng)为暗物质所存在的非常有力的证(zhèng)据了。但(dàn)是由于这(zhè)个(gè)实验室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前还(hái)无法提供(gōng)相应(yīng)的数(shù)据支持。另(lìng)外(wài)，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望(wàng)远镜，这(zhè)台(tái)太空望远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南(nán)希格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相(xiāng)同(tóng)，但(dàn)它(tā)的(de)宽视场仪器提供的(de)视(shì)野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼太空(kōng)望远(yuǎn)镜(jìng)其中一个关键的用途就是探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米(mǐ)实验室粒(lì)子天(tiān)体物理中心的科(kē)学家丹(dān)琥珀(pò)和贾森斯(sī)特芬(fēn)研究发现，如果(guǒ)暗物质存(cún)在，它(tā)们极(jí)有可能拥有另(lìng)一(yī)种神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应，会支(zhī)持(chí)宇宙当中(zhōng)生命的诞生，或者说(shuō)是生命(mìng)进(jìn)化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进一(yī)步的(de)证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不(bù)会(huì)意味(wèi)着人类(lèi)并不孤单呢(ne)？或(huò)许在宇(yǔ)宙(zhòu)当中某个(gè)角(jiǎo)落(luò)的行(xíng)星上，暗(àn)物(wù)质正(zhèng)在通过这样的效应(yīng)创造生命。当然，这些推(tuī)论的大前提是要先找(zhǎo)到暗(àn)物质存在的实际证据。那(nà)么小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞，你的支持(chí)是我(wǒ)更(gèng)新的动力！

未经允许不得转载：南京少儿险_南京【婴儿重病保险_幼儿教育险_婴儿怎样买保险】咨询_找经纪人沃保保险网 龙有几个爪 龙有两个根吗