宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何会存在科学无法(fǎ)解释的(de)“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗物质存在的证据，科学(xué)家们在(zài)过去的几十年当中(zhōng)进行了超过50次的(de)长期实验(yàn)，但(dàn)是却没有发现任何的有效证据(jù)。除了(le)一个地方，在(zài)1687年出版的(de)自然哲(zhé)学数学原理(lǐ)一(yī)书(shū)中，埃萨克牛顿发(fā)表(biǎo)了万有引力定律(lǜ)，它(tā)揭示了(le)宇宙中天体运动的规(guī)律。往后的几百年(nián)来，当(dāng)天(tiān)文学(xué)家(jiā)们发现某些天体运行轨道出现(xiàn)异常，不符合万有(yǒu)引力定(dìng)律的时候，他们就(jiù)会知道，周围一定有未(wèi)知的天体通过引力在摄动(dòng)它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥(ào)本勒(lēi)维(wéi)耶(yé)就通过天王星(xīng)运行轨道的(de)异常，推算并且发(fā)现了海(hǎi)王星的存(cún)在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王星的发现都是(shì)应用万(wàn)有引力(lì)定(dìng)律所(suǒ)取得重大(dà)天文成(chéng)就(jiù)的例子。但是(shì)这(zhè)些发现都(dōu)是在恒星系统(tǒng)的(de)尺度当中，可当我们上升到星系或者(zhě)是星团(tuán)的尺(chǐ)度，事(shì)情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物(wù)理学家弗里茨(cí)兹威(wēi)基正在(zài)研究(jiū)和(hé)测量后发星系团的质量。这(zhè)是一(yī)个由数(shù)千个(gè)星系所组成的巨大星系(xì)团(tuán)，这(zhè)些星(xīng)系(xì)被引力束缚在一起。测(cè)量星系团(tuán)的质量一般会(huì)使用到两种方(fāng)法，当两种(zhǒng)方法(fǎ)结果一致(zhì)，就(jiù)可以确定(dìng)其质量的范围。

第一(yī)种是获得其"光度学(xué)的质量(liàng)"，需要的数据是(shì)测德国对中国友好吗，德国对中国怎么样量各个星系的光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星系团中的各个星系(xì)相对(duì)于星系团的运(yùn)动(dòng)速度。当(dāng)测量结果出来(lái)之后，兹(zī)威(wēi)基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学质(zhì)量”竟然(rán)是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失(shī)了(le)，或者说(shuō)这99%的质量(liàng)并不(bù)以可见光的形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡异的是，在测(cè)量速度的(de)过程中，兹威基发现星系团中很多星系的速(sù)度比理(lǐ)论上要快得多(duō)，按照牛顿(dùn)的运动学(xu德国对中国友好吗，德国对中国怎么样é)定律，仅靠这(zhè)些(xiē)可见(jiàn)星系的(de)质量所产生的引力(lì)是无法将它们束缚在星系团内的，它们早就应该(gāi)被抛(pāo)出(chū)星系团之外了，除非有一种神秘(mì)的力量在(zài)起作用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了(le)这样(yàng)部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们(men)却占据着(zhe)宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是当时的人(rén)们(men)对这样的一种说(shuō)法(fǎ)不屑(xiè)一(yī)顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质(zhì)”这(zhè)个词才再一次出现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯(kěn)特福特在观(guān)测仙女座星系中的恒(héng)星运动。理论上来说(shuō)，距离中心(xīn)越远的(de)恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越慢。但是(shì)他(tā)们(men)观测(cè)的结果却(què)让人感到不(bù)可思议。

随着与中心距离的增(zēng)加，恒星的旋(xuán)转速度几(jǐ)乎保持不变。可(kě)是根据牛顿(dùn)的万有引力(lì)定律，在(zài)星系当中如果没有足(zú)够大的质量来吸引它们，这(zhè)些外(wài)围的恒星早(zǎo)就被(bèi)甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种现象(xiàng)，科(kē)学家们会使用一种相对标准的(de)方(fāng)法来解释暗物质的(de)存在，这种方法就是测量(liàng)星系当中(zhōng)气体(tǐ)在X轴上(shàng)距离星(xīng)系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速(sù)度。如果出现异常(cháng)的(de)结果(guǒ)，就认为(wèi)是由暗物质的力量进入其中。

于(yú)是科学家(jiā)们通过(guò)射电望远镜测量了距离星系中心更远距离(lí)的氢(qīng)元素，发(fā)现(xiàn)它们的(de)旋(xuán)转速度并(bìng)不符合牛顿的力学定(dìng)律。我们的太阳系也(yě)不例外，太(tài)阳系位于银河系(xì)的第三悬臂之上，距离(lí)银河系(xì)中(zhōng)心2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万有引(yǐn)力(lì)定律进行(xíng)计算，太阳(yáng)系(xì)的运行速(sù)度应该是160千米/秒，但(dàn)实(shí)际上，太(tài)阳系正在(zài)以(yǐ)220千米/秒的速度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实(shí)际速度远(yuǎn)远大于理论(lùn)速度，那么(me)产生以上这(zhè)种向心加(jiā)速(sù)度的原因很可(kě)能就(jiù)是存在着一种我(wǒ)们(men)看(kàn)不(bù)到的(de)物(wù)质，是这些暗(àn)物(wù)质的引力(lì)效(xiào)应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从这时(shí)开(kāi)始，越来越多的研究人员开始相信暗(àn)物质(zhì)的(de)存(cún)在。科学家根(gēn)据星系外恒星轨道的速(sù)度，估算(suàn)在星系(xì)当中暗物质(zhì)的(de)质(zhì)量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不(bù)是(shì)唯一可以解(jiě)释(shì)这(zhè)个现象(xiàng)的原因。在一(yī)项(xiàng)新(xīn)的研究当中，科学(xué)家们发现，几乎没(méi)有(yǒu)引力效应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会(huì)出现速度上的微小差异。另外(wài)，天文学家还发现(xiàn)了一(yī)个反常(cháng)的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多，但是星系当(dāng)中存在(zài)的恒星数量(liàng)却只(zhǐ)有银河系的千分之(zhī)一。

所(suǒ)以在理论上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则就会(huì)分崩(bēng)离析。但是(shì)科学家们(men)使用(yòng)最先进的望远镜对其进行了40个小时的(de)详(xiáng)细(xì)测量之后(hòu)，发现星(xīng)系中的恒星运动是可以用正常的物质和(hé)力学定律(lǜ)来解释的。那(nà)么又(yòu)有人(rén)提(tí)出(chū)，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被(bèi)附近的另一个大星系剥离了。奇(qí)怪的是，它的附近(jìn)没(méi)有任何(hé)星系存在。造成这些现象的(de)除了暗(àn)物质的(de)假说之外(wài)，另一种可能就是人类(lèi)对引力的理解还不(bù)够全面，引力很可(kě)能在不(bù)同尺(chǐ)度空间中的工(gōng)作方式是(shì)不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度(dù)中的天体会沿(yán)着它们(men)的轨道，按(àn)照我(wǒ)们所理解的方式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力(lì)之(zhī)间的相互作用则(zé)是(shì)不同的方(fāng)式(shì)。对(duì)于在(zài)星系团之间(jiān)的(de)相互(hù)作用，科学家还引入了外部(bù)场效应的概念(niàn)，指的是在数百万光年的规模上，巨大(dà)的质量之(zhī)间会产(chǎn)生对彼此特殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如(rú)果MOND蒙德理(lǐ)论成(chéng)立，这意味着我们需要对(duì)现(xiàn)在的物理定律(lǜ)进行修(xiū)正(zhèng)，这(zhè)些发现也(yě)让很多人认为暗物质假说理论就(jiù)此终(zhōng)结。但是在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中还有关于暗(àn)物质存在的其(qí)他的理论证据(jù)，这些理论证据是蒙德理论所没法(fǎ)解释(shì)的“引力透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距离为(wèi)37亿光年(nián)的子(zi)弹星系(xì)团，由两个碰撞的星系(xì)团(tuán)所组(zǔ)成，类(lèi)似这样的(de)星团，它们大部分的普通质(zhì)量(liàng)都在星(xīng)系(xì)的气体当中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时候，星际气(qì)体的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所以在理论上(shàng)，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团(tuán)大部(bù)分(fēn)的质量(liàng)将位于所有这(zhè)些气体所(suǒ)在的中间区(qū)域。那么(me)我们通(tōng)过(guò)什么来(lái)验证它的质(zhì)量(liàng)区域到底是(shì)不是(shì)集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全彩的(de)高(gāo)清照片，在照片中我们可以明显地看到很多(duō)星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形变(biàn)。其实这些星系本身并不是(shì)真(zhēn)的(de)被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了(le)什(shén)么问(wèn)题，而是(shì)这(zhè)样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的(de)观测者之间(jiān)。被一个(gè)质量超级(jí)巨大的天(tiān)体遮挡，这(zhè)个(gè)超大质(zhì)量的(de)东西的引力(lì)，会使身(shēn)后更遥远星(xīng)系的光都发生了扭曲。这(zhè)个现象就是(shì)引力(lì)透镜效应。这个巨(jù)大的天体可能是超大(dà)质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以(yǐ)当人(rén)们对子弹(dàn)星(xīng)系(xì)团观测的时候，发现它的大质量区域并不是(shì)在中间，而(ér)是(shì)在两侧。所以最好的解(jiě)释(shì)方法(fǎ)就是当星团发生全部的碰撞时，可被观(guān)测到的质量气(qì)体(tǐ)被(bèi)卡(kǎ)在了中间，暗(àn)物质则(zé)直接通过了这个区域(yù)，并在两边(biān)形成(chéng)了引力(lì)透镜。对子(zi)弹(dàn)星(xīng)系团的引(yǐn)力(lì)透镜研究也被认为是暗(àn)物质存在的迄(qì)今为止最(zuì)好的理(lǐ)论证据。

除此之(zhī)外，还有来(lái)自宇宙当中最(zuì)古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万(wàn)年之后，可(kě)见光终(zhōng)于(yú)可以畅通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)了。经(jīng)过了130多亿年(nián)之后，这(zhè)些(xiē)光在(zài)宇宙(zhòu)空间背景上(shàng)留下了各相同性的(de)微波辐射。其中(zhōng)红(hóng)色的部分表示温(wēn)度较高的区(qū)域，蓝色(sè)则表(biǎo)示相对较(jiào)冷(lěng)的区域，但实际上它(tā)们之(zhī)间的温(wēn)差只(zhǐ)有万(wàn)分之一。

科学家们通(tōng)过对前景背景(jǐng)分离后的二值(zhí)图像进行连通域(yù)提取和标记之后发(fā)现，如(rú)果宇(yǔ)宙当中没(méi)有暗物质，图形看(kàn)起(qǐ)来(lái)不应该是这(zhè)样的，而随着暗物(wù)质(zhì)的增加，一些峰值(zhí)的幅度会减小，才(cái)变(biàn)得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质大约是(shì)普通物质的(de)5倍。这个数字与解释星系(xì)当中恒星运动所(suǒ)需要的暗(àn)物(wù)质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就很(hěn)好地解释了(le)很多不同(tóng)的(de)观测结果。而暗物(wù)质的本质就是宇宙当中存在着某种类(lèi)型的粒(lì)子，它们(men)不(bù)参(cān)与任何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来(lái)相互(hù)作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到(dào)了暗物(wù)质存在的实(shí)际(jì)证据。这(zhè)种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需要的实验方式也不相同。在过去(qù)的几(jǐ)十(shí)年当中(zhōng)，人(rén)类为了寻找(zhǎo)这(zhè)些(xiē)看不见(jiàn)、摸不到，几乎不(bù)会与常(cháng)规物质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已经进行(xíng)了超过50次的(de)实验，却没有任何实质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米(mǐ)处的(de)地下(xià)矿井当中(zhōng)，藏着地球上最(zuì)大的(de)地学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有(yǒu)一个三层(céng)楼高的(de)探(tàn)测器，一直致力于(yú)寻找暗(àn)物质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数据收(shōu)集(jí)，人(rén)们发现(xiàn)了一个有趣的(de)事情。探测率会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在11月(yuè)降(jiàng)到最低(dī)，而且在20年当(dāng)中(zhōng)每年都是一样。一些科学(xué)家认为这可能是人类发现暗物质的第(dì)一个直接证据。

但是(shì)为什么暗物质会(huì)产生周期(qī)性的年度信号呢(ne)？刚才我们讲了太阳系(xì)正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕着(zhe)银河系进(jìn)行移动，那(nà)么(me)如果暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这意(yì)味着我(wǒ)们(men)也在以(yǐ)这样的(de)速(sù)度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过程(chéng)中(zhōng)会(huì)产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕太(tài)阳进行旋(xuán)转。所以有半年(nián)的时间(jiān)，地球围(wéi)绕太(tài)阳的方(fāng)向与(yǔ)太(tài)阳环绕银河(hé)系的方向是一致的(de)，而(ér)另外半(bàn)年(nián)则与之相反。

而在(zài)6月份(fèn)的时候，地球与太阳的(de)方向正好达到完全一致，这(zhè)是理论上(shàng)地球穿越暗物(wù)质流最快(kuài)的时段。而在11月份(fèn)，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实(shí)际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度(dù)的倾斜(xié)，但是这并(bìng)不(bù)影响(xiǎng)这个理论的有(yǒu)效性(xìng)。

因此科学家认(rèn)为这可以用来(lái)解释，研究(jiū)人员(yuán)们所观测到的周期(qī)性信号。当然也(yě)可能有其他的情况，造成这种年度周(zhōu)期信号的差异(yì)也可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水分、高山上(shàng)的积雪(xuě)，甚至连意大利游客的数量也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球(qiú)建(jiàn)立了一(yī)个几乎相同的实验室(shì)，这里的季节与之前的实(shí)验室正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里，地(dì)球(qiú)穿过暗物质流的运动特(tè)征(zhēng)和第一个实验(yàn)室是一(yī)样的。

因此，如果在这里可以得到(dào)相同的(de)信(xìn)号，就可(kě)以成(chéng)为(wèi)暗物质所存在(zài)的非(fēi)常(cháng)有(yǒu)力(lì)的证据(jù)了。但是由于这(zhè)个实验(yàn)室(shì)刚刚建成不久，所以截至目前(qián)还(hái)无法提供相(xiāng)应的数(shù)据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射(shè)一(yī)台新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南希格雷斯(sī)罗(luó)曼”，它的(de)主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但它的(de)宽视场仪器提(tí)供的视野是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜(jìng)其中(zhōng)一个关(guān)键的用途就是探索暗物(wù)质背后的奥秘，对于探(tàn)测的结(jié)果，我们只能(néng)拭目以待了。费米实(shí)验室粒子天体物理中心(xīn)的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯(sī)特芬(fēn)研究发现(xiàn)，如果暗物质存在(zài)，它们极有可能拥有另一(yī)种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或者(zhě)说是生命(mìng)进化(huà)的一个重要因素。

如果这(zhè)一理论得到进一(yī)步的证实，那么遍布(bù)宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意(yì)味着人类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中某个角(jiǎo)落的(de)行星上，暗物质正在通过这样的效(xiào)应(yīng)创造生(shēng)命。当然(rán)，这些推论的(de)大前提(tí)是要(yào)先找到暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的实际证据(jù)。那么小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质到底存不(bù)存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是(shì)我更(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 德国对中国友好吗，德国对中国怎么样