宇(yǔ)宙是“人(rén)为制造(zào)”的？为何会(huì)存在(zài)科(kē)学(xué)无法解释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟是什么？人(rén)类为了寻找暗物质存在的证据，科学家们在过去的几十(shí)年当中进行(xíng)了超过(guò)50次(cì)的(de)长期(qī)实验，但(dàn)是却没有发现任何(hé)的有(yǒu)效(xiào)证据。除(chú)了一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学(xué)数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有(yǒu)引(yǐn)力定(dìng)律，它揭示(shì)了宇(yǔ)宙中天体运动(dòng)的规律。往后的几百(bǎi)年(nián)来(lái)，当天(tiān)文学家们发现某些天体运行轨(guǐ)道出(chū)现异常，不符合万(wàn)有引力定律的时候(hòu)，他们就会知道，周(zhōu)围(wéi)一定有未知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥(ào)本勒维(wéi)耶(yé)就(jiù)通过天(tiān)王星运行轨道的异常(cháng)，推算并且(qiě)发现了海王星的存在。另外，哈(hā)雷彗(huì)星、冥(míng)王(wáng)星的发现(xiàn)都是应(yīng)用(yòng)万(wàn)有引力定律所(suǒ)取得重团费一年多少？党费一年多少呢，团员一年交多少党费大天文成就(jiù)的例子。但是这些(xiē)发现都(dōu)是在恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我(wǒ)们上升到星系或者是(shì)星团的(de)尺度，事情就(jiù)开始(shǐ)变(biàn)得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理(lǐ)学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发星系团的质量。这是(shì)一个由数千(qiān)个(gè)星系所组成的巨(jù)大星系团，这些星系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星(xīng)系团的(de)质量一般会使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当两种方法(fǎ)结果一(yī)致，就可以确定(dìng)其质量的范围。

第一种是获得(dé)其(qí)"光度学的质量"，需要的数据是测(cè)量(liàng)各个星系的光(guāng)度。

第二种是动(dòng)力(lì)学质(zhì)量的计算，是利用(yòng)光谱红移测量星系团中的各个(gè)星系相对于星系(xì)团(tuán)的运动速度。当(dāng)测量(liàng)结果出来之(zhī)后，兹(zī)威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的(de)400倍。这意味着(zhe)，后发(fā)座星(xīng)系团有(yǒu)99%的(de)质量消(xiāo)失了，或者说这99%的(de)质(zhì)量(liàng)并不以可(kě)见光(guāng)的形(xíng)式所存在(zài)，我们无(wú)法看到。最诡异的是，在测(cè)量速度(dù)的过程中，兹威基发现星系(xì)团中(zhōng)很多星(xīng)系的速度比理论上要快得多(duō)，按(àn)照牛顿的运动(dòng)学定律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所产生的引力(lì)是无法将它们束缚在星系团内的(de)，它们早就应(yīng)该被抛出星(xīng)系团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在(zài)起作用，这(zhè)种力量(liàng)来源于某种隐形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维基(jī)提出了这(zhè)样(yàng)部(bù)分不可见的暗质(zhì)，它不发散(sàn)光、吸光、反射光(guāng)，但是它们却占据(jù)着宇(yǔ)宙中绝大部分的质量。只是当(dāng)时的(de)人们对这样的一种说法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这(zhè)个词才再一次出现。天文学家(jiā)维拉(lā)鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙女座(zuò)星系中的恒星运(yùn)动(dòng)。理论上(shàng)来说，距离中心越远(yuǎn)的恒星(xīng)在其轨道(dào)上的运行(xíng)速度(dù)就会越慢。但是他(tā)们观测的结果却让人感到(dào)不可思(sī)议。

随(suí)着与(yǔ)中(zhōng)心距离的增加，恒(héng)星(xīng)的(de)旋转速度几(jǐ)乎保持(chí)不(bù)变。可(kě)是根据(jù)牛顿(dùn)的(de)万有引力定(dìng)律，在星系(xì)当中如果没有足够大的(de)质量来吸引(yǐn)它们，这些外围(wéi)的恒星(xīng)早就(jiù)被甩到(dào)宇宙当中了。基于这种现象，科(kē)学家们(men)会(huì)使用一种相(xiāng)对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方(fāng)法就是测量(liàng)星(xīng)系当中气体在X轴上距离(lí)星系中心(xīn)的距离(lí)，以及在Y轴上气(qì)体的旋转速度。如果出现异常(cháng)的结果，就认为是(shì)由暗(àn)物质(zhì)的力量(liàng)进入(rù)其中。

于是科学(xué)家们通(tōng)过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心(xīn)更远距离的氢元素，发现它们的旋转速(sù)度并不(bù)符(fú)合牛顿(dùn)的(de)力(lì)学定律。我们(men)的太阳系也(yě)不例外，太阳系位于银河系的第三(sān)悬臂(bì)之上，距离(lí)银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进(jìn)行计算，太阳系的运行(xíng)速度应该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系正在以(yǐ)220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围(wéi)绕银河系(xì)旋转，这个实(shí)际速度远(yuǎn)远大(dà)于理论(lùn)速(sù)度，那么产(chǎn)生以上(shàng)这种向心加速度的原因(yīn)很(hěn)可能就是存(cún)在着一种我们看不到的物团费一年多少？党费一年多少呢，团员一年交多少党费质，是(shì)这(zhè)些(xiē)暗物质的引力效应将星系聚集(jí)在了(le)一起。

也是从这时开始，越来越多的研(yán)究人员开(kāi)始相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在星系当(dāng)中(zhōng)暗物(wù)质的质量占整(zhěng)个星系(xì)质量的85%。但是(shì)，暗(àn)物(wù)质并不是唯一(yī)可以(yǐ)解(jiě)释这(zhè)个现象(xiàng)的原因。在一项新的研究当(dāng)中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间(jiān)，也(yě)会出现(xiàn)速度上的(de)微小差(chà)异(yì)。另外，天文学家还(hái)发(fā)现了一个反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和(hé)银(yín)河系不多，但是(shì)星系当中存在(zài)的恒星数量却只有银(yín)河(hé)系(xì)的千分之一(yī)。

所以在理论上，该星系(xì)必(bì)须存在暗物质，否(fǒu)则就(jiù)会(huì)分崩离析(xī)。但(dàn)是科学(xué)家们使(shǐ)用最先进(jìn)的望远镜对其进行(xíng)了40个小时的详细(xì)测量之后，发现星(xīng)系中(zhōng)的恒星运(yùn)动是(shì)可以用正常的物质和力学定律(lǜ)来(lái)解(jiě)释的。那么又有人提(tí)出(chū)，也许该星(xīng)系的(de)暗物质，已经被附(fù)近的另(lìng)一(yī)个大星(xīng)系剥离了(le)。奇怪的是，它的(de)附近没有任何星系(xì)存(cún)在。造成这些现(xiàn)象的除了暗物(wù)质的假说之外，另一种可能就是人类(lèi)对引力的(de)理解还不(bù)够全(quán)面，引力很可能在不同尺度(dù)空间中的工作方式是不同的，这意味着在行星系尺度(dù)中的天体会沿着它(tā)们的轨道(dào)，按照我们(men)所理解(jiě)的方式运动。但是上升到星(xīng)系和(hé)星团(tuán)的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的(de)相互作(zuò)用则是(shì)不同的方式(shì)。对于(yú)在星系团(tuán)之间(jiān)的(de)相互(hù)作用，科学家还引入了(le)外部场效应的概念，指的(de)是在数(shù)百万(wàn)光年的规(guī)模上，巨大的(de)质量之(zhī)间会产生(shēng)对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着(zhe)我(wǒ)们(men)需要(yào)对现在的物(wù)理定律进行修正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多人认为暗物质假说理论就此(cǐ)终结。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的其(qí)他的理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿光年的(de)子(zi)弹星系团(tuán)，由两个碰撞的(de)星(xīng)系团所(suǒ)组成，类似这样的星团，它(tā)们大(dà)部分(fēn)的普通质量都在星系的气体当中。当(dāng)星团以1000万公里/小时发(fā)生碰(pèng)撞的时候，星际气体的相互(hù)作用就(jiù)会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在(zài)碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星系团大(dà)部分的质量将(jiāng)位(wèi)于所有这些气体所在(zài)的中间区域。那么我们(men)通(tōng)过什么来(lái)验证它的质量区域到底(dǐ)是不是集中在中间(jiān)呢？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦伯太空(kōng)望远(yuǎn)镜传(chuán)回(huí)了宇宙当(dāng)中第一张全(quán)彩的(de)高清照片，在(zài)照片中我们(men)可(kě)以(yǐ)明(míng)显地看到很多星(xīng)系(xì)似乎(hū)被拉伸产生(shēng)了巨(jù)大的形变(biàn)。其(qí)实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了什(shén)么问(wèn)题，而是这(zhè)样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被(bèi)一个质量超级巨大的(de)天体(tǐ)遮(zhē)挡，这个超大质量的东(dōng)西的(de)引(yǐn)力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都发生了(le)扭曲。这个现象就(jiù)是引力透(tòu)镜效应。这个巨大的天体可能是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗(àn)物质(zhì)。

所以(yǐ)当人们对子弹(dàn)星系团观测的时候，发现它的大(dà)质量区域并不是(shì)在中间，而是在两侧。所以最好的解释方法就(jiù)是当星(xīng)团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质(zhì)则直接通(tōng)过(guò)了(le)这个区域，并在(zài)两边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为(wèi)是暗物质(zhì)存在的迄(qì)今为止最好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万(wàn)年之后，可(kě)见光终(zhōng)于可以畅通无阻地(dì)穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后(hòu)，这些光在(zài)宇宙空间(jiān)背景上留下(xià)了(le)各(gè)相同性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高(gāo)的(de)区域，蓝色(sè)则表示相对较冷的区域，但实际上它们之间的温差只有万分之一。

科学家们通过对前(qián)景背景分离(lí)后的二值图像进(jìn)行连通域提取(qǔ)和标记(jì)之(zhī)后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图(tú)形看起来(lái)不(bù)应该是这样的，而随着暗物质(zhì)的增加，一些峰值(zhí)的(de)幅度会减小，才变(biàn)得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量值，我们需(xū)要(yào)的暗物质大(dà)约是普通(tōng)物质的5倍。这个数字与解(jiě)释星系当(dāng)中恒(héng)星运动所需(xū)要(yào)的暗物质(zhì)比(bǐ)例是(shì)一致的(de)。这就意(yì)味着(zhe)。

用了一个简单的理(lǐ)论框架，就很好地解释了很多不同的(de)观测(cè)结果。而暗物质(zhì)的本质就是(shì)宇宙当中存在着(zhe)某种类型的粒子，它(tā)们不参与任(rèn)何其他的电磁作用，只通过引力来相互作用(yòng)。所(suǒ)以如果能够找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于找(zhǎo)到了暗物质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。这种粒子到底(dǐ)是什(shén)么？科学家们已经提出(chū)了数十种的假想目(mù)标(biāo)，而(ér)要寻找这些不(bù)同的目标(biāo)粒子所需要(yào)的实验方式(shì)也不(bù)相同(tóng)。在过去的(de)几十(shí)年(nián)当中(zhōng)，人类为了寻(xún)找(zhǎo)这(zhè)些看不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不会与常规物质相(xiāng)互作用的(de)“暗物质”，科学(xué)家们已经进行了超过50次的实验，却没有(yǒu)任何实(shí)质(zhì)性的发现(xiàn)，除(chú)了一(yī)个(gè)地方，意大利(lì)的格(gé)兰(lán)萨(sà)索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山脉。

在山下(xià)1400米处的(de)地(dì)下矿井当中，藏(cáng)着地球(qiú)上最大的地学实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三(sān)层楼(lóu)高的(de)探测器，一(yī)直(zhí)致力于寻找暗物质粒子的周期性(xìng)震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以(yǐ)来，这里的科(kē)学家声称观测到(dào)了(le)某种(zhǒng)信号(hào)。经过(guò)了20多年的数据收集(jí)，人们发现了(le)一个有趣的事(shì)情。探(tàn)测率会(huì)在每年的6月份(fèn)达到峰值，然后在11月降(jiàng)到最低，而(ér)且在20年当(dāng)中每年都是(shì)一样。一(yī)些科学(xué)家认为这可能是(shì)人(rén)类发现(xiàn)暗物质的第一个直接证据。

但是为什么暗(àn)物(wù)质会产生周期性的年度信号(hào)呢？刚才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的(de)速(sù)度(dù)围绕着银河(hé)系进(jìn)行移动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意味着我们也(yě)在以这样的速度在穿越(yuè)着(zhe)暗物质流，这个过程中(zhōng)会产生相应的(de)振荡，同时地(dì)球又以(yǐ)30公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕太阳(yáng)进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以有半年的(de)时(shí)间，地(dì)球围绕太(tài)阳的(de)方向与太阳环绕(rào)银河系的方(fāng)向是一致的，而另外半年则(zé)与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方(fāng)向正好(hǎo)达(dá)到完全一(yī)致，这(zhè)是理论上地(dì)球穿越暗(àn)物质(zhì)流最快的(de)时段(duàn)。而在11月份，又恰(qià)好达(dá)到了最慢值(zhí)。尽管在(zài)实际(jì)的情况中，太阳系相(xiāng)对银河(hé)系的平面呈(chéng)现了60度的(de)倾斜，但是这并不影响这个理论的有效(xiào)性。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可以用来解(jiě)释，研(yán)究人员们所观测到(dào)的周期性信号(hào)。当然也可能有(yǒu)其(qí)他的情况，造成这(zhè)种(zhǒng)年度(dù)周期信号(hào)的差异也可(kě)能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的(de)水分(fēn)、高山(shān)上的积雪，甚(shèn)至连意(yì)大利游客(kè)的数(shù)量也符合(hé)这个周(zhōu)期的(de)规律(lǜ)。

所以，科学(xué)家(jiā)们(men)又在南半球(qiú)建立(lì)了(le)一个几乎(hū)相同(tóng)的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的(de)实验室正好相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物质流的运(yùn)动特征和第一个实验室是一(yī)样(yàng)的。

因此(cǐ)，如(rú)果在这里可以得(dé)到相同的信号，就可(kě)以成为暗物(wù)质所存在(zài)的非(fēi)常有力(lì)的证(zhèng)据了。但是由于这个实(shí)验室刚刚(gāng)建成不久，所以(yǐ)截至目前还无法提供相(xiāng)应(yīng)的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一(yī)台新的望远镜，这(zhè)台(tái)太空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大(dà)小(xiǎo)跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它的宽视场仪(yí)器(qì)提供的视(shì)野是哈勃红外(wài)仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关(guān)键的用途就(jiù)是探索(suǒ)暗物(wù)质背后的奥秘，对于探测的结果，我们(men)只(zhǐ)能拭目(mù)以待了。费米实验室粒子天(tiān)体物(wù)理(lǐ)中心的科学家(jiā)丹(dān)琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神秘的效应(yīng)，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)生命的诞生，或者说是(shì)生命(mìng)进化(huà)的一个重要因素。

如果这(zhè)一理论(lùn)得到进一步(bù)的证(zhèng)实，那么遍布(bù)宇宙当中的暗物(wù)质会不会意味(wèi)着人类并不(bù)孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通过(guò)这(zhè)样的效(xiào)应创造生命(mìng)。当然，这些推论的大前提是(shì)要先找到暗(àn)物质(zhì)存(cún)在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存不存(cún)在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是我(wǒ)更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：IDC站长站，IDC站长，IDC资讯--IDC站长站 团费一年多少？党费一年多少呢，团员一年交多少党费