宇宙(zhòu)是“人为制造(zào)”的？为何会存在(zài)科学无法解释(shì)的“暗(àn)物质”？暗物质又究竟(jìng)是(shì)什么(me)？人(rén)类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科学家(jiā)们在过去的几十年当中进(jìn)行了超(chāo)过50次的长期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版的自(zì)然哲学数学原理一(yī)书中，埃萨克(kè)牛顿(dùn)发表了(le)万有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙中天体(tǐ)运动的(de)规律(lǜ)。往后的几百(bǎi)年来，当天文学(xué)家们发现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常，不符合万有引力定律的时候，他们就会知(zhī)道(dào)，周围一定有未知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶(yé)就通过天(tiān)王星运行轨道的异常(cháng)，推算并且发(fā)现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都是应用万有引力定律所取得(dé)重大天(tiān)文(wén)成就的例子。但(dàn)是这些发现都是在恒星系(xì)统的(de)尺度当(dāng)中，可(kě)当我们(men)上(shàng)升到(dào)星系或者(zhě)是(shì)星团的尺(chǐ)度，事情就开(kāi)始变得(dé)诡异了(le)。

1933年，瑞(ruì)士的物理学(xué)家弗里茨兹威基(jī)正(zhèng)在研究和测量后(hòu)发星系团的质量。这是一(yī)个由数千个星系所组成的巨大星(xīng)系团，这些(xiē)星系(xì)被引力束缚在一起。测量星系团的质量一(yī)般会使用到两种方法(fǎ)，当两(liǎng)种方法结(jié)果一致，就可以确定其质(zhì)量(liàng)的范围。

第一种是获得其"光度学(xué)的质量"，需(xū)要(yào)的数据是(shì)测量各(gè)个星系的光(guāng)度(dù)。

第二种(zhǒng)是动力学质量(liàng)的计算，是(shì)利用(yòng)光谱红移(yí)测量星系团中的各个星系相对于星系团的运动(dòng)速(sù)度。当测量结果(guǒ)出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这(zhè)意味着，后发座星系(xì)团有99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的(de)质量并不(bù)以可见光的形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在测(cè)量速度的(de)过程(chéng)中，兹威(wēi)基发现(xiàn)星(xīng)系团中(zhōng)很多(duō)星系(xì)的速度比理(lǐ)论(lùn)上要快得(dé)多，按照牛(niú)顿的运(yùn)动(dòng)学定律，仅靠(kào)这些可(kě)见星系的质量所产(chǎn)生的(de)引力是(shì)无(wú)法(fǎ)将它(tā)们(men)束(shù)缚在星系(xì)团内的，它们早(z传颂和传诵是什么意思区别，传颂和传诵的意思ǎo)就应该被抛出星系团之(zhī)外了，除非(fēi)有一种神秘的力量在起作(zuò)用(yòng)，这种力量来源(yuán)于某种隐(yǐn)形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了(le)这样部分不可见的暗(àn)质(zhì)，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是(shì)它(tā)们(men)却占据着宇宙(zhòu)中绝大部分的质(zhì)量。只是(shì)当时的人(rén)们对这样(yàng)的一种(zhǒng)说法(fǎ)不屑一顾(gù)。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗(àn)物(wù)质”这个词(cí)才再一(yī)次(cì)出现。天(tiān)文学家维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯特(tè)福(fú)特在观测仙女座星系(xì)中的恒星运动(dòng)。理论上来说，距离(lí)中心越远的(de)恒星在其轨道上(shàng)的运行速度就会越慢。但是他们观(guān)测的结果却让(ràng)人感到不可(kě)思议。

随着与中心距离的增(zēng)加，恒星(xīng)的旋(xuán)转速度(dù)几乎保持(chí)不变(biàn)。可是根据(jù)牛(niú)顿的万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律，在(zài)星系当(dāng)中如(rú)果没(méi)有足够大的质(zhì)量来吸引它们(men)，这些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当(dāng)中了。基于这种现象，科学家们会使(shǐ)用一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的(de)方法来解释暗(àn)物质的存在，这(zhè)种(zhǒng)方法就(jiù)是测(cè)量星系当(dāng)中气体在X轴上距离星系(xì)中心(xīn)的(de)距(jù)离，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度(dù)。如果(guǒ)出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力(lì)量进入其中。

于是科学(xué)家们通过射(shè)电望远镜测量了距离星系中心更远距(jù)离的氢元素(sù)，发现它(tā)们(men)的旋转速(sù)度(dù)并不符合(hé)牛顿的(de)力学定律(lǜ)。我们的太阳系也不例(lì)外(wài)，太阳系位于(yú)银河系的第三悬臂之上，距(jù)离(lí)银(yín)河(hé)系中心2.6万光(guāng)年，根据万有引力定律进行计算(suàn)，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳(yáng)系正在(zài)以220千米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转(zhuǎn)，这个(gè)实际速度(dù)远远大于(yú)理论速度，那么产生以上这(zhè)种(zhǒng)向心(xīn)加(jiā)速度的原因很可能就是存在着一(yī)种我们(men)看不到(dào)的物质，是这些暗(àn)物质的引力效(xiào)应将星(xīng)系(xì)聚集在(zài)了(le)一起。

也是(shì)从这时(shí)开始，越来越多的研究人员开始相(xiāng)信暗物质(zhì)的存在。科学家根据星系外(wài)恒星轨道的速(sù)度，估算在星系当中暗物(wù)质的质(zhì)量占整个星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物(wù)质(zhì)并不是唯一(yī)可以(yǐ)解释(shì)这个现象的(de)原因。在一项新的研(yán)究当中，科(kē)学家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没(méi)有引(yǐn)力效应的(de)遥远恒(héng)星之间，也会出现速度上的微小差异。另(lìng)外，天文学(xué)家还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离(lí)地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不(bù)多，但(dàn)是星系当(dāng)中存(cún)在的(de)恒星数量却只有银河系的千(qiān)分之一。

所以(yǐ)在理论(lùn)上，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则(zé)就会分崩离(lí)析。但是(shì)科学家们使用最先进(jìn)的望远镜对其进(jìn)行了40个小时的(de)详细测量之后，发(fā)现星系(xì)中(zhōng)的恒星运动是可(kě)以用正常(cháng)的物质和力学定律来解释(shì)的(de)。那(nà)么(me)又有人提出，也许该星系的暗(àn)物质(zhì)，已经被附近的另(lìng)一个大星系剥离(lí)了。奇(qí)怪的是，它的附近(jìn)没有任何星系存在。造(zào)成这些现象的除了暗物质的假说之外，另(lìng)一种可能就(jiù)是人(rén)类(lèi)对引力(lì)的理解还(hái)不(bù)够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度空间(jiān)中(zhōng)的工作方式是(shì)不(bù)同的，这意味着在行星系尺度中的(de)天体会沿着它们的轨道，按(àn)照我(wǒ)们所(suǒ)理解的方式运动。但是上升(shēng)到星系和星团的尺(chǐ)度，引力之(zhī)间的相(xiāng)互作用则(zé)是不(bù)同的方式。对于(yú)在(zài)星系团之间(jiān)的相(xiāng)互作用(yòng)，科学家还引入了外(wài)部(bù)场效应的概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大的质量之间会产(chǎn)生对彼此(cǐ)特殊的效果(guǒ)，这个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在(zài)的物(wù)理定(dìng)律进(jìn)行(xíng)修正(zhèng)，这(zhè)些发(fā)现也让很多人认为暗(àn)物质假说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物(wù)质存在的其他的理论证(zhèng)据(jù)，这些理论证据是(shì)蒙德理论(lùn)所没法解(jiě)释的“引(yǐn)力透(tòu)镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的(de)子弹星系团，由(yóu)两(liǎng)个碰(pèng)撞的星系团(tuán)所组成，类(lèi)似这样(yàng)的星团，它们大部分的普通质量都在星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时发(fā)生碰撞的时候，星际(jì)气体的相互作用(yòng)就会导致温度的急剧升高，速度(dù)大(dà)幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系(xì)团大部分的(de)质量将(jiāng)位于所(suǒ)有(yǒu)这些气体所在的(de)中(zhōng)间区域。那(nà)么(me)我们通过什(shén)么来验证它的质量区域(yù)到底(dǐ)是不是集中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当中第(dì)一张全彩的高清照片，在照片中我们(men)可以明显地看到(dào)很多星系(xì)似乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形变。其实这(zhè)些(xiē)星系本(běn)身(shēn)并不(bù)是真的被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而是这样极遥远的天(tiān)体(tǐ)和我们地(dì)球上的观测(cè)者之(zhī)间。被一(yī)个(gè)质量超(chāo)级(jí)巨大的天体(tǐ)遮挡，这(zhè)个超大质量(liàng)的东西的(de)引(yǐn)力，会使身后(hòu)更遥(yáo)远星(xīng)系的光都(dōu)发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨大(dà)的天体(tǐ)可能是(shì)超大质量(liàng)的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星系团观测的时候(hòu)，发现它的大质(zhì)量区域并不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就是当星(xīng)团发生(shēng)全部的碰(pèng)撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡(kǎ)在(zài)了中(zhōng)间，暗物质则直(zhí)接(jiē)通过了这个(gè)区域，并在两边形成(chéng)了引力透镜。对子弹(dàn)星系团的引力透镜研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之(zhī)外，还有来(lái)自宇宙当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见(jiàn)光(guāng)终(zhōng)于可以畅通无(wú)阻地穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年之后，这些光(guāng)在宇(yǔ)宙(zhòu)空间背景上留下了各相同性的(de)微波(bō)辐射(shè)。其中红(hóng)色的(de)部分表示温度(dù)较高的区域，蓝(lán)色(sè)则表示(shì)相对较冷的区域(yù)，但实际上它们(men)之间的温(wēn)差只有万分之一。

科学家们通(tōng)过(guò)对前景(jǐng)背景分离(lí)后的二值图像(xiàng)进(jìn)行连(lián)通域(yù)提(tí)取(qǔ)和(hé)标记之后(hòu)发现，如(rú)果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看(kàn)起(qǐ)来不应(yīng)该(gāi)是这(zhè)样(yàng)的，而(ér)随着暗物质的增加，一(yī)些(xiē)峰值的幅度(dù)会减小，才变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量值(zhí)，我(wǒ)们需(xū)要的暗物(wù)质大约是普(pǔ)通物质(zhì)的5倍。这个(gè)数(shù)字与(yǔ)解释星系当中恒星运动所需(xū)要(yào)的暗物质比例(lì)是(shì)一致的。这就(jiù)意味着(zhe)。

用了一个(gè)简(jiǎn)单的理论框架，就(jiù)很好地解(jiě)释(shì)了很多不(bù)同的观测结果。而暗物(wù)质的本质就是(shì)宇宙当中(zhōng)存在着(zhe)某种(zhǒng)类型(xíng)的粒子，它们不参(cān)与任何其他的电磁作(zuò)用，只通过引(yǐn)力来相(xiāng)互(hù)作(zuò)用。所(suǒ)以如果能够找到这种(zhǒng)粒子(zi)的(de)存在(zài)，就(jiù)相(xiāng)当于找到(dào)了暗物质(zhì)存在的实际证据。这种粒子(zi)到底是什(shén)么(me)？科学家们已经提出了(le)数十种的假想目标，而要(yào)寻找这些(xiē)不同的目标粒子所需要的实(shí)验(yàn)方式也不相(xiāng)同(tóng)。在过去的(de)几十年当中，人类为了寻找这(zhè)些看不见、摸(mō)不到，几乎不(bù)会(huì)与常规(guī)物质(zhì)相互作用的“暗(àn)物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了(le)一个地方，意大(dà)利的格(gé)兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处(chù)的(de)地下矿井当中，藏着地球上最(zuì)大的地学实验室，这(zhè)个实验(yàn)室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”传颂和传诵是什么意思区别，传颂和传诵的意思。这(zhè)里有一个(gè)三层(céng)楼高(gāo)的探测器(qì)，一直(zhí)致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这(zhè)里的科学家(jiā)声(shēng)称观测到(dào)了(le)某(mǒu)种信(xìn)号(hào)。经过了(le)20多年的数据收(shōu)集，人(rén)们发现了一(yī)个有趣(qù)的(de)事(shì)情(qíng)。探测率会在每年的(de)6月份达(dá)到峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而且在(zài)20年当中每年都是(shì)一样(yàng)。一(yī)些科学家认(rèn)为这可能是人(rén)类发现(xiàn)暗物质的(de)第一个直接证据。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周(zhōu)期性的年(nián)度信号呢？刚才我们(men)讲了太(tài)阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒(miǎo)的(de)速度(dù)围(wéi)绕(rào)着银(yín)河系(xì)进(jìn)行(xíng)移(yí)动，那么如果(guǒ)暗物(wù)质(zhì)存在(zài)宇宙当中，这(zhè)意味着我们也(yě)在以这(zhè)样的速度(dù)在穿越着暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相(xiāng)应的振荡，同时地(dì)球又以(yǐ)30公里(lǐ)/秒的(de)速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的(de)时间，地球围绕(rào)太(tài)阳的方向与太阳环绕银河系的方(fāng)向是一(yī)致的，而另(lìng)外半年则与之(zhī)相反。

而在6月份的时候(hòu)，地球与太阳(yáng)的方(fāng)向正好达(dá)到(dào)完全一致，这是(shì)理(lǐ)论上(shàng)地球(qiú)穿越暗物质(zhì)流最快的时(shí)段。而在(zài)11月份，又恰好达到了最(zuì)慢值(zhí)。尽管在实际(jì)的(de)情况(kuàng)中，太(tài)阳系相对银(yín)河系的平(píng)面呈现了(le)60度(dù)的倾斜，但是(shì)这(zhè)并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可以用(yòng)来解释(shì)，研究人员们所观测到的周(zhōu)期(qī)性信号。当然也可能有其(qí)他的情况，造成这种年度周期信号的差(chà)异也(yě)可(kě)能是温度、湿(shī)度、土(tǔ)壤(rǎng)中的(de)水分(fēn)、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利(lì)游客的数量(liàng)也(yě)符合这个周期的规律。

所以，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同(tóng)的实验室，这里(lǐ)的(de)季节与之前(qián)的实验室正好相(xiāng)反(fǎn)，而在(zài)这里(lǐ)，地球穿过暗物(wù)质(zhì)流的运动(dòng)特征和第一个实验室是一样的。

因(yīn)此，如(rú)果在这里可以得(dé)到(dào)相(xiāng)同(tóng)的信(xìn)号，就可以成为暗物质(zhì)所存在的非常(cháng)有力的证据了。但是由于这个实验室刚刚(gāng)建成不久，所以截至目前还(hái)无法提(tí)供相应(yīng)的(de)数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远镜(jìng)，这台太空望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南(nán)希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它的宽(kuān)视场仪(yí)器提供的视野(yě)是哈勃红外(wài)仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空(kōng)望远镜其中一个关键的(de)用途就(jiù)是探索暗物质背后的奥秘，对于探(tàn)测的结果，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭目以待了(le)。费(fèi)米(mǐ)实验室粒子天体物理中心的科学家丹(dān)琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究(jiū)发现，如果暗物质存在，它们(men)极(jí)有可(kě)能拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗物质效应(yīng)，会支(zhī)持宇宙当中(zhōng)生命的(de)诞生，或(huò)者说是生命进化的一个重要因(yīn)素。

如果(guǒ)这一(yī)理论得(dé)到进一步的证(zhèng)实，那么遍布宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中的暗物(wù)质会不会意味着人类并不(bù)孤单(dān)呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角(jiǎo)落的行(xíng)星(xīng)上(shàng)，暗(àn)物质正(zhèng)在(zài)通过这样的效应创造生命。当(dāng)然，这(zhè)些推论的大(dà)前提是要先找到暗物质存(cún)在(zài)的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你的支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：IDC站长站，IDC站长，IDC资讯--IDC站长站 传颂和传诵是什么意思区别，传颂和传诵的意思