宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学无法解(jiě)释的(de)“暗物质(zhì)”？暗物质(zhì)又究(jiū)竟是什么？人类为了寻找暗(àn)物质存在的证(zhèng)据(jù)，科(kē)学(xué)家们在过(guò)去的几十年(nián)当中进行(xíng)了超过50次的长期实验，但是(shì)却(què)没(méi)有发现任何(hé)的有效证据。除了一(yī)个地方，在1687年(nián)出(chū)版的自(zì)然(rán)哲学数学原理(lǐ)一(yī)书(shū)中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表了万(wàn)有引力定律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动(dòng)的规律。往后的(de)几百年来，当(dāng)天文学(xué)家们发现某些天体(tǐ)运行轨道出现异常，不(bù)符合(hé)万有引(yǐn)力定律的时(shí)候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未知的(de)天体通过引力在摄动它(tā)的轨道(dào)。比如(rú)在(zài)1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天王星运行轨道(dào)的异常，推算并且发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都(dōu)是应用(yòng)万有引力定(dìng)律所取得重大天文成(chéng)就的例子。但是这些发现(xiàn)都(dōu)是在恒(héng)星系(xì)统(tǒng)的尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我(wǒ)们上升到(dào)星系或者(zhě)是星团(tuán)的尺度，事情(qíng)就(jiù)开始变得(dé)诡(guǐ)异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹威(wēi)基正在(zài)研究和测量后发星系团的质量。这是(shì)一个由数千个星系所组成的巨大星系团，这些星系(xì)被引(yǐn)力束缚在一起。测(cè)量星系团的质量(liàng)一般(bān)会使用到(dào)两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就可(kě)以确定其质量的范围。

第一种是(shì)获得其(qí)"光度学的质量(liàng)"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二(èr)种是(shì)动(dòng)力学质量的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量星(xīng)系团中的各个星系相对于星系团的运动(dòng)速度。当测量结果出来之后，兹威(wēi)基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力(lì)学(xué)质量”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后发座星系(xì)团有(yǒu)99%的质量(liàng)消失了(le)，或者说这99%的(de)质量并不以(yǐ)可见光(guāng)的形式所存在，我们无法(fǎ)看(kàn)到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过程(chéng)中，兹威基(jī)发现星系团(tuán)中很多星系的速(sù)度比理论上要(yào)快得多，按照(zhào)牛顿的运动学(xué)定律，仅靠(kào)这些可(kě)见星(xīng)系的质量所产生的引(yǐn)力是(shì)无法将它们(men)束缚在(zài)星系团(tuán)内的(de)，它们早就应该被抛出星系团(tuán)之外了，除非有一种神秘(mì)的力量在起作用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了(le)这样部(bù)分不可见(jiàn)的暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸光(guāng)、反射光(guāng)，但是它(tā)们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对这(zhè)样的(de)一(yī)种说法不屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这(zhè)个词才再一次(cì)出现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福(fú)特(tè)在观测仙女座星(xīng)系中的恒(héng)星运(yùn)动(dòng)。理论上来说(shuō)，距离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越慢。但(dàn)是他(tā)们观测的结果却(què)让(ràng)人感到(dào)不(bù)可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎(hū)保持不(bù)变(biàn)。可是根据(jù)牛顿的万有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)，在星系(xì)当(dāng)中(zhōng)如果没有足够大的质(zhì)量来吸引它们，这些外(wài)围的恒星早就被(bèi)甩到(dào)宇宙(zhòu)当(dāng)中了(le)。基(jī)于这种现(xiàn)象，科(kē)学家们会使用一种相(xiāng)对标准的方法来解(jiě)释暗(àn)物质的存在，这(zhè)种(zhǒng)方法(fǎ)就是测量星系(xì)当中(zhōng)气体在X轴(zhóu)上距离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴上(shàng)气(qì)体的(de)旋转速度。如果出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力量进入(rù)其中(zhōng)。

于是(shì)科学家们(men)通过射(shè)电望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)测量了距离星(xīng)系中(zhōng)心更远距离(lí)的(de)氢元素，发现它(tā)们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系(xì)位于银河系的第三悬臂之上，距离(lí)银河(hé)系中心(xīn)2.6万光(guāng)年(nián)，根据万(wàn)有(yǒu)引力定律(lǜ)进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千(qiān)米/秒(miǎo)，但实际上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千(qiān)米(mǐ)/秒的速度围(wéi)绕银河系旋转，这(zhè)个实际速度(dù)远远大于理论速度，那(nà)么产生以上这(zhè)种向心加速(sù)度(dù)的原(yuán)因很(hěn)可能就是存在着一种(zhǒng)我们看不到的物(wù)质，是这些暗(àn)物质的引力效应(yīng)将(jiāng)星系聚集在(zài)了一(yī)起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研(yán)究人员开始相信暗物质的(de)存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在(zài)星(xīng)系当中暗物质的质量(liàng)占整个星系质量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物(wù)质并不是唯一可以解(jiě)释这(zhè)个现(xiàn)象的(de)原因。在(zài)一项新的(de)研究当(dāng)中，科(kē)学(xué)家们(men)发现(xiàn)，几乎没有引力效(xiào)应(yīng)的遥远恒(héng)星(xīng)之间，也会出(chū)现(xiàn)速度上的微小差异。另外，天(tiān)文学家还发现了(le)一个反常的(de)星系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系(xì)距离(lí)地球(qiú)大约2.5亿(yì)光年，大(dà)小和银河系不(bù)多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银河系的(de)千分(fēn)之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须存在暗物(wù)质，否则(zé)就会分崩离析。但是科(kē)学(xué)家们使用最先进的(de)望(wàng)远镜(jìng)对其进行(xíng)了40个小时的详细(xì)测量(liàng)之后，发现星系(xì)中的恒星(xīng)运动是可以用(yòng)正常的(de)物质和(hé)力学定律来解释(shì)的(de)。那么又有人(rén)提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附近(jìn)的另一个大星系(xì)剥离了(le)。奇(qí)怪(guài)的是，它(tā)的附(fù)近没有任何(hé)星系存在。造成这些(xiē)现象的除了暗物质的(de)假说之外，另一种可能(néng)就是人(rén)类(lèi)对引力的理解还不够全面，引力很(hěn)可能在不同尺度空间中(zhōng)的工作(zuò)方式是不同的，这意(yì)味着在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它(tā)们的轨道，按照我们所理解(jiě)的方式运(yùn)动(dòng)。但是上(shàng)升(shēng)到星(xīng)系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引力(lì)之间的相互作用则(zé)是不(bù)同(tóng)的方式。对于在星(xīng)系团之间的相互作用，科学家还引(yǐn)入了(le)外(wài)部场效应的概念，指的(de)是在数百(bǎi)万光年的规(guī)模上，巨大的质量之(zhī)间会产(chǎn)生对彼此特殊的效(xiào)果(guǒ)，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需要对现在的物理定律进行修正(zhèng)，这些发现也让很多人认(rèn)为暗物(wù)质假说理论(lùn)就此终结(jié)。但是(shì)在宇(yǔ)宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在的其他的(de)理(lǐ)论证据，这些理论证据(jù)是蒙德(dé)理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由(yóu)两个碰(pèng)撞的星系团所(suǒ)组成，类似这样的星团，它们大部(bù)分(fēn)的(de)普通质量都在(zài)星系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时候，星际(jì)气体的相互(hù)作用就会导致温度的急剧升(shēng)高，速度大(dà)幅降低。所以在理论上，在碰撞之后(hòu)，子(zi)弹星系团大部分的质量将位于(yú)所有这些气体所在的中间(jiān)区域(yù)。那么(me)我(wǒ)们通过什么(me)来验证它的质量区域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯(bó)太空望远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当中第一(yī)张全(quán)彩(cǎi)的高清照(zhào)片，在(zài)照片中我们可以(yǐ)明显地看到很(hěn)多星系(xì)似乎(hū)被拉伸(shēn)产生了巨(jù)大的形(xíng)变(biàn)。其实这些星系本身并(bìng)不是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲(qū)了，也不是韦(wéi)伯望远镜出了(le)什(shén)么(me)问(wèn)题，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们(men)地球上的观(guān)测者之(zhī)间。被一(yī)个(gè)质量超级巨大的天体遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量的东(dōng)西的(de)引力(lì)，会使身后更(gèng)遥远星系(xì)的光(guāng)都发生(shēng)了扭曲。这个现象(xiàng)就是引力透(tòu)镜效应。这(zhè)个巨大(dà)的天(tiān)体可能是超大质量(liàng)的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对(duì)子弹星系团(tuán)观测的时候，发(fā)现它的大(dà)质量区域并不(bù)是在中间，而是在两侧(cè)。所以最好的解释方(fāng)法(fǎ)就是当(dāng)星(xīng)团(tuán)发生(shēng)全部的碰撞时(shí)，可被观测(cè)到的(de)质量气(qì)体被卡在了中间(jiān)，暗物(wù)质(zhì)则直(zhí)接通过了这(zhè)个区域，并在两边(biān)形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子弹星(xīng)系团的引(yǐn)力透(tòu)镜(jìng)研究也(yě)被认为是(shì)暗(àn)物质存在(zài)的(de)迄今为止(zhǐ)最好的理论证据(jù)。

除此之外(wài)，还有来自宇宙当中最(zuì)古(gǔ)老的光(guāng)。从宇宙(zhòu)大爆炸(zhà)开(kāi)始，38万年(nián)之后(hòu)，可(kě)见光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多(duō)亿年之后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙(zhòu)空(kōng)间背景上留下电流单位1a等于多少毫安，电流1a等于多少mah(xià)了各(gè)相同性的微波辐(fú)射。其中(zhōng)红色的部分表示温(wēn)度较高的(de)区(qū)域(yù)，蓝色则表示相对较冷的区(qū)域，但实际(jì)上它(tā)们(men)之间的温差只有万(wàn)分之(zhī)一(yī)。

科学家们(men)通过(guò)对前景背(bèi)景(jǐng)分(fēn)离后的二(èr)值(zhí)图像进(jìn)行连通域提取和标(biāo)记之后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有暗物(wù)质，图(tú)形看起来不应该是这样的，而随着暗(àn)物质的增加，一些峰值(zhí)的幅(fú)度会减小，才(cái)变(biàn)得看(kàn)起来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质(zhì)大约是普通(tōng)物质的5倍。这个(gè)数字(zì)与解(jiě)释星系当中恒星运动所(suǒ)需要的(de)暗物质(zhì)比例是一致的。这(zhè)就意(yì)味(wèi)着。

用了一个(gè)简单的(de)理论框架，就(jiù)很好(hǎo)地(dì)解(jiě)释了(le)很多不同的观测(cè)结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类(lèi)型的粒子，它们不(bù)参与任(rèn)何其他的电磁作用，只通过引力(lì)来(lái)相(xiāng)互作用。所(suǒ)以如果(guǒ)能够找到这种(zhǒng)粒子(zi)的存在(zài)，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的实(shí)际证据。这种粒子到底是什么？科学家(jiā)们已经提出(chū)了(le)数十(shí)种的(de)假想目(mù)标(biāo)，而要寻找这些不同(tóng)的目标粒子所(suǒ)需要的实(shí)验(yàn)方式也(yě)不相同。在过去的几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类为了寻找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎(hū)不会与常规物质相互作用的“暗物质(zhì)”，科(kē)学家(jiā)们已经进(jìn)行了(le)超过50次的实验，却没有(yǒu)任(rèn)何实质性的(de)发现，除了一个(gè)地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山(shān)脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏(cáng)着地球上最(zuì)大(dà)的地学实(shí)验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的探测(cè)器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒子的(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。经过了20多(duō)年(nián)的数据收集，人们发(fā)现了一(yī)个(gè)有趣的事情。探测率(lǜ)会在每年的(de)6月份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都(dōu)是(shì)一样。一些科学家(jiā)认为这可能是人类发(fā)现暗(àn)物(wù)质的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗物(wù)质会(huì)产(chǎn)生周期性的年度信号呢(ne)？刚才(cái)我们讲(jiǎng)了(le)太(tài)阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物(wù)质存在宇宙当中(zhōng)，这(zhè)意味着我们(men)也在以这(zhè)样的速度(dù)在穿越着暗物质流(liú)，这个(gè)过程中(zhōng)会产生相(xiāng)应的振荡，同时地(dì)球(qiú)又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳进行(xíng)旋转。所以有半(bàn)年的时(shí)间，地球(qiú)围绕太阳的方(fāng)向(xiàng)与太(tài)阳环绕(rào)银河系的方向是一(yī)致的，而另外半年(nián)则与之相反。

而在(zài)6月份的时候(hòu)，地(dì)球(qiú)与(yǔ)太阳的方向正好达(dá)到完全一致，这是理论上地球穿越暗物(wù)质(zhì)流(liú)最快的时段。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际(jì)的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并(bìng)不(bù)影响这个理论(lùn)的有效性。

因此科(kē)学家认为这可以用来解(jiě)释，研(yán)究人员们所观测(cè)到的周期(qī)性信号。当(dāng)然也可(kě)能(néng)有其他的情况(kuàng)，造成(chéng)这种年度周(zhōu)期信(xìn)号的差异也可能是(shì)温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客(kè)的数量也(yě)符合(hé)这(zhè)个周期的规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球(qiú)建立(lì)了一个几乎相同的实验室(shì)，这里(lǐ)的季节与之前的(de)实验(yàn)室正好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗(àn)物质流的运动特征和第一个(gè)实(shí)验室是一(yī)样的。

因此，如(rú)果(guǒ)在这里可以得到相同的信号，就可(kě)以成为暗物质所存(cún)在的非常有力的(de)证据(jù)了。但是由于(yú)这个(gè)实(shí)验室(shì)刚刚(gāng)建成不久，所以截(jié)至目前还无法提供相应的(de)数(shù)据支(zhī)持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太(tài)空(kōng)望远镜叫做(zuò)“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃(bó)望(wàng)远镜(jìng)相(xiāng)同，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍(bèi)。南(nán)希格(gé)雷(léi)斯罗(luó)曼太空望远(yuǎn)镜其(qí)中一个关(guān)键的用(yòng)途就是探索暗物(wù)质背后的奥秘(mì)，对于(yú)探测的结果，我们(men)只能拭目(mù)以待了。费米(mǐ)实验室(shì)粒子天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发(fā)现，如果(guǒ)暗物质(zhì)存在，它们(men)极(jí)有(yǒu)可能拥有另(lìng)一(yī)种(zhǒng)神(shén)秘的(de)效应，这种(zhǒng)暗物质(zhì)效应，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说是(shì)生命进化的一个重要因素。

如果(guǒ)这(zhè)一(yī)理(lǐ)论得到进一步的证实，那么遍布宇(yǔ)宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某(mǒu)个角落的行星上，暗物质正(zhèng)在通过这样(yàng)的效应创造(zào)生命。当(dāng)然，这些推(tuī)论(lùn)的(de)大前提是(shì)要先找(zhǎo)到暗(àn)物质存(cún)在的(de)实际证据。那(nà)么(me)小伙伴(bàn)们，你们觉(jué)得(dé)暗物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是(shì)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 电流单位1a等于多少毫安，电流1a等于多少mah