宇宙是“人(rén)为制(zhì)造”的？为何会存在科(kē)学无法解(jiě)释(shì)的“暗物质”？暗物质又究(jiū)竟是什么(me)？人类为了寻(xún)找暗(àn)物质存在的(de)证据(jù)，科学家(jiā)们在过去的(de)几十年当中进行了超过(guò)50次的长(zhǎng)期实(shí)验，但是却没有发现任何的有效证据。除了(le)一个地方，在(zài)1687年(nián)出版(bǎn)的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引(yǐn)力定律，它揭示了(le)宇(yǔ)宙中天体运动的(de)规律。往后的几百年(nián)来，当天文学家们发现某些天体(tǐ)运行轨道出现(xiàn)异常，不符合万(wàn)有引力定律的时候，他们就会知(zhī)道，周围(wéi)一定(dìng)有未知的(de)天体通过引(yǐn)力在摄动它的(de)轨(guǐ)道(dào)。比如在1846年，奥(ào)本勒维(wéi)耶就(jiù)通过天王(wáng)星运行轨道的异常，推(tuī)算并且发现了海王(wáng)星(xīng)的存(cún)在(zài)。另外，哈(hā)雷彗(huì)星、冥王(wáng)星的发现都是应用万有引(yǐn)力定律(lǜ)所取得(dé)重(zhòng)大(dà)天文成就(jiù)的(de)例子。但是这些(xiē)发现都是在恒星(xīng)系(xì)统的尺度当(dāng)中，可当我们(men)上升到星系或者是星团的尺度，事情就开始变(biàn)得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里茨兹威(wēi)基正在研究(jiū)和(hé)测(cè)量(liàng)后(hòu)发(fā)星系团的质(zhì)量。这是一个(gè)由(yóu)数千个星系(xì)所组成的巨大星系团，这(zhè)些星(xīng)系被(bèi)引力束缚(fù)在一起。测量星系(xì)团的(de)质(zhì)量一般会使用到(dào)两(liǎng)种方(fāng)法，当两种方法结果一致，就可以确定其质量的(de)范围(wéi)。

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

第(dì)二种是动力(lì)学质量的(de)计算，是(shì)利用光谱红移测量星(xīng)系团中的各个星(xīng)系相对于星系(xì)团的运动速度。当测量结果出(chū)来之(zhī)后，兹威(wēi)基(jī)彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度(dù)学(xué)质量”的400倍。这(zhè)意(yì)味着，后发(fā)座星系团有99%的(de)质量消失了(le)，或者说这99%的(de)质量并不以可见光的(de)形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的(de)是，在(zài)测量速度(dù)的过(guò)程中，兹威(wēi)基发现星系(xì)团中很(hěn)多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿(dùn)的(de)运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产(chǎn)生的引力(lì)是(shì)无(wú)法将(jiāng)它们(men)束缚在星系团内的(de)，它们早就(jiù)应(yīng)该被抛出星系团之(zhī)外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力量来源于(yú)某种隐形的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹(zī)维基提出了这样部分不(bù)可见的(de)暗(àn)质，它(tā)不(bù)发散光(guāng)、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却(què)占(zhàn)据(jù)着宇宙(zhòu)中绝大(dà)部分的质量。只是当时的人(rén)们(men)对这样的一种说法不(bù)屑一顾。

直(zhí)到(dào)40年之后，“暗物质”这个词才再一次出(chū)现。天文(wén)学(xué)家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯(kěn)特福特(tè)在观测仙女座星系中(zhōng)的恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)。理论上来说，距离中心越远的恒星(xīng)在其轨(guǐ)道上的运行速度就(jiù)会(huì)越慢(màn)。但是(shì)他们观测(cè)的(de)结果却让人(rén)感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增(zēng)加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保(bǎo)持不变。可(kě)是根(gēn)据牛(niú)顿的万有引力定律，在星系(xì)当(dāng)中如果没有足(zú)够大的质量来吸引它们，这些(xiē)外围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家(jiā)们(men)会使用一(yī)种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗物质的存在(zài)，这(zhè)种方法就(jiù)是测(cè)量星系当(dāng)中气(qì)体在X轴上(shàng)距离星系中(zhōng)心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的(de)旋转速度。如果出现异常(cháng)的(de)结果，就认为(wèi)是由暗物质的力(lì)量(liàng)进入其中。

于是科(kē)学家们通过(guò)射电望(wàng)远镜测量了距离星系(xì)中心(xīn)更远距离的氢元素(sù)，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学(xué)定(dìng)律(lǜ)。我们的太阳系(xì)也不(bù)例外，太阳系位于银河系的第三(sān)悬(xuán)臂之上(shàng)，距离(lí)银河系中心(xīn)2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律进(jìn)行计算，太阳系(xì)的运行速(sù)度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳系(xì)正在以220千(qiān)米/秒的速度(dù)围绕银河系旋转，这个实(shí)际速度远远大于理论速(sù)度，那么产生以(yǐ)上这种(zhǒng)向心(xīn)加速(sù)度的原因很可能就是存(cún)在着一种我(wǒ)们看不到的物质，是这些暗物质的引力效应将星系聚(jù)集(jí)在了(le)一起。

也是从这时开始，越来(lái)越多的研究人(rén)员开(kāi)始相信暗物(wù)质的(de)存在。科(kē)学家根据星(xīng)系外恒星轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物质的质量占整(zhěng)个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯(wéi)一可以解释这(zhè)个现象的原(yuán)因。在一项新(xīn)的研(yán)究当中，科(kē)学(xué)家们(men)发现，几(jǐ)乎(hū)没有引力效应的遥远恒星之(zhī)间，也会出(chū)现速度上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常的(de)星(xīng)系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒(héng)星数量却只有银河(hé)系的千分之一。

所以在(zài)理论上，该(gāi)星系(xì)必(bì)须存在暗物质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科(kē)学家们使用最先进的望(wàng)远镜对(duì)其(qí)进行了(le)40个小(xiǎo)时的详(xiáng)细测(cè)量之后(hòu)，发(fā)现星系中(zhōng)的(de)恒星(xīng)运动是可以(yǐ)用(yòng)正常的(de)物质和力学定律(lǜ)来(lái)解释的(de)。那么又有人提出(chū)，也(yě)许该星系的(de)暗物质(zhì)，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪(guài)的是(shì)，它(tā)的附近没有任何星系存在(zài)。造成这些现(xiàn)象的除(chú)了(le)暗(àn)物质(zhì)的假(jiǎ)说之外，另一(yī)种可能(néng)就是人类对引力(lì)的理解还不够(gòu)全面(miàn)，引力很可(kě)能在不同尺度(dù)空(kōng)间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意味着在行(xíng)星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的轨(guǐ)道(dào)，按照我们所(suǒ)理解的(de)方式运动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺度，引力之间的相互作用则是不同的方式(shì)。对于在星系团之间的相互作用(yòng)，科学家还(hái)引入了外部(bù)场(chǎng)效应的概念(niàn)，指的是(shì)在(zài)数百万光年(nián)的规模上(shàng)，巨(jù)大的质量之间会产生对(duì)彼此特殊的效(xiào)果(guǒ)，这个理论(lùn)叫做MOND蒙(méng)德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味(wèi)着我(wǒ)们需要(yào)对现在的物理定律(lǜ)进行(xíng)修正，这些发现也让很(hěn)多(duō)人认为暗物质(zhì)假说理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗物质存在(zài)的其他的(de)理论(lùn)证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的“引力透镜”。

为什么不宣传李兰娟了，李兰娟为何销声匿迹data-type="jpeg" data-w="1649" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/18fc0a6e444b507.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

径向距离为37亿光(guāng)年(nián)的(de)子弹(dàn)星系(xì)团，由两个碰撞的星系团所组成，类似这样的星团，它们大部分的普通质量都在星(xīng)系的气体当(dāng)中。当(dāng)星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际(jì)气体(tǐ)的相互作(zuò)用(yòng)就(jiù)会导致(zhì)温度的(de)急剧升高，速(sù)度大幅降低(dī)。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系(xì)团大部(bù)分的质量将位(wèi)于(yú)所(suǒ)有这些气体所在的中间区(qū)域。那么我们通过什么来验证它的质量区域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了宇宙(zhòu)当中第一(yī)张全彩(cǎi)的高(gāo)清照(zhào)片，在照片中我(wǒ)们可以明显地看到很(hěn)多星系似乎被拉(lā)伸产生了巨(jù)大的形变(biàn)。其实这些星系(xì)本身并不是(shì)真的被扭曲(qū)了，也(yě)不(bù)是韦伯(bó)望远镜出了什(shén)么问题(tí)，而(ér)是这样极遥远的天体和我们地球上的(de)观测者之间。被一个(gè)质量超(chāo)级巨大的天体(tǐ)遮(zhē)挡(dǎng)，这个超大(dà)质量(liàng)的东西的引(yǐn)力，会使身后更(gèng)遥远星系(xì)的(de)光(guāng)都发生了扭曲。这(zhè)个(gè)现象就是引力透(tòu)镜效(xiào)应。这个巨大的天(tiān)体可(kě)能是超大质量的(de)黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系(xì)团观(guān)测的时候，发现它的大质量区(qū)域(yù)并(bìng)不是在中(zhōng)间(jiān)，而是在(zài)两侧。所(suǒ)以最好的解释方(fāng)法就(jiù)是当星团发生全部的碰撞时(shí)，可(kě)被观测到的质量(liàng)气(qì)体被卡在(zài)了中间(jiān)，暗物质则直接通(tōng)过了这个区(qū)域，并在两边形成(chéng)了(le)引力透镜。对子弹星系团(tuán)的引力透镜研究也被认为(wèi)是暗物(wù)质存在的迄今为止最好的理论(lùn)证据(jù)。

除(chú)此之外(wài)，还有来自宇宙当(dāng)中最(zuì)古老的光。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开始(shǐ)，38万年之后(hòu)，可见光终于(yú)可(kě)以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后(hòu)，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同(tóng)性的(de)微(wēi)波辐射。其中红色(sè)的部分表(biǎo)示温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对(duì)较冷(lěng)的区域，但实际上它们之间的温(wēn)差(chà)只有万(wàn)分(fēn)之一。

科学家们通过对前景背景分离(lí)后的二值图像进行(xíng)连(lián)通域提取和标(biāo)记之后发(fā)现，如(rú)果(guǒ)宇宙(zhòu)当中(zhōng)没(méi)有(yǒu)暗物质，图形看(kàn)起来不应该是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小(xiǎo)，才(cái)变得(dé)看(kàn)起来“和(hé)谐”。为了(le)匹配宇宙微(wēi)波背景辐射的测量(liàng)值，我们(men)需要(yào)的暗物质(zhì)大约是普(pǔ)通物(wù)质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质(zhì)比例是一致的。这就(jiù)意味着(zhe)。

用(yòng)了一个(gè)简单的理论框架(jià)，就很好地解释了很多不(bù)同的观测结果。而暗(àn)物质的本(běn)质就是宇宙(zhòu)当(dāng)中存在着某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒子，它们不参(cān)与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引(yǐn)力(lì)来相互作用。所以(yǐ)如果能(néng)够找到(dào)这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒子(zi)到底是什(shén)么？科(kē)学家们(men)已经(jīng)提出了数十种的假想目标，而要寻找(zhǎo)这些(xiē)不同(tóng)的目(mù)标(biāo)粒子所需要的实(shí)验方式也不相同。在过去的(de)几十(shí)年当中，人类为了(le)寻(xún)找这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会(huì)与(yǔ)常规物质相互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已(yǐ)经进行(xíng)了(le)超过50次(cì)的实验，却没有任何实(shí)质性的发现，除了一个(gè)地(dì)方，意(yì)大利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的(de)地(dì)下矿井当中，藏着地球上(shàng)最大的(de)地学实验室，这个(gè)实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三层楼(lóu)高的探(tàn)测(cè)器(qì)，一直致力于寻找暗物(wù)质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的(de)科学家声称观测到了(le)某(mǒu)种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收集，人们发(fā)现了一(yī)个有趣的(de)事(shì)情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年(nián)都(dōu)是一样。一些科学家认为这可能是人类(lèi)发(fā)现暗物质的第一个直接证据。

但是(shì)为什么暗物质会产生周(zhōu)期性的(de)年度(dù)信(xìn)号呢？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公(gōng)里/秒的速度围绕(rào)着银(yín)河系进行移(yí)动，那(nà)么如果(guǒ)暗物质(zhì)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)着暗(àn)物质流，这个(gè)过程中会产生相(xiāng)应的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳(yáng)进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的(de)时间(jiān)，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一(yī)致的，而另外(wài)半年则与(yǔ)之相反。

而(ér)在6月份的时候，地(dì)球(qiú)与(yǔ)太(tài)阳的方向正好(hǎo)达到(dào)完全一(yī)致，这是理论上地(dì)球穿越暗物质流最快(kuài)的(de)时段。而在11月份，又恰好达(dá)到(dào)了最慢值。尽管在(zài)实际的情况(kuàng)中，太阳系相对(duì)银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这(zhè)并不(bù)影响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科学家认为(wèi)这可以用来解释，研究人员(yuán)们所观测到的周期性信(xìn)号。当然(rán)也可能有(yǒu)其他的情(qíng)况，造成(chéng)这种年度周期(qī)信号的差异也(yě)可能是温度、湿度(dù)、土壤中的(de)水分、高(gāo)山上的积雪，甚至连(lián)意(yì)大利游客的数量也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以(yǐ)，科学家们(men)又在南半(bàn)球建立了一(yī)个几(jǐ)乎相(xiāng)同的实验室(shì)，这里的季(jì)节与之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运(yùn)动特征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这(zhè)里(lǐ)可以(yǐ)得到(dào)相同(tóng)的信号，就可以成为暗物(wù)质(zhì)所存(cún)在的非常有(yǒu)力(lì)的(de)证据了(le)。但是(shì)由于这个实验(yàn)室刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还无(wú)法(fǎ)为什么不宣传李兰娟了，李兰娟为何销声匿迹提(tí)供相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜(jìng)，这台太(tài)空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯(sī)罗(luó)曼”，它(tā)的(de)主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但它的(de)宽视场(chǎng)仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南(nán)希(xī)格雷(léi)斯罗曼太空望(wàng)远镜(jìng)其(qí)中一个关键(jiàn)的用途就是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对(duì)于探测的结果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子(zi)天体物理(lǐ)中心的(de)科(kē)学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研(yán)究发现，如果(guǒ)暗物质存在(zài)，它们极(jí)有可(kě)能拥有另一种神秘的效应，这(zhè)种暗物质效应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当中生命的(de)诞(dàn)生(shēng)，或者(zhě)说(shuō)是生(shēng)命进(jìn)化的一个重要因素。

如(rú)果这一理论得(dé)到进一步的证实，那么遍(biàn)布(bù)宇宙当中的暗物质会(huì)不会意味着(zhe)人(rén)类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当中某个角落(luò)的行星上，暗物质正在通过这样的效应(yīng)创造生(shēng)命。当然，这些推(tuī)论(lùn)的大(dà)前(qián)提是(shì)要先找到暗物质(zhì)存在(zài)的实际证据。那(nà)么(me)小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：IDC站长站，IDC站长，IDC资讯--IDC站长站 为什么不宣传李兰娟了，李兰娟为何销声匿迹