宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制造(zào)”的？为何会(huì)存(cún)在科学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物质(zhì)又(yòu)究(jiū)竟是什么(me)？人类为(wèi)了(le)寻找暗物质存(cún)在的(de)证(zhèng)据(jù)，科(kē)学家们在过去(qù)的几十年当中进(jìn)行了超(chāo)过50次的长期实验，但是却没(méi)有发现任何的有(yǒu)效(xiào)证据。除了一个(gè)地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的规(guī)律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们发现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常，不(bù)符(fú)合(hé)万(wàn)有引力定律的(de)时候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未知的天体通过引力在摄(shè)动它的轨(guǐ)道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶(yé)就通过天(tiān)王星运行轨道(dào)的异常，推算并且发现了(le)海王星的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星(xīng)的发现都是(shì)应用(yòng)万有引力(lì)定律所(suǒ)取得(dé)重大天文(wén)成就的(de)例(lì)子。但(dàn)是这些发现都是在(zài)恒星系(xì)统的尺度当中，可(kě)当我们上升(shēng)到星系(xì)或者是(shì)星团的尺(chǐ)度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后发星(xīng)系团的质量(liàng)。这是(shì)一(yī)个由数千(qiān)个星(xīng)系所组成的巨大星(xīng)系团，这些星系被引力束缚在一起。测量(liàng)星系团的质量一般会(huì)使用到两种方(fāng)法，当两种方法结(jié)果(guǒ)一致(zhì)，就(jiù)可以确(què)定其质(zhì)量的范(fàn)围(wéi)。

第一种是获得其"光度学(xué)的质量"，需要的数据(jù)是测(cè)量各个星(xīng)系的(de)光度。

第二种是动(dòng)力学(xué)质量的(de)计算，是利用光谱红移测量星系团(tuán)中的各(gè)个星系相对(duì)于星系团的(de)运动(dòng)速度。当测(cè)量结果出来之后，兹威(wēi)基(jī)彻底懵(měng)了，“动(dòng)力(lì)学质量(liàng)”竟然是“光度(dù)学质量”的(de)400倍。这意味着，后(hòu)发(fā)座星(xīng)系团有99%的质量消失(shī)了，或(huò)者说这99%的质量并不以可见光的形式(shì)所存在，我们无法看到(dào)。最诡异的(de)是，在(zài)测量(liàng)速度的过(guò)程(chéng)中，兹(zī)威基发现星系团(tuán)中(zhōng)很(hěn)多(duō)星系的速度(dù)比理(lǐ)论(lùn)上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学(xué)定律，仅靠这些可(kě)见星系的质(zhì)量所产生的引力(lì)是无法将(jiāng)它(tā)们束(shù)缚在星系团(tuán)内的，它们早(zǎo)就应(yīng)该被抛出星系团之(zhī)外了(le)，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹(zī)维基提出了这样部分不可见(jiàn)的(de)暗(àn)质，区别词和形容词的异同举例，区别词和形容词的异同点它不(bù)发(fā)散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分(fēn)的质量。只是当(dāng)时(shí)的(de)人(rén)们对这样的一种说法(fǎ)不(bù)屑(xiè)一(yī)顾。

直到40年(nián)之后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个(gè)词才再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特福特(tè)在观(guān)测仙女座星(xīng)系中的(de)恒星运动。理论上(shàng)来(lái)说，距离(lí)中心越远的(de)恒星在其轨道(dào)上的运行(xíng)速度就会越慢。但是他们观测的结果却让(ràng)人感到不可思(sī)议。

随着与中(zhōng)心距离(lí)的增加(jiā)，恒星(xīng)的(de)旋转速度(dù)几(jǐ)乎保持(chí)不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在星系当(dāng)中(zhōng)如果(guǒ)没(méi)有足够大的质量来吸(xī)引它们，这些外(wài)围(wéi)的恒(héng)星早(zǎo)就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家(jiā)们会(huì)使用一种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗物(wù)质的存在，这种方法就是测量星(xīng)系当(dāng)中气体在(zài)X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上(shàng)气体的旋(xuán)转速度(dù)。如(rú)果出现(xiàn)异常(cháng)的结(jié)果，就认为是由(yóu)暗(àn)物质的力量(liàng)进入其中。

于是科学家们通过(guò)射电望(wàng)远镜测(cè)量了距离星(xīng)系中心更(gèng)远距离的氢元素(sù)，发现(xiàn)它们的旋转(zhuǎn)速度并(bìng)不符合牛顿(dùn)的力学(xué)定律。我们的太(tài)阳系(xì)也不(bù)例外，太(tài)阳系位于(yú)银河系的(de)第三悬(xuán)臂之(zhī)上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力定律进行计算，太阳(yáng)系(xì)的运行速度(dù)应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在(zài)以(yǐ)220千米/秒的速度(dù)围绕银河系旋转，这个实际(jì)速度(dù)远(yuǎn)远(yuǎn)大于理论速(sù)度，那么产(chǎn)生(shēng)以上这(zhè)种(zhǒng)向心加速度的原因(yīn)很可(kě)能就是存在着一种我们看不到的物质，是这(zhè)些暗物质(zhì)的引力(lì)效应将星系聚集(jí)在(zài)了一起。

也(yě)是从这时开始，越来越多的(de)研究人员开始相信(xìn)暗物质的(de)存(cún)在。科学家根据(jù)星系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在星系当中暗物质的质量占整(zhěng)个星(xīng)系质量的(de)85%。但(dàn)是(shì)，暗(àn)物(wù)质并(bìng)不(bù)是(shì)唯一可(kě)以解释这个现象的原因(yīn)。在一项新的研究(jiū)当中，科学家们(men)发现(xiàn)，几乎(hū)没有引力(lì)效应(yīng)的遥远(yuǎn)恒星之(zhī)间，也(yě)会出现速度上(shàng)的微小差(chà)异。另外(wài)，天文学家还发现了(le)一(yī)个反常的星系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小和银(yín)河系不(bù)多，但(dàn)是星系当中存(cún)在的(de)恒星数量(liàng)却只有(yǒu)银河系的千分之一。

所以在(zài)理论上，该星系必须(xū)存在暗物质(zhì)，否则就会(huì)分(fēn)崩离析。但是科学家们使用最先进的望(wàng)远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现星系(xì)中的恒(héng)星运动是可以用正常的(de)物(wù)质(zhì)和力(lì)学定律来(lái)解释的。那么又(yòu)有人(rén)提(tí)出，也许(xǔ)该星系的暗物质(zhì)，已经被(bèi)附近的另一(yī)个(gè)大星(xīng)系(xì)剥离了。奇怪的是，它的附近没有(yǒu)任何星系存在。造成这些现象的除了暗物(wù)质的假(jiǎ)说之(zhī)外，另一种可能就是(shì)人类对(duì)引(yǐn)力(lì)的理解(jiě)还不(bù)够全(quán)面，引(yǐn)力很(hěn)可能在不同尺度空间中的工作方式是(shì)不同的，这意(yì)味着在行星系尺(chǐ)度中(zhōng)的天体会沿(yán)着(zhe)它们的轨道，按照我们所理解的方(fāng)式运动。但是(shì)上升到(dào)星系和(hé)星团的尺度，引(yǐn)力之间的相互作用则(zé)是不同的方式。对于在星(xīng)系团(tuán)之间(jiān)的相互作用，科(kē)学家还引入了(le)外(wài)部场效应的(de)概念，指的是(shì)在数百万光年(nián)的规模上，巨大的质量之间会产生对彼此特殊的(de)效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现在的物理定律进(jìn)行(xíng)修正(zhèng)，这(zhè)些发现也让很多人认为(wèi)暗物质假说理(lǐ)论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存(cún)在(zài)的其他的理论证(zhèng)据，这些(xiē)理论证据是蒙德理论所没法解释的(de)“引力(lì)透(tòu)镜(jìng)”。

径向距(jù)离为37亿(yì)光(guāng)年的子(zi)弹(dàn)星(xīng)系团，由两个碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这(zhè)样(yàng)的星团，它们大部(bù)分的(de)普(pǔ)通质量都在星(xīng)系的(de)气(qì)体当(dāng)中。当(dāng)星(xīng)团(tuán)以(yǐ)1000万公里/小时(shí)发生碰(pèng)撞的时候(hòu)，星(xīng)际(jì)气(qì)体的(de)相互作用就会导致温度的(de)急剧升高，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这(zhè)些气(qì)体所在(zài)的中间区域。那么我们通过什么(me)来验证(zhèng)它的质量区域到(dào)底是不是集中在中间(jiān)呢(ne)？前不(bù)久，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传回了宇宙当(dāng)中第一(yī)张全彩的高清照片，在照片(piàn)中我们可以明显地看到(dào)很多星系(xì)似乎被(bèi)拉(lā)伸产生了巨大的形(xíng)变(biàn)。其实这些星系本身并不(bù)是真的被(bèi)扭曲(qū)了，也不(bù)是韦伯(bó)望远镜出(chū)了什(shén)么问题，而是(shì)这样极遥远(yuǎn)的天体和我们地球上的观测者之间。被一(yī)个(gè)质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的东西的引(yǐn)力，会使身后更(gèng)遥(yáo)远星系的光都发(fā)生了(le)扭(niǔ)曲。这个(gè)现象就(jiù)是引(yǐn)力透(tòu)镜效应。这个巨大的(de)天体(tǐ)可能是超大(dà)质量(liàng)的黑洞或(huò)者是(shì)暗物质。

所(suǒ)以当(dāng)人们对子(zi)弹星(xīng)系团观测的时候(hòu)，发(fā)现它的大质量(liàng)区域并不是在中间，而是(shì)在两侧(cè)。所以最(zuì)好的解(jiě)释方法就是(shì)当星(xīng)团发生全(quán)部的碰撞(zhuàng)时(shí)，可被观(guān)测到(dào)的质量(liàng)气体被卡(kǎ)在了中(zhōng)间，暗(àn)物质则直接通(tōng)过了这个区域(yù)，并在两边(biān)形成了引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究(jiū)也被认(rèn)为是暗物(wù)质存在的迄今为止最好(hǎo)的(de)理论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于(yú)可以(yǐ)畅通(tōng)无阻地(dì)穿(chuān)越在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后(hòu)，这(zhè)些光在宇宙空间背景上留(liú)下了各相(xiāng)同性的微波辐射。其中(zhōng)红色的(de)部分(fēn)表区别词和形容词的异同举例，区别词和形容词的异同点示温度较高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷的区(qū)域，但实(shí)际上(shàng)它们之间的(de)温差只有万(wàn)分之一。

科学家们通过对前景背景分离(lí)后(hòu)的二值图像(xiàng)进(jìn)行(xíng)连通域提取和(hé)标记(jì)之后(hòu)发现，如果宇宙当中没有暗物质，图(tú)形看起来不应该是(shì)这样的(de)，而(ér)随着暗物质的(de)增加，一些(xiē)峰值的幅度会(huì)减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测量值，我们需要的(de)暗物(wù)质大约是普通物(wù)质的5倍(bèi)。这个数字与(yǔ)解释星系当中恒星运动(dòng)所需要的暗物质比例(lì)是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一(yī)个简单的理论框架，就很好(hǎo)地(dì)解释了很多不同的观测(cè)结果(guǒ)。而暗物质的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙当中存在着某(mǒu)种类型的粒(lì)子，它们不参与任何其他的电磁作(zuò)用，只通(tōng)过引(yǐn)力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在(zài)，就相(xiāng)当于找到了(le)暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底(dǐ)是什么？科学家(jiā)们已(yǐ)经提出了(le)数十种(zhǒng)的(de)假想目标，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒(lì)子所需要的实(shí)验方(fāng)式也不相同(tóng)。在过去(qù)的几十年(nián)当中，人(rén)类为(wèi)了(le)寻找这(zhè)些(xiē)看不见、摸不到(dào)，几乎不会(huì)与常(cháng)规(guī)物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了(le)超过50次的实验(yàn)，却(què)没有任何实(shí)质性的(de)发现，除(chú)了一个(gè)地方，意大利的(de)格兰萨索山(shān)，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山(shān)下(xià)1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着地(dì)球上最大的地学实(shí)验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有(yǒu)一个三层楼高的探测器，一(yī)直致力(lì)于寻找暗物质粒(lì)子(zi)的周期性震荡(dàng)。

自1997年以(yǐ)来，这(zhè)里的科(kē)学(xué)家声称(chēng)观(guān)测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年(nián)的数(shù)据收集，人(rén)们(men)发现了一个有(yǒu)趣的(de)事(shì)情。探测(cè)率会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然(rán)后在(zài)11月降到最(zuì)低(dī)，而且在(zài)20年当中每(měi)年(nián)都是一样(yàng)。一(yī)些科(kē)学(xué)家认为这可能是人类发现暗物(wù)质的第一(yī)个直(zhí)接证据(jù)。

但(dàn)是为什么暗物质会产生周期性的年度信(xìn)号呢(ne)？刚才(cái)我们(men)讲了太阳(yáng)系正在以220公里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕着(zhe)银河(hé)系进行移动(dòng)，那(nà)么(me)如果暗物质存在宇宙当中，这意(yì)味着我(wǒ)们也在以这样的(de)速(sù)度在穿越着暗物质(zhì)流，这个(gè)过(guò)程(chéng)中会产(chǎn)生相(xiāng)应的振荡(dàng)，同(tóng)时地(dì)球又(yòu)以30公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕太(tài)阳(yáng)进(jìn)行旋转。所(suǒ)以有半(bàn)年的(de)时间，地球围绕太阳的方(fāng)向与太阳环(huán)绕银(yín)河(hé)系的(de)方向(xiàng)是一(yī)致(zhì)的，而(ér)另外半年(nián)则与之相(xiāng)反(fǎn)。

而在(zài)6月份的(de)时(shí)候，地球与太(tài)阳的方向正好达到完全一致，这(zhè)是理论(lùn)上地(dì)球穿越(yuè)暗物质流最(zuì)快的(de)时段。而在11月(yuè)份，又恰(qià)好达到了(le)最慢值(zhí)。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河系(xì)的平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这个(gè)理论的有(yǒu)效性。

因此科学(xué)家认为这可以用(yòng)来解释，研(yán)究人员(yuán)们所观测到的周期性信号。当然(rán)也可能有其(qí)他的情况，造成(chéng)这种(zhǒng)年度周期(qī)信号的(de)差异(yì)也(yě)可能是温度(dù)、湿度、土(tǔ)壤中的水分(fēn)、高山上的积雪，甚(shèn)至(zhì)连意大利游(yóu)客的数量也符合这个周(zhōu)期的规律(lǜ)。

所以，科学家们又(yòu)在(zài)南(nán)半球建立(lì)了一个(gè)几乎相(xiāng)同的实验室，这里(lǐ)的季节与之前的实验(yàn)室正好相反，而在(zài)这(zhè)里，地球穿过(guò)暗物质流的(de)运动特(tè)征和第一个实(shí)验室是一样(yàng)的。

因(yīn)此，如果在这(zhè)里可以得(dé)到(dào)相同的信号，就可以成为(wèi)暗物质所存在的非常(cháng)有力的证据了。但是由于(yú)这个实验室刚刚(gāng)建成(chéng)不(bù)久，所以截至目前还无(wú)法提供相应(yīng)的(de)数据(jù)支(zhī)持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远(yuǎn)镜，这(zhè)台太(tài)空望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器提供(gōng)的(de)视(shì)野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜(jìng)其中一个(gè)关键的用途就是探索暗物(wù)质背后的奥秘，对于探测的(de)结(jié)果，我们只能拭目以待了(le)。费米实(shí)验室粒(lì)子天体(tǐ)物(wù)理中(zhōng)心的科学家丹琥珀(pò)和贾(jiǎ)森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在，它们极(jí)有可能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会(huì)支持(chí)宇宙当中生命的(de)诞生(shēng)，或者说(shuō)是生命(mìng)进化(huà)的(de)一个(gè)重要因素。

如(rú)果这(zhè)一(yī)理(lǐ)论(lùn)得到(dào)进一步的证(zhèng)实(shí)，那么遍布宇(yǔ)宙当(dāng)中的暗(àn)物质会不会意味着人(rén)类并不(bù)孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当中(zhōng)某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质(zhì)正在通过(guò)这样的效应(yīng)创造(zào)生(shēng)命。当(dāng)然，这些推论的大前(qián)提(tí)是(shì)要(yào)先找到暗物(wù)质存在的实(shí)际(jì)证据。那么(me)小伙伴们(men)，你们觉得(dé)暗物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持是(shì)我(wǒ)更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 区别词和形容词的异同举例，区别词和形容词的异同点