宇宙是“人(rén)为制造”的(de)？为何(hé)会存(cún)在科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质又究竟是什么？人类为了(le)寻找(zhǎo)暗物质存(cún)在的证据，科学家(jiā)们在过去的几十(shí)年当(dāng)中进行了超过50次的长(zhǎng)期实(shí)验，但是却没有发现任何(hé)的有(yǒu)效(xiào)证据。除了(le)一个地(dì)方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学(xué)原理一书中，埃(āi)萨克牛顿(dùn)发表了万有引力(lì)定(dìng)律，它揭示了(le)宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运动的规律。往后的(de)几(jǐ)百年来，当天(tiān)文学家(jiā)们发现某些天体运(yùn)行轨道出现异常，不符合万(wàn)有引力定(dìng)律的时候(hòu)，他们(men)就会知(zhī)道，周围一定有(yǒu)未知(zhī)的天体通过引力在摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥(ào)本勒维(wéi)耶(yé)就通(tōng)过(guò)天王星(xīng)运(yùn)行轨(guǐ)道的异常，推算并且发现了(le)海王星的存在(zài)。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的发(fā)现(xiàn)都是应用(yòng)万有引力定律所取(qǔ)得重大天文成(chéng)就的(de)例子。但(dàn)是这些(xiē)发现都是在恒星系(xì)统的尺度当中，可当(dāng)我(wǒ)们上升到星系或(huò)者是星团的尺度，事情就(jiù)开(kāi)始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗(fú)里茨兹威基正在研究和(hé)测(cè)量后发星系团的质量(liàng)。这(zhè)是一个由(yóu)数千个星系所组成的巨大星系团，这(zhè)些星系被引力束缚(fù)在一起(qǐ)。测量星系团(tuán)的质(zhì)量一般会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就(jiù)可以(yǐ)确定其(qí)质量(liàng)的范(fàn)围(wéi)。

第一种是(shì)获得其"光度学的质量"，需要的(de)数(shù)据是(shì)测(cè)量各个星系的(de)光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计算，是(shì)利用光谱红移测量星系团中的各个星系(xì)相对于星系团(tuán)的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学(xué)质量(liàng)”的400倍(bèi)。这意味着，后发座(zuò)星系团有(yǒu)99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的质(zhì)量(liàng)并(bìng)不以可见光的(de)形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中(zhōng)很多(duō)星系的速(sù)度比(bǐ)理(lǐ)论(lùn)上要快得多，按照(zhào)牛顿(dùn)的运(yùn)动学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量(liàng)所产生的引力是无法(fǎ)将(jiāng)它们束缚在星系团内的(de)，它们(men)早就应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力量(liàng)在起作用，这种力量(liàng)来(lái)源于某种(zhǒng)隐形(xíng)的物质。

据此，兹(zī)维基(jī)提出了这(zhè)样部分(fēn)不(bù)可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它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)样的一种说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后(hòu)，“暗物质”这个词才再一次出现。天(tiān)文(wén)学家维拉鲁宾和肯特(tè)福(fú)特(tè)在观测仙(xiān)女座(zuò)星(xīng)系中的恒(héng)星(xīng)运动。理论上(shàng)来说，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但(dàn)是他们观测(cè)的(de)结果却让(ràng)人感(gǎn)到不可(kě)思议。

随着与中心距(jù)离的(de)增加，恒(héng)星的旋转速度(dù)几(jǐ)乎保持(chí)不(bù)变。可(kě)是根(gēn)据牛顿的万有引力定(dìng)律，在(zài)星系(xì)当中如果没有足够大的质量来吸引(yǐn)它(tā)们，这(zhè)些外围(wéi)的恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。基于这种现象，科学家们会使用一浙f车牌号是哪个城市 浙J车牌号是哪个城市种相对标准的方(fāng)法来解释暗(àn)物质(zhì)的(de)存在，这种(zhǒng)方法(fǎ)就是测量(liàng)星系当中气体在X轴上距离(lí)星系(xì)中(zhōng)心的距离，以及在(zài)Y轴上气(qì)体的旋转速度。如果(guǒ)出现(xiàn)异常的结果，就认为是由暗物质(zhì)的(de)力量(liàng)进入其中。

于是(shì)科学家们通过射电(diàn)望远镜测量(liàng)了距(jù)离星系中心更远距离的氢元素，发现它们的(de)旋转速度并不(bù)符合(hé)牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳系(xì)也不例(lì)外，太阳(yáng)系位(wèi)于银河(hé)系的第(dì)三悬(xuán)臂之上，距(jù)离(lí)银河(hé)系中(zhōng)心2.6万光(guāng)年，根据万(wàn)有(yǒu)引力定(dìng)律进行计算，太(tài)阳系(xì)的运行速(sù)度(dù)应该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太(tài)阳系正在(zài)以(yǐ)220千(qiān)米/秒(miǎo)的速(sù)度围(wéi)绕银河(hé)系旋转，这(zhè)个实(shí)际速度(dù)远远大(dà)于(yú)理论速度(dù)，那么产生以(yǐ)上(shàng)这种向心(xīn)加速度的原因很(hěn)可能就(jiù)是存在着一种我(wǒ)们(men)看不到的物(wù)质，是(shì)这些暗物(wù)质的引力(lì)效(xiào)应(yīng)将(jiāng)星系聚集在了一(yī)起。

也是(shì)从这时开始，越来(lái)越多的研(yán)究(jiū)人员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学(xué)家(jiā)根据星系外恒星轨道(dào)的(de)速(sù)度，估算在星(xīng)系(xì)当中(zhōng)暗(àn)物质的质量占(zhàn)整(zhěng)个星系质量的85%。但是，暗物质并不(bù)是唯一(yī)可以解释(shì)这个现象的(de)原因(yīn)。在一项新(xīn)的研究(jiū)当中(zhōng)，科学家们(men)发现，几乎(hū)没(méi)有引力(lì)效应的(de)遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上的微小差异。另外(wài)，天文学家还发现了一个反常(cháng)的星系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约(yuē)2.5亿(yì)光(guāng)年，大(dà)小和银河(hé)系不多，但是(shì)星系当(dāng)中存在的(de)恒(héng)星数量却只有银河(hé)系的(de)千分之一。

所以在(zài)理论上，该(gāi)星(xīng)系必须存在暗物(wù)质，否则就会(huì)分崩(bēng)离析。但是科学(xué)家们使用最(zuì)先进的望远镜(jìng)对(duì)其(qí)进行了40个小时(shí)的详(xiáng)细测量之后，发(fā)现星系中的(de)恒星运(yùn)动是(shì)可(kě)以用正常的物质和力学定(dìng)律来(lái)解释的。那么又有人(rén)提出，也许该(gāi)星系(xì)的(de)暗物(wù)质，已经(jīng)被附近(jìn)的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有(yǒu)任何星系存(cún)在。造成(chéng)这(zhè)些现象的除了(le)暗(àn)物质的假说之外，另(lìng)一种可能(néng)就是(shì)人类对(duì)引力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间中(zhōng)的(de)工作方式是不同的，这意味(wèi)着在行星系尺(chǐ)度中的天(tiān)体会(huì)沿(yán)着它们的轨道，按(àn)照我们所(suǒ)理解的方式运(yùn)动。但是上(shàng)升到星系和(hé)星(xīng)团的尺度，引力(lì)之间(jiān)的相互(hù)作用则(zé)是不同的方式。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科学家(jiā)还(hái)引入(rù)了外(wài)部场效应的概念，指的(de)是在数百万光年的规模上，巨大的(de)质(zhì)量之间(jiān)会产生对彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味(wèi)着(zhe)我们需要对现(xiàn)在的物理定(dìng)律进行修正，这些发现也(yě)让很(hěn)多人认为暗物(wù)质(zhì)假说理论(lùn)就此终结(jié)。但是(shì)在(zài)宇宙当中还(hái)有关于暗物(wù)质存在的其他的理(lǐ)论证据(jù)，这(zhè)些理论(lùn)证据是蒙德(dé)理论所没法解(jiě)释的(de)“引力透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由两个(gè)碰撞的星系团所组成，类似(shì)这样(yàng)的星团，它们大部分(fēn)的普通(tōng)质量都在星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时(shí)发生碰撞的时候(hòu)，星际气体(tǐ)的(de)相(xiāng)互作用就会导致温(wēn)度的(de)急剧升高，速(sù)度大幅降(jiàng)低。所以(yǐ)在(zài)理论(lùn)上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系团(tuán)大部分的质量将位于(yú)所有这(zhè)些气体所在的(de)中间区域(yù)。那么我(wǒ)们通过(guò)什么(me)来验(yàn)证它的质量区域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯(bó)太空(kōng)望远镜传回了宇(yǔ)宙当(dāng)中第一(yī)张全彩的(de)高清照片，在照片中(zhōng)我们(men)可以明显地看到很多(duō)星系似乎被拉伸产生(shēng)了(le)巨大的形变。其实这(zhè)些星系本身并不是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了(le)，也(yě)不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的(de)天(tiān)体和我(wǒ)们地球上的(de)观测者(zhě)之间(jiān)。被(bèi)一个质量(liàng)超级巨(jù)大的天体遮挡，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使身后更遥远星系(xì)的光都发生了扭曲。这个(gè)现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑(hēi)洞或(huò)者是暗(àn)物质。

所以当人(rén)们(men)对子(zi)弹星(xīng)系团(tuán)观测的(de)时候，发现它的(de)大质量区域并不是在(zài)中间(jiān)，而是(shì)在两侧。所(suǒ)以最好(hǎo)的解(jiě)释方法就(jiù)是当星团发(fā)生全部的碰撞时(shí)，可被观测到(dào)的质量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个区(qū)域，并(bìng)在(zài)两(liǎng)边(biān)形成了(le)引(yǐn)力(lì)透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透镜研(yán)究也被认为是暗物质存在的迄(qì)今为止(zhǐ)最好的(de)理论(lùn)证据。

除(chú)此(cǐ)之外，还有(yǒu)来自宇宙(zhòu)当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通无(wú)阻地(dì)穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年(nián)之后，这些光在宇宙空间(jiān)背景上(shàng)留(liú)下了各(gè)相同性的(de)微波辐射。其中红色(sè)的部分表示温(wēn)度较(jiào)高(gāo)的区域，蓝(lán)色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实际上它们之间的温差只有(yǒu)万分之(zhī)一。

科(kē)学家们通过对前景背景分离后的二值(zhí)图像进(jìn)行连(lián)通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗(àn)物质，图形(xíng)看起来不应该是(shì)这(zhè)样的，而随(suí)着暗物质的增加(jiā)，一些峰值的幅(fú)度会(huì)减小，才变(biàn)得看起来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗物质大(dà)约是普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系当中(zhōng)恒星运动所需要的暗(àn)物质比(bǐ)例是(shì)一致的。这就意味着。

用(yòng)了一(yī)个简单的理论框架，就很好地解释了很多不同的观测(cè)结果。而暗物质的本质就(jiù)是(shì)宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它们不参与任(rèn)何其他的浙f车牌号是哪个城市 浙J车牌号是哪个城市电磁(cí)作用，只通过引力(lì)来相互作用。所以(yǐ)如果能够找(zhǎo)到这种(zhǒng)粒子的存在，就相(xiāng)当于找(zhǎo)到了暗物质存在(zài)的实(shí)际证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已经提(tí)出了数十种的假想目标(biāo)，而要寻找这些不同(tóng)的目标(biāo)粒(lì)子(zi)所(suǒ)需(xū)要的实验(yàn)方式也(yě)不相同。在(zài)过去的(de)几十年(nián)当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几(jǐ)乎不(bù)会(huì)与常(cháng)规物(wù)质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次(cì)的实(shí)验，却(què)没有任何实质(zhì)性的发现(xiàn)，除了一个地方，意大利(lì)的格兰萨索(suǒ)山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下(xià)1400米处的(de)地下矿井当中，藏着(zhe)地球上(shàng)最大(dà)的地学实验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的(de)探测器，一直致(zhì)力于寻找(zhǎo)暗物质粒子(zi)的周期性震荡。

自1997年(nián)以来(lái)，这(zhè)里(lǐ)的科学家声称观测到(dào)了某种信号。经过(guò)了20多年(nián)的数(shù)据收集，人们发(fā)现了一个有趣的事(shì)情。探测率会在(zài)每年的6月份达到峰值，然后在(zài)11月降到最低，而且(qiě)在20年当中每(měi)年都是(shì)一样(yàng)。一些科学家认为这(zhè)可能(néng)是人类发现暗物质的(de)第一个直接证(zhèng)据。

但是(shì)为什么暗物质会产生周(zhōu)期性的年度(dù)信(xìn)号呢(ne)？刚才我们(men)讲了太阳系(xì)正在以(yǐ)220公里/秒的(de)速度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意味着(zhe)我们(men)也在(zài)以这(zhè)样的速度(dù)在穿越(yuè)着暗物质流(liú)，这个(gè)过程中会产生相应的(de)振荡(dàng)，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行旋(xuán)转。所以有半年的时间，地球围绕太(tài)阳(yáng)的方向与(yǔ)太阳环绕银河(hé)系的方向(xiàng)是一致的，而(ér)另(lìng)外半年则与之(zhī)相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与太阳的(de)方向正好达到(dào)完全一(yī)致(zhì)，这是理论上地球(qiú)穿越暗物质流最快的时段。而在(zài)11月份(fèn)，又恰好达到了最慢(màn)值。尽管在实际的(de)情况(kuàng)中，太阳系相(xiāng)对银河系的平(píng)面呈现了(le)60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响(xiǎng)这个(gè)理论的有效性。

因此科学家认为这可以用来(lái)解释，研究人员们(men)所观测(cè)到的周期性信号。当然也可(kě)能有其他的情(qíng)况，造成这种年度周期信(xìn)号的差异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪，甚至连意大利(lì)游客的数量也符合这个周期的规律。

所(suǒ)以，科学(xué)家们又在(zài)南半球建立了一(yī)个几乎相同(tóng)的(de)实验(yàn)室，这里的季节(jié)与之前的实验室(shì)正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物(wù)质流的运动特征(zhēng)和第一个实验室(shì)是一样的。

因此，如果在这里可(kě)以得到(dào)相(xiāng)同的信号，就可以(yǐ)成为暗(àn)物质所存在的非常有力的证据了(le)。但(dàn)是由(yóu)于这个(gè)实验室刚刚建成不久，所以截(jié)至目(mù)前还无法提供(gōng)相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一(yī)台(tái)新的(de)望远镜(jìng)，这(zhè)台(tái)太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃(bó)望远(yuǎn)镜相(xiāng)同，但(dàn)它的(de)宽(kuān)视场仪(yí)器(qì)提供的视野是哈(hā)勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一(yī)个关(guān)键的用(yòng)途就(jiù)是探索暗物质(zhì)背(bèi)后的奥秘，对于探测的结(jié)果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体物(wù)理中心的(de)科学家(jiā)丹(dān)琥珀和贾森斯特芬研(yán)究发现，如果暗物(wù)质存(cún)在(zài)，它(tā)们极有可能拥(yōng)有另一(yī)种神(shén)秘的效(xiào)应，这种(zhǒng)暗(àn)物质(zhì)效应，会支持宇宙当中生命的(de)诞(dàn)生，或者说是(shì)生命(mìng)进(jìn)化的(de)一个重要因素(sù)。

如(rú)果这一理论得到进(jìn)一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意味着(zhe)人类并不孤单(dān)呢？或许在(zài)宇宙当中某(mǒu)个角(jiǎo)落的(de)行星上，暗物质正在通过这样的效(xiào)应创造生命。当然，这些推(tuī)论的大前(qián)提是(shì)要(yào)先找到暗物质(zhì)存在的实际证据(jù)。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底存(cún)不存(cún)在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新(xīn)的动(dòng)力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 浙f车牌号是哪个城市 浙J车牌号是哪个城市