宇宙是“人为(wèi)制造”的？为(wèi)何会存在科(kē)学无法解(jiě)释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么(me)？人(rén)类为了寻(xún)找(zhǎo)暗物质存(cún)在的证(zhèng)据，科学家们在过去的(de)几十年当中(zhōng)进行了超过(guò)50次的长期实(shí)验，但是却没有发现任何(hé)的有效(xiào)证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原理一书中(zhōng)，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙中天体运动的规(guī)律。往后的几百年来，当天文学家们发(fā)现(xiàn)某些(xiē)天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合(hé)万有引(yǐn)力(lì)定律的时(shí)候，他们就会知道，周围一定(dìng)有未(wèi)知的天体通过引力在摄动它的轨道(dào)。比(bǐ)如(rú)在(zài)1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王(wáng)星运行轨道的异常，推(tuī)算(suàn)并且发现了海(hǎi)王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王(wáng)星的(de)发现都(dōu)是应用万有(yǒu)引力定律(lǜ)所(suǒ)取(qǔ)得(dé)重大天(tiān)文成就的例子。但是这些发现都(dōu)是在(zài)恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我(wǒ)们(men)上升到星系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的物理(lǐ)学家弗里茨兹威(wēi)基(jī)正在研究和(hé)测量后发(fā)星系团的质量。这是一个(gè)由(yóu)数(shù)千个(gè)星系所组成(chéng)的(de)巨大(dà)星系团，这(zhè)些星系被(bèi)引力束(shù)缚(fù)在一(yī)起。测量(liàng)星系团的质量一般(bān)会使(shǐ)用到两种方法，当两种方法结(jié)果(guǒ)一(yī)致(zhì)，就可以确(què)定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是(shì)获得其"光度(dù)学的(de)质量"，需要的数据是测量各个(gè)星系的光度(dù)。

第二种是动力学质量的计算，是(shì)利用光谱红移(yí)测量星系团(tuán)中的各个(gè)星系相对于星系团的运动速度。当(dāng)测量结果(guǒ)出来之后，兹威(wēi)基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着(zhe)，后发座(zuò)星系团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量并不以可见光的形式所存在，我(wǒ)们无法看到(dào)。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测量速(sù)度(dù)的过程中，兹威基发现(xiàn)星系团(tuán)中(zhōng)很多星系的(de)速度(dù)比理论上要快得(dé)多，按照牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产(chǎn)生的引(yǐn)力(lì)是无法将它(tā)们(men)束(shù)缚在星系团内的(de)，它们早就应该(gāi)被抛(pāo)出星系团之外了，除非有一种神秘(mì)的力量在起作用(yòng)，这种力(lì)量来源于某种(zhǒng)隐(yǐn)形的(de)物质。

据此，兹维基提出了这样部分(fēn)不(bù)可见的(de)暗质，它不发(fā)散(sàn)光、吸(xī)光(guāng)、反射光，但是(shì)它们却占据着宇(yǔ)宙中绝大部分的质量(liàng)。只是(shì)当(dāng)时的(de)人们对这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这(zhè)个词才再一次出现。天文(wén)学家维拉(lā)鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙(xiān)女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上(shàng)来说，距离(lí)中心越(yuè)远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行(xíng)速度就会越(yuè)慢。但是他们(men)观测的结果(guǒ)却让人感到不(bù)可思议。

随着与(yǔ)中心距离的增(zēng)加，恒星(xīng)的旋转(zhuǎn)速(sù)度几乎保持不变。可是根据(jù)牛顿的万有引力定(dìng)律，在星系当(dāng)中如(rú)果没有足够大的质量来(lái)吸引它们，这(zhè)些(xiē)外(wài)围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这种现象，科学家们会使用一种相对标准的方法(fǎ)来解(jiě)释暗物质的(de)存在(zài)，这种方法就是测(cè)量星系当中气体(tǐ)在(zài)X轴上距离星系中心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的(de)旋转速度。如果出现(xiàn)异(yì)常的结果，就认为是由暗物质(zhì)的力量进入其中。

于是(shì)科学(xué)家们通过射电(diàn)望远镜测量了距离星系(xì)中心(xīn)更远距(jù)离的(de)氢元素，发现(xiàn)它(tā)们的旋转速度并(bìng)不(bù)符合牛顿(dùn)的(de)力学(xué)定律(lǜ)。我们的太(tài)阳系也不例外(wài)，太阳系(xì)位于银河(hé)系(xì)的(de)第三悬臂之上，距离(lí)银(yín)河系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进行计(jì)算，太阳(yáng)系的运行(xíng)速度应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于理论速(sù)度，那么产生以上这种(zhǒng)向心(xīn)加速(sù)度的(de)原因很可能(néng)就是存在(zài)着一种(zhǒng)我们看(kàn)不到的物质，是(shì)这些(xiē)暗物质的引(yǐn)力效应将星(xīng)系聚集在了(le)一起。

也是从这时开始，越来越多的研(yán)究人员开始相信暗物质(zhì)的存在。科学家根据星(xīng)系外恒(héng)星(xīng)轨道的速度，估(gū)算在星系当中暗物质(zhì)的质量占整个(gè)星系质(zhì)量的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并不是(shì)唯一(yī)可以解释这个现象的(de)原(yuán)因(yīn)。在一项新的研究当中(zhōng)，科学家(jiā)们发现，几(jǐ)乎没(méi)有引力效应的遥远恒星(xīng)之间，也会出现速度上的(de)微小差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿光年(nián)，大小和(hé)银河系不(bù)多(duō)，但是(shì)星系当中(zhōng)存在的(de)恒(héng)星数量却只(zhǐ)有银河系(xì)的千(qiān)分(fēn)之一(yī)。

所以(yǐ)在理(lǐ)论上(shàng)，该星系必须存在暗物(wù)质，否(fǒu)则就(jiù)会(huì)分(fēn)崩离析。但是科学家们使用最先进(jìn)的望远镜对其进行(xíng)了40个小时的详细测量之后，发现星系中的(de)恒星运动是可以用正常的物质和(hé)力学定律来(lái)解释的(de)。那么又(yòu)有人(rén)提出(chū)，也(yě)许该星(xīng)系的暗物质，已经(jīng)被附近(jìn)的另一个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它的附近没有(yǒu)任何星系存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了暗物质的(de)假说之外，另一(yī)种可能就是人(rén)类对引(yǐn)力的理解(jiě)还不够全面，引力很可能(néng)在(zài)不同(tóng)尺度空(kōng)间中的(de)工作方式(shì)是(shì)不同的，这意味着(zhe)在(zài)行星系(xì)尺度中的(de)天体会(huì)沿着它(tā)们(men)的(de)轨道，按(àn)照我们(men)所理解的方式运(yùn)动。但是上(shàng)升(shēng)到星系和星(xīng)团的尺度，引(yǐn)力之间的相互作用则是不同的方式。对于在星系(xì)团之间的相互作(zuò)用，科学家(jiā)还引入了外部场效应的概念(niàn)，指的是在数(shù)百万光年的规模(mó)上，巨大的质量之(zhī)间会产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德(dé)理(lǐ)论成立(lì)，这意(yì)味着我们需(xū)要对现在的物理(lǐ)定律进(jìn)行修(xiū)正，这些(xiē)发(fā)现(xiàn)也让很多(duō)人认为暗物质假说理论就(jiù)此终(zhōng)结。但是(shì)在(zài)宇宙当中还有(yǒu)关于暗物(wù)质(zhì)存在(zài)的其他的理论(lùn)证据(jù)，这(zhè)些(xiē)理论证据是(shì)蒙德(dé)理论所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星(xīng)系团，由(yóu)两个碰撞的星系(xì)团所组成，类似这样的星(xīng)团，它们大部分的(de)普通质量都在星系耐克品牌和乔丹品牌是什么关系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公(gōng)里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体(tǐ)的相(xiāng)互作用就会导致温度(dù)的急剧升高，速度大(dà)幅降(jiàng)低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的(de)质量将位于所有这些气(qì)体所在的中间区域。那么我们通过什么来验证它的质量区域(yù)到(dào)底是不(bù)是集中(zhōng)在中间呢(ne)？前不(bù)久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望(wàng)远镜(jìng)传回了宇宙当中(zhōng)第一(yī)张(zhāng)全彩的高(gāo)清(qīng)照片，在(zài)照片中(zhōng)我们可以明显地看(kàn)到很多星系似乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实(shí)这些星系本身(shēn)并不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出(chū)了(le)什(shén)么问(wèn)题，而是这样(yàng)极遥远(yuǎn)的天体和我们地(dì)球上的观(guān)测者之间。被一个质量超级巨大的(de)天(tiān)体(tǐ)遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系(xì)的光都发生了扭曲。这个现象就(jiù)是引力透(tòu)镜效(xiào)应。这个巨(jù)大的天体可(kě)能是超大质量的黑洞或者(zhě)是(shì)暗物(wù)质。

所以当人(rén)们对子(zi)弹星系团观测的时(shí)候，发(fā)现它(tā)的大质量区域并不是在(zài)中间，而是在两侧。所以最好的(de)解(jiě)释方法(fǎ)就是当星(xīng)团(tuán)发生(shēng)全部的碰撞(zhuàng)时(shí)，可被观测到的质量(liàng)气体(tǐ)被卡在(zài)了中间，暗物质则直接通(tōng)过了这个区域，并在(zài)两(liǎng)边形成了引力透镜。对(duì)子弹(dàn)星系团的引力透镜研(yán)究也被(bèi)认为是暗物质存在的迄今(jīn)为止最(zuì)好的(de)理(lǐ)论证据。

除此之外(wài)，还有来(lái)自宇宙(zhòu)当(dāng)中最(zuì)古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于可以畅(chàng)通(tōng)无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了(le)。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空间背景上留下了(le)各相同性的微波辐射。其中红色的部分表示温度(dù)较(jiào)高的(de)区域，蓝色则表示相对(duì)较冷(lěng)的区域，但实(shí)际(jì)上它们之间的(de)温差只有(yǒu)万(wàn)分之一。

科学(xué)家们通过对(duì)前景背景分离后的(de)二值(zhí)图像(xiàng)进行连通域提取和标记之(zhī)后发现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙当中没有暗(àn)物质(zhì)，图形看(kàn)起(qǐ)来不应该是这样(yàng)的，而随着暗(àn)物质的增加，一些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值(zhí)，我们需要的暗物质大约(yuē)是普通(tōng)物质的5倍(bèi)。这个数字与解释(shì)星系(xì)当中(zhōng)恒星运动(dòng)所(suǒ)需要的暗物(wù)质(zhì)比例是一致的(de)。这就意味着。

用了一个(gè)简单的理论(lùn)框架，就很好地(dì)解(jiě)释了很多不同的观测(cè)结(jié)果(guǒ)。而暗物质的本(běn)质就是宇宙当中(zhōng)存在着某种类型的(de)粒子，它(tā)们不(bù)参与任(rèn)何其他的电磁(cí)作(zuò)用，只通过引力来相(xiāng)互(hù)作用。所以如果能够找到这种粒子(zi)的存在，就相(xiāng)当(dāng)于找到了暗物质存(cún)在的实际证据。这种粒子到底是什么？科(kē)学家们(men)已经提出了数(shù)十种的(de)假想目标，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒子(zi)所需要的实(shí)验方式也不相同。在过去的几十年当中，人类为了寻找这些看不(bù)见、摸不到，几乎不(bù)会与常(cháng)规物质(zhì)相互作(zuò)用的(de)“暗物质(zhì)”，科学(xué)家(jiā)们已经进行了(le)超过50次的实验，却没(méi)有任何实(shí)质性的发现，除(chú)了(le)一个(gè)地方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶(lì)属(shǔ)于阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当中(zhōng)，藏着地(dì)球上最(zuì)大(dà)的地学(xué)实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探测器，一(yī)直致力于寻找暗物质(zhì)粒子(zi)的周期性(xìng)震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的(de)科(kē)学家声称观测到了(le)某(mǒu)种信号。经过(guò)了20多年(nián)的数据收集，人(rén)们发(fā)现了一个有趣的事(shì)情。探测率会在每年的6月(yuè)份达到峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而且在20年(nián)当中每年都是一样(yàng)。一些科学家认(rèn)为这可能是(shì)人(rén)类发(fā)现暗(àn)物质的(de)第一个直(zhí)接证(zhèng)据。

但是为(wèi)什么(me)暗物质(zhì)会产生周期性(xìng)的年(nián)度信号(hào)呢(ne)？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了(le)太阳系正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕着银河系进行移动，那(nà)么如果(guǒ)暗物质存在(zài)宇(yǔ)宙当中，这意味着(zhe)我们也在(zài)以这样的速度在(zài)穿越着暗物质流，这个过程中会(huì)产生相(xiāng)应的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)太阳(yáng)进行旋(xuán)转。所以有半年(nián)的时间，地球围绕太阳(yáng)的方向与太阳(yáng)环绕银(yín)河系的方(fāng)向是一致的，而(ér)另外(wài)半年则(zé)与之相反。

而在6月份的时候(hòu)，地(dì)球(qiú)与太(tài)阳的方向正(zhèng)好(hǎo)达到完全一致(zhì)，这是理论上(shàng)地球穿越暗(àn)物(wù)质(zhì)流(liú)最(zuì)快的(de)时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实(shí)际(jì)的情况中，太阳系(xì)相对银(yín)河系的平面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这(zhè)并(bìng)不影响这个理(lǐ)论(lùn)的有效性。

因(yīn)此科(kē)学家(jiā)认为这可以用来解释，研究人员们所观测(cè)到(dào)的周(zhōu)期(qī)性信号(hào)。当然也可能(néng)有其他(tā)的情况，造成这种(zhǒng)年度周期信号的差异也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分(fēn)、高山上的(de)积雪(xuě)，甚至连(lián)意大利(lì)游(yóu)客的数量也(yě)符合这个周期的规律。

所(suǒ)以，科学(xué)家们(men)又在南半球建立了一个(gè)几(jǐ)乎相同的(de)实验室，这里的季节与(yǔ)之前的(de)实验室正好相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物(wù)质流的运动特征(zhēng)和第(dì)一个实(shí)验室是一样的。

因(yīn)此，如果在这里可以得到相同的(de)信号，就可(kě)以成为暗物质所(suǒ)存在的非常有力的证(zhèng)据了(le)。但是(shì)由(yóu)于这个实验室刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所以截至目前还无(wú)法提供(gōng)相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜(jìng)，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈(hā)勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪(yí)器提供的视野是(shì)哈勃红(hóng)外仪器的(de)100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太(tài)空望远(yuǎn)镜其(qí)中(zhōng)一个关键的(de)用途就是(shì)探索暗(àn)物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米实验室粒子(zi)天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极(jí)有可能(néng)拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效应(yīng)，会(huì)支持宇宙当中生(shēng)命的诞(dàn)生，或者说是生命进(jìn)化(huà)的(de)一(yī)个重要(yào)因素。

如果这(zhè)一理论得(dé)到(dào)进(jìn)一步(bù)的证(zhèng)实，那么(me)遍布宇(yǔ)宙当中的暗物质会不会(huì)意(yì)味着人类并不孤单呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当中某耐克品牌和乔丹品牌是什么关系个角(jiǎo)落的行(xíng)星上，暗物质正在(zài)通(tōng)过这样的效应创造(zào)生(shēng)命。当然，这(zhè)些推论的(de)大(dà)前提(tí)是要先找到(dào)暗物质(zhì)存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉得(dé)暗物(wù)质(zhì)到(dào)底存(cún)不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支(zhī)持(chí)是(shì)我更新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 耐克品牌和乔丹品牌是什么关系