宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学无法(fǎ)解释的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质(zhì)又究竟是(shì)什(shén)么？人类为了寻找暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的证据，科学家们(men)在过(guò)去的(de)几(jǐ)十(shí)年当中进行了(le)超过50次(cì)的长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任何的(de)有效证据。除了一个地方，在1687年出版的(de)自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引力定律，它(tā)揭(jiē)示(shì)了(le)宇宙中天体运动的规律。往(wǎng)后的几(jǐ)百年(nián)来，当天文(wén)学家们发现某些(xiē)天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现(xiàn)异常，不符(fú)合万有引(yǐn)力(lì)定律的时(shí)候，他们就(jiù)会知道，周围一定有未知(zhī)的天体通过引力在摄动它(tā)的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星(xīng)运行轨(guǐ)道的异(yì)常，推算并且发(fā)现(xiàn)了海(hǎi)王星的存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应(yīng)用万(wàn)有引力定律所取(qǔ)得重大(dà)天文(wén)成就的例(lì)子。但是这些发现都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中(zhōng)，可当我们上升(shēng)到星系或者(zhě)是(shì)星团的尺度(dù)，事情就开(kāi)始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理(lǐ)学家弗里茨兹威基(jī)正在(zài)研(yán)究和测量后发星系团的(de)质量(liàng)。这(zhè)是一个由数千个星系所(suǒ)组成(chéng)的巨大星系(xì)团，这些(xiē)星系(xì)被(bèi)引力束缚在一起。测量星(xīng)系团(tuán)的(de)质量一(yī)般(bān)会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方法结果一致，就可以确定其(qí)质量(liàng)的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测量各(gè)个星系(xì)的光度。

第二种是动力学质量(liàng)的计算，是(shì)利用光谱红移(yí)测量星系团中(zhōng)的各个(gè)星(xīng)系相对于星系团的运动(dòng)速度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵(měng)了，“动(dòng)力学质(zhì)量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式所存在，我们无法看到。最诡异(yì)的是，在测量速度的过(guò)程中，兹(zī)威基发现星系团中很多星(xīng)系的速度比理论上(shàng)要快得多，按(àn)照牛顿的(de)运动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产生的引力是(shì)无法(fǎ)将它们(men)束(shù)缚在星系(xì)团内(nèi)的(de)，它们早就(jiù)应该被抛(pāo)出星(xīng)系团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这(zhè)种力量来源于(yú)某种隐(yǐn)形的物质(zhì)。

据此，兹(zī)维基提出了(le)这样部分不可(kě)见的(de)暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它(tā)们却占(zhàn)据着(zhe)宇宙中绝大部分(fēn)的(de)质(zhì)量。只是当(dāng)时(shí)的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年(nián)之后，“暗物质(zhì)”这个(gè)词才再(zài)一次出现。天(tiān)文(wén)学家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨道上的(de)运行速(sù)度(dù)就(jiù)会越慢。但(dàn)是他们观测的结果却让人(rén)感(gǎn)到不可思(sī)议(yì)。

随着(zhe)与中心距(jù)离的增加，恒星的(de)旋转(zhuǎn)速度(dù)几乎保持(chí)不变。可是根据牛(niú)顿的万有引(yǐn)力定律，在星系(xì)当中如果(guǒ)没有足够大(dà)的质量(liàng)来(lái)吸引它们，这些外围的恒星早(zǎo)就被(bèi)甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。基于这种现象，科学家们会使用一种相(xiāng)对标准的方法来解释(shì)暗(àn)物质的存在，这(zhè)种方(fāng)法(fǎ)就是测(cè)量星系当中气体在(zài)X轴上距离星系中心(xīn)的距(jù)离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如(rú)果出现异常的结(jié)果，就认为是(shì)由暗(àn)物(wù)质的(de)力量进入其中。

于是科(kē)学家们通过射电望(wàng)远镜测(cè)量了距离(lí)星系中心更远距离的氢元素，发现它们的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力学(xué)定律。我们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系(xì)的(de)第三悬臂之上，距离(lí)银河系中心2.6万(wàn)光年，根(gēn)据万有引(yǐn)力定律进行(xíng)计算(suàn)，太阳系的运行(xíng)速(sù)度(dù)应该是160千米/秒(miǎo)，但实际(jì)上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的(de)速度围绕银河(hé)系旋转，这个实际速度远远大于理论速度，那(nà)么产(chǎn)生(shēng)以上这(zhè)种(zhǒng)向心加速度的原(yuán)因很(hěn)可能就是存在着一种我(wǒ)们看不到的物质，是(shì)这些暗物质的引力效应将星系聚集在了一(yī)起。

也(yě)是从这时开始，越(yuè)来越多(duō)的研(yán)究人员开(kāi)始(shǐ)相信暗物质的(de)存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系当中暗物质的质(zhì)量(liàng)占整个星系质量的(de)85%。但是(shì)，暗物(wù)质并不(bù)是唯(wéi)一可以(yǐ)解释这个现象(xiàng)的原因。在一项新的研(yán)究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上(shàng)的微小差异。另外，天文(wén)学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约2.5亿(yì)光年，大小和银(yín)河系不多，但是星系(xì)当中存(cún)在的恒星数(shù)量却(què)只有银河系的(de)千分之(zhī)一。

所以在理论(lùn)上，该星系必(bì)须存在暗物质，否(fǒu)则就会分崩(bēng)离析(xī)。但是科学家们使用(yòng)最先进的望(wàng)远镜(jìng)对其进行了40个小时(shí)的详细测量之后，发现(xiàn)星系(xì)中的恒星运(yùn)动是可以(yǐ)用正常的物质和(hé)力学(xué)定律来解(jiě)释的。那么又有人提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附近的(de)另一个(gè)大(dà)星(xīng)系剥(bō)离了。奇怪的(de)是(shì)，它的附(fù)近(jìn)没有任何(hé)星(xīng)系存(cún)在(zài)。造成这(zhè)些现象的(de)除了(le)暗物质的假说之(zhī)外(wài)，另一种可(kě)能就是人类对引力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空间中的工作(zuò)方式(shì)是不同的，这意味着在行星系尺度中的天体(tǐ)会沿(yán)着它们的轨道，按照我们所(suǒ)理解的方(fāng)式(shì)运(yùn)动。但是上升到星系和星团的(de)尺度，引力(lì)之(zhī)间(jiān)的相互作用(yòng)则是不同(tóng)的方式。对于在星系团之间的相互作用(yòng)，科学家还引入了外(wài)部(bù)场效(xiào)应的(de)概念，指的是在数百(bǎi)万(wàn)光年的规模上，巨大的质(zhì)量之间会产生对(duì)彼此特殊的效(xiào)果，这个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德(dé)理论成(chéng)立，这(zhè)意味着我们需要对现在(zài)的物(wù)理定律进行修正(zhèng)，这些发现也(yě)让很多(duō)人认为暗物质假(jiǎ)说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还有关(guān)于(yú)暗物质存在的其他的(de)理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)，这些理(lǐ)论证据(jù)是蒙德理论所没(méi)法解释的“引力透镜(jìng)”。

逆天邪神为什么不更新了 逆天邪神是什么时候开始写的>逆天邪神为什么不更新了 逆天邪神是什么时候开始写的a-ratio="0.5597331716191631" 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(jìng)向距离(lí)为(wèi)37亿(yì)光年的子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类(lèi)似这样的星团，它们大部分(fēn)的普通质量都在星系的气体当中。当星(xīng)团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的时(shí)候，星际(jì)气体的相互作用就(jiù)会导(dǎo)致(zhì)温度(dù)的急(jí)剧(jù)升高，速度(dù)大幅(fú)降(jiàng)低。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的质(zhì)量(liàng)将位于所有这(zhè)些气体所在(zài)的中(zhōng)间区域(yù)。那么我们(men)通过什么(me)来验证它(tā)的质(zhì)量区域到底(dǐ)是不(bù)是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太(tài)空望远镜传回了宇宙当中第(dì)一(yī)张全彩的高清照片，在(zài)照片中我们可以(yǐ)明显地看到很(hěn)多星(xīng)系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是(shì)真的(de)被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是韦(wéi)伯望(wàng)远镜(jìng)出了什么(me)问题，而(ér)是(shì)这样(yàng)极(jí)遥远的(de)天体和我们地球上的观(guān)测者之间(jiān)。被一个质量超级(jí)巨大的天体遮(zhē)挡，这个超大质量的东西的(de)引力，会使身后更遥远星系(xì)的光都发生了(le)扭曲。这个现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨(jù)大(dà)的天体可(kě)能是超大(dà)质(zhì)量的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹(dàn)星系(xì)团观测的时候，发(fā)现它(tā)的大(dà)质(zhì)量(liàng)区域并不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的(de)解释方法就(jiù)是当星团发生全部(bù)的碰撞时，可被观测到的(de)质量气(qì)体被(bèi)卡(kǎ)在了(le)中间，暗(àn)物质则直接通过了这个(gè)区域，并在两边形成(chéng)了引(yǐn)力(lì)透镜。对子弹星系团的(de)引力透镜研(yán)究也被认(rèn)为是(shì)暗物质存在的迄(qì)今(jīn)为止最好(hǎo)的(de)理论(lùn)证据(jù)。

除此(cǐ)之外(wài)，还有来自宇宙当(dāng)中最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年(nián)之(zhī)后，可见(jiàn)光终于可以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇宙空间背景(jǐng)上留下了各相同性的微波辐射。其(qí)中红色(sè)的部分表(biǎo)示温度较高的(de)区域，蓝(lán)色则表示相(xiāng)对较(jiào)冷(lěng)的区(qū)域，但实际上它们之间的(de)温差只有万分之(zhī)一(yī)。

科学(xué)家(jiā)们通过对前景(jǐng)背景分离后的二值(zhí)图像进行(xíng)连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形(xíng)看起来不应该是(shì)这样的，而随着暗物质的增(zēng)加，一些(xiē)峰值(zhí)的(de)幅度会减小，才变(biàn)得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙(zhòu)微波背景辐射的测量值(zhí)，我们需(xū)要的暗物质大约是(shì)普通物质的(de)5倍(bèi)。这(zhè)个数字与(yǔ)解(jiě)释(shì)星(xīng)系(xì)当(dāng)中恒星运动(dòng)所需要(yào)的暗物质比例是一致的。这(zhè)就意味着。

用了(le)一个简单的理论框架，就很好地解(jiě)释(shì)了(le)很多(duō)不同的观测结果。而暗物(wù)质(zhì)的(de)本质就(jiù)是宇宙(zhòu)当中(zhōng)存在着某种类型的粒子，它们不参(cān)与任何其(qí)他(tā)的电磁(cí)作用，只通过引力来(lái)相互作用。所以如果(guǒ)能够找到这种粒子(zi)的存在，就相当于(yú)找到了暗物(wù)质存在的实(shí)际(jì)证据。这种粒子(zi)到底是什么？科(kē)学家们(men)已经提出(chū)了数十(shí)种的假想目标，而要(yào)寻找(zhǎo)这(zhè)些(xiē)不同(tóng)的目(mù)标粒子(zi)所需要的实验(yàn)方式也(yě)不相同。在过去的几十年当中，人类为了寻(xún)找这些看不见、摸不到，几乎(hū)不会与常规物质相互作用的“暗物(wù)质”，科学家们已经(jīng)进行(xíng)了超过(guò)50次的实验(yàn)，却没有任何实质性的发现，除了一个地方，意大利的(de)格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下(xià)1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学实验室，这(zhè)个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一(yī)个三层楼高(gāo)的(de)探测器，一直致(zhì)力于寻找暗物质(zhì)粒子(zi)的周期(qī)性震荡(dàng)。

自1997年(nián)以来，这里的科学家声(shēng)称(chēng)观测到(dào)了某(mǒu)种信号。经过了20多年的数(shù)据收集，人们发现了一个有趣的事情。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(qiě)在20年当中每年都是一样(yàng)。一些科学家认为这可能(néng)是(shì)人类发现暗物(wù)质的第一个直接证据。

但是(shì)为什么暗物质会(huì)产生周(zhōu)期性的年(nián)度信号呢？刚才(cái)我们讲了(le)太(tài)阳(yáng)系正在(zài)以220公里/秒的速度围(wéi)绕(rào)着银河系进(jìn)行移动，那么如果暗物(wù)质存在宇宙当中，这意味(wèi)着(zhe)我(wǒ)们也在以这样(yàng)的速度在穿越着暗物质流，这(zhè)个过程中(zhōng)会产生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速度(dù)围绕太阳(yáng)进(jìn)行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环(huán)绕银河系的方(fāng)向(xiàng)是(shì)一(yī)致的，而另外半年则(zé)与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的(de)方(fāng)向正好达到完全(quán)一(yī)致，这是理(lǐ)论上地(dì)球穿越暗物质(zhì)流最快(kuài)的时段。而在11月(yuè)份，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管在实际的(de)情(qíng)况中，太(tài)阳(yáng)系(xì)相对银河系的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是这(zhè)并不影响(xiǎng)这个理论的有(yǒu)效性。

因(yīn)此科学家认(rèn)为这可以用来(lái)解释，研究人员们(men)所观测到的(de)周期性(xìng)信号。当然也可能有其他的(de)情况，造成(chéng)这(zhè)种年(nián)度周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚(shèn)至(zhì)连意(yì)大利游客的(de)数量也符合这个周(zhōu)期的规(guī)律。

所以，科(kē)学家们又在南半球(qiú)建(jiàn)立了一个几乎相同的实(shí)验(yàn)室，这(zhè)里的季节与之前的实验(yàn)室正好相反(fǎn)，而在这里，地球穿过(guò)暗物质(zhì)流的(de)运动特征和(hé)第一个实验室是一样的。

因此，如果在这(zhè)里可以(yǐ)得到相(xiāng)同的信号，就可以成为暗物质所存在的非常有力的(de)证据了。但是由于这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至目前还(hái)无法提供相应的数(shù)据支持。另(lìng)外，在(zài)2025年，NASA将会发(fā)射一台新(xīn)的望远镜，这(zhè)台太空(kōng)望远镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼(màn)”，它的(de)主(zhǔ)镜大小跟哈(hā)勃望(wàng)远镜(jìng)相同(tóng)，但它的宽视场仪器(qì)提供的视野是哈(hā)勃红外(wài)仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望(wàng)远镜其中一个关键的用途就是探索(suǒ)暗(àn)物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只能(néng)拭目以待了。费米实验(yàn)室粒子天体(tǐ)物理中(zhōng)心的科学家(jiā)丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究(jiū)发现，如果暗(àn)物质存在，它(tā)们极(jí)有可(kě)能拥有另(lìng)一种神(shén)秘的(de)效应，这(zhè)种暗物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或者(zhě)说(shuō)是(shì)生(shēng)命进化的一个重要(yào)因素。

如果这(zhè)一理论得到进一步的证实(shí)，那么遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不(bù)会(huì)意味(wèi)着人类并(bìng)不(bù)孤单(dān)呢？或(huò)许在宇宙当(dāng)中某(mǒu)个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正(zhèng)在通过(guò)这(zhè)样的效应创造生命(mìng)。当(dāng)然，这(zhè)些推论的(de)大前提是要先找到(dào)暗物(wù)质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。那(nà)么(me)小伙伴们(men)，你们觉得(dé)暗物质到底存不(bù)存在呢(ne)？喜欢请点赞(zàn)，你的支持(chí)是(shì)我(wǒ)更新的(de)动(dòng)力(lì)！

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