宇宙是“人为制造”的？为何会(huì)存在科学无法解释(shì)的“暗物(wù)质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类(lèi)为(wèi)了寻找暗物质(zhì)存在的(de)证据(jù)，科学家(jiā)们在过去(qù)的(de)几(jǐ)十年当中进行了超过50次的长期(qī)实(shí)验，但是却没有(yǒu)发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理一书中(zhōng)，埃(āi)萨克牛顿发表了万(wàn)有引力定律，它揭示了(le)宇(yǔ)宙中天(tiān)体运动的规(guī)律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们(men)发现某(mǒu)些天体(tǐ)运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符合万(wàn)有引(yǐn)力定律的时候，他们就(jiù)会知道(dào)，周围一定有未知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的(de)轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星(xīng)运行轨道的异常，推算并且发(fā)现了海王(wáng)星的存在。另外，哈(hā)雷(léi)彗星、冥王星的发(fā)现都是应用(yòng)万有引力定(dìng)律(lǜ)所取(qǔ)得重(zhòng)大天文成就的例子。但(dàn)是(shì)这些发现都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中，可(kě)当我们上升到星系或者是星(xīng)团的尺度，事(shì)情(qíng)就(jiù)开(kāi)始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的质(zhì)量。这是一(yī)个(gè)由数千个星系所(suǒ)组成的巨(jù)大星(xīng)系团(tuán)，这(zhè)些(xiē)星系被引力束缚在(zài)一起。测量星系团(tuán)的质量一般会使用到两(liǎng)种方法，当两种方(fāng)法结果一致，就可以确定其(qí)质量的(de)范围。

第(dì)一种(zhǒng)是获(huò)得其"光度(dù)学的质量"，需要的数(shù)据是测量各个星系的光度。

第二(èr)种是动力学质量的(de)计算，是利用光谱红移测量(liàng)星系团中的各个(gè)星(xīng)系相对于星系(xì)团的运动速(sù)度。当测量结果出(chū)来之后，兹威基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍。这(zhè)意味着(zhe)，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(yǐ)可见光的形式所(suǒ)存在，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在测量速度的过程中(zhōng)，兹威基发(fā)现星系团中很(hěn)多星系的速度比理论(lùn)上要快得多，按照(zhào)牛顿(dùn)的运动学定(dìng)律，仅靠这些可见星系(xì)的(de)质量所产(chǎn)生的引力是无(wú)法将它们束缚在(zài)星系团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星(xīng)系团之外(wài)了，除非有一(yī)种神秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力量来源于某种隐形(xíng)的(de)物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维基提出了(le)这样部分(fēn)不可见的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反射光，但(dàn)是它(tā)们却占据着(zhe)宇宙(zhòu)中(zhōng)绝大部分的质量(liàng)。只是当时的人(rén)们(men)对这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这(zhè)个词才再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座(zuò)星系(xì)中的恒星运动(dòng)。理论(lùn)上来说，距离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的(de)运行速度(dù)就会(huì)越慢。但(dàn)是他们观测的结果(guǒ)却让人感到不可(kě)思议(yì)。

随着与中心距离的增(zēng)加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可(kě)是根(gēn)据(jù)牛(niú)顿(dùn)的万有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律，在星系当中(zhōng)如果没有足(zú)够大的质(zhì)量(liàng)来吸引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩(shuǎi)到宇宙(zhòu)当中了。基于(yú)这种现象，科学家们会使用一(yī)种相对标(biāo)准的方法来解(jiě)释暗(àn)物质的(de)存在(zài)，这种方法(fǎ)就(jiù)是测量星系当(dāng)中气体(tǐ)在(zài)X轴上距离星系中(zhōng)心的距(jù)离，以及在Y轴(zhóu)上(shàng)气体的旋转速度。如(rú)果出现异常的(de)结(jié)果(guǒ)，就认为(wèi)是由暗物(wù)质的(de)力量(liàng)进入其中。

于(yú)是科学家们(men)通过(guò)射电望远镜(jìng)测(cè)量了距离星系中心更远距离的氢元(yuán)素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿(dùn)的力学定律。我(wǒ)们的太阳系也不例外，太阳(yáng)系(xì)位于银(yín)河系的第(dì)三悬臂之(zhī)上(shàng)，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力(lì)定律进行计算，太阳系的运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系旋转，这(zhè)个实际速度远远(yuǎn)大(dà)于理论速度，那么(me)产生以上这种向心加速度的原因很可(kě)能就是存在着(zhe)一种我们看不到的物质，是(shì)这些暗(àn)物质的引力效应将星(xīng)系聚集(jí)在(zài)了一(yī)起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多的(de)研究(jiū)人员开(kāi)始相(xiāng)信暗物质(zhì)的(de)存(cún)在。科(kē)学家根据星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗物质的质量占整个(gè)星(xīng)系质量的85%。但是，暗(àn)物质并不(bù)是(s耳朵旁的字有哪些字，带右耳朵旁的字有哪些hì)唯一可以解释这(zhè)个现象(xiàng)的原因(yīn)。在一项新的研究当中，科学家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没(méi)有(yǒu)引(yǐn)力效(xiào)应的(de)遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现(xiàn)速度(dù)上的微(wēi)小差(chà)异。另外，天文(wén)学家还发(fā)现了一(yī)个反常(cháng)的(de)星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多(duō)，但是星系当(dāng)中存在的恒星数量(liàng)却(què)只有银(yín)河系的千分之一。

所以在理论上(shà耳朵旁的字有哪些字，带右耳朵旁的字有哪些ng)，该(gāi)星系必(bì)须(xū)存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科(kē)学家(jiā)们使用最先进的望远镜对(duì)其进行了40个小时(shí)的详(xiáng)细(xì)测量(liàng)之(zhī)后，发现星系中的(de)恒星运动是可以用正常的物质和(hé)力学定律来解释的(de)。那么又有人提出(chū)，也许该星(xīng)系的(de)暗物质，已经被附(fù)近的另(lìng)一个大(dà)星(xīng)系剥(bō)离了(le)。奇怪的是，它的附近没有任(rèn)何星(xīng)系(xì)存(cún)在。造成这(zhè)些现象的除了暗物质的假说之(zhī)外，另(lìng)一(yī)种可(kě)能(néng)就是人类对(duì)引(yǐn)力的理解还(hái)不够全面，引力很可能在(zài)不(bù)同尺度空间中(zhōng)的(de)工作(zuò)方式是不(bù)同的，这意味(wèi)着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道(dào)，按照我(wǒ)们所(suǒ)理(lǐ)解的方式运(yùn)动。但(dàn)是上升到星(xīng)系(xì)和星团的尺度，引力(lì)之(zhī)间的(de)相互作用则是不同的方式。对于在星系团(tuán)之间的相互作用，科(kē)学家还引入了外部场效应的概念，指的(de)是在数百(bǎi)万光年的规模上，巨大的质量之间会(huì)产生(shēng)对(duì)彼此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着(zhe)我们需要对现在的(de)物理(lǐ)定律进行修正，这(zhè)些发现也让很多人认为暗物质假说理论就此(cǐ)终结。但是在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)还有关于(yú)暗(àn)物质存耳朵旁的字有哪些字，带右耳朵旁的字有哪些(cún)在(zài)的其他(tā)的理论证据(jù)，这些理论证据是蒙德(dé)理论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿(yì)光(guāng)年的子弹星系(xì)团，由(yóu)两个碰撞的星系团所组成，类似这样的星团，它们大(dà)部分的普通质量都(dōu)在(zài)星系(xì)的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时发生碰(pèng)撞的(de)时候，星际气体的(de)相互作用(yòng)就(jiù)会导致温度的急(jí)剧升高，速(sù)度大幅(fú)降(jiàng)低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部(bù)分(fēn)的(de)质量(liàng)将位于所有(yǒu)这些(xiē)气体所在的(de)中间区域。那(nà)么我们通(tōng)过什么(me)来验证它的质(zhì)量区域到底是不是集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙(zhòu)当中第(dì)一张全彩(cǎi)的高清照片(piàn)，在照片中(zhōng)我们可以(yǐ)明显地看到很多星系(xì)似乎(hū)被拉伸产(chǎn)生了巨大的(de)形变。其实这(zhè)些星系本身并不是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦(wéi)伯(bó)望(wàng)远镜(jìng)出了什(shén)么问(wèn)题，而是这样极(jí)遥远(yuǎn)的天体和我们(men)地球上的观测者之间。被一个质量超(chāo)级巨大的天体遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量(liàng)的东西的引力，会使身后更(gèng)遥远星系的光(guāng)都(dōu)发生(shēng)了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的(de)天体(tǐ)可能是超大质(zhì)量的黑(hēi)洞(dòng)或者是(shì)暗物质(zhì)。

所以当(dāng)人们对(duì)子弹星系(xì)团观测的(de)时候，发现(xiàn)它的大质量(liàng)区域并不是(shì)在中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好的解释方法就是当(dāng)星团(tuán)发(fā)生全部的(de)碰撞时(shí)，可被观测到的(de)质量(liàng)气(qì)体被卡在了(le)中间，暗物质则直接(jiē)通过了这个区域，并在两边(biān)形成了引力(lì)透镜。对子(zi)弹星系团(tuán)的引力透镜研(yán)究也被认为是暗物质存在的迄今(jīn)为(wèi)止最(zuì)好的理论(lùn)证据。

除此之外(wài)，还(hái)有来自宇宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸(zhà)开始，38万年之后(hòu)，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这些光在宇(yǔ)宙空间背景(jǐng)上留下了各相同性(xìng)的微波辐射。其(qí)中红色的(de)部分表示温(wēn)度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相(xiāng)对(duì)较冷的区域，但(dàn)实际上(shàng)它们之间的温(wēn)差(chà)只有(yǒu)万分之一。

科学家们(men)通(tōng)过对(duì)前景(jǐng)背景分离后的二值图像(xiàng)进行连(lián)通域(yù)提取和(hé)标记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应(yīng)该是这样的，而随着暗物质的(de)增(zēng)加，一些峰值的幅度(dù)会(huì)减(jiǎn)小，才(cái)变得(dé)看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量值，我(wǒ)们需要的暗(àn)物质大约是普通物质(zhì)的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解(jiě)释(shì)星(xīng)系当中恒星运动所需要的(de)暗物(wù)质比例是一(yī)致的。这就意(yì)味(wèi)着(zhe)。

用(yòng)了一个简单的(de)理论框架，就很好地解释了很(hěn)多不同(tóng)的(de)观测结果。而暗物质的本(běn)质就(jiù)是宇宙当中存(cún)在着某种类(lèi)型的粒子(zi)，它们(men)不参与任何(hé)其他的电磁(cí)作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果(guǒ)能(néng)够(gòu)找(zhǎo)到(dào)这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的实际证据(jù)。这种粒子到底是什(shén)么？科学家们(men)已(yǐ)经提出(chū)了(le)数(shù)十种的假想目(mù)标，而(ér)要寻找这些不同的目标(biāo)粒子所需(xū)要的实(shí)验方式也不相(xiāng)同(tóng)。在过去的几十年当中，人(rén)类为了寻找这些看(kàn)不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗(àn)物质(zhì)”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次的实验，却没有任何(hé)实质性的(de)发现，除(chú)了一个地方(fāng)，意大(dà)利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球(qiú)上最大的地学实验室，这(zhè)个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直(zhí)致力(lì)于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这(zhè)里的科学家声(shēng)称(chēng)观测到(dào)了某种(zhǒng)信号。经过了(le)20多年的数据收集，人们发现(xiàn)了一(yī)个有趣的事(shì)情。探(tàn)测(cè)率会(huì)在每年(nián)的6月份达(dá)到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年(nián)当中每年(nián)都(dōu)是一样。一些科学(xué)家(jiā)认为这可能(néng)是(shì)人(rén)类发(fā)现暗物质(zhì)的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗物质会产(chǎn)生周期性的(de)年(nián)度信号(hào)呢？刚(gāng)才我们(men)讲了太(tài)阳系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕着银(yín)河系进行移动，那么(me)如果暗(àn)物(wù)质存在宇宙当(dāng)中，这意(yì)味着我(wǒ)们(men)也在(zài)以这(zhè)样的速度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度(dù)围绕太(tài)阳进行旋转。所以有半年的(de)时间，地球围(wéi)绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的(de)，而另外半年(nián)则与之相反。

而在6月份的(de)时候，地球与太(tài)阳的方向正好(hǎo)达(dá)到(dào)完(wán)全一致，这是理论上(shàng)地(dì)球穿越暗物质流(liú)最快的时段。而(ér)在(zài)11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢(màn)值(zhí)。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系(xì)相对(duì)银河系(xì)的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影(yǐng)响这个(gè)理论的有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科(kē)学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们所观(guān)测(cè)到的周期性信号。当然(rán)也(yě)可能有其他(tā)的情(qíng)况，造(zào)成这种(zhǒng)年度周期信号的差异也可能是温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤(rǎng)中的水分、高山上的积雪，甚至连意(yì)大(dà)利游客的数量也符(fú)合(hé)这个周期的规(guī)律。

所(suǒ)以，科(kē)学(xué)家们又在南半(bàn)球建立了(le)一个(gè)几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季节与之前的实(shí)验室正好相反(fǎn)，而(ér)在这里，地球(qiú)穿(chuān)过暗(àn)物质(zhì)流的运(yùn)动特征和(hé)第(dì)一个(gè)实验(yàn)室(shì)是一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在(zài)这里可以得到相同的信号，就可(kě)以成(chéng)为暗(àn)物质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但是由(yóu)于这(zhè)个(gè)实(shí)验室(shì)刚刚建成不久，所(suǒ)以(yǐ)截至目前还无法(fǎ)提(tí)供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的(de)望(wàng)远镜(jìng)，这台(tái)太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南希格雷斯(sī)罗(luó)曼”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大(dà)小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的宽视场(chǎng)仪(yí)器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中一(yī)个关(guān)键的用途就是探索暗物质背(bèi)后的(de)奥秘(mì)，对于探测的结果，我们只能拭目以待了。费米(mǐ)实(shí)验室粒(lì)子(zi)天体物理中心(xīn)的科(kē)学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究发现(xiàn)，如果(guǒ)暗物质(zhì)存在，它们极有可能(néng)拥(yōng)有另一种神秘的效应，这(zhè)种暗物(wù)质效应，会支持宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者说是生(shēng)命进化的一个(gè)重要因素。

如果这一理论(lùn)得到(dào)进一步(bù)的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质(zhì)会不(bù)会意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许在(zài)宇(yǔ)宙当中某个(gè)角落(luò)的(de)行星(xīng)上，暗物质正在(zài)通过这样的(de)效应创(chuàng)造(zào)生命。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物(wù)质存在的实际(jì)证(zhèng)据。那(nà)么(me)小伙伴们(men)，你们觉(jué)得暗物质(zhì)到底存不存(cún)在(zài)呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你的(de)支持是我更新的(de)动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 耳朵旁的字有哪些字，带右耳朵旁的字有哪些