宇宙是“人为制造”的？为何会存(cún)在科(kē)学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是(shì)什么(me)？人(rén)类为了寻找暗物质(zhì)存在的证(zhèng)据，科学家们在过去(qù)的几十(shí)年当(dāng)中进行了超过(guò)50次(cì)的长(zhǎng)期实验，但(dàn)是却没有发(fā)现任(rèn)何的有(yǒu)效证据(jù)。除(chú)了一(yī)个地方，在1687年出(chū)版的自然哲学(xué)数学原理一书中(zhōng)，埃萨(sà)克牛顿发表了(le)万有引力定律(lǜ)，它揭示了(le)宇(yǔ)宙中天体运动的(de)规(guī)律。往后的几百年来，当天文学家们(men)发现某些天体运行轨道(dào)出(chū)现异常，不符合(hé)万(wàn)有(yǒu)引力定律(lǜ)的时候，他们(men)就会(huì)知道，周围一(yī)定有未知的天体通过引力在摄动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异(yì)常，推算(suàn)并且发现了海王星的存在。另外，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥(míng)王星的发现都是应(yīng)用万有引力(lì)定律所(suǒ)取得重大天(tiān)文成就的(de)例子。但是这些发现都是在(zài)恒星系统(tǒng)的(de)尺(chǐ)度当(dāng)中，可当我们上升到星系或者是(shì)星团的尺度，事情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里(lǐ)茨兹(zī)威基正在研究和测量后发(fā)星系(xì)团的质量。这(zhè)是一个由数千个(gè)星系所组(zǔ)成的(de)巨大(dà)星系团，这些星系(xì)被引力束(shù)缚在一(yī)起。测量星系团的质量一(yī)般会使用到两种方(fāng)法(fǎ)，当两种方法结果(guǒ)一(yī)致，就可以确定其质量的范围。

第一种是获得(dé)其"光度(dù)学的质量"，需要的数(shù)据是测量各个星系的光(guāng)度(dù)。

第二种是动(dòng)力学质量(liàng)的(de)计算，是(shì)利用(yòng)光(guāng)谱红移测量星(xīng)系(xì)团中的(de)各个星系相对(duì)于星系(xì)团的运动速(sù)度。当测量结(jié)果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学(xué)质量(liàng)”竟然是“光(guāng)度(dù)学质量”的(de)400倍。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的(de)质量消失了，或者说这99%的质量并不(bù)以(yǐ)可见光(guāng)的(de)形式所存在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的(de)是，在(zài)测(cè)量(liàng)速度的过(guò)程(chéng)中，兹(zī)威(wēi)基发现(xiàn)星系团中很多星系的速度比(bǐ)理(lǐ)论上(shàng)要快得多(duō)，按照牛顿的(de)运动(dòng)学定律，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产生(shēng)的引力是无法(fǎ)将它们束(shù)缚在星系团内(nèi)的，它(tā)们(men)早就(jiù)应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非有一(yī)种(zhǒng)神秘的(de)力(lì)量在起作用，这(zhè)种(zhǒng)力(lì)量(liàng)来源于某种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它(tā)们(men)却占据着宇宙中绝大部分的(de)质量。只(zhǐ)是当时的(de)人们对这样(yàng)的一(yī)种说(shuō)法不屑一顾。

直(zhí)到40年(nián)之后，“暗物质”这个词(cí)才再一次出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测(cè)仙女座星系中的恒(héng)星运动(dòng)。理论上(shàng)来说(shuō)，距离中心越远的恒星在其(qí)轨道上(shàng)的运行速(sù)度(dù)就会(huì)越慢。但是他们观测(cè)的结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的(de)旋(xuán)转速(sù)度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛顿的万(wàn)有引(yǐn)力定律，在(zài)星系当(dāng)中(zhōng)如果没有足够(gòu)大的质量来吸引它们，这些外(wài)围(wéi)的恒星(xīng)早就被甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。基于这种(zhǒng)现象，科(kē)学家们会(huì)使用一(yī)种相对标准的(de)方法来解释(shì)暗物质的存在，这(zhè)种方法就是测(cè)量(liàng)星系当中气(qì)体在(zài)X轴上(shàng)距离星系中心的(de)距离，以及(jí)在Y轴上气体(tǐ)的旋(xuán)转速度。如果出现异常的结果，就认为是(shì)由暗物质的力(lì)量进入其中。

岳飞满江红多少字不含标点，岳飞《满江红》多少字加标点src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

于是科学(xué)家(jiā)们通过射电望(wàng)远镜测(cè)量了距离星系(xì)中心更远距离的氢元素，发现它(tā)们的旋转速度(dù)并不(bù)符(fú)合牛顿的力学(xué)定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银(yín)河系的第三(sān)悬臂之上，距离银(yín)河(hé)系中岳飞满江红多少字不含标点，岳飞《满江红》多少字加标点心2.6万光(guāng)年(nián)，根据万有引力定律进(jìn)行计算(suàn)，太(tài)阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系(xì)旋转，这个(gè)实际(jì)速度(dù)远远大于理(lǐ)论(lùn)速(sù)度，那么产生以上(shàng)这种向(xiàng)心加(jiā)速度的原因很可(kě)能就是存在着一种(zhǒng)我们看不到的物(wù)质，是这些暗物质的(de)引力效应将星系(xì)聚集在了(le)一起。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开始(shǐ)相(xiāng)信暗(àn)物质的存在(zài)。科学家根据星系外恒(héng)星轨道的速度，估(gū)算在星系当中暗物质的质(zhì)量(liàng)占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不(bù)是唯一可以解释这(zhè)个现象(xiàng)的原(yuán)因。在一项新(xīn)的研究当中(zhōng)，科学家们发现(xiàn)，几乎没(méi)有(yǒu)引力(lì)效(xiào)应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度上的微小(xiǎo)差异(yì)。另外，天文(wén)学家(jiā)还发(fā)现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系(xì)距离地球大约2.5亿光年(nián)，大小(xiǎo)和银河(hé)系不多，但(dàn)是星系当(dāng)中(zhōng)存(cún)在的恒星数量(liàng)却只有(yǒu)银河系的千分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析(xī)。但是科学家们使用最先(xiān)进(jìn)的(de)望远镜对其进行了(le)40个小时的(de)详细测(cè)量之后，发现星系中(zhōng)的恒星运动是可以(yǐ)用(yòng)正常的(de)物质和力学(xué)定律来解释(shì)的。那么又有(yǒu)人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗物质(zhì)，已经被附近的另一(yī)个大(dà)星系剥离了(le)。奇怪的(de)是，它(tā)的附(fù)近没有任何星系存在。造(zào)成(chéng)这些现(xiàn)象的除了(le)暗物质(zhì)的假说之(zhī)外，另一种可能就(jiù)是人类对引力(lì)的理解还(hái)不够全(quán)面(miàn)，引力(lì)很(hěn)可能在不(bù)同(tóng)尺度空间中的工作(zuò)方式是不同的，这意味着在行星系尺度(dù)中的天体会沿(yán)着它们的轨道，按照我们所理解的(de)方(fāng)式运动。但是上升到星系和星团(tuán)的(de)尺度，引力之间的相互作用(yòng)则(zé)是不同的方式。对(duì)于(yú)在星(xīng)系团(tuán)之间的相(xiāng)互作用，科学家还引入了外部场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的是在数百万光年的规模上(shàng)，巨(jù)大的(de)质量(liàng)之间会产生对彼此特殊的效(xiào)果(guǒ)，这个理(lǐ)论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我(wǒ)们需要(yào)对现在的物理定律进行修正(zhèng)，这些(xiē)发现也(yě)让很多(duō)人认为暗物(wù)质假说理论(lùn)就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中(zhōng)还有(yǒu)关于暗物质存在的其他的理论证据，这些理(lǐ)论(lùn)证据是蒙德理(lǐ)论所没法解释的“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径(jìng)向距离为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星(xīng)系团所(suǒ)组成，类似这样的星团，它们大部分的普通质量都在星系的气体当中。当星(xīng)团以1000万公(gōng)里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相(xiāng)互作(zuò)用就会导致(zhì)温度(dù)的(de)急剧升高，速度大幅降(jiàng)低(dī)。所以在理(lǐ)论上(shàng)，在(zài)碰撞(zhuàng)之(zhī)后，子弹星系团(tuán)大(dà)部分(fēn)的质量将(jiāng)位于所有这些气体(tǐ)所(suǒ)在(zài)的中间区域。那么我们通过(guò)什么来(lái)验(yàn)证它的质(zhì)量区域到(dào)底是不是(shì)集中在中间呢？前不久，詹(zhān)姆斯(sī)韦伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当中(zhōng)第一张全(quán)彩(cǎi)的高(gāo)清照片(piàn)，在照(zhào)片(piàn)中我(wǒ)们可以明显地看到很多星(xīng)系似乎被拉伸产生了巨大的(de)形变(biàn)。其实这(zhè)些(xiē)星(xīng)系本身并(bìng)不是真的(de)被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这(zhè)样极遥(yáo)远的天体和我们地(dì)球上的观测者之(zhī)间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超(chāo)大质(zhì)量的东(dōng)西的引力，会(huì)使(shǐ)身后更(gèng)遥远星系的光都发生(shēng)了扭曲。这个现(xiàn)象就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨(jù)大的天体可能是超(chāo)大质(zhì)量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量(liàng)区域并不是(shì)在中间，而是(shì)在两侧。所以最好的解(jiě)释方(fāng)法就是(shì)当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到(dào)的质(zhì)量气(qì)体被(bèi)卡(kǎ)在了(le)中间(jiān)，暗物质则直(zhí)接通(tōng)过了这个(gè)区(qū)域，并(bìng)在两(liǎng)边(biān)形成了引(yǐn)力透镜。对(duì)子弹(dàn)星系(xì)团的引力透(tòu)镜研(yán)究也被认(rèn)为(wèi)是暗物质存在(zài)的迄今为止最好(hǎo)的(de)理论(lùn)证据。

除此之外，还(hái)有来自(zì)宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于可以畅通无(wú)阻(zǔ)地穿越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了(le)。经(jīng)过了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇(yǔ)宙空间(jiān)背(bèi)景(jǐng)上留下了各(gè)相同(tóng)性的微波辐(fú)射。其中红色的部分表示温度较(jiào)高的区(qū)域(yù)，蓝色则表(biǎo)示相对较(jiào)冷的区域，但实际上它们之间的温差只有万分之一。

科学家们通过对前(qián)景背景分离后(hòu)的二值图像进行连通域提取(qǔ)和标记(jì)之(zhī)后发(fā)现，如果(guǒ)宇(yǔ)宙当中没有暗(àn)物质(zhì)，图(tú)形看起来(lái)不应该是(shì)这样的(de)，而随着暗(àn)物质的增加(jiā)，一些峰(fēng)值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景(jǐng)辐(fú)射(shè)的测量值，我们需要的暗物(wù)质(zhì)大(dà)约(yuē)是普通(tōng)物质的5倍。这个数字与解释星系(xì)当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例是一致的。这就意(yì)味着。

用了一个简单(dān)的理论框(kuāng)架，就很好地解(jiě)释了很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在(zài)着某种类(lèi)型的粒子(zi)，它们(men)不参与任何其(qí)他(tā)的电磁作用(yòng)，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所以(yǐ)如果能够找到(dào)这种粒(lì)子的存在，就相当于(yú)找到了(le)暗物质(zhì)存在的(de)实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提(tí)出了数十(shí)种的假想目标，而要寻找这些(xiē)不同的目标(biāo)粒(lì)子所需要的实验方(fāng)式(shì)也不相同(tóng)。在过去(qù)的几(jǐ)十年当中，人(rén)类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次(cì)的实验，却没有任何实(shí)质(zhì)性的(de)发(fā)现，除了一个地方，意(yì)大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着地球上最(zuì)大的地学实(shí)验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三层楼高的探测器，一(yī)直致力于寻(xún)找暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家(jiā)声称观测到了某种信号(hào)。经过了(le)20多年的数据(jù)收集，人们发现了一个(gè)有趣的(de)事情。探测(cè)率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而(ér)且(qiě)在20年当中(zhōng)每年都是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗物质(zhì)的第一个(gè)直接证据。

但是为什么暗物质会产生周期性的年度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们(men)讲了(le)太阳系(xì)正在(zài)以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的速度围绕着银河系进行移动，那(nà)么如果暗(àn)物质存在宇宙当中(zhōng)，这(zhè)意味着我们也(yě)在以这(zhè)样的速度在穿越着暗(àn)物质流(liú)，这个过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同时(shí)地球又以30公里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕(rào)太阳进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半年的时间(jiān)，地球围绕太阳的(de)方向(xiàng)与太(tài)阳(yáng)环绕银河系的方向是一致的(de)，而另外半(bàn)年则与之相反。

而在(zài)6月(yuè)份的时候，地球与太(tài)阳的方向正好达到完(wán)全一致，这是理(lǐ)论(lùn)上地(dì)球穿(chuān)越暗物质流最(zuì)快的时段。而在(zài)11月份(fèn)，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际的(de)情(qíng)况(kuàng)中，太(tài)阳系相(xiāng)对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影响这个理论(lùn)的(de)有效性。

因此科(kē)学家认为这(zhè)可以用(yòng)来解释，研究(jiū)人员(yuán)们所(suǒ)观测(cè)到的周期(qī)性信号(hào)。当(dāng)然也可(kě)能有其(qí)他的情况，造(zào)成这种年度(dù)周期信号的(de)差异也可能是温度、湿(shī)度、土(tǔ)壤(rǎng)中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的(de)数(shù)量也符合这个(gè)周期(qī)的规律。

所以，科学(xué)家们又在(zài)南半球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与之(zhī)前的实验室正好相(xiāng)反(fǎn)，而在这里，地球(qiú)穿(chuān)过(guò)暗物质流的运动特征和第(dì)一个实验室(shì)是一(yī)样(yàng)的。

因此，如果在这里可以得到相同的(de)信号，就可(kě)以成为暗物质(zhì)所(suǒ)存在的非常有力的证据(jù)了。但是由于这个(gè)实验室刚刚建成不久，所以截(jié)至目前还无法(fǎ)提供相应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太空(kōng)望远镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的(de)主镜大(dà)小跟(gēn)哈勃望远镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽视场仪器提(tí)供的视野是哈勃(bó)红外仪器的(de)100倍。南(nán)希格雷斯罗(luó)曼太(tài)空望远(yuǎn)镜其中一个关(guān)键的用途就是探(tàn)索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测的结(jié)果，我们只(zhǐ)能(néng)拭目以待了。费米实验(yàn)室粒子天体物理中心的科(kē)学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物(wù)质存(cún)在(zài)，它们极有可能拥(yōng)有另一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙(zhòu)当中(zhōng)生命的(de)诞生(shēng)，或者(zhě)说是生(shēng)命进化的一(yī)个重(zhòng)要因素。

如果(guǒ)这一理(lǐ)论得(dé)到进一步(bù)的证实，那(nà)么遍布宇宙当(dāng)中的暗物(wù)质会不会意味着人类并不(bù)孤(gū)单呢？或许(xǔ)在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角落的行星上，暗物质正在(zài)通过(guò)这样的效应(yīng)创造生命。当然，这(zhè)些推论的大前(qián)提是(shì)要先(xiān)找到暗(àn)物(wù)质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到(dào)底(dǐ)存不存在呢(ne)？喜欢请点(diǎn)赞，你(nǐ)的支(zhī)持(chí)是我更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 岳飞满江红多少字不含标点，岳飞《满江红》多少字加标点