宇宙(zhòu)是(shì)“人为制(zhì)造”的？为何会存在科学(xué)无法解释的(de)“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟是什么(me)？人类为了寻找暗物(wù)质存(cún)在的证(zhèng)据，科学家们在(zài)过(guò)去的几(jǐ)十年当中进行了超过50次的长期(qī)实验，但是却没有发现任(rèn)何(hé)的有效证(zhèng)据。除了一个地方(fāng)，在1687年(nián)出版的(de)自然哲学数学原理一(yī)书中(zhōng)，埃萨(sà)克(kè)牛顿(dùn)发表(biǎo)了万有引力定律，它(tā)揭示(shì)了宇宙中(zhōng)天体运动的规律。往后的几百年来，当天文学家们发现某(mǒu)些天体运行轨道出现(xiàn)异(yì)常，不符合万有引力定律的时候，他们就会知(zhī)道(dào)，周围一(yī)定有未(wèi)知的天体(tǐ)通过引力(lì)在(zài)摄动它的轨(guǐ)道。比如(rú)在1846年，奥本勒(lēi)维耶(yé)就通过天(tiān)王(wáng)星运行(xíng)轨道(dào)的异常(cháng)，推算(suàn)并且发现了海王星的(de)存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是(shì)应用万有引(yǐn)力定律所取得(dé)重(zhòng)大天文成就的例子。但是这些发(fā)现都是在恒星系统的(de)尺度当中，可当我(wǒ)们上升(shēng)到星系或者是星团的尺度，事(shì)情就开始变得诡异(yì)了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹(zī)威基(jī)正在研(yán)究和测量后发星系团(tuán)的质量(liàng)。这(zhè)是一(yī)个由(yóu)数(shù)千(qiān)个星系所(suǒ)组成的巨大星系(xì)团(tuán)，这些星系(xì)被引力(lì)束缚在一起。测量星(xīng)系团的质量一般(bān)会使用(yòng)到两种方法，当两种方法结果一致，就可(kě)以确定其质量的范围。

第一种是(shì)获(huò)得其"光度学的(de)质量"，需要(yào)的数据是测(cè)量各个星系的(de)光度。

第二种是动力学质量的计(jì)算，是利用光谱红移测量星系团中的各个星系相对于星系团的运动速(sù)度。当测(cè)量结果出来之后(hòu)，兹威基彻(chè)底(dǐ)懵(měng)了，“动力(lì)学质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后(hòu)发座星系(xì)团有99%的质量消失了，或者(zhě)说(shuō)这(zhè)99%的质量并不以(yǐ)可见光的形式所(suǒ)存在，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速度的过程(chéng)中，兹(zī)威基发现星系(xì)团(tuán)中很多星(xīng)系的速(sù)度(dù)比理(lǐ)论(lùn)上(shàng)要(yào)快得(dé)多(duō)，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠(kào)这些可见(jiàn)星系的(de)质量所产生的引力(lì)是无法将它(tā)们束缚在星系团(tuán)内的，它(tā)们早就应该被抛出星(xīng)系团之外(wài)了，除非(fēi)有一种神秘的(de)力量在起作(zuò)用，这种力量来源于某种(zhǒng)隐形的物质。

据(jù)此，兹(zī)维基提(tí)出(chū)了这样(yàng)部分不(bù)可见的(de)暗质，它(tā)不发(fā)散(sàn)光、吸(xī)光、反射光(guāng)，但是它们(men)却占据(jù)着宇(yǔ)宙中绝大部分的质量。只是当(dāng)时的人们对(duì)这(zhè)样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到(dào)40年(nián)之(zhī)后，“暗物质”这(zhè)个(gè)词(cí)才(cái)再一次出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观测仙(xiān)女座星系(xì)中的恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中心越(yuè)远的恒星在其轨道上的运行(xíng)速度(dù)就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到不(bù)可思议。

随着与(yǔ)中心距离的(de)杨志的性格特点和人物事迹概括，杨志的性格特点和人物事迹简介增加，恒星(xīng)的旋转(zhuǎn)速度几乎保持(chí)不变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力(lì)定律，在星系当中如果没(méi)有(yǒu)足够大的质量来吸(xī)引它们，这(zhè)些(xiē)外围的恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会使用(yòng)一种相对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的存(cún)在，这种方法就是测量星系(xì)当中气体在(zà杨志的性格特点和人物事迹概括，杨志的性格特点和人物事迹简介i)X轴(zhóu)上距离星系中心(xīn)的距离，以及(jí)在Y轴上气体的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度。如果出(chū)现异(yì)常(cháng)的(de)结果，就认为是由暗物质的力量进入其(qí)中(zhōng)。

于是科学家们通过射(shè)电(diàn)望远镜测量了(le)距离(lí)星系中心更远距(jù)离的氢元(yuán)素，发现它们的旋转速度并不符(fú)合牛(niú)顿的力(lì)学定律。我们的太(tài)阳系(xì)也不例外(wài)，太阳系位于银河系的第(dì)三悬臂之(zhī)上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根(gēn)据万(wàn)有引力(lì)定律进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速(sù)度远远大于理论速(sù)度，那么产生以(yǐ)上这种向心加速度的原因很可能(néng)就是存在着一种我们看(kàn)不到的物(wù)质，是这些暗物质(zhì)的引(yǐn)力效应将星系聚集(jí)在了(le)一(yī)起。

也是从这时开始，越(yuè)来越多的研(yán)究(jiū)人员(yuán)开始相信(xìn)暗(àn)物质的存在。科学家根据星系外恒星(xīng)轨道的速(sù)度，估算(suàn)在星(xīng)系当中暗(àn)物质的质量占(zhàn)整个(gè)星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不(bù)是(shì)唯一可(kě)以解(jiě)释这个现象的原因(yīn)。在一项新的(de)研(yán)究(jiū)当中，科(kē)学家们发现，几乎(hū)没有引力效应(yīng)的遥远恒星之间，也会出(chū)现速度上的微小(xiǎo)差异。另外(wài)，天文学家还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但(dàn)是星系当中存在的(de)恒星数量却(què)只有银(yín)河系的千分之一。

所(suǒ)以(yǐ)在(zài)理论(lùn)上，该星系必须存在(zài)暗物质，否则(zé)就(jiù)会分崩离析。但是科学家们使用最先进的望(wàng)远镜对其进行了40个(gè)小时的详(xiáng)细测(cè)量之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的物质和力学(xué)定(dìng)律来解释的。那么(me)又有人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗物质(zhì)，已经被附近(jìn)的(de)另一(yī)个大星系剥离了。奇(qí)怪(guài)的是(shì)，它的(de)附近没有任何星系存在(zài)。造成这些(xiē)现象的(de)除了暗物质的假说之(zhī)外，另一种可能就是人类对引(yǐn)力的(de)理解还不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度空间中的(de)工作方式是不同的，这(zhè)意味着在行星系尺(chǐ)度中的(de)天体会沿(yán)着它们的轨道(dào)，按照我们(men)所理(lǐ)解的方(fāng)式运动(dòng)。但是(shì)上升到星(xīng)系和星团的尺(chǐ)度，引力(lì)之间的相互作(zuò)用(yòng)则是不同的方(fāng)式。对于在(zài)星系(xì)团之间的相互作用，科学家还引入(rù)了(le)外部场效应(yīng)的概念，指的(de)是在数百万光年的规模上(shàng)，巨(jù)大的质量之间会(huì)产(chǎn)生(shēng)对彼此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立，这意味着我们需要对现在(zài)的物理定律进行修正，这些发现也让很(hěn)多人(rén)认为(wèi)暗物(wù)质假(jiǎ)说(shuō)理论就(jiù)此终结。但是(shì)在(zài)宇宙当中还有关(guān)于暗物质(zhì)存在的其他的(de)理论证据，这些理论(lùn)证据(jù)是蒙德理论所没法解释的“引力透镜(jìng)”。

径向距(jù)离为37亿光年的子弹星系(xì)团，由(yóu)两个(gè)碰撞的星系(xì)团所组成(chéng)，类(lèi)似这(zhè)样的星团，它们大部分的普通质量都在星系的气(qì)体当(dāng)中(zhōng)。当星团(tuán)以1000万(wàn)公里/小时(shí)发生(shēng)碰(pèng)撞的时(shí)候(hòu)，星际气(qì)体的相互作(zuò)用就会导(dǎo)致(zhì)温度(dù)的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所以在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位(wèi)于所有这(zhè)些气(qì)体所(suǒ)在(zài)的中间(jiān)区(qū)域。那(nà)么(me)我们(men)通过(guò)什么(me)来验证它(tā)的质量区域(yù)到底是(shì)不是(shì)集中(zhōng)在中间(jiān)呢(ne)？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当中第一张全彩(cǎi)的高清照片，在照片中我们可以明显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产(chǎn)生了巨大(dà)的形变(biàn)。其实(shí)这些星系本(běn)身(shēn)并不是(shì)真的被(bèi)扭曲了，也不是(shì)韦(wéi)伯(bó)望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)出了什么(me)问题，而是这样极(jí)遥远的天体(tǐ)和我们地球上的(de)观测者之间。被一个质量超级巨大(dà)的(de)天体遮挡，这个超大质量的东西(xī)的(de)引力，会使身后更遥远星系的光都发(fā)生了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力透镜效应。这(zhè)个(gè)巨大的天体可能是超大质量的黑洞或者是暗(àn)物质。

所以当人们对子弹星(xīng)系(xì)团观测的时候，发现它的大质(zhì)量区域并不是在中间(jiān)，而是(shì)在两侧(cè)。所以最好的解释方法就是当(dāng)星团发生全部(bù)的(de)碰(pèng)撞时，可被观(guān)测到的质量气体被卡在(zài)了中间，暗(àn)物质则直接通过了这个区(qū)域，并在两(liǎng)边(biān)形(xíng)成了引力透镜。对子弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)的(de)引力透镜研究也(yě)被认为(wèi)是暗物质存(cún)在的迄今为止最(zuì)好的理论证(zhèng)据。

杨志的性格特点和人物事迹概括，杨志的性格特点和人物事迹简介data-type="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/3b484d043bd3430.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的光(guāng)。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可(kě)见光终于可(kě)以畅通(tōng)无阻地穿越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同性(xìng)的微(wēi)波辐射。其中红色的部分表示温(wēn)度(dù)较高的区域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的(de)区域(yù)，但(dàn)实际上它们之间的温差只(zhǐ)有万分之(zhī)一(yī)。

科(kē)学家们通过对前景背景(jǐng)分(fēn)离后的二值图(tú)像进行(xíng)连(lián)通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看起来不应该是这样的(de)，而随着(zhe)暗物质的(de)增(zēng)加(jiā)，一些峰值的幅度会减小，才(cái)变得看起来“和(hé)谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景辐射的测量值(zhí)，我们需要的暗物(wù)质大约是(shì)普通物(wù)质(zhì)的5倍。这个数字(zì)与解释星系当中恒星运动所需要(yào)的(de)暗物质比例(lì)是一(yī)致的。这就(jiù)意味着。

用了一个(gè)简单的(de)理论框架，就(jiù)很好地(dì)解释了很(hěn)多不同的观测结(jié)果。而(ér)暗物质的本质就是(shì)宇宙当中存在着某种类型(xíng)的粒子，它们不(bù)参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通(tōng)过引力来相互作用。所以如果能够找(zhǎo)到这种粒子的存在，就相当于找到了暗物(wù)质存在的(de)实(shí)际证据。这种粒(lì)子到底是(shì)什么？科学家们已(yǐ)经提(tí)出(chū)了数十种的假(jiǎ)想目(mù)标(biāo)，而要寻(xún)找这些不同的目标(biāo)粒子所需要(yào)的实(shí)验方式也(yě)不(bù)相同。在过(guò)去(qù)的几十年当中，人类(lèi)为了寻(xún)找(zhǎo)这些(xiē)看不见、摸(mō)不(bù)到(dào)，几(jǐ)乎(hū)不会与常规物质相(xiāng)互作用(yòng)的“暗物(wù)质”，科学(xué)家们已经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有(yǒu)任(rèn)何实(shí)质性的发现，除了一个地方，意大利(lì)的格兰(lán)萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏着地球上(shàng)最大的(de)地学实验室，这(zhè)个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒子(zi)的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称(chēng)观测到了某种信(xìn)号(hào)。经过了20多年(nián)的数据收集，人们发(fā)现了一个(gè)有趣的事情。探测率会在每年(nián)的6月份达(dá)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。一些科学家认(rèn)为这(zhè)可能是人(rén)类发(fā)现(xiàn)暗物质的第一个直接证(zhèng)据(jù)。

但是为什么(me)暗(àn)物质会产生周期性的年度(dù)信号呢(ne)？刚才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那(nà)么如果暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意(yì)味着我们也在以这(zhè)样的速度在穿越着(zhe)暗(àn)物(wù)质(zhì)流，这(zhè)个过程中会产生相应的振荡，同(tóng)时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳进行旋(xuán)转。所(suǒ)以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的(de)方向(xiàng)与太阳环(huán)绕银河(hé)系(xì)的方(fāng)向是一致的，而另外(wài)半年则与之相(xiāng)反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的时候，地球与太阳的方(fāng)向正好达(dá)到完全一(yī)致(zhì)，这是(shì)理论上地球穿(chuān)越暗物质(zhì)流最快(kuài)的时(shí)段(duàn)。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实(shí)际(jì)的情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系相对银河(hé)系的平面呈现了(le)60度的倾斜，但(dàn)是这并不(bù)影响(xiǎng)这个理论的有效性。

因此科学(xué)家认(rèn)为这可以用来解释，研究人员(yuán)们所观测到的(de)周期性信号。当(dāng)然也可能有其他的情况，造(zào)成这种年度周(zhōu)期信号的差异也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意(yì)大利(lì)游(yóu)客(kè)的数量(liàng)也符合这个周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们又在南半球建(jiàn)立了(le)一个几乎相同的实验室(shì)，这里的季节与之前的实(shí)验室正好相(xiāng)反(fǎn)，而在(zài)这(zhè)里，地球穿过暗物质流的运动特征(zhēng)和第(dì)一个实验室是一样的。

因此，如果在这里可(kě)以得(dé)到相(xiāng)同的信号，就可以成为暗物质所存在的非常有力的证据了。但(dàn)是由于这(zhè)个实验(yàn)室(shì)刚(gāng)刚建成不久，所(suǒ)以(yǐ)截至(zhì)目前(qián)还无法提供相应的数(shù)据支(zhī)持。另(lìng)外(wài)，在2025年(nián)，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜(jìng)，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷(léi)斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟(gēn)哈勃望(wàng)远镜相同，但它的(de)宽(kuān)视场(chǎng)仪(yí)器提供的视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼(màn)太空望远(yuǎn)镜其(qí)中一(yī)个关键的用途(tú)就是探(tàn)索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果，我们(men)只能拭目以(yǐ)待(dài)了(le)。费(fèi)米实验室粒子天(tiān)体物理中(zhōng)心(xīn)的科学家(jiā)丹琥珀(pò)和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如(rú)果(guǒ)暗物质存在(zài)，它们极有可能拥有(yǒu)另(lìng)一种神秘的效(xiào)应，这种暗(àn)物质效应，会支持(chí)宇宙当中生命的诞生，或者说(shuō)是生命(mìng)进化的一个重要(yào)因素。

如果这一(yī)理论得到进一步的证实(shí)，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质会不会意味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当(dāng)然，这些(xiē)推论的大前提是要(yào)先找到暗(àn)物质存(cún)在的实际证据。那么小(xiǎo)伙(huǒ)伴们(men)，你们觉(jué)得(dé)暗物质到(dào)底存不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新的(de)动(dòng)力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 杨志的性格特点和人物事迹概括，杨志的性格特点和人物事迹简介