宇(yǔ)宙是“人为制造”的(de)？为何会存(cún)在(zài)科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么？人类为(wèi)了寻找暗物质存在的证据，科学家们在过(guò)去的几(jǐ)十(shí)年当中进行了(le)超过50次的长期(qī)实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了(le)一个(gè)地(dì)方，在1687年出版的自然(rán)哲学数学原(yuán)理(lǐ)一(yī)书(shū)中，埃(āi)萨克(kè)牛顿发表了万有(yǒu)引力定(dìng)律，它揭示(shì)了宇宙中天(tiān)体运(yùn)动(dòng)的规律。往后的几百年来，当天文学家们发现(xiàn)某些天体运行轨道出现异常，不符合万(wàn)有(yǒu)引力定律(lǜ)的(de)时候，他(tā)们(men)就会知(zhī)道，周围一(yī)定有未知的天体(tǐ)通(tōng)过引力在摄动(dòng)它(tā)的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王(wáng)星运行轨(guǐ)道的异常，推算(suàn)并且发现了(le)海(hǎi)王星的存(cún)在。另外(wài)，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王星的发现都是(shì)应用万(wàn)有引力(lì)定律所取得(dé)重大天文成就的例子。但(dàn)是这(zhè)些发(fā)现都是在恒星系(xì)统的尺度当中，可当我们(men)上升(shēng)到星(xīng)系(xì)或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士(shì)的物理(lǐ)学家弗里茨兹(zī)威基正在研究和测量后发星系团的质(zhì)量。这是(shì)一个(gè)由数千(qiān)个星系(xì)所组成的(de)巨大星系(xì)团，这(zhè)些星(xīng)系被引力(lì)束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种(zhǒng)方法结(jié)果一致，就可以确定其质量的范围。

第一(yī)种是获(huò)得其"光度学(xué)的质量"，需要(yào)的数据是(shì)测量各(gè)个星(xīng)系(xì)的光(guāng)度。

第二种是动力学(xué)质量的计算(suàn)，是利用(yòng)光(guāng)谱红移测量星系团(tuán)中的各个星系相(xiāng)对(duì)于(yú)星(xīng)系(xì)团的运动(dòng)速度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威(wēi)基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意(yì)味着，后(hòu)发座星系(xì)团有99%的质量消(xiāo)失了，或者(zhě)说这99%的质(zhì)量并不以可见(jiàn)光的形式所(suǒ)存在(zài)，我(wǒ)们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速度的过程(chéng)中，兹威基发(fā)现(xiàn)星(xīng)系团中很多星系的速度比理论上要快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见(jiàn)星系的质量所(suǒ)产生的引(yǐn)力是(shì)无(wú)法将它们束(shù)缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该被抛(pāo)出星系团(tuán)之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力(lì)量在起作用，这种力量(liàng)来(lái)源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分不(bù)可见的暗质，它(tā)不(bù)发散光、吸(xī)光(guāng)、反射光(guāng)，但(dàn)是它们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对这样的(de)一种说法不屑(xiè)一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个(gè)词(cí)才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯特福(fú)特(tè)在观(guān)测仙女座星系中的恒星运(yùn)动。理论(lùn)上来说，距离中心(xīn)越远的(de)恒(héng)星在(zài)其轨道上的运行速度就(jiù)会越慢。但是他们观(guān)测的结果却让人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随着与中心距离的增(zēng)加，恒星的(de)旋(xuán)转速度几乎保持不变。可是(shì)根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星系当(dāng)中(zhōng)如果没有足够大的(de)质量(liàng)来(lái)吸(xī)引它们，这些外(wài)围的恒星早就被(bèi)甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)了。基(jī)于这种现象(xiàng)，科学家们会使用一种相对标准(zhǔn)的方法来(lái)解释暗物质的存在，这种方法(fǎ)就是测量星系当中气体在X轴上(shàng)距离(lí)星系中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物质(zhì)的力量进入其(qí)中(zhōng)。

于是科学家们(men)通过射电望远镜测(cè)量了距离星系中心更(gèng)远距离(lí)的氢(qīng)元素(sù)，发现它们的(de)旋转速度(dù)并不符合牛顿的力(lì)学定律。我们的(de)太(tài)阳系也不例(lì)外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万光(guāng)年，根据万有引力定律进行(xíng)计算，太(tài)阳系的(de)运行速度应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围绕银河(hé)系旋转，这个实际(jì)速度(dù)远远(yuǎn)大于理论(lùn)速度，那(nà)么产生以上这种向心加速(sù)度的原因很可能就是存在着一种我们看不到的物质(zhì)，是这(zhè)些暗物质的引力(lì)效应(yīng)将星系(xì)聚集(jí)在了一起。

也是从这时开始，越来越多的研究人(rén)员开始相信暗物(wù)质的存在。科学家根据星系(xì)外恒星轨道(dào)的速度，估算在星系当中(zhōng)暗(àn)物(wù)质的(de)质量占整个星(xīng)系质量的(de)85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯(wéi)一可以解释这个现象(xiàng)的原因(yīn)。在(zài)一(yī)项新的(de)研究当中，科学家们发现，几乎(hū)没(méi)有引力效应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之间，也会出(chū)现(xiàn)速(sù)度上的(de)微(wēi)小差异。另(lìng)外，天文学家还发现(xiàn)了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和(hé)银(yín)河系不多，但是星系当中存(cún)在(zài)的(de)恒星数量(liàng)却只有(yǒu)银河系(xì)的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物(wù)质，否则就会分崩离析。但是(shì)科学家们使用最先公安协警工资多少，公安协警怎么样进的望远(yuǎn)镜对(duì)其(qí)进行了40个小时(shí)的详细测量之后(hòu)，发现(xiàn)星系中的恒星(xīng)运动(dòng)是(shì)可(kě)以用正常的物质和力学定律来(lái)解释(shì)的。那(nà)么又有人提(tí)出，也许该星系的暗(àn)物质，已(yǐ)经被附近的另一个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何(hé)星系存(cún)在(zài)。造成(chéng)这(zhè)些现象的除(chú)了暗物质(zhì)的假(jiǎ)说之外，另一种(zhǒng)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(jiān)中的工作(zuò)方式是不(bù)同的，这意(yì)味着在行(xíng)星(xīng)系尺度中的天体会沿着它(tā)们的(de)轨道，按(àn)照我(wǒ)们所理解的方式运动(dòng)。但(dàn)是上升到星(xīng)系和星团(tuán)的尺(chǐ)度(dù)，引力之间的相互作用则是不同的方式。对于(yú)在星系(xì)团之间的相互作用，科学家还引入(rù)了外部场(chǎng)效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的是(shì)在(zài)数(shù)百万光年的规(guī)模上，巨大(dà)的质量之间会产(chǎn)生(shēng)对彼此特殊的效果，这(zhè)个理(lǐ)论(lùn)叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德(dé)理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德(dé)理论成立，这(zhè)意味着(zhe)我们(men)需(xū)要对现在的物理定律进行修正，这些(xiē)发现也让很多人认为暗物(wù)质假说理论就(jiù)此终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有(yǒu)关于暗物质存在的其他(tā)的理论证据(jù)，这些理论证据是蒙德理论所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星系(xì)团所组(zǔ)成(chéng)，类似这样(yàng)的星团(tuán)，它们大部分的普通质量都在星(xīng)系的气体当中(zhōng)。当星团以1000万公里(lǐ)/小时(shí)发生碰(pèng)撞(zhuàng)的(de)时候(hòu)，星际气体的相互作用就会导致温度的(de)急剧升(shēng)高，速度(dù)大幅降低。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰撞(zhuàng)之(zhī)后(hòu)，子(zi)弹星系团大部分的质(zhì)量将位于(yú)所有这些气(qì)体所在的中间区域。那(nà)么我们(men)通过什么来验证它的质量区域到底(dǐ)是不(bù)是集中在中间(jiān)呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照片，在照片中(zhōng)我们可以明显地看到很多星系似乎(hū)被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实这些(xiē)星系(xì)本身并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥(yáo)远的(de)天体和我们(men)地(dì)球上的观测(cè)者之间。被一(yī)个质量(liàng)超级巨(jù)大的(de)天(tiān)体遮挡(dǎng)，这个超大质量的东西的引力(lì)，会使身后(hòu)更遥(yáo)远星系的(de)光都发生了扭(niǔ)曲。这(zhè)个(gè)现象(xiàng)就是引(yǐn)力(lì)透镜效应。这个巨大(dà)的(de)天体可能是超(chāo)大质量的(de)黑洞或(huò)者是暗物(wù)质。

所以当人们对(duì)子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区(qū)域并不是在中(zhōng)间，而是(shì)在两侧(cè)。所以最(zuì)好的解释方法就(jiù)是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的(de)质(zhì)量气体被(bèi)卡在了中(zhōng)间，暗物质则(zé)直接(jiē)通过了这个(gè)区域，并在(zài)两(liǎng)边形成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被认(rèn)为(wèi)是(shì)暗(àn)物质存在(zài)的(de)迄今为止最好的理论证据。

除(chú)此之外(wài)，还有来(lái)自(zì)宇(yǔ)宙当中最(zuì)古(gǔ)老(lǎo)的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之(zhī)后，可(kě)见光终于可(kě)以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景(jǐng)上(shàng)留(liú)下了各相同性的微波辐(fú)射。其中红色的部分表示温度较(jiào)高的区(qū)域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷的区域，但实际上它们(men)之间(jiān)的温(wēn)差只(zhǐ)有(yǒu)万(wàn)分(fēn)之一。

科学家们通(tōng)过对前景背景分(fēn)离(lí)后的二值图像进行连通(tōng)域提(tí)取和标记之后发现，如果宇宙当中没(méi)有暗物质，图形看起来(lái)不应该是这样的，而随着暗(àn)物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变得看(kàn)起来“和谐(xié)”。为了(le)匹配宇(yǔ)宙微(wēi)波背景辐(fú)射的测量值(zhí)，我(wǒ)公安协警工资多少，公安协警怎么样们需要的暗物质(zhì)大约是普通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)恒星运动所需要的暗(àn)物质比例是一(yī)致(zhì)的。这就意味着。

用了(le)一个(gè)简单的理论框(kuāng)架，就(jiù)很(hěn)好地(dì)解(jiě)释了很多不同的(de)观测(cè)结果。而暗物(wù)质(zhì)的本质就是宇宙(zhòu)当中存(cún)在着某种类型的粒子，它们不(bù)参与任(rèn)何其他的电磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过引力来相互作(zuò)用。所以如果能够找到(dào)这种(zhǒng)粒(lì)子(zi)的存在(zài)，就(jiù)相当于找到(dào)了暗物质存在(zài)的实(shí)际(jì)证(zhèng)据。这种粒子到底是(shì)什么(me)？科(kē)学(xué)家们已经提出了数(shù)十种的假(jiǎ)想目标，而要(yào)寻找这些不同的目(mù)标粒子(zi)所(suǒ)需(xū)要的实验方式也不相同。在过去(qù)的几(jǐ)十年当(dāng)中，人(rén)类为了寻找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与常规物(wù)质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们(men)已经进行了超过(guò)50次的实验，却没(méi)有任何实(shí)质性的发现(xiàn)，除了一个(gè)地方，意大(dà)利的格兰萨(sà)索山(shān)，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着(zhe)地球上最大的地学实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个(gè)三层楼高的探测器，一直(zhí)致(zhì)力(lì)于寻找暗物质公安协警工资多少，公安协警怎么样粒子(zi)的周期(qī)性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家(jiā)声称观(guān)测到了某(mǒu)种信号(hào)。经过了20多年(nián)的数(shù)据收(shōu)集，人们发现了一个有趣的事情。探测率会在每年的6月份(fèn)达到峰(fēng)值，然(rán)后在11月降到最低(dī)，而(ér)且在20年(nián)当中(zhōng)每年都是一样。一些(xiē)科学(xué)家认为这可能是人类发现暗物(wù)质的第一个直接证(zhèng)据。

但是(shì)为什么暗物质会产(chǎn)生周期性(xìng)的年度信号(hào)呢(ne)？刚才我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕(rào)着银河系进行移动，那(nà)么如果暗物(wù)质存在宇宙当中，这意(yì)味着我们也在以这样(yàng)的速度在穿越着(zhe)暗物质流(liú)，这(zhè)个过程中会产生相应的(de)振(zhèn)荡(dàng)，同时地球(qiú)又(yòu)以(yǐ)30公里/秒的速度(dù)围绕(rào)太阳(yáng)进行(xíng)旋转。所以有(yǒu)半年的时(shí)间，地(dì)球围绕(rào)太阳的方向与太阳(yáng)环绕银河系的(de)方向是一致的，而(ér)另(lìng)外半年则与之相反。

而在6月(yuè)份的(de)时候(hòu)，地球(qiú)与太阳的方向正好达到(dào)完全一致，这是理论上地(dì)球穿越暗(àn)物质(zhì)流最快的时段。而(ér)在11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢值(zhí)。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河(hé)系的平面(miàn)呈现了60度(dù)的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个(gè)理论(lùn)的有(yǒu)效性。

因此科学家(jiā)认(rèn)为这可以用来解释，研究人员们所(suǒ)观测到的周(zhōu)期(qī)性信号。当然也(yě)可(kě)能有其他的情况，造成这种年度周(zhōu)期信号的差异也可(kě)能是(shì)温(wēn)度、湿度、土壤中的(de)水分、高山上(shàng)的(de)积雪(xuě)，甚至连意大(dà)利游客的数量(liàng)也符合(hé)这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以，科(kē)学家们又在南半(bàn)球建立了一个几乎相同的实(shí)验室，这里的季节与之前的(de)实验室正好相反，而在(zài)这里，地球穿过暗(àn)物质流的运动特(tè)征和第一个(gè)实验(yàn)室是(shì)一样的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这里可以得到相同的信号，就(jiù)可以成为暗物质(zhì)所存在(zài)的非常(cháng)有力的证据了(le)。但(dàn)是由于这个(gè)实验(yàn)室(shì)刚刚建(jiàn)成不久，所以截至目前还无法提供相应(yīng)的数据支(zhī)持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望远镜(jìng)，这(zhè)台太空望远(yuǎn)镜叫做“南(nán)希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望远(yuǎn)镜(jìng)相同(tóng)，但它(tā)的宽视(shì)场仪器提供(gōng)的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格(gé)雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜其中一(yī)个关键的用(yòng)途就是(shì)探索暗物质背后的(de)奥(ào)秘，对于探测的(de)结果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实验室粒子(zi)天体物理中心(xīn)的科学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现(xiàn)，如果暗物质(zhì)存在(zài)，它们极(jí)有可能(néng)拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这(zhè)种(zhǒng)暗物质效应(yīng)，会支(zhī)持宇宙当中生命的诞生，或(huò)者说是生命进化的一个重要因素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物(wù)质会不会意味着(zhe)人(rén)类并不(bù)孤单呢(ne)？或许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个(gè)角落(luò)的行星上，暗物(wù)质(zhì)正在(zài)通过这样(yàng)的效应创造生命(mìng)。当然，这(zhè)些推论的大(dà)前(qián)提是要先找到暗物质(zhì)存(cún)在的实际证据(jù)。那么小伙伴们(men)，你们觉得暗物质(zhì)到底(dǐ)存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 公安协警工资多少，公安协警怎么样