宇宙是“人(rén)为(wèi)制造”的？为何会存在科学(xué)无法解释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什(shén)么？人类为了寻找暗物质存在的证据，科(kē)学家们(men)在过(guò)去(qù)的几十(shí)年当中进(jìn)行了超过50次的长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在(zài)1687年出(chū)版的自(zì)然哲学(xué)数学原理一书中，埃萨克牛顿发(fā)表(biǎo)了(le)万有(yǒu)引(yǐn)力定律(lǜ)，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的规律(lǜ)。往(wǎng)后的几百年来，当天文学家们(men)发现某些天体运行轨道出现异(yì)常，不符合万有引力定律的时候，他们就会知(zhī)道(dào)，周围一定有(yǒu)未(wèi)知(zhī)的天体(tǐ)通过引力在(zài)摄动它(tā)的(de)轨(guǐ)道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道(dào)的(de)异常，推算并(bìng)且发现了海王星的(de)存在(zài)。另外，哈雷彗(huì)星(xīng)、冥王星的发现都是(shì)应(yīng)用万有引力定律所取得(dé)重大天文成就的例(lì)子。但是这些发现(xiàn)都是在恒星系(xì)统的尺度当(dāng)中，可当我们上升到(dào)星(xīng)系或者是(shì)星团的尺(chǐ)度，事(shì)情就开始(shǐ)变(biàn)得诡异了。

1933年(nián)，瑞士(shì)的物理学家(jiā)弗里茨兹(zī)威基正在研究(jiū)和测量后(hòu)发星系团的(de)质量。这是一个(gè)由数千个星(xīng)系所组成的(de)巨大星(xīng)系团，这(zhè)些星系(xì)被引(yǐn)力束缚在一起。测(cè)量星系团的质量一般会(huì)使用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一致，就可(kě)以确定(dìng)其(qí)质(zhì)量的范围。

第一种是获(huò)得(dé)其"光度学的质量"，需要(yào)的(de)数(shù)据是测量各个星(xīng)系的光度。

第二种是动力(lì)学质量(liàng)的计算(suàn)，是利(lì)用光(guāng)谱红移测量(liàng)星系团中(zhōng)的各个星系相对(duì)于星系(xì)团的(de)运(yùn)动(dòng)速度。当测量(liàng)结果出(chū)来之后，兹威基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然(rán)是“光(guāng)度(dù)学质(zhì)量”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者(zhě)说这99%的质(zhì)量并不以可见光的形式所(suǒ)存在，我们(men)无法看(kàn)到。最诡(guǐ)异(yì)的(de)是(shì)，在测量速度(dù)的过程中，兹威基发现星(xīng)系团中很多星系的速度比理(lǐ)论上(shàng)要(yào)快得多(duō)，按照牛顿的运(yùn)动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力是无(wú)法将它们束(shù)缚在星系团(tuán)内的，它们早就应该被(bèi)抛(pāo)出星系团之外了(le)，除非(fēi)有一种(zhǒng)神秘的力量在起作用，这种力量来(lái)源(yuán)于某种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出(chū)了这样部分(fēn)不可见的暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反射光(guāng)，但是它们却(què)占据(jù)着宇宙中绝大部(bù)分的(de)质(zhì)量。只是当时的人们(men)对这样(yàng)的一种说(shuō)法不屑一顾(gù)。

直到40年之(zhī)后，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福(fú)特在观(guān)测仙(xiān)女座星系(xì)中的恒星运动(dòng)。理论上(shàng)来说(shuō)，距(jù)离中(zhōng)心(xīn)越远的恒星(xīng)在其轨道上的运行速度就会越慢(màn)。但是他(tā)们观测的(de)结果(guǒ)却让人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒星的(de)旋(xuán)转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定(dìng)律，在(zài)星系当中(zhōng)如果没(méi)有足够大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早就(jiù)被甩到(dào)宇宙(zhòu)当中了(le)。基于(yú)这种现(xiàn)象(xiàng)，科学家们会使(shǐ)用一种相对标(biāo)准的方法来解释暗物质的存在，这种方法就是(shì)测量星(xīng)系当中气体在X轴上距离(lí)星系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果(guǒ)出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的(de)力量进(jìn)入其中(zhōng)。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜(jìng)测量了距离星(xīng)系中心更远(yuǎn)距离的氢(qīng)元素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符合牛顿的力(lì)学(xué)定律(lǜ)。我们的太阳(yáng)系也不例(lì)外，太阳系位于(yú)银河(hé)系的第三悬臂之上(shàng)，距(jù)离(lí)银河系中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定律进行计(jì)算，太阳(yáng)系的运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在(zài)以220千(qiān)米/秒的速度围(wéi)绕银(yín)河系旋转，这个实(shí)际速度远远大于理论(lùn)速(sù)度，那么产生以(yǐ)上(shàng)这(zhè)种(zhǒng)向心加(jiā)速度的原因(yīn)很可(kě)能就是存(cún)在着一(yī)种我们(men)看不到的物(wù)质，是(shì)这(zhè)些暗物质的引力效应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是从这时开(kāi)始(shǐ)，越来越多(duō)的(de)研究人员开始相信暗物(wù)质的存在。科学家根据星系外(wài)恒(héng)星轨道(dào)的速度，估(gū)算在星(xīng)系(xì)当(dāng)中暗物质的质量占整个星系质量的85%。但(dàn)是，暗物质(zhì)并(bìng)不是(shì)唯一可以解释这个现象的(de)原因。在一项(xiàng)新的(de)研(yán)究当中(zhōng)，科学(xué)家们发现，几乎没(méi)有引力效应的遥远恒(héng)星之间(jiān)，也(yě)会出现(xiàn)速度上(shàng)的微小(xiǎo)差异。另外，天文学家还发现了一(yī)个(gè)反(fǎn)常(cháng)的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距(jù)离(lí)地球(qiú)大约2.5亿(yì)光年，大小(xiǎo)和银河系(xì)不(bù)多，但是星(xīng)系(xì)当中存(cún)在的(de)恒(héng)星(xīng)数(shù)量却只有(yǒu)银(yín)河系的千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该(gāi)星(xīng)系必须存在暗物(wù)质(zhì)，否则就会分崩离(lí)析。但是科(kē)学家们使用最先(xiān)进的望远镜对其进行(xíng)了40个小(xiǎo)时的(de)详(xiáng)细测量(liàng)之后，发现星系中的(de)恒星运动是可以用正常的物(wù)质和(hé)力学定律(lǜ)来解释的。那么又(yòu)有人提出(chū)，也许该星系的暗物质，已(yǐ)经被(bèi)附近的另(lìng)一个(gè)大星系(xì)剥离了。奇(qí)怪的是，它的附近没有任何(hé)星系存在。造成(chéng)这(zhè)些现象(xiàng)的除了暗(àn)物质的假说之外(wài)，另一种(zhǒng)可能就(jiù)是人类(lèi)对引力的理(lǐ)解还不够全(quán)面(miàn)，引(yǐn)力(lì)很可能(néng)在(zài)不同尺度空间中(zhōng)的工作(zuò)方式是(shì)不(bù)同的(de)，这意味(wèi)着在行星(xīng)系尺度中的天蒸馒头开锅多少分钟熟透，蒸馒头开锅多少分钟熟透了体会沿着它(tā)们(men)的轨道，按照我们所理解的(de)方式运(yùn)动。但(dàn)是上(shàng)升到星系和星(xīng)团(tuán)的尺度，引力之间的相互作用(yòng)则(zé)是不(bù)同(tóng)的方式。对于在星系团(tuán)之间的相互作(zuò)用，科(kē)学家还引(yǐn)入了(le)外部场效应的概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大的质量之(zhī)间会(huì)产生对彼此特(tè)殊的效(xiào)果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理(lǐ)论成立，这(zhè)意味着我们需要对现在(zài)的物(wù)理定律进行修正，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多人(rén)认为(wèi)暗物(wù)质假说理论就(jiù)此终结。但是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物(wù)质存在的其他(tā)的(de)理论证据，这些理论证据是蒙(méng)德理(lǐ)论所没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子(zi)弹星(xīng)系(xì)团，由两个碰撞的(de)星系团(tuán)所组成，类似这样的(de)星团，它(tā)们大部分的普通质量都在星系(xì)的气(qì)体当中。当星(xīng)团以1000万公里/小时发(fā)生(shēng)碰撞的时候(hòu)，星际气体的相(xiāng)互作(zuò)用就(jiù)会导致(zhì)温度(dù)的急剧升(shēng)高，速(sù)度大(dà)幅降低。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰(pèng)撞之后(hòu)，子弹星(xīng)系团大部(bù)分(fēn)的质量(liàng)将位于(yú)所(suǒ)有这些(xiē)气体所在(zài)的中间区(qū)域。那么我(wǒ)们通过什么来验证(zhèng)它的质(zhì)量区(qū)域到底(dǐ)是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传(chuán)回(huí)了宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高(gāo)清照片，在(zài)照片中我(wǒ)们可以明显地看到很(hěn)多(duō)星系(xì)似乎被(bèi)拉伸产生(shēng)了巨(jù)大(dà)的(de)形变。其实这(zhè)些(xiē)星系本身并(bìng)不是真的被扭(niǔ)曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出(chū)了什么问题，而是(shì)这样(yàng)极(jí)遥远的天(tiān)体(tǐ)和我们地球上的观测者之(zhī)间。被一个质量超级(jí)巨大的天(tiān)体(tǐ)遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力(lì)，会使身后(hòu)更遥远星系的光都发生了(le)扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天体可能是超大质量的黑洞或者是暗物(wù)质。

所以当人们对子弹星系团观(guān)测的时候，发现它的大质量区域并不(bù)是(shì)在中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好的(de)解释方法就是当星团发生全部的碰撞时(shí)，可(kě)被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质(zhì)则直(zhí)接通过(guò)了这个区域，并在(zài)两边形(xíng)成了引力透镜(jìng)。对子弹星系团(tuán)的(de)引力(lì)透镜(jìng)研究也(yě)被(bèi)认为是暗物质存在的(de)迄今(jīn)为止最好的理(lǐ)论证据。

除(chú)此之外(wài)，还有来自(zì)宇宙(zhòu)当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开始，38万(wàn)年之后，可见光终于可(kě)以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光(guāng)在宇宙空间背景(jǐng)上留下(xià)了(le)各相同性的微波(bō)辐(fú)射。其中红(hóng)色的部分表示温(wēn)度(dù)较高的(de)区域，蓝色则表示(shì)相对(duì)较冷的区域(yù)，但实际上它们之间的温差只有万分之一。

科学家(jiā)们通过对前景(jǐng)背景分离后的二(èr)值图像进(jìn)行连(lián)通(tōng)域提取和标记之后(hòu)发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物质(zhì)，图形看起来(lái)不(bù)应该是这样的，而随着(zhe)暗物质的(de)增加(jiā)，一些峰值的幅度(dù)会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景辐(fú)射的测(cè)量值，我(wǒ)们需要的暗物质(zhì)大约是普通物质的(de)5倍。这个数(shù)字与(yǔ)解释星(xīng)系当中恒(héng)星(xīng)运动(dòng)所需(xū)要的暗物质比(bǐ)例是一(yī)致的。这就意味着。

用了一个(gè)简单的理论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同(tóng)的(de)观测结(jié)果。而暗物质的本(běn)质就是宇宙当中(zhōng)存在着某种类型的粒子，它们不参(cān)与(yǔ)任何其他的电(diàn)磁作用，只通过(guò)引力来(lái)相(xiāng)互作用。所以如果(guǒ)能(néng)够找(zhǎo)到这(zhè)种粒子的存(cún)在，就(jiù)相当于(yú)找到了暗(àn)物质存在的实(shí)际证据(jù)。这种粒子到底是什么？科学家们(men)已经提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不同的目(mù)标(biāo)粒子所需要(yào)的实验方式(shì)也不相同。在过(guò)去的几(jǐ)十年当(dāng)中，人类为了寻(xún)找这些(xiē)看不(bù)见(jiàn)、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规物质相互(hù)作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次的实(shí)验，却(què)没有任(rèn)何实质性的发现，除(chú)了一个地方(fāng)，意大利的(de)格兰萨(sà)索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下(xià)1400米处(chù)的地下矿井当中，藏着地球上最大(dà)的地学实(shí)验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一(yī)个三层(céng)楼高的探测器，一直(zhí)致力于寻找(zhǎo)暗物质粒(lì)子的周(zhōu)期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科(kē)学家声(shēng)称观测到(dào)了某(mǒu)种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣(qù)的事(shì)情。探测率会(huì)在每年(nián)的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月降到最低(dī)，而且在20年当中每(měi)年都是一样。一(yī)些科学家认为这可能是人类发现暗物质的第一个(gè)直接证据。

但是为什么(me)暗物质会(huì)产(chǎn)生(shēng)周期(qī)性的年度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们(men)讲了太(tài)阳(yáng)系正在以220公里/秒的(de)速度围(wéi)绕着银(yín)河系(xì)进行移(yí)动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙(zhòu)当中，这意(yì)味着(zhe)我们也在以这样的速(sù)度在穿越着暗物(wù)质流，这(zhè)个过程中会产生相应的振荡(dàng)，同时(shí)地球又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进行(xíng)旋转。所以有半年的(de)时间，地球围绕(rào)太阳的(de)方向与太阳环绕银河(hé)系的方向是一(yī)致的，而另外半年则与之(zhī)相(xiāng)反。

而在6月(yuè)份的(de)时候，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这(z蒸馒头开锅多少分钟熟透，蒸馒头开锅多少分钟熟透了hè)是理论(lùn)上地(dì)球穿越暗物质流最(zuì)快的时(shí)段。而在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢值(zhí)。尽管在实际的情(qíng)况(kuàng)中，太阳系相对银(yín)河系的平面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不(bù)影(yǐng)响这个理论的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可以用(yòng)来解(jiě)释，研究(jiū)人员们所观(guān)测到的周(zhōu)期(qī)性(xìng)信号(hào)。当然也可能有其他的(de)情况，造(zào)成(chéng)这(zhè)种年度(dù)周期信号(hào)的差异也可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的(de)水(shuǐ)分、高(gāo)山上的(de)积雪，甚至(zhì)连意大利游(yóu)客的数(shù)量(liàng)也(yě)符合这个周期的(de)规律。

所(suǒ)以，科学(xué)家们又在(zài)南(nán)半球建立了一(yī)个(gè)几乎相同的实验(yàn)室(shì)，这里的季节与之(zhī)前的(de)实验室正好(hǎo)相反，而(ér)在这里，地球穿过(guò)暗物质流(liú)的运(yùn)动特征和第一个实验室是一样的(de)。

因此，如果(guǒ)在(zài)这里(lǐ)可以得到相同的信(xìn)号，就可以成为暗物(wù)质(zhì)所存在的非常有力的证据了(le)。但是由于这个实(shí)验室(shì)刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还无(wú)法提供(gōng)相应的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台(tái)太空望远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它(tā)的宽视场(chǎng)仪器提供的视野(yě)是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望(wàng)远镜其中一个关键的(de)用(yòng)途就是探索暗物质(zhì)背(bèi)后的(de)奥(ào)秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待(dài)了。费米(mǐ)蒸馒头开锅多少分钟熟透，蒸馒头开锅多少分钟熟透了实验室粒子天(tiān)体物(wù)理中心的科学家(jiā)丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研(yán)究发现(xiàn)，如(rú)果暗物质存在，它们极(jí)有可能拥(yōng)有另一种神秘(mì)的(de)效应，这(zhè)种暗物质(zhì)效应，会支持宇(yǔ)宙当(dāng)中生命的诞生，或者说是(shì)生命进化的一(yī)个重(zhòng)要(yào)因素。

如果这(zhè)一理论得到进一步的证实，那么遍布宇(yǔ)宙当(dāng)中的暗物(wù)质会(huì)不会意味着人类并不(bù)孤单(dān)呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角落的行星(xīng)上，暗(àn)物质正在通过这样的效应创造生命(mìng)。当然，这些推论的大前提是(shì)要先(xiān)找(zhǎo)到暗物(wù)质存在的实(shí)际证据。那(nà)么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢请(qǐng)点赞(zàn)，你的支(zhī)持是我(wǒ)更(gèng)新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 蒸馒头开锅多少分钟熟透，蒸馒头开锅多少分钟熟透了