宇宙是“人为制造”的？为何(hé)会存在科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物(wù)质又究(jiū)竟(jìng)是什(shén)么？人(rén)类为了寻(xún)找暗物质存在的(de)证据，科(kē)学家们在过(guò)去的几十年当中进(jìn)行了超过50次的长期实验，但(dàn)是却没(méi)有发现任(rèn)何的(de)有效证据。除(chú)了一个(gè)地(dì)方，在1687年出(chū)版的自然(rán)哲学数学原理一书中，埃萨克(kè)牛顿(dùn)发(fā)表了万有引力定(dìng)律，它揭示了(le)宇宙中天(tiān)体(tǐ)运动的规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学家们发现某些天体(tǐ)运行轨道(dào)出现异常(cháng)，不符(fú)合万有引力定律的(de)时(shí)候，他们就会(huì)知道，周(zhōu)围(wéi)一定(dìng)有未知的天体通(tōng)过引力在(zài)摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨(guǐ)道的(de)异常，推算并且发(fā)现(xiàn)了(le)海王星的(de)存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是(shì)应(yīng)用万有引(yǐn)力定律所取得(dé)重(zhòng)大天文成就的例子(zi)。但是这些发现都是(shì)在恒星系统的尺度当中(zhōng)，可当我们上升到(dào)星系或者是星团的尺度(dù)，事(shì)情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发星系团的质量。这是一个由数(shù)千(qiān)个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这些星系被引力束缚在一(yī)起。测量星系团的质量一般会使(shǐ)用到两种(zhǒng)方法，当两种方法结果(guǒ)一致(zhì)，就可以确定其(qí)质量的范(fàn)围(wéi)。

第(dì)一种是获得其"光度学(xué)的质量(liàng)"，需要(yào)的数据是(shì)测量(liàng)各个星系的光度。

第二种是动力学质(zhì)量的计算(suàn)，是(shì)利用光(guāng)谱红移测(cè)量星系团中的各(gè)个星系相(xiāng)对于星系(xì)团的运动速度。当测(cè)量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学(xué)质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的(de)400倍(bèi)。这(zhè)意(yì)味着，后发座(zuò)星系团有(yǒu)99%的(de)质量(liàng)消(xiāo)失了(le)，或者说(shuō)这99%的质量并不以可见光的(de)形式(shì)所存(cún)在，我们(men)无法看到。最诡异(yì)的是，在测量速(sù)度的(de)过程中，兹威基(jī)发现星系团中很多星系的速度比理论上要快得多(duō)，按照牛(niú)顿的运动学定(dìng)律，仅(jǐn)靠(kào)这些可(kě)见星系的质量所产生的引力是无(wú)法将它春夏秋冬春为首下联是什么，春夏秋冬春为首下联怎么对们束缚在星系团内的，它(tā)们早就(jiù)应(yīng)该(gāi)被抛出星系团之外了，除非(fēi)春夏秋冬春为首下联是什么，春夏秋冬春为首下联怎么对有一种神秘(mì)的力量在起作用，这(zhè)种力量来源于(yú)某种(zhǒng)隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分不(bù)可(kě)见的暗(àn)质，它(tā)不发散光、吸光、反(fǎn)射光(guāng)，但是(shì)它(tā)们却占据着宇宙中(zhōng)绝(jué)大(dà)部分的质量(liàng)。只是当时的人们对这样的一种说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个(gè)词才再(zài)一次出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观(guān)测仙女座星系中(zhōng)的恒(héng)星运动(dòng)。理论上(shàng)来说，距(jù)离(lí)中心(xīn)越(yuè)远的恒星在其轨道上的运行速(sù)度就(jiù)会越慢(màn)。但是他们观测的结果却让(ràng)人感到不(bù)可思(sī)议(yì)。

随着与中心(xīn)距(jù)离的(de)增加，恒(héng)星(xīng)的(de)旋(xuán)转速度(dù)几乎保持(chí)不变。可是(shì)根据(jù)牛(niú)顿的(de)万有引力定律，在星系(xì)当中如果没有(yǒu)足够(gòu)大(dà)的质(zhì)量来吸引它们(men)，这些外围(wéi)的恒星(xīng)早就被(bèi)甩到(dào)宇宙当中了。基于这种(zhǒng)现象，科学家们会使(shǐ)用一种相(xiāng)对标准的方法来解释暗(àn)物(wù)质的存在，这种方法就是测量星(xīng)系当中(zhōng)气体在X轴上距(jù)离星系中心的距离(lí)，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果(guǒ)出(chū)现(xiàn)异常的结果，就(jiù)认为是由(yóu)暗物质的力量进入其中。

于是(shì)科学家(jiā)们通过射(shè)电望远镜测量了距离星系中心更远距离的氢元素(sù)，发现它们(men)的(de)旋转速度并不(bù)符合牛顿的力学定(dìng)律。我们的太阳系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬(xuán)臂之上，距离(lí)银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引力定律进行计算，太(tài)阳系的运行速度(dù)应该是160千米/秒(miǎo)，但实(shí)际上，太阳系正在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的速度围绕(rào)银河系旋(xuán)转，这个实际速(sù)度(dù)远远(yuǎn)大于(yú)理论速度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加(jiā)速度的(de)原因很可(kě)能就是存在着一种我们(men)看(kàn)不到(dào)的物质，是(shì)这些暗物质的引力(lì)效(xiào)应将(jiāng)星(xīng)系聚集在了一起。

也(yě)是从这时(shí)开始，越来越多的研究(jiū)人员(yuán)开始相信(xìn)暗物质的存在。科学(xué)家(jiā)根据星系(xì)外恒星轨道(dào)的(de)速度，估算在星系当中暗物质的质量占整个星(xīng)系质量的85%。但(dàn)是，暗物质并(bìng)不是唯一可以解释这个现象的原因。在一项新的(de)研究当中，科学家们发现，几乎没有引力效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒星之(zhī)间，也会出现速度(dù)上的微(wēi)小差异。另外，天文学(xué)家还发现了一个反常的(de)星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约2.5亿光(guāng)年(nián)，大小和银河系不多(duō)，但是星(xīng)系当中存在的恒星数量却(què)只(zhǐ)有银(yín)河系(xì)的千分之(zhī)一。

所以在(zài)理(lǐ)论上，该星系必须存(cún)在暗物质，否则就(jiù)会分崩离析。但是(shì)科学家们使用最先进的望远镜对其进行了(le)40个小时的详细测量之后，发现星(xīng)系(xì)中的恒星(xīng)运动是(shì)可以用正常的物质和力学定律来(lái)解(jiě)释的。那么又(yòu)有人提出，也许该(gāi)星系(xì)的暗(àn)物质(zhì)，已经被附近的另一个大(dà)星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成这些(xiē)现象的除了暗物(wù)质的(de)假(jiǎ)说之外，另(lìng)一种可(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(chǐ)度空间中的工作方式是不(bù)同的，这(zhè)意味(wèi)着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道(dào)，按照我们(men)所理解的(de)方式运(yùn)动。但是(shì)上升到星系和(hé)星团(tuán)的尺度，引力之间的(de)相互作用则是不同的方式(shì)。对于在星系团之间的相互作(zuò)用，科学家(jiā)还引(yǐn)入了外部场效应的概念，指的(de)是在数(shù)百万光(guāng)年(nián)的规(guī)模上，巨大的质(zhì)量之间会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这(zhè)个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着(zhe)我(wǒ)们需(xū)要对(duì)现在的(de)物理定律进(jìn)行修(xiū)正，这些发现也让(ràng)很多人认为暗物质(zhì)假说理论就此终结(jié)。但是在(zài)宇宙当中还(hái)有关(guān)于暗物质存在的其他(tā)的理(lǐ)论(lùn)证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理论所没法(fǎ)解释(shì)的“引力透(tòu)镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年(nián)的子弹星(xīng)系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组成，类似这样的星团，它们(men)大(dà)部分的普通(tōng)质(zhì)量(liàng)都在星(xīng)系(xì)的气体当中(zhōng)。当星团以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体(tǐ)的相互作用就(jiù)会(huì)导致温度的(de)急剧升高，速(sù)度大幅降低。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在碰(pèng)撞之(zhī)后(hòu)，子(zi)弹星系团大部分的质量将位于所有这些气体所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过什么来验证它的质量区域到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一张全(quán)彩的高清照(zhào)片，在照(zhào)片中我们可以(yǐ)明显地(dì)看到(dào)很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变(biàn)。其实这些星系本身(shēn)并(bìng)不(bù)是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了(le)什么问(wèn)题，而(ér)是这样极遥(yáo)远(yuǎn)的天体和我们地球上的观(guān)测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使(shǐ)身后更(gèng)遥远星(xīng)系的(de)光都发生了(le)扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天体(tǐ)可能是超(chāo)大质(zhì)量的黑洞(dòng)或者(zhě)是暗物质。

所以当(dāng)人们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区(qū)域并不是在中间，而是(shì)在两侧。所以(yǐ)最好的解(jiě)释方(fāng)法就(jiù)是当(dāng)星(xīng)团发(fā)生全部(bù)的碰撞时，可被观(guān)测到的质量气体被卡在了中(zhōng)间(jiān)，暗物质则直接通过了这个(gè)区域，并在两边(biān)形(xíng)成了引力透镜。对子弹星系(xì)团的引力透镜研究也被认(rèn)为(wèi)是暗(àn)物质(zhì)存在的迄今为(wèi)止最(zuì)好的(de)理论证(zhèng)据。

除此之外(wài)，还有来自宇(yǔ)宙当中最(zuì)古老(lǎo)的光。从(cóng)宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地穿(chuān)越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿(yì)年之(zhī)后，这些光在宇(yǔ)宙(zhòu)空间背景上留(liú)下(xià)了(le)各相同(tóng)性的微(wēi)波(bō)辐射。其(qí)中红色(sè)的部分表示温度较高的区域，蓝色(sè)则表示相对较(jiào)冷的区(qū)域，但实际上它(tā)们之间的温差只(zhǐ)有万(wàn)分之一。

科学家们通过对前景背景分离后(hòu)的二值图像进(jìn)行(xíng)连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物(wù)质，图(tú)形看起(qǐ)来不应该是这(zhè)样的(de)，而随着暗(àn)物质的增加，一些(xiē)峰值的(de)幅度会减小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的测量值，我们需要的暗物质大(dà)约是普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系当中(zhōng)恒星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物质比例是(shì)一(yī)致的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的理论框架，就很好地(dì)解释了(le)很(hěn)多不(bù)同的观测结果。而暗物质的本(běn)质就是宇宙当中存在着某种(zhǒng)类(lèi)型的(de)粒(lì)子，它们不参与任(rèn)何其他(tā)的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互(hù)作用(yòng)。所(suǒ)以如果能够找到这(zhè)种粒子的存(cún)在(zài)，就(jiù)相当于找到了暗物质存在的实际证据(jù)。这(zhè)种粒子到底(dǐ)是(shì)什(shén)么？科学家们已经提出了数十(shí)种的假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所(suǒ)需要的实验方(fāng)式也不(bù)相同。在过(guò)去的几(jǐ)十年当(dāng)中，人类为了寻找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与常(cháng)规物质相互作用的(de)“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次(cì)的实验(yàn)，却没有(yǒu)任何实质性的发(fā)现，除了一(yī)个地方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学实(shí)验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层(céng)楼高的探测(cè)器，一直致(zhì)力于寻找暗物质(zhì)粒子(zi)的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以(yǐ)来(lái)，这里的(de)科学家(jiā)声称(chēng)观(guān)测到(dào)了(le)某种信(xìn)号。经过了20多年的(de)数据收集，人们(men)发现了一(yī)个有趣的(de)事情。探测(cè)率(lǜ)会(huì)在每(měi)年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降到最(zuì)低(dī)，而(ér)且在20年当中每(měi)年都是一样(yàng)。一些科学家认(rèn)为这可能是人类发现暗物质的第(dì)一个直(zhí)接证据。

但是为什么(me)暗物(wù)质会产生(shēng)周期性的年度信号呢(ne)？刚才我们(men)讲了(le)太阳(yáng)系正(zhèng)在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇(yǔ)宙当(dāng)中，这(zhè)意味着(zhe)我们也在(zài)以这样的(de)速度在(zài)穿越(yuè)着(zhe)暗物质流(liú)，这(zhè)个过程中会产(chǎn)生相应(yīng)的振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳的(de)方(fāng)向与太阳环绕(rào)银(yín)河(hé)系的方(fāng)向(xiàng)是一致(zhì)的，而另外半(bàn)年(nián)则与之相反。

而在6月份的时候(hòu)，地球与太阳的(de)方向正好达到完全一致，这是理论上地球穿(chuān)越暗物质流(liú)最快(kuài)的时(shí)段。而在11月(yuè)份，又(yòu)恰(qià)好达到(dào)了最(zuì)慢(màn)值(zhí)。尽(jǐn)管(guǎn)在(zài)实际的情况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对(duì)银河系的平面呈现了60度的倾斜(xié)，但是这并不影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科学家认为这可以用(yòng)来解释，研究人员们所观测到的周(zhōu)期性信号(hào)。当然(rán)也(yě)可能有其他的情况(kuàng)，造成(chéng)这(zhè)种(zhǒng)年度周期(qī)信号的差异也(yě)可能(néng)是温(wēn)度、湿(shī)度、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利(lì)游客(kè)的数量也符(fú)合这(zhè)个周期的规律。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们又在南半球建立(lì)了一个几(jǐ)乎(hū)相(xiāng)同的实验室，这(zhè)里的(de)季节与(yǔ)之前(qián)的(de)实验室(shì)正好相反，而在这(zhè)里，地(dì)球穿过暗物质(zhì)流的运动(dòng)特(tè)征(zhēng)和第一(yī)个实验室是一样(yàng)的。

因此，如果在这里可以得(dé)到(dào)相同(tóng)的(de)信(xìn)号，就(jiù)可以成(chéng)为(wèi)暗物(wù)质所存在的非常有力(lì)的证据(jù)了(le)。但是由于(yú)这(zhè)个实验室刚(gāng)刚(gāng)建(jiàn)成不(bù)久，所(suǒ)以(yǐ)截至目前还无法提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽视场仪器提供(gōng)的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一个关键(jiàn)的用途就(jiù)是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于(yú)探(tàn)测的结果，我(wǒ)们(men)只能拭目以待了。费米实(shí)验(yàn)室粒子天体物理中(zhōng)心的科学家丹琥珀和(hé)贾森(sēn)斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗(àn)物质存(cún)在，它们极有可能拥有另一种神秘的(de)效应，这种(zhǒng)暗物质(zhì)效(xiào)应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或者说是生命进化(huà)的一个重要因(yīn)素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步的证实(shí)，那么(me)遍布宇宙当中的(de)暗物质会不会意味着人(rén)类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中(zhōng)某个(gè)角落的行星上(shàng)，暗物质正(zhèng)在通过这(zhè)样(yàng)的效应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前(qián)提是要先找(zhǎo)到暗物质存在(zài)的实际(jì)证据。那(nà)么小伙(huǒ)伴们，你们(men)觉(jué)得(dé)暗物质到底存不存在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点赞，你的(de)支(zhī)持(chí)是我更(gèng)新的动力！

未经允许不得转载：IDC站长站，IDC站长，IDC资讯--IDC站长站 春夏秋冬春为首下联是什么，春夏秋冬春为首下联怎么对