宇(yǔ)宙是(shì)“人为制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物(wù)质又究(jiū)竟是什么？人(rén)类(lèi)为了寻(xún)找(zhǎo)暗物质存在的证(zhèng)据，科(kē)学家(jiā)们在过去的几(jǐ)十年当中(zhōng)进行了(le)超过(guò)50次的长(zhǎng)期实验，但是(shì)却没有发现任何的有(yǒu)效(xiào)证(zhèng)据(jù)。除了(le)一个(gè)地(dì)方，在1687年出(chū)版的自然哲学数(shù)学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了(le)万有引力定律，它(tā)揭示(shì)了宇宙中(zhōng)天体运动的规律(lǜ)。往(wǎng)后的几百年来，当天(tiān)文学家们发(fā)现某(mǒu)些(xiē)天体运行轨(guǐ)道出(chū)现异常(cháng)，不符(fú)合万(wàn)有引力定律的时候，他们就会知道，周(zhōu)围一定(dìng)有未知的(de)天体通(tōng)过引力在摄动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天王(wáng)星运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都是应(yīng)用万有引力定律(lǜ)所(suǒ)取(qǔ)得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系(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(wù)理学家弗里茨兹威基(jī)正在研究(jiū)和测(cè)量后发星系团(tuán)的质量。这是一个(gè)由(yóu)数千个(gè)星(xīng)系(xì)所组(zǔ)成(chéng)的(de)巨大星(xīng)系团，这(zhè)些星系被引力束缚(fù)在一(yī)起(qǐ)。测量星系团的(de)质(zhì)量一般会使用(yòng)到两种方(fāng)法，当两(liǎng)种(zhǒng)方法结果一致，就可(kě)以确定其质(zhì)量(liàng)的范(fàn)围。

第(dì)一种是获得其"光度学的(de)质量"，需要的数(shù)据(jù)是测量各个星系的光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计(jì)算，是利用光(guāng)谱红移测(cè)量星(xīng)系(xì)团(tuán)中(zhōng)的各个星(xīng)系相对于星(xīng)系团的运(yùn)动(dòng)速度。当测量结果(guǒ)出(chū)来之后，兹威(wēi)基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发(fā)座星(xīng)系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不(bù)以可见(jiàn)光的形式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡异(yì)的是，在测量速(sù)度的过程(chéng)中(zhōng)，兹(zī)威基发现(xiàn)星系团(tuán)中很多星(xīng)系(xì)的(de)速(sù)度比理论上(shàng)要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些(xiē)可见星(xīng)系的质量(liàng)所(suǒ)产(chǎn)生的(de)引力是(shì)无法将它们束缚在(zài)星系(xì)团(tuán)内的，它们早就(jiù)应(yīng)该被抛出(chū)星系团之外了，除非有一种神秘的(de)力量在起作用，这种力量来源于(yú)某种隐形的(de)物质。

据此，兹维基提出了这(zhè)样部分不可见(jiàn)的(de)暗质，它不发(fā)散(sàn)光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是(shì)当时的人们对(duì)这样的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这(zhè)个词才再一次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福(fú)特(tè)在观(guān)测仙(xiān)女座星系中(zhōng)的(de)恒星运动。理(lǐ)论(lùn)上来(lái)说，距离(lí)中心越远(yuǎn)的恒星在其轨(guǐ)道上的(de)运行速度就会(huì)越慢。但(dàn)是他(tā)们观测的结果却让(ràng)人感到(dào)不可(kě)思(sī)议。

随着(zhe)与(yǔ)中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持不(bù)变。可是根据牛(niú)顿的万有(yǒu)引力(lì)定律，在星系当中如果没(méi)有足(zú)够大的质(zhì)量来吸引它们，这些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙(zhòu)当(dāng)中了(le)。基于这种现(xiàn)象，科学家(jiā)们会使(shǐ)用一(yī)种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的方(fāng)法来(lái)解释暗物质的存在，这种方法就是测量星系当中(zhōng)气(qì)体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴上气(qì)体的旋转速度。如果出(chū)现(xiàn)异(yì)常的结(jié)果，就认为是由暗物质(zhì)的力量进(jìn)入其(qí)中。

于是科(kē)学家们通(tōng)过射电望(wàng)远镜测量(liàng)了距离星系中心更(gèng)远距离的(de)氢(qīng)元(yuán)素(sù)，发现它(tā)们的旋转速(sù)度(dù)并不符(fú)合牛(niú)顿的力学(xué)定律。我们的太阳系也不例(lì)外，太阳系位于银河(hé)系的第(dì)三悬臂之(zhī)上，距离银河(hé)系中心2.6万光(guāng)年，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太(tài)阳系的运行(xíng)速度(dù)应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系(xì)正在以220千米/秒(miǎo)的(de)速度围绕银河系旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大于理论(lùn)速(across 和 cross的区别，cross和across区别和用法sù)度，那么(me)产(chǎn)生以(yǐ)上这种(zhǒng)向心加速度的原(yuán)因很(hěn)可能(néng)就是(shì)存(cún)在着一(yī)种我(wǒ)们(men)看不到的物(wù)质，是这些暗物质(zhì)的引力效(xiào)应(yīng)将星(xīng)系聚(jù)集在了一起。

也是从这(zhè)时开始，越来越(yuè)多的(de)研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在。科学家根据星(xīng)系外恒星轨道的速(sù)度，估算(suàn)在星系当(dāng)中暗物质的质量占整个星系(xì)质量的(de)85%。但是(shì)，暗物(wù)质并不是唯一(yī)可以解释(shì)这个现象的原因。在一项新(xīn)的研究当(dāng)中，科学(xué)家们发现，几(jǐ)乎(hū)没有引力(lì)效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异(yì)。另外，天文学家还(hái)发现(xiàn)了(le)一个反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星数量却只有(yǒu)银河系的(de)千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系(xì)必须存在暗(àn)物质(zhì)，否则就会分崩离析。但(dàn)是科(kē)学(xué)家们(men)使用最先进(jìn)的望远(yuǎn)镜对其进行了(le)40个小时的详细测量之(zhī)后，发现星系(xì)中的恒星(xīng)运动是(shì)可以(yǐ)用正常的物质和力学定律来解释的。那么(me)又有(yǒu)人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗物质，已(yǐ)经被附近的另一个大(dà)星系剥离了。奇怪(guài)的(de)是，它(tā)的(de)附近没有任何星(xīng)系存在。造成这些现(xiàn)象的除了(le)暗物质的(de)假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对(duì)引力的理解还不够全面，引力很可能(néng)在不(bù)同尺度空间中的(de)工(gōng)作方式是不同的，这意味着(zhe)在行星系尺(chǐ)度中(zhōng)的天(tiān)体会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理解(jiě)的方式运动(dòng)。但是上升到星系和星(xīng)团的(de)尺度，引力之(zhī)间(jiān)的(de)相互作用则是不同的方式。对于在星系(xì)团之间的相(xiāng)互作用，科(kē)学家(jiā)还引(yǐn)入了外部场(chǎng)效(xiào)应的概念(niàn)，指的(de)是在数百万光(guāng)年(nián)的规(guī)模(mó)上，巨大(dà)的质量之间(jiān)会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德(dé)理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意(yì)味着我们(men)需(xū)要对现在的物理定律进行(xíng)修正，这(zhè)些发现(xiàn)也让(ràng)很多人认为暗物质假说理论就此终结。但是在宇宙(zhòu)当(dāng)中还有关(guān)于暗物质存在的其他的理论(lùn)证(zhèng)据，这(zhè)些理论(lùn)证据是蒙(méng)德理论所(suǒ)没法解(jiě)释(shì)的“引力透镜(jìng)”。

径向距离(lí)为37亿(yì)光年(nián)的子弹星(xīng)系团(tuán)，由(yóu)两个碰(pèng)撞的星系团(tuán)所组成，类似这样的星(xīng)团(tuán)，它们大部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在星系的气体当中。当(dāng)星团以1000万公里/小时发生碰撞的时(shí)候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量(liàng)将(jiāng)位于(yú)所有这些气体所(suǒ)在的中间区(qū)域。那么我们通(tōng)过什么来(lái)验证它的(de)质量区域到底(dǐ)是(shì)不是集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯(sī)韦伯太(tài)空(kōng)望远镜传回了(le)宇宙当中第一(yī)张全彩的高清照片，在照片中(zhōng)我们(men)可以明显地(dì)看(kàn)到(dào)很多星系似(shì)乎被(bèi)拉(lā)伸产(chǎn)生了巨大的形(xíng)变。其实这些(xiē)星系本(běn)身并不是真的被扭(niǔ)曲了(le)，也不是韦伯(bó)望远镜出了(le)什么问题，而是这样极遥远的天体(tǐ)和(hé)我们地球上的观测者之间。被一个(gè)质量超(chāo)级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个(gè)超大质量的东西的(de)引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力(lì)透(tòu)镜效应(yīng)。这(zhè)个巨大的天(tiān)体可能是超大质量(liàng)的(de)黑洞或(huò)者是暗物质(zhì)。

所以当(dāng)人们对子弹(dàn)星系团观测的时候，发现它的大(dà)质(zhì)量区域并(bìng)不是在(zài)中间，而(ér)是在(zài)两侧。所以最好的解释(shì)方法(fǎ)就是(shì)当(dāng)星(xīng)团发生全部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被(bèi)卡在了(le)中间(jiān)，暗物质则直接通(tōng)过了这(zhè)个(gè)区域，并(bìng)在(zài)两(liǎng)边形成(chéng)了引力透镜。对子弹(dàn)星系团(tuán)的引(yǐn)力透(tòu)镜研究(jiū)也被认为是暗物质存在的(de)迄今为止(zhǐ)最(zuacross 和 cross的区别，cross和across区别和用法ì)好的理(lǐ)论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的(de)光。从宇宙大(dà)爆炸开始(shǐ)，38万年之后(hòu)，可见光终于可以畅通无阻地穿越(yuè)在(zài)宇宙(zhòu)当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这些光在(zài)宇(yǔ)宙空间(jiān)背景上留下了各相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色的部分(fēn)表示温度较高(gāo)的区(qū)域，蓝(lán)色则表示(shì)相对较(jiào)冷的区(qū)域，但实(shí)际上(shàng)它们之间的温(wēn)差只有万分之一(yī)。

科学家们通过对(duì)前景背景分(fēn)离(lí)后的二值图(tú)像进行(xíng)连通域提取和(hé)标记之后发现，如(rú)果宇(yǔ)宙当中没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看(kàn)起来不应(yīng)该是这样的，而随着暗物(wù)质的增加(jiā)，一些峰(fēng)值(zhí)的幅度会(huì)减小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐(fú)射的测量值(zhí)，我们需要(yào)的暗(àn)物质(zhì)大约是普(pǔ)通物质(zhì)的5倍。这个数(shù)字与解释星系当中(zhōng)恒星运动(dòng)所(suǒ)需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的理(lǐ)论框(kuāng)架，就(jiù)很好地(dì)解释了很多不同的观测(cè)结(jié)果。而暗物质的(de)本(běn)质(zhì)就是宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)存在着某(mǒu)种类型(xíng)的粒子(zi)，它们不参与任(rèn)何(hé)其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互(hù)作(zuò)用。所以如果能够找到这(zhè)种粒子(zi)的存在(zài)，就(jiù)相当(dāng)于(yú)找到了暗物质存在的实际(jì)证(zhèng)据。这种粒(lì)子到底是什么？科学家们已经提出了数(shù)十(shí)种的假想目标，而要寻找这些不同的(de)目标粒子所需要的实验方式也不相(xiāng)同(tóng)。在过去的几十年(nián)当(dāng)中，人类为了寻找这些看不(bù)见(jiàn)、摸不(bù)到，几乎不(bù)会与常规(guī)物质(zhì)相互作用的(de)“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行了超过50次的实验，却没有任何实(shí)质性的发现，除了一个地方，意大利(lì)的格(gé)兰萨(sà)索山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下(xià)矿(kuàng)井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学实验(yàn)室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层楼高的探(tàn)测(cè)器，一直致力(lì)于寻找(zhǎo)暗物(wù)质(zhì)粒子的周(zhōu)期性震荡。

自(zì)1997年以(yǐ)来，这里的科学家(jiā)声(shēng)称观测到了某(mǒu)种信号。经(jīng)过了20多年的数据收集(jí)，人们发现了一(yī)个(gè)有趣的事情。探测率会在每年的6月份达(dá)到峰值，然(rán)后在11月降到最低，而且在20年当中每(měi)年都是一样。一(yī)些(xiē)科学家认为(wèi)这可能是人类发现暗物(wù)质(zhì)的第一(yī)个直接证(zhèng)据。

但(dàn)是(shì)为什么暗物质会(huì)产生周期性的年度信号(hào)呢？刚才我们讲(jiǎng)了(le)太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围(wéi)绕着银河(hé)系(xì)进(jìn)行移(yí)动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样的(de)速度在穿越(yuè)着暗物质流，这(zhè)个过(guò)程中会产生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕太阳(yáng)进(jìn)行旋(xuán)转。所以(yǐ)有半年的时(shí)间，地球围绕太阳的方向与太阳(yáng)环绕银河(hé)系的(de)方向是一致的，而另(lìng)外(wài)半年(nián)则与之相(xiāng)反。

而在6月份的(de)时候，地(dì)球(qiú)与太阳的(de)方(fāng)向正好达到完全一(yī)致，这是(shì)理论上地球穿(chuān)越暗物质(zhì)流最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际的情(qíng)况中，太阳系相对银(yín)河系的平面(miàn)呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的(de)有效性。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可以用来(lái)解释，研究人(rén)员(yuán)们(men)所观(guān)测到的周(zhōu)期性信号。当(dāng)然也可(kě)能有其他(tā)的情(qíng)况(kuàng)，造成这种年度周期信号的差异(yì)也可(kě)能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分(fēn)、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合(hé)这(zhè)个(gè)周期(qī)的(de)规律(lǜ)。

所以，科学(xué)家们又在(zài)南半球建(jiàn)立了一(yī)个几乎(hū)相同的实验室，这(zhè)里的(de)季节与之前的实验室(shì)正好相反，而在(zài)这里，地(dì)球穿过暗物质流的运动(dòng)特征和第一个实验(yàn)室是一(yī)样的。

因此，如果在这(zhè)里(lǐ)可以(yǐ)得(dé)到相同的信号(hào)，就可以成为暗(àn)物质所存在的非常(cháng)有力的证据(jù)了。但是(shì)由于这(zhè)个实(shí)验(yàn)室刚刚建成不(bù)久，所以截至(zhì)目前还无法提供相应的数据支持(chí)。另(lìng)外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪(yí)器(qì)提供的视野是(shì)哈勃红外(wài)仪器的100倍。南(nán)希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其(qí)中(zhōng)一个关键的用途(tú)就是探索暗物(wù)质背后的(de)奥秘，对于探(tàn)测的(de)结(jié)果，我们(men)只(zhǐ)能拭目以待了。费米实验(yàn)室粒子(zi)天体物理中心的(de)科学(xué)家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬(fēn)研(yán)究发现(xiàn)，如果暗物质存(cún)在，它们极(jí)有可能拥有另一(yī)种神秘的效应，这种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生命的诞生，或者说是(shì)生命进化的一个重要因(yīn)素。

如果这一理论得(dé)到(dào)进(jìn)一步(bù)的证(zhèng)实，那(nà)么遍布(bù)宇(yǔ)宙当中的(de)暗物质会(huì)不会(huì)意(yì)味着(zhe)人类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在通过这样的效(xiào)应创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这(zhè)些推论的大(dà)前提是要先(xiān)找到暗(àn)物(wù)质存在的实际证据(jù)。那么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到(dào)底存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：IDC站长站，IDC站长，IDC资讯--IDC站长站 across 和 cross的区别，cross和across区别和用法