宇宙是(shì)“人为制造(zào)”的(de)？为何会(huì)存在科(kē)学无法解(jiě)释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找暗(àn)物(wù)质存在的(de)证据，科学家(jiā)们在过去的几(jǐ)十年当中进行了超(chāo)过50次的(de)长(zhǎng)期实(shí)验，但是却没有(yǒu)发现任何(hé)的有效证据。除(chú)了一个地方，在(zài)1687年出版的自(zì)然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引(yǐn)力定律，它揭示了(le)宇宙中天体运(yùn)动的规(guī)律。往后的几百年来(lái)，当天文学家们发(fā)现(xiàn)某些天体运行轨道(dào)出现(xiàn)异(yì)常，不符合万有引力定律的时候，他(tā)们(men)就会(huì)知道，周围一(yī)定有未知(zhī)的天(tiān)体(tǐ)通过引力在(zài)摄动它的(de)轨道。比(bǐ)如在(zài)1846年(nián)，奥(ào)本勒维耶就(jiù)通过天王星运(yùn)行轨(guǐ)道(dào)的异常，推算并且发现了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗(huì)星(xīng)、冥王星的发现都是(shì)应用万(wàn)有引力定律所(suǒ)取得重大天文(wén)成就的例子。但是这些发(fā)现(xiàn)都(dōu)是在恒星系统的尺度当中，可当我(wǒ)们上升到星(xīng)系或者是星(xīng)团的尺度，事情就(jiù)开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士(shì)的(de)物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和测量后发(fā)星系团的(de)质量。这是一个由(yóu)数(shù)千个星(xīng)系(xì)所组成的巨大星系(xì)团，这(zhè)些星系被引力束缚(fù)在一(yī)起。测量星(xīng)系团的质(zhì)量(liàng)一(yī)般会使用到两种方法，当(dāng)两种(zhǒng)方法结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定其质(zhì)量的范围。

第(dì)一种是获得其"光度学的质量"，需要的数据是(shì)测(cè)量各个星系的光蒂玮娜手表是杂牌吗，蒂玮娜手表一千多值得买吗度。

第(dì)二(èr)种是动力(lì)学质量的(de)计算，是利(lì)用光谱红移测量星系团中的各个星(xīng)系(xì)相对于星系团的运动速度。当测量结(jié)果(guǒ)出来之(zhī)后，兹(zī)威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味着，后发(fā)座星(xīng)系团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可见光(guāng)的形(xíng)式(shì)所(suǒ)存(cún)在，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹(zī)威(wēi)基发(fā)现星系团中很多星系的速度比理论上要快得多，按照(zhào)牛(niú)顿的运动学(xué)定律，仅靠这(zhè)些(xiē)可(kě)见星系的(de)质量(liàng)所产生的(de)引(yǐn)力是无法将(jiāng)它们束(shù)缚在星系团内的，它们早就应(yīng)该被抛出星系团之(zhī)外了，除非有一种神秘的力量在(zài)起作用(yòng)，这种(zhǒng)力(lì)量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹维(wéi)基(jī)提出了这样部分(fēn)不可见的暗质，它(tā)不发(fā)散光(guāng)、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但是它们却占据着(zhe)宇宙(zhòu)中绝(jué)大部分的质量。只是当时的人们对这样的一(yī)种说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词(cí)才(cái)再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在(zài)观测仙(xiān)女座星系中的恒星运动。理论上来(lái)说，距离中心越远的(de)恒(héng)星在其轨道上的运行(xíng)速度就会越(yuè)慢。但是他们观测的(de)结(jié)果却让(ràng)人感到不可思议(yì)。

随(suí)着与中心距(jù)离(lí)的增加，恒(héng)星(xīng)的旋转速(sù)度几(jǐ)乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力(lì)定律，在(zài)星(xīng)系当中如果没有足够大的质量来吸(xī)引它们，这(zhè)些外围(wéi)的(de)恒星早就被(bèi)甩到(dào)宇宙(zhòu)当中了。基(jī)于这种现象，科学家们(men)会使(shǐ)用一种相对标准的方法来(lái)解释暗(àn)物质的(de)存(cún)在，这种(zhǒng)方(fāng)法就是测量星系当中(zhōng)气体在X轴上距离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如果(guǒ)出现异常的结果，就认为是由暗(àn)物质的(de)力量进入其中。

于(yú)是科(kē)学家们通过(guò)射电望远镜测(cè)量了距离星系中心更(gèng)远距离的氢元素(sù)，发(fā)现它们的旋转(zhuǎn)速(sù)度(dù)并不符合(hé)牛(niú)顿的(de)力学(xué)定律(lǜ)。我们的太(tài)阳系也不例外，太(tài)阳系位于(yú)银(yín)河系的第三悬臂之上(shàng)，距离(lí)银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律(lǜ)进行计(jì)算，太(tài)阳系的(de)运(yùn)行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围绕银河系旋转，这个实际速度远远大于理论速度，那么(me)产生以上这种(zhǒng)向心加速度(dù)的(de)原因很可能就是存在着一种我们看(kàn)不到的物质，是这些(xiē)暗(àn)物(wù)质(zhì)的引(yǐn)力效(xiào)应将星系聚(jù)集在了一起。

也是从这时开(kāi)始(shǐ)，越来越多的(de)研究人员开始相信暗物质(zhì)的(de)存(cún)在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星系当中暗物质的质量(liàng)占(zhàn)整个星(xīng)系质量的(de)85%。但(dàn)是，暗(àn)物质并不是唯(wéi)一可以解释这(zhè)个现象的(de)原因。在一项新的(de)研(yán)究当中，科(kē)学家们发现，几(jǐ)乎没(méi)有引(yǐn)力效应的(de)遥(yáo)远(yuǎn)恒星(xīng)之间(jiān)，也会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年(nián)，大小(xiǎo)和银(yín)河(hé)系不多，但是星系当中存在(zài)的恒星数量(liàng)却(què)只有银河系的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是(shì)科学家们(men)使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的(de)恒星运动是可(kě)以用正常的物质和力学定(dìng)律来解释的。那么又有人(rén)提(tí)出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附近(jìn)的另一个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附(fù)近(jìn)没(méi)有任何星(xīng)系存在。造成(chéng)这些现(xiàn)象的(de)除了(le)暗物(wù)质的假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力的理解还不够全(quán)面(miàn)，引(yǐn)力(lì)很可(kě)能在不同(tóng)尺度空间中的工作(zuò)方(fāng)式是不同(tóng)的(de)，这意(yì)味(wèi)着在行星系(xì)尺(chǐ)度中的天(tiān)体会沿(yán)着它们的轨道(dào)，按照我们所理解的方式运动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则(zé)是不同的(de)方式。对于在星系团(tuán)之间的相(xiāng)互作用，科学家还引入了外部(bù)场效应的概(gài)念，指的是(shì)在(zài)数百万光(guāng)年(nián)的规模上(shàng)，巨大的质(zhì)量之(zhī)间会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这(zhè)个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果MOND蒙(méng)德(dé)理论成立，这意味着我们(men)需要对现在的物理定律进行(xíng)修正，这些发现(xiàn)也让很(hěn)多人(rén)认为暗物质假说理论(lùn)就此终结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存在(zài)的其(qí)他(tā)的理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙德理论所没法(fǎ)解释的(de)“引力(lì)透镜”。

径向距离为(wèi)37亿(yì)光年(nián)的子弹星系团，由两(liǎng)个(gè)碰撞(zhuàng)的星系(xì)团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它(tā)们大部分的普通质(zhì)量(liàng)都在星系的(de)气体(tǐ)当中。当星团以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰(pèng)撞的时(shí)候(hòu)，星际气体的相互作用就(jiù)会(huì)导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降低。所以在(zài)理论上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星系团大部分的质量将位(wèi)于所有这(zhè)些气(qì)体所在的中间(jiān)区域。那么我们通过什么(me)来验证它(tā)的质量区域到底是(shì)不是集中在中间呢(ne)？前不(bù)久，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太空望远镜(jìng)传回(huí)了宇宙(zhòu)当中第一张(zhāng)全彩的高(gāo)清照片，在(zài)照(zhào)片中我们可以明(míng)显地看到(dào)很多(duō)星系似乎被拉伸产生了(le)巨大的(de)形变。其实这些星(xīng)系本(běn)身并不是真的被扭曲(qū)了，也不是(shì)韦伯望远(yuǎn)镜出了(le)什么问(wèn)题，而(ér)是(shì)这样极(jí)遥远的天(tiān)体和我们地球上的观测者之间(jiān)。被(bèi)一个质量超(chāo)级巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超(chāo)大质量的东西的引力(lì)，会使(shǐ)身后更遥远(yuǎn)星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大(dà)的天体可能是超大(dà)质量的黑洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团观(guān)测的时候，发现它(tā)的大质量区域并(bìng)不(bù)是在中间，而是在两侧。所以最(zuì)好的(de)解释(shì)方法就是(shì)当星团发生(shēng)全部的碰撞时(shí)，可被观测到(dào)的质量气体被(bèi)卡在了中间，暗物质(zhì)则(zé)直接通过(guò)了这(zhè)个区域(yù)，并在(zài)两边形成(chéng)了引力透镜。对子弹星系团的引力透(tòu)镜(jìng)研究也被认为是(shì)暗物质(zhì)存(cún)在的迄(qì)今为止最好的理论(lùn)证据(jù)。

除(chú)此之外，还(hái)有来自宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙(zhòu)大爆(bào)炸开始(shǐ)，38万年之后(hòu)，可见光(guāng)终(zhōng)于可以畅通(tōng)无阻(zǔ)地穿(chuān)越在宇宙当中(zhōng)了。经(jīng)过了130多亿年之后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙空间背景上留下了各相同性的(de)微波辐射。其中(zhōng)红(hóng)色的(de)部分表示温度(dù)较高的区域，蓝(lán)色则表示相对较冷的区域，但实(shí)际上它们之间(jiān)的温差只有万分之一。

科(kē)学家们通过(guò)对前景背(bèi)景分离(lí)后的二值图像(xiàng)进行连通(tōng)域提取和标记之(zhī)后(hòu)发现(xiàn)，如果(guǒ)宇(yǔ)宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗(àn)物质，图形看起(qǐ)来不应该是(shì)这样的，而随着暗物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会减小，才变(biàn)得(dé)看起来(lái)“和(hé)谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量值，我(wǒ)们需要的暗物质大约(yuē)是普通(tōng)物质的5倍。这个数字与(yǔ)解释星(xīng)系当中恒(héng)星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解释了(le)很多不同的观(guān)测结果。而暗物质的本质就是(shì)宇宙当中存在着某种类型的(de)粒子，它(tā)们不(bù)参与任何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引蒂玮娜手表是杂牌吗，蒂玮娜手表一千多值得买吗力来相互(hù)作用(yòng)。所以如果(guǒ)能够找到(dào)这种粒子的存在，就相当于找到了暗(àn)物质存在的(de)实(shí)际(jì)证据(jù)。这(zhè)种(zhǒng)粒子(zi)到(dào)底是什么？科(kē)学(xué)家们已经提出了数十(shí)种的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些(xiē)不同(tóng)的(de)目标粒子所需要的实(shí)验方式也不相同。在过去(qù)的几十年当中，人类为了寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几(jǐ)乎不会与(yǔ)常规物质相(xiāng)互作用(yòng)的“暗物(wù)质”，科学家们已经进行了超过50次的(de)实验，却没有任(rèn)何实质性的(de)发(fā)现(xiàn)，除了一个(gè)地方，意大利的(de)格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最(zuì)大的地学(xué)实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个(gè)三(sān)层楼(lóu)高的探测器，一(yī)直致力(lì)于寻找暗物质粒子的周(zhōu)期性(xìng)震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学家声称观测到了某种信号。经过(guò)了20多(duō)年的(de)数据收集，人们(men)发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测(cè)率(lǜ)会在(zài)每年的6月份达(dá)到(dào)峰值，然(rán)后在11月降(jiàng)到最低(dī)，而且在(zài)20年(nián)当中每年都是(shì)一样(yàng)。一些(xiē)科学家认为这可能是人(rén)类发(fā)现暗物质的第一个直接证(zhèng)据。

但是为(wèi)什么(me)暗物(wù)质会产生(shēng)周期性的年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正在(zài)以(yǐ)220公(gōng)里/秒的速度围(wéi)绕着银河系进行移动，那么如果暗物(wù)质存在宇宙当(dāng)中，这意味着我们也在以这样的速度在穿(chuān)越着暗物质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时(shí)地(dì)球又以30公(gōng)里(lǐ)/秒的(de)速度(dù)围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕银(yín)河(hé)系的方(fāng)向是一致的，而另外半(bàn)年则(zé)与之相反。

而在6月(yuè)份的时候，地球(qiú)与太阳的方向正好达到完全一致，这是(shì)理论上(shàng)地球穿(chuān)越暗物(wù)质流最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管在实际的(de)情况中，太阳系相对银河系(xì)的平(píng)面(miàn)呈现了(le)60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究人员(yuán)们所(suǒ)观(guān)测到的周期性信号。当然也可能有其他的(de)情况(kuàng)，造成这种年度周期信号的(de)差异(yì)也可能(néng)是温度、湿度(dù)、土壤中(zhōng)的水分(fēn)、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大(dà)利(lì)游客的数(shù)量也符合这个周期的规(guī)律。

所以，科学家们又在(zài)南半球建立了一(yī)个几乎相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的实验(yàn)室正好相(xiāng)反，而在(zài)这里，地球穿(chuān)过暗(àn)物质流的运(yùn)动特(tè)征(zhēng)和第一(yī)个实验室是(shì)一(yī)样(yàng)的。

因此，如果在(zài)这里可以得(dé)到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非常有力的证据(jù)了(le)。但是由于这个实验室(shì)刚(gāng)刚建(jiàn)成(chéng)不久，所(suǒ)以截至(zhì)目(mù)前还无法提供(gōng)相应的数据支(zhī)持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台(tái)太空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大(dà)小(xiǎo)跟(gēn)哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提(tí)供的视(shì)野是(shì)哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南(nán)希格雷斯罗曼(màn)太(tài)空(kōng)望远镜(jìng)其中一个(gè)关键的用途就(jiù)是(shì)探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对于探测的结果，我们只(zhǐ)能(néng)拭目以待了。费米实验室粒子天体物(wù)理中(zhōng)心的(de)科学(xué)家丹(dān)琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物(wù)质存(cún)在(zài)，它们极有可能拥有另一种神(shén)秘的(de)效应，这种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当(dāng)中生命的诞生(shēng)，或(huò)者说是生命进化(huà)的一个重要因素。

如(rú)果这一(yī)理论(lùn)得到进一步的证实(shí)，那(nà)么遍布宇宙当中(zhōng)的暗物质(zhì)会不会(huì)意味(wèi)着(zhe)人类(lèi)并不孤(gū)单(dān)呢？或(huò)许在(zài)宇宙当中某(mǒu)个(gè)角落(luò)的行(xíng)星上，暗物质正在通过(guò)这(zhè)样的效应创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这些推论的大前提是要先找(zhǎo)到(dào)暗物质存在的实际(jì)证据。那么小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗物质到底存不存(cún)在(zài)呢？喜欢(huān)请(qǐng)点(diǎn)赞，你的(de)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 蒂玮娜手表是杂牌吗，蒂玮娜手表一千多值得买吗