宇宙(zhòu)是(shì)“人为(wèi)制造”的？为何(hé)会存在科学无法解(jiě)释(shì)的“暗(àn)物质”？暗物质(zhì)又(yòu)究竟(jìng)是(shì)什么？人类为了(le)寻(xún)找暗物质存在的证据(jù)，科(kē)学家们(men)在过(guò)去的几十年当中进行了(le)超过50次的长期实验，但是(shì)却没有(yǒu)发现任(rèn)何的有效证据(jù)。除(chú)了一个地方(fāng)，在(zài)1687年(nián)出(chū)版的(de)自然哲学数学(xué)原(yuán)理一书中(zhōng)，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运(yùn)动的(de)规律。往后的(de)几百年(nián)来，当(dāng)天(tiān)文学家们发(fā)现(xiàn)某些天体运行轨道出现异常，不符(fú)合万有引(yǐn)力定律的时候，他们就会知(zhī)道，周围一定(dìng)有未知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨道(dào)。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且(qiě)发现了海王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星(xīng)的(de)发现都是应用万有引力定(dìng)律所取得重大天文(wén)成就的例子(zi)。但是这些发现都是在恒星系统的尺度(dù)当中(zhōng)，可(kě)当我们上升到星(xīng)系或者是(shì)星团的(de)尺(chǐ)度，事(shì)情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理(lǐ)学家弗(fú)里茨兹威(wēi)基正在(zài)研究和测量后发星系团(tuán)的(de)质量。这是(shì)一个由数(shù)千个(gè)星(xīng)系所组成的巨大星系(xì)团，这些星系被引(yǐn)力束(shù)缚(fù)在一起。测量星(xīng)系团(tuán)的质量一般会(huì)使(shǐ)用到两种方法，当两种方法结(jié)果一致，就可以确定(dìng)其质量的范围(wéi)。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质(zhì)量(liàng)"，需要的(de)数据是测量各个星系(xì)的光度。

第二种是动力学质量的(de)计算，是(shì)利用(yòng)光谱红(hóng)移测量星系团中的各(gè)个(gè)星系(xì)相(xiāng)对于(yú)星系团(tuán)的运动(dòng)速度。当测量(liàng)结(jié)果出(chū)来之后，兹威基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动力学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光(guāng)度(dù)学质量”的(de)400倍。这意(yì)味(wèi)着，后发座星系团(tuán)有99%的(de)质(zhì)量消失(shī)了，或者说(shuō)这99%的质量并不以可见光的形式所存(cún)在，我们无(wú)法看到。最(zuì)诡异的是，在测量(liàng)速度(dù)的过程(chéng)中，兹(zī)威基发现星系(xì)团(tuán)中很多星系的(de)速度比理论上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些(xiē)可见星系的质量所产生的(de)引力是(shì)无(wú)法将它们束缚(fù)在星系团(tuán)内的，它(tā)们早就(jiù)应该被抛出星系团之外了(le)，除非有一种神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量来源于某(mǒu)种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不(bù)可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却(què)占(zhàn)据着(zhe)宇宙中(zhōng)绝大部分的质量(liàng)。只(zhǐ)是当时的人们对(duì)这样的一种(zhǒng)说法不屑一(yī)顾(gù)。

直(zhí)到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词(cí)才再一(yī)次出现。天文学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特(tè)在(zài)观测仙女座星(xīng)系中的恒星(xīng)运动(dòng)。理论上来说，距离(lí)中心越远(yuǎn)的恒星(xīng)在(zài)其轨道(dào)上的(de)运行(xíng)速度就会(huì)越慢(màn)。但(dàn)是他(tā)们观(guān)测(cè)的结果却让人感(gǎn)到不可思议。

随(suí)着(zhe)与中心距离的增(zēng)加，恒星的(de)旋(xuán)转速度几乎保持不变(biàn)。可是根据(jù)牛顿(dùn)的万有引力定律(lǜ)，在星系当中如果没有足够大的质量来(lái)吸引它们，这些(xiē)外(wài)围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基(jī)于(yú)这种现象(xiàng)，科学家们会使用(yòng)一种相对标准的方法(fǎ)来解释暗物质(zhì)的(de)存在(zài)，这种方(fāng)法就是测(cè)量星(xīng)系当中气体(tǐ)在X轴上距离(lí)星系中心的距离，以(yǐ)及在(zài)Y轴(zhóu)上气体的(de)旋(xuán)转速(sù)度。如果出现异常的(de)结(jié)果(guǒ)，就认为是由暗物质的力量进入其(qí)中(zhōng)。

_D是什么意思，_3是什么意思"async" da_D是什么意思，_3是什么意思ta-ratio="0.46758039008961516" data-type="jpeg" data-w="1897" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

于是科(kē)学家们通过射电(diàn)望远镜测量了距离星系中心更远距离的氢(qīng)元素(sù)，发现它们的(de)旋(xuán)转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛顿的力学(xué)定律(lǜ)。我们(men)的太阳系也不例(lì)外，太阳系位(wèi)于银(yín)河系的第三悬臂之(zhī)上，距离(lí)银(yín)河系中心2.6万光年(nián)，根据(jù)万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系(xì)的运行速度应该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实际(jì)上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银河(hé)系旋转，这个实际速度(dù)远远大于理论速度，那(nà)么产生以上这(zhè)种向(xiàng)心加速度的原因很可能就是存在着一种我们看不(bù)到的物(wù)质，是这(zhè)些暗物质的引力效应将星系聚(jù)集在了一(yī)起。

也是从这时开(kāi)始(shǐ)，越(yuè)来越多的研究人(rén)员开始相信暗物质的(de)存在。科(kē)学家(jiā)根(gēn)据(jù)星系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质的质量占(zhàn)整个星系质(zhì)量的85%。但是(shì)，暗物质(zhì)并不是(shì)唯一可(kě)以解释这(zhè)个现象的(de)原因。在一项(xiàng)新的研究(jiū)当中，科学家(jiā)们发现，几乎(hū)没有引(yǐn)力效应的遥(yáo)远恒星之(zhī)间，也会出现速度上的(de)微(wēi)小(xiǎo)差异。另外(wài)，天文学(xué)家还发现了一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系(xì)距离地(dì)球大约2.5亿光(guāng)年，大(dà)小和银河系不多(duō)，但是星(xīng)系当中(zhōng)存在的(de)恒(héng)星数量却只有银河(hé)系的(de)千分之一。

所以(yǐ)在理论(lùn)上，该(gāi)星(xīng)系必须(xū)存在暗物质(zhì)，否则就会分(fēn)崩离析。但是(shì)科学家(jiā)们使(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(fā)现(xiàn)星系中的恒(héng)星运(yùn)动是可以(yǐ)用正常的物质和力学定(dìng)律来解释的。那么(me)又(yòu)有人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已(yǐ)经被附(fù)近(jìn)的另一个(gè)大星系剥离了(le)。奇怪的是(shì)，它(tā)的附(fù)近没有任何星(xīng)系存在。造(zào)成这些(xiē)现(xiàn)象(xiàng)的除了暗物质(zhì)的假说之(zhī)外，另一种可能就是(shì)人类对引力的理解还不够全面，引力很(hěn)可(kě)能在不同尺(chǐ)度(dù)空间中的(de)工作方式是不同的，这意味(wèi)着(zhe)在行星(xīng)系尺度中(zhōng)的天体会(huì)沿(yán)着它们(men)的轨道，按照(zhào)我(wǒ)们所理解的方式运动。但是上(shàng)升(shēng)到星系和星(xīng)团的尺度，引力之间的(de)相互作用(yòng)则是不同的方式(shì)。对于(yú)在星系团(tuán)之间的(de)相互作用(yòng)，科学家还(hái)引入了(le)外部场(chǎng)效应(yīng)的(de)概念(niàn)，指的是在数百万光年(nián)的规模上，巨大的质量(liàng)之间会产(chǎn)生(shēng)对彼此特殊的效(xiào)果，这个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理(lǐ)论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这(zhè)意(yì)味着我(wǒ)们需要对现在的物理(lǐ)定律进(jìn)行修正(zhèng)，这些(xiē)发现(xiàn)也(yě)让很多(duō)人认为暗物质假说(shuō)理论就此终结。但是(shì)在宇宙当(dāng)中还有关于暗物(wù)质存在的其(qí)他的理论证(zhèng)据(jù)，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所没(méi)法(fǎ)解(jiě)释的“引力透镜(jìng)”。

径(jìng)向距(jù)离为37亿(yì)光年的子弹(dàn)星(xīng)系(xì)团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所组(zǔ)成，类似这样的星(xīng)团，它们(men)大部分的(de)普通质量都(dōu)在星系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公(gōng)里/小时发生碰(pèng)撞的(de)时候(hòu)，星(xīng)际气体的(de)相互作用(yòng)就会导致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低(dī)。所以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星系团大部分的质量将位(wèi)于(yú)所有(yǒu)这些(xiē)气体所(suǒ)在的中间区域。那么我们(men)通(tōng)过什么来验证它(tā)的质量区域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当(dāng)中第一张全彩的(de)高清照(zhào)片，在照片中我们可以明显地看到很多星(xīng)系似乎被拉(lā)伸产(chǎn)生(shēng)了巨(jù)大的形(xíng)变。其实这些(xiē)星系本身并(bìng)不是真的(de)被扭曲了，也不(bù)是韦伯(bó)望远镜出了什么问题，而(ér)是(shì)这样(yàng)极遥(yáo)远的天体和我们地球上的观(guān)测者之间。被一个质量超级(jí)巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质(zhì)量的(de)东西(xī)的引力(lì)，会(huì)使身后更遥远星系的光都发生(shēng)了扭曲。这(zhè)个现象(xiàng)就是引力透(tòu)镜效应。这个巨大(dà)的天体可能是(shì)超大质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子(zi)弹星(xīng)系(xì)团观测(cè)的时候，发现它的大质量区域并(bìng)不是在中(zhōng)间，而是在两(liǎng)侧。所以(yǐ)最(zuì)好(hǎo)的解释方(fāng)法就是当星(xīng)团发(fā)生全部(bù)的碰撞(zhuàng)时，可被观(guān)测到的质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个区(qū)域，并在两边形成(chéng)了(le)引力透镜。对(duì)子(zi)弹星(xīng)系团(tuán)的引力透(tòu)镜研究也被认(rèn)为是暗物质存在的(de)迄今为止最好的理(lǐ)论证据(jù)。

除此之外，还有来(lái)自(zì)宇宙当(dāng)中最(zuì)古老(lǎo)的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之后(hòu)，可见光终于可以畅通(tōng)无阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同性的微(wēi)波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区域，蓝色则(zé)表示相(xiāng)对较冷的区域，但实际上它们之间的温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家(jiā)们通过对前景(jǐng)背景分离(lí)后的二值图像(xiàng)进行(xíng)连通域提(tí)取(qǔ)和(hé)标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形看起(qǐ)来不应该是这样的，而随着(zhe)暗物质的(de)增加(jiā)，一(yī)些峰值的幅(fú)度(dù)会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗(àn)物(wù)质大约是(shì)普通物质的5倍。这(zhè)个数字与(yǔ)解释(shì)星系当(dāng)中恒(héng)星运动所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着(zhe)。

用了一个简单(dān)的(de)理论框架，就很(hěn)好地解释(shì)了很多(duō)不同的观(guān)测结(jié)果。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙(zhòu)当(dāng)中存(cún)在着某种(zhǒng)类型(xíng)的粒子，它们不参与任何其他的电(diàn)磁(cí)作用(yòng)，只通过(guò)引力来相互作用。所以如果能够找到这种(zhǒng)粒(lì)子的存(cún)在，就相(xiāng)当(dāng)于找到(dào)了暗物质存在(zài)的实际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已(yǐ)经提出了(le)数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这些不同的目标(biāo)粒子所(suǒ)需要的(de)实验方式也不(bù)相同。在过去的几(jǐ)十年当中，人类为(wèi)了寻找这些看不(bù)见、摸不到，几乎(hū)不会(huì)与常规物质相互作用的“暗物(wù)质”，科学(xué)家们已经进(jìn)行了超过50次的实验，却没(méi)有(yǒu)任何(hé)实质(zhì)性的发现，除了一个(gè)地方，意(yì)大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉。

在(zài)山下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着地(dì)球上最大的(de)地(dì)学(xué)实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称观测到了某种(zhǒng)信号(hào)。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集，人们发现了一个有趣的事(shì)情。探测(cè)率(lǜ)会在每年(nián)的6月份达到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而(ér)且在20年当中每年都是(shì)一(yī)样。一些科学家认为这可能是人类发(fā)现暗(àn)物质的第一个直接证(zhèng)据(jù)。

但是为什么暗物(wù)质会(huì)产生(shēng)周期性(xìng)的年度信号呢？刚(gāng)才(cái)我们讲了太(tài)阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移(yí)动(dòng)，那么如(rú)果(guǒ)暗(àn)物质存在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们(men)也在以这样的速度(dù)在穿越着暗物质流，这个(gè)过程中会产生相应的振荡，同时地球(qiú)又(yòu)以30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行(xíng)旋(xuán)转。所以有半(bàn)年的时间，地(dì)球围绕太(tài)阳的方向与太阳环(huán)绕银河系的方(fāng)向(xiàng)是一致(zhì)的，而(ér)另(lìng)外半年则(zé)与(yǔ)之相反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太阳的方(fāng)向正好(hǎo)达到完全(quán)一致，这是理论(lùn)上地球穿越暗(àn)物质流(liú)最快的时段(duàn)。而在11月(yuè)份(fèn)，又恰好(hǎo)达到(dào)了最(zuì)慢值。尽管在实际的情况中，太阳系(xì)相对银(yín)河(hé)系(xì)的平(píng)面呈现(xiàn)了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个(gè)理论的有效性(xìng)。

因此科学(xué)家认为这可以用来解释，研究人员们(men)所观测(cè)到的周期性信号。当然(rán)也可能有其他的情况，造成这种年度周期信(xìn)号的差(chà)异也(yě)可能是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高(gāo)山上的积(jī)雪，甚(shèn)至(zhì)连意大利游(yóu)客(kè)的数(shù)量也符合这个周期(qī)的规律。

所以，科学家(jiā)们又在南半球建立了一(yī)个几乎(hū)相同的实验室，这里的季(jì)节与之前的实验(yàn)室正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗物(wù)质流(liú)的运动特征和(hé)第一个实验室是一样的(de)。

因此，如果在这里可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非常有力(lì)的(de)证据了。但(dàn)是(shì)由于这个实验室(shì)刚刚建成(chéng)不久，所以截(jié)至(zhì)目前还无(wú)法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望(wàng)远镜，这(zhè)台太(tài)空(kōng)望远镜叫做“南(nán)希格雷斯(sī)罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但(dàn)它的宽视场仪器提供的视(shì)野是哈(hā)勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的(de)用途就是探索暗物质(zhì)背(bèi)后的奥秘，对于探(tàn)测的结(jié)果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米实(shí)验室粒子(zi)天体物理中(zhōng)心的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它们(men)极有(yǒu)可能拥(yōng)有另一种神秘的(de)效应，这种暗物质效(xiào)应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当中(zhōng)生命的诞生，或(huò)者说是(shì)生命进化的一个重要(yào)因素。

如果(guǒ)这一理论得到进(jìn)一(yī)步的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当(dāng)中的暗物质会不(bù)会意(yì)味着人类(lèi)并不孤(gū)单呢(ne)？或许(xǔ)在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通过(guò)这样的效应创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这些推论的大前(qián)提是要先找到(dào)暗物质存在的实际(jì)证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得暗(àn)物(wù)质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是(shì)我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 _D是什么意思，_3是什么意思