宇宙是“人为制造”的？为何会存在科(kē)学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证(zhèng)据，科学(xué)家(jiā)们在过去的几十年当中进行(xíng)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(jù)。除(chú)了一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克(kè)牛顿(dùn)发(fā)表了万有引(yǐn)力定律(lǜ)，它揭示了宇宙中天(tiān)体运动的规律。往后的几百年(nián)来，当天文学家们发现某些(xiē)天体运(yùn)行轨道出现(xiàn)异常，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就会(huì)知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过(guò)引(yǐn)力在(zài)摄动它的轨道(dào)。比(bǐ)如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王(wáng)星运行轨道的异(yì)常，推算并且发现了海(hǎi)王星的存在。另外(wài)，哈雷彗(huì)星(xīng)、冥(míng)王星的(de)发(fā)现都是应用(yòng)万(wàn)有引力定律所取(qǔ)得(dé)重大天文成就(jiù)的例(lì)子。但是这些发现都是在(zài)恒(héng)星系统的尺度当中，可当(dāng)我们上升到星系或者是星团的尺(chǐ)度，事情(qíng)就开始变得(dé)诡异(yì)了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后(hòu)发星系团(tuán)的质(zhì)量。这(zhè)是一个由数千个星系所组(zǔ)成的巨大星(xīng)系团，这些星系被(bèi)引力(lì)束缚在一起。测量星系团(tuán)的质量(liàng)一般会使(shǐ)用到两(liǎng)种(zhǒng)方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就可以确定其(qí)质量(liàng)的范围。

第(dì)一种(zhǒng)是获得其"光(guāng)度学的(de)质量(liàng)"，需(xū)要的数据是测量(liàng)各个星系的(de)光度。

第二(èr)种是动力学质(zhì)量的计算，是利用光谱红移测量星系团(tuán)中的(de)各个星系相(xiāng)对(duì)于(yú)星系(xì)团的运动速度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量(liàng)”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发(fā)座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以(yǐ)可见(jiàn)光的形式所存在，我们(men)无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测(cè)量速度的过(guò)程(chéng)中，兹威基发现星系团(tuán)中很多星系的速度比(bǐ)理(lǐ)论上要快(kuài)得多，按照牛(niú)顿的运(yùn)动(dòng)学定(dìng)律，仅靠这些可见星系(xì)的(de)质量所(suǒ)产生(shēng)的引力是无法将它们(men)束缚(fù)在星系团(tuán)内(nèi)的，它们早就应该被(bèi)抛出星系团之外了(le)，除(chú)非有一种神秘的力量在起(qǐ)作用，这种(zhǒng)力量(liàng)来源于某(mǒu)种隐形的(de)物质。

据(jù)此，兹维基提(tí)出了这(zhè)样部分(fēn)不可见(jiàn)的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中绝(jué)大部分的质量(liàng)。只是当时的人们对(duì)这样的一(yī)种说法(fǎ)不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物(wù)质”这(zhè)个词才(cái)再一(yī)次出现。bno护照是什么意思 bno护照是英国国籍吗天文(wén)学(xué)家维(wéi)拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女座星系(xì)中(zhōng)的恒(héng)星运动。理论上来说，距(jù)离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们观测(cè)的结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速(sù)度(dù)几乎保持不变(biàn)。可是根据牛顿的万有引力定(dìng)律(lǜ)，在星(xīng)系(xì)当中(zhōng)如果(guǒ)没有足够(gòu)大的质量来(lái)吸引它们(men)，这些外围的(de)恒星早就(jiù)被(bèi)甩到宇宙当(dāng)中了。基(jī)于这种现象(xiàng)，科学家们会使用一(yī)种相对标(biāo)准(zhǔn)的方法来解(jiě)释暗物质的存在，这种方法(fǎ)就是测(cè)量(liàng)星系当中气(qì)体在X轴(zhóu)上距(jù)离(lí)星(xīng)系中(zhōng)心的距离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上(shàng)气体的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度。如果出现(xiàn)异(yì)常(cháng)的结果(guǒ)，就认为是由暗(àn)物质的(de)力量进入其中。

于是(shì)科(kē)学家(jiā)们通过射电望远镜测量了(le)距离星系中心更远距离(lí)的(de)氢元素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的(de)力学定律。我们的(de)太阳(yáng)系也不(bù)例外，太阳系位(wèi)于(yú)银河系(xì)的第三悬臂之(zhī)上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系(xì)的运行速度(dù)应该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实际(jì)上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速(sù)度(dù)围绕银河系旋(xuán)转，这个(gè)实际速度远远大于理论速(sù)度(dù)，那么(me)产生以上这种向心加速(sù)度的原(yuán)因很可能就是存在着(zhe)一种我们看不(bù)到(dào)的物质，是这(zhè)些暗(àn)物(wù)质的引力效应将星系聚集在了(le)一起。

也是(shì)从(cóng)这时(shí)开始，越来(lái)越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学(xué)家根据星系外恒星轨道的速(sù)度，估算在星系当中(zhōng)暗物质的质量占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不(bù)是唯一可以(yǐ)解释这(zhè)个(gè)现(xiàn)象的(de)原(yuán)因(yīn)。在(zài)一项新(xīn)的研究当中，科(kē)学家(jiā)们发现，几乎(hū)没有引力效应的(de)遥远恒星之(zhī)间(jiān)，也会出(chū)现速度上的(de)微小差异。另外(wài)，天文(wén)学家还发(fā)现(xiàn)了一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河(hé)系(xì)不多，但是星系(xì)当(dāng)中(zhōng)存在的恒(héng)星数量却(què)只有银河(hé)系的千(qiān)分之一。

所以(yǐ)在理(lǐ)论(lùn)上(shàng)，该星系必须存(cún)在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先进的望远镜对其进(jìn)行了40个小时的详细(xì)测量之后，发现星(xīng)系中的恒星运动是可以用正常的物(wù)质和力学定律(lǜ)来解释的。那么又有(yǒu)人提(tí)出，也许该星系的暗(àn)物质，已经被(bèi)附(fù)近的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存(cún)在。造成这些现象的除(chú)了暗物质的假说之外，另一种可能就是人类对引(yǐn)力的理解还不够全面，引力很(hěn)可能在不同尺度空间中(zhōng)的工作方式是不(bù)同的，这意味着在(zài)行星系尺度(dù)中(zhōng)的天体会沿着(zhe)它们(men)的(de)轨道，按照我们所理(lǐ)解的方(fāng)式运动。但是(shì)上(shàng)升到(dào)星系(xì)和星团的尺(chǐ)度，引力(lì)之间的相互作用则是不同的(de)方式。对于在星系(xì)团之间的相互(hù)作用，科学家还引入了外部场效应的概念(niàn)，指的是在(zài)数百万(wàn)光年的规模上，巨大的质(zhì)量之(zhī)间会产生对彼此特殊的效果，这个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理论成立，这意味着我(wǒ)们需要对现在的物理(lǐ)定律进行修正，这些发现也让很(hěn)多人认为(wèi)暗物(wù)质假说理论就此终结。但(dàn)是在宇宙当(dāng)中(zhōng)还有关于(yú)暗物质存在的其他的(de)理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙德理论所(suǒ)没(méi)法解释的(de)“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星系(xì)团所(suǒ)组(zǔ)成，类似这(zhè)样(yàng)的星团(tuán)，它们(men)大部(bù)分的普通质量都在星系(xì)的气体当中。当星团以1000万公里/小时发(fābno护照是什么意思 bno护照是英国国籍吗)生碰撞的时候，星际气体的相互作用就会导致(zhì)温度的(de)急(jí)剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星(xīng)系(xì)团大部(bù)分的(de)质量将位于所有这些气体所在的中间区域。那么我们(men)通过(guò)什么来验证它的质量区(qū)域到(dào)底是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远镜传(chuán)回了宇宙当中第一张全彩(cǎi)的高清(qīng)照片，在照片中我们(men)可以明显地看到很(hěn)多星系似乎被拉(lā)伸产生了(le)巨大的形变(biàn)。其(qí)实这些星系本(běn)身(shēn)并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什么(me)问题，而(ér)是这样极遥远的天体(tǐ)和我们地球上的观测者之间。被一个质量超级(jí)巨大的天体遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发生(shēng)了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力透(tòu)镜效应(yīng)。这(zhè)个(gè)巨大的天(tiān)体可(kě)能是超大质量(liàng)的(de)黑洞(dòng)或(huò)者是(shì)暗物质。

所(suǒ)以当人(rén)们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现它的大质量区域(yù)并不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所(suǒ)以最(zuì)好的解释方法(fǎ)就是(shì)当星团发生全部的碰撞时(shí)，可被(bèi)观(guān)测到(dào)的质量气(qì)体被卡在了中间(jiān)，暗(àn)物质则直接通过了这个区域，并在两边(biān)形成了引力透(tòu)镜。对子弹(dàn)星系(xì)团的引力(lì)透镜研究也被认为是暗物质存在的迄(qì)今为止最好的(de)理论(lùn)证据。

除此之外(wài)，还有来自宇宙当中最古(gǔ)老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可(kě)见光终(zhōng)于(yú)可以(yǐ)畅(chàng)通(tōng)无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各相同(tóng)性的(de)微(wēi)波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示温(wēn)度(dù)较高的(de)区域，蓝色(sè)则表示相对较冷(lěng)的区(qū)域，但实际(jì)上它们之间的温差只有(yǒu)万分之一(yī)。

科学家(jiā)们通(tōng)过(guò)对前(qián)景(jǐng)背景(jǐng)分离后的(de)二值图像(xiàng)进行连通(tōng)域(yù)提取和(hé)标记之后发(fā)现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物(wù)质，图形(xíng)看(kàn)起来不应该是这(zhè)样的，而随(suí)着暗(àn)物质的增加，一(yī)些峰值的幅度(dù)会减小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙(zhòu)微波(bō)背景辐射的(de)测量值，我们需要的暗(àn)物(wù)质大约是普通物(wù)质(zhì)的5倍。这个数字与解释星系当中恒星(xīng)运动所(suǒ)需要(yào)的暗物(wù)质比例是一致的(de)。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很(hěn)好地解(jiě)释了很多不同的观测结(jié)果。而暗物质的(de)本质就是宇宙当中存在着某种类型(xíng)的粒子，它们不参与任(rèn)何(hé)其(qí)他的电磁(cí)作用，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(zi)的存在(zài)，就相(xiāng)当于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒(lì)子到(dào)底(dǐ)是什么？科学家们已经提(tí)出了数(shù)十种的(de)假(jiǎ)想目标，而要寻找(zhǎo)这些不(bù)同的目标(biāo)粒子所需(xū)要的实(shí)验(yàn)方式(shì)也不相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找这(zhè)些看不见、摸不(bù)到，几乎不会与常(cháng)规物质相(xiāng)互作(zuò)用的“暗物质”，科(kē)学家们(men)已经进行了超过(guò)50次的(de)实(shí)验，却没(méi)有任何实质性(xìng)的发现，除了(le)一个地方，意大利(lì)的格兰萨(sà)索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地(dì)下矿井当(dāng)中，藏(cáng)着(zhe)地球上最大(dà)的地学实验(yàn)室，这(zhè)个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三层(céng)楼(lóu)高的(de)探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过了(le)20多(duō)年(nián)的数据(jù)收集，人(rén)们(men)发(fā)现了一个(gè)有趣的事情。探测率会在每年(nián)的6月份达到峰值，然后在11月降到(dào)最低，而且(qiě)在20年(nián)当中每年都是(shì)一样(yàng)。一(yī)些科学家认为这可能是人类发现暗物质的第一个直接证据。

但(dàn)是为什么(me)暗(àn)物质会产生(shēng)周(zhōu)期(qī)性的年度信号呢？刚才我们讲了太(tài)阳系正在以220公里/秒的速度围(wéi)绕着(zhe)银(yín)河系(xì)进行(xíng)移(yí)动(dòng)，那(nà)么(me)如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过(guò)程中会产生相应的振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度(dù)围绕(rào)太阳进行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有半年的时间，地球围绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕(rào)银(yín)河系(xì)的方向是一致的，而另外半年则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这是理论上地球(qiú)穿(chuān)越暗物质流最快(kuài)的时(shí)段。而(ér)在(zài)11月份，又恰(qià)好达(dá)到了(le)最(zuì)慢值。尽管在实际(jì)的情况中，太(tài)阳系相(xiāng)对银河系的平(píng)面呈现(xiàn)了60度(dù)的倾斜(xié)，但(dàn)是这并不(bù)影响(xiǎng)这(zhè)个理论的(de)有效性(xìng)。

因此科学(xué)家(jiā)认为这可(kě)以用来解(jiě)释，研究人(rén)员(yuán)们(men)所观测到的周期性信号。当(dāng)然(rán)也可(kě)能有其他的情(qíng)况，造成这种年(nián)度(dù)周期信号(hào)的差异也可能(néng)是(shì)温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分(fēn)、高山上(shàng)的积雪，甚(shèn)至连意大利游客(kè)的数量也符合这个周期(qī)的规律。

所以，科(kē)学(xué)家们又在南(nán)半球建立了一个几乎相(xiāng)同的(de)实验室(shì)，这里(lǐ)的(de)季节与(yǔ)之前的实验室正好相(xiāng)反(fǎn)，而(ér)在这里，地球(qiú)穿过暗物质(zhì)流的运动(dòng)特(tè)征和(hé)第一(yī)个实验室(shì)是一(yī)样的(de)。

因此(cǐ)，如果在这里(lǐ)可以得(dé)到相同的信(xìn)号，就可以(yǐ)成(chéng)为暗物(wù)质所存在的非常有力的证据了。但是由于这个(gè)实验室刚(gāng)刚建成不久，所以截(jié)至目前还无法提供相(xiāng)应(yīng)的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发(fā)射一(yī)台新的望(wàng)远(yuǎn)镜，这(zhè)台太空(kōng)望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视野是哈(hā)勃红(hóng)外仪器(qì)的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗(luó)曼太空(kōng)望远(yuǎn)镜其中一个关(guān)键(jiàn)的用(yòng)途(tú)就是探索暗物(wù)质背后(hòu)的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只能拭目以待了。费(fèi)米(mǐ)实验室粒子天体物理中(zhōng)心的(de)科学家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬(fēn)研究发现，如果(guǒ)暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神秘的效应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质(zhì)效应，会支持宇宙(zhòu)当(dāng)中生命的诞生，或者说是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(zhèng)实，那么(me)遍(biàn)布宇宙当中的暗物(wù)质会不(bù)会(huì)意味(wèi)着(zhe)人类并不(bù)孤单呢？或(huò)许在宇宙(zhòu)当中某个(gè)角落的行星上，暗物(wù)质正(zhèng)在通过这样的效应创造生(shēng)命。当然，这些推论的大(dà)前提(tí)是要先找到暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的实际证据(jù)。那么小伙(huǒ)伴(bàn)们(men)，你们觉得(dé)暗(àn)物(wù)质到(dào)底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是(shì)我更新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 bno护照是什么意思 bno护照是英国国籍吗