宇宙是“人为制造”的？为何会存在科(kē)学无(wú)法解释的“暗物质”？暗物质又究(jiū)竟是什么(me)？人类为了(le)寻(xún)找暗(àn)物质存在的证据，科(kē)学(xué)家们在过去的几十年当中进行(xíng)了(le)超(chāo)过50次的长期实验(yàn)，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引(yǐn)力定律，它(tā)揭(jiē)示了宇宙中天体运动的规律。往后的几百年来(lái)，当天(tiān)文学家们发现某些(xiē)天体运行轨道出现异常，不符合(hé)万(wàn)有引力定律的(de)时候(hòu)，他(tā)们就会知道，周围一(yī)定有未知的天体通过引力在(zài)摄动它的(de)轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过(guò)天王星运行轨道(dào)的异常，推算(suàn)并且发现(xiàn)了(le)海王(wáng)星的存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现都是应用万有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)所取得重大(dà)天文成(chéng)就的例子(zi)。但是这些发现都是在恒星系(xì)统的尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我们(men)上(shàng)升(shēng)到星系或者(zhě)是星团的尺度，事情(qíng)就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里(lǐ)茨(cí)兹威基(jī)正在(zài)研究(jiū)和测量后发星(xīng)系(xì)团的质(zhì)量(liàng)。这是(shì)一个由数千(qiān)个(gè)星系所组成的巨大星系团(tuán)，这些星(xīng)系被引力(lì)束缚在一(yī)起。测(cè)量星系(xì)团的质量一般会使用(yòng)到两种方法，当两种方法结果一致，就可(kě)以确(què)定其质量的范围。

第一种是获(huò)得其"光度学的(de)质量(liàng)"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二种是动(dòng)力学质量的计算，是利用光谱红移测量星系团中的各个(gè)星系相对于(yú)星系团的运动速度。当测(cè)量结果出来之后(hòu)，兹威(wēi)基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟然是“光(guāng)度学质(zhì)量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的质量并不以可(kě)见光的(de)形式所存在，我们无法(fǎ)看到。最诡(guǐ)异的(de)是(shì)，在测量速度的过程(chéng)中，兹威(wēi)基(jī)发现星系(xì)团中(zhōng)很(hěn)多(duō)星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿(dùn)的运动学定律(lǜ)，仅靠这(zhè)些可见(jiàn)星系(xì)的质量所(suǒ)产生的(de)引力是(shì)无法将(jiāng)它们束缚在星系团内的(de)，它们(men)早就应该被(bèi)抛出星系团之外了，除(chú)非(fēi)有一种(zhǒng)神秘的力(lì)量(liàng)在起作用，这种力量来源(yuán)于(yú)某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

据此，兹(zī)维(wéi)基提出了这样(yàng)部分不可(kě)见的暗质(zhì)，它不发散光、吸(xī)光(guāng)、反射(shè)光，但是(shì)它们却占据着宇宙(zhòu)中(zhōng)绝大部(bù)分的质量(liàng)。只是(shì)当时的人们对这样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现。天文(wén)学家维拉鲁宾和(hé)肯特福特(tè)在观测(cè)仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距离(lí)中心(xīn)越远(yuǎn)的恒星(xīng)在(zài)其(qí)轨道上的运行(xíng)速度就(jiù)会越(yuè)慢(màn)。但是(shì)他们观(guān)测(cè)的(de)结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离(lí)的(de)增加，恒(héng)星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不(bù)变。可是(shì)根据牛顿的万有引力定律，在星(xīng)系(xì)当中如果没(méi)有足够大的质量来吸(xī)引它们(men)，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家(jiā)们会使用一种相对标准的方法来(lái)解释暗物质的存在，这种方法就是(shì)测量(liàng)星(xīng)系当中气体在X轴上距离星(xīng)系中心(xīn)的距离，以及(jí)在(zài)Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果出现异(yì)常(cháng)的结果，就认(rèn)为是(shì)由暗物质的力量(liàng)进入其(qí)中。

于(yú)是科学(xué)家们(men)通过射电(diàn)望远镜测(cè)量(liàng)了距离星系中心更远距离的氢元素，发现它(tā)们的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们(men)的太阳系也不例外，太(tài)阳(yáng)系位于(yú)银河系的第三悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引(yǐn)力定律(lǜ)进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但(dàn)实际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速(sù)度围(wéi)绕银河系旋转，这(zhè)个实际速(sù)度远远(yuǎn)大于理论速度(dù)，那么产生以上这种向(xiàng)心加速度的原因很可(kě)能(néng)就是(shì)存(cún)在(zài)着一种我们看不到的(de)物质，是这(zhè)些暗物质的引力效应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也是(shì)从这时(shí)开始(shǐ)，越来越多(duō)的研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在(zài)。科学(xué)家根据星(xīng)系外恒星轨道的速度，估(gū)算在星系当中(zhōng)暗物质的质量占整个星系质量的85%。但(dàn)是，暗物(wù)质并不(bù)是唯一可以解(jiě)释这个现象的原因。在一项新的研究当中(zhōng)，科学家们发现，几(jǐ)乎(hū)没(méi)有引力效应的遥(yáo)远恒星(xīng)之间，也会出(chū)现速度(dù)上的微小差异。另(lìng)外，天文(wén)学家还(hái)发现了一个反常的星(xīng)系，叫(jiào)做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约(yuē)2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和银河系(xì)不多，但是星系(xì)当中存在(zài)的恒星数量却只(zhǐ)有银河系的千分之一。

所(suǒ)以(yǐ)在理论上，该星系必须存在暗(àn)物质(zhì)，否则就会(huì)分崩离析。但是科学家(jiā)们(men)使(shǐ)用最先进的望远镜对其进(jìn)行(xíng)了40个(gè)小时的详细测量之后，发(fā)现星(xīng)系(xì)中的恒星运动是(shì)可以用正常的(de)物质和力学(xué)定律来解释(shì)的。那么又有人提(tí)出，也(yě)许该星(xīng)系的暗(àn)物质，已经(jīng)被(bèi)附(fù)近的另(lìng)一(yī)个大星系剥离了。奇(qí)怪的(de)是，它的附近没(méi)有(yǒu)任何星(xīng)系存在。造成(chéng)这些(xiē)现象的除了暗(àn)物质的假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可能就是人类对引力的理解还不够全面，引(yǐn)力很可能在不同(tóng)尺度(dù)空(kōng)间中的工作方式是不同的，这(zhè)意(yì)味(wèi)着在行星系尺度中(zhōng)的天体(tǐ)会沿着(zhe)它们的轨道(dào)，按照我们所理解(jiě)的方式运动。但是上升到星系和星团的(de)尺度(dù)，引力之间的相互作用则(zé)是不同的方式。对(duì)于在星系团之间的相互(hù)作用，科学家(jiā)还引入了外部(bù)场效应的(de)概念，指的是(shì)在数百万光(guāng)年的规模上，巨大的(de)质(zhì)量之间会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙(méng)德(dé)理论。如果(guǒ)MOND蒙(méng)德理论成(chéng)立(lì)，这(zhè)意味着(zhe)我们需要(yào)对现在的物理定律进行修正，这些发(fā)现也让很多人(rén)认为暗物质假(jiǎ)说理论就(jiù)此(cǐ)终结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存(cún)在(zài)的(de)其他的理论证据，这些(xiē)理(lǐ)论(lùn)证据(jù)是(shì)蒙德(dé)理论所没法解(jiě)释的“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹(dàn)星(xīng)系团，由(yóu)两个(gè)碰撞的星系团所组(zǔ)成，类似这样(yàng)的(de)星团，它们大(dà)部分的普(pǔ)通质(zhì)量都在(zài)星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时(shí)发生(shēng)碰(pèng)撞的时(shí)候，星塑料是不是绝缘体际气体的相互作用就(jiù)会导致温度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰(pèng)撞(zhuàng)之后(hòu)，子(zi)弹星系团(tuán)大部分(fēn)的质量将位于(yú)所有这些气体所(suǒ)在的中间(jiān)区域。那么(me)我(wǒ)们通(tōng)过什么来验证它的质量区域(yù)到(dào)底是(shì)不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜传回(huí)了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的(de)高清照片，在照片中我们可以(yǐ)明显地看到很(hěn)多星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大(dà)的(de)形变(biàn)。其实这(zhè)些星系本身(shēn)并不是真的被扭曲(qū)了，也不是(shì)韦伯望远镜出了(le)什么问题，而是(shì)这样(yàng)极(jí)遥远的天(tiān)体和我们地球上(shàng)的观测者(zhě)之间。被一个质量(liàng)超级(jí)巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使身后更(gèng)遥远星系的光都发(fā)生了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑洞(dòng)或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团观(guān)测的(de)时候，发现它(tā)的大质量区域并不是在中间，而是在两侧(cè)。所(suǒ)以最好的(de)解释方(fāng)法就(jiù)是当(dāng)星团(tuán)发(fā)生全部的(de)碰撞时，可被观测到的质量气(qì)体被卡在了(le)中间，暗物质(zhì)则直接通(tōng)过(guò)了这个区域，并在两边形(xíng)成了引力透镜(jìng)。对子弹星系(xì)团的引力(lì)透镜研究也(yě)被认为是暗物质存在的(de)迄今(jīn)为止(zhǐ)最好的理(lǐ)论证据(jù)。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙(zhòu)当中最(zuì)古老的光。从宇宙(zhòu)大爆(bào)炸开始，38万年之后，可见光(guāng)终于可以畅通无(wú)阻(zǔ)地穿(chuān)越在宇宙当中(zhōng)了。经过了(le)130多亿年之后(hòu)，这些光在宇宙空(kōng)间背(bèi)景上留下了各相同(tóng)性(xìng)的微波辐(fú)射。其中红色的部分表示温度较高的(de)区域，蓝色则(zé)表示相对较冷的区域，但实际上它(tā)们之间的(de)温差只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科学家(jiā)们通过(guò)对(duì)前景(jǐng)背景分离后(hòu)的二值图像进行连通(tōng)域(yù)提(tí)取(qǔ)和标记(jì)之后(hòu)发(fā)现，如(rú)果宇宙(zhòu)当中没有暗(àn)物质，图形看(kàn)起来不应该是(shì)这样的，而随着暗物质的增加，一些(xiē)峰值的幅度会减小，才变(biàn)得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射的测量值(zhí)，我们需要的暗物质大约是普(pǔ)通(tōng)物质(zhì)的5倍。这个数(shù)字与解释星系当中恒(héng)星(xīng)运动(dòng)所需要的暗(àn)物质比例是一致的。这就(jiù)意(yì)味(wèi)着(zhe)。

用了(le)一个简单的理论框架，就很好地解释了很多(duō)不(bù)同的观测结果(guǒ)。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙当中存在(zài)着某种类型的粒(lì)子，它(tā)们不(bù)参(cān)与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以(yǐ)如果能够(gòu)找到这种粒子的(de)存在，就相(xiāng)当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际(jì)证据(jù)。这种粒子(zi)到底是(shì)什么？科学家们(men)已经提(tí)出了数十种的假想目标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这些不同的(de)目标粒子所需要(yào)的实验方式也不相(xiāng)同(tóng)。在过(guò)去(qù)的几十年(nián)当中，人(rén)类为(wèi)了(le)寻找这(zhè)些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常(cháng)规物质相互作用的“暗物(wù)质”，科学(xué)家们已经进(jìn)行(xíng)了超过50次的实(shí)验，却没有任何实(shí)质性的发现，除了一个地方，意大利的(de)格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井(jǐng)当中，藏着(zhe)地(dì)球上(shàng)最大的(de)地学实(shí)验室，这(zhè)个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的探测器，一直致力(lì)于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周(zhōu)期性震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学(xué)家声称观测到了(le)某种信号。经过了20多年的(de)数(shù)据收集，人们发现了一个(gè)有趣的事情。探(tàn)测(cè)率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且(qiě)在20年(nián)当中每年都是一(yī)样。一些科学家认为这可能是(shì)人类发现暗物质的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗(àn)物(wù)质会产(chǎn)生周期性的年度信号呢？刚才(cái)我(wǒ)们(men)讲(jiǎng)了(le)太(tài)阳系正在(zài)以220公(gōng)里/秒的速度围(wéi)绕着银(yín)河系进(jìn)行移动，那(nà)么如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在(zài)以这(zhè)样(yàng)的速度在穿越着暗物质(zhì)流，这(zhè)个过程中会(huì)产生(shēng)相应的振荡，同时(shí)地球又以30公(gōng)里/秒的(de)速度围(wéi)绕太(tài)阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳的方向(xiàng)与太阳环绕(rào)银河系(xì)的(de)方向是一致的，而另外半(bàn)年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候(hòu)，地(dì)球与太阳(yáng)的方向正好达到完全一致(zhì)，这(zhè)是理论上地球穿(chuān)越暗物质(zhì)流最(zuì)快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢值(zhí)。尽(jǐn)管在实(shí)际(jì)的情(qíng)况(kuàng)中，太阳系相对(duì)银河(hé)系(xì)的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影响(xiǎng)这个理论的有效性。

因(yīn)此科(kē)学(xué)家(jiā)认为这(zhè)可以用来(lái)解释，研究人(rén)员们所观测到的(de)周(zhōu)期(qī)性信(xìn)号。当然也(yě)可能有其他的情况，造成这种年度(dù)周期信号的差异也可能是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山(shān)上的积雪(xuě)，甚至连意大利(lì)游客(kè)的数量也符合这(zhè)个周期的(de)规律。

塑料是不是绝缘体a-ratio="0.5980582524271845" data-type="jpeg" data-w="1545" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/8743f9db0f4ec1b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以，科学(xué)家们又(yòu)在南半(bàn)球建立了一个几乎相(xiāng)同(tóng)的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的实验(yàn)室正(zhèng)好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特征和第一(yī)个(gè)实验室是一(yī)样的。

因(yīn)此，如果在(zài)这(zhè)里可以得(dé)到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所存在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由于这个实(shí)验室刚刚建成不久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目前还(hái)无法提(tí)供相(xiāng)应的数据支持。另(lìng)外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台(tái)太空望远镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相同(tóng)，但它的宽(kuān)视场仪器提(tí)供(gōng)的视野是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远(yuǎn)镜其中一(yī)个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后(hòu)的奥(ào)秘，对于(yú)探测的结果，我们(men)只能拭目以(yǐ)待了。费米实(shí)验室粒(lì)子(zi)天体(tǐ)物理(lǐ)中心的科(kē)学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有(yǒu)可能拥有另一种神(shén)秘(mì)的效应，这种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞生(shēng)，或者说是生命进化的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味(wèi)着人类并(bìng)不(bù)孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当中(zhōng)某个角落的行(xíng)星上(shàng)，暗物质正在通过这(zhè)样的效应创造(zào)生(shēng)命。当(dāng)然(rán)，这(zhè)些推论的大(dà)前提(tí)是要先找到(dào)暗物质存在的实(shí)际(jì)证据(jù)。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物(wù)质到底(dǐ)存不存(cún)在呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的(de)支持是(shì)我(wǒ)更新的(de)动(dòng)力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 塑料是不是绝缘体