宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什(shén)么？人(rén)类为了寻找暗物质存在的(de)证(zhèng)据，科学家们在过去的(de)几(jǐ)十年(nián)当中进行了超过50次(cì)的(de)长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地(dì)方，在1687年(nián)出版的自然哲(zhé)学数学(xué)原理(lǐ)一书中，埃萨克(kè)牛顿发表(biǎo)了万有引(yǐn)力定(dìng)律，它(tā)揭(jiē)示了(le)宇宙(zhòu)中天体运(yùn)动的规律。往(wǎng)后的几百(bǎi)年来(lái)，当(dāng)天文学家们(men)发(fā)现某些(xiē)天(tiān)体运行轨道出现异常，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就会知道，周围(wéi)一定(dìng)有未知的天体(tǐ)通过引力在摄(shè)动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本(běn)勒(lēi)维耶就通过(guò)天(tiān)王(wáng)星(xīng)运行(xíng)轨道的异常，推(tuī)算(suàn)并且发(fā)现(xiàn)了海(hǎi)王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用万有引(yǐn)力定律所取得重(zhòng)大天文成就的例(lì)子。但是这(zhè)些发(fā)现都是在恒(héng)星系(xì)统的尺度当中，可当我们(men)上(shàng)升到星系或者是星团的尺度，事情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里茨(cí)兹威基正在研(yán)究和测量后发星(xīng)系(xì)团的质(zhì)量。这是(shì)一个(gè)由数千个星系所组成的(de)巨大星(xīng)系团，这些星系(xì)被引力束缚在一起。测(cè)量星系(xì)团的质量(liàng)一(yī)般(bān)会使用(yòng)到两(liǎng)种方法(fǎ)，当(dāng)两种方法结果一致(zhì)，就可以确定其质量的范围(wéi)。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测量各个星系的光度(dù)。

第二种(zhǒng)是动力(lì)学(xué)质量的计算，是利用光谱红移测(cè)量星系(xì)团(tuán)中的各个星系相对于(yú)星(xīng)系团(tuán)的运动速度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基彻(chè)底懵了(le)，“动力学质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味着，后发(fā)座星系(xì)团(tuán)有99%的质(zhì)量(liàng)消失了，或者说这99%的质(zhì)量(liàng)并不(bù)以可见光的形式(shì)所(suǒ)存在，我们(men)无法看(kàn)到。最(zuì)诡异的是，在测(cè)量(liàng)速度的过(guò)程中(zhōng)，兹威基发现星系团中很(hěn)多星系的速度(dù)比理论上要快得多，按照牛顿的(de)运(yùn)动(dòng)学定律，仅靠这些可见星系(xì)的质(zhì)量所产生的引力是(shì)无法将(jiāng)它们(men)束缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力量在起(qǐ)作(zuò)用，这(zhè)种力量来源于(yú)某(mǒu)种隐形(xíng)的物质。

据(jù)此，兹维基提(tí)出了这样部(bù)分不可见的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大(dà)部分的质量。只是(shì)当时的人们(men)对(duì)这样(yàng)的一种说法不屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再一次出现。天(tiān)文学家维(wéi)拉鲁宾和(hé)肯特福特(tè)在观测(cè)仙女座星系(xì)中的恒(héng)星(xīng)运动。理(lǐ)论(lùn)上(shàng)来说(shuō)，距离中心越(yuè)远的恒(héng)星(xīng)在其轨道上的运(yùn)行速度就(jiù)会越慢。但是他(tā)们观测的结果却让(ràng)人感(gǎn)到(dào)不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增加(jiā)，恒星(xīng)的(de)旋转速度几乎保(bǎo)持不变。可(kě)是根据牛顿(dùn)的万有引力(lì)定律，在星系当中如果没有足够大(dà)的质量来(lái)吸引它们，这些(xiē)外围的恒(héng)星早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这(zhè)种现象，科学家(jiā)们(men)会使用一种相对标准(zhǔn)的方(fāng)法来解(jiě)释(shì)暗物质的存在，这种方(fāng)法就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上(shàng)距(jù)离星系中心的距(jù)离，以及(jí)在(zài)Y轴上气体(tǐ)的(de)旋转(zhuǎn)速度。如(rú)果出(chū)现异(yì)常的结果，就认为是由(yóu)暗物(wù)质的(de)力量(liàng)进入其中。

于是科(kē)学家们(men)通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远距离(lí)的氢(qīng)元(yuán)素，发(fā)现它们的旋(xuán)转(zhuǎn)速(sù)度并不(bù)符合牛顿的(de)力学定律。我们的太阳系也不例外(wài)，太阳系位(wèi)于银(yín)河(hé)系(xì)的第三(sān)悬臂之上，距离银河系中心2.6万光(guāng)年(nián)，根(gēn)据万(wàn)有引力定律进行计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银河(hé)系旋(xuán)转，这个实际速(sù)度远远大于理(lǐ)论速度，那么产生(shēng)以上(shàng)这种向心加速(sù)度的原因很可(kě)能就是存在着一种我们看不到的物质(zhì)，是这些暗物质的(de)引力效应将星(xīng)系聚(jù)集在了(le)一起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研究人员开始相信暗物(wù)质(zhì)的存在。科(kē)学家根据星(xīng)系(xì)外恒星轨道的速度，估算在星系当(dāng)中暗物(wù)质的(de)质量占整个星系质(zhì)量(liàng)的85%。但是(shì)，暗物(wù)质并不是唯一可以解释(shì)这个现(xiàn)象的原因。在一项(xiàng)新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之(zhī)间，也会(huì)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星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒(héng)星数量却只有(yǒu)银河系的(de)千分之一。

所以在理论上(shàng)，该(gāi)星系必须(xū)存在(zài)暗(àn)物质，否则就(jiù)会分崩离(lí)析。但是科(kē)学家们使用(yòng)最先进的望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)对其进行了(le)40个小时的详细(xì)测量之后，发(fā)现(xiàn)星系(xì)中的恒星(xīng)运动是可以(yǐ)用正(zhèng)常(cháng)的物质和(hé)力学(xué)定律来解释的。那么又有人提出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗物(wù)质(zhì)，已经被附近的另一(yī)个大星系剥离了(le)。奇怪的是，它的(de)附近没有(yǒu)任(rèn)何(hé)星系存(cún)在。造成这些现象的除了暗(àn)物质的(de)假说之外，另一种可能就是人类对引力的理解还不够全面，引力(lì)很(hěn)可能在不(bù)同尺(chǐ)度(dù)空间中的工作方(fāng)式(shì)是不同(tóng)的，这意(yì)味着在行星系尺(chǐ)度中的天体会沿(yán)着(zhe)它们的(de)轨道，按照(zhào)我们(men)所理解的方式(shì)运动。但(dàn)是上升(shēng)到星系(xì)和星团(tuán)的(de)尺度，引力(lì)之间(jiān)的相互作用则是(shì)不(bù)同的方式。对(duì)于在星系团(tuán)之间的(de)相互作用，科(kē)学(xué)家(jiā)还引入了外(wài)部场效应的概念(niàn)，指的是在数(shù)百万(wàn)光年的规(guī)模(mó)上，巨大的(de)质量(liàng)之间会产生对彼此特殊的效果，这(zhè)个(gè)理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着(zhe)我(wǒ)们需要对现在的物理(lǐ)定(dìng)律进行修(xiū)正，这些(xiē)发现也让很多(duō)人(rén)认为暗物质假说理论(lùn)就此终(zhōng)结。但(dàn)是(shì)在(zài)宇(yǔ)宙当中还有关于暗物质存在的(de)其他的(de)理论证据，这些理论证据是蒙德(dé)理论所没法解(jiě)释的“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星系(xì)团(tuán)所组(zǔ)成，类似这样的星(xīng)团，它们大部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在星系的(de)气体当中(zhōng)。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时候(hòu)，星际气体(tǐ)的相互作(zuò)用就会导致温度的急剧升高(gāo)，速度大幅降低(dī)。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的质量将(jiāng)位于所有这些气体所在(zài)的中间区域。那么我(wǒ)们通过什(shén)么来验(yàn)证(zhèng)它的质(zhì)量区域到底是不(bù)是集中(zhōng)在(zài)中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太(tài)空(kōng)望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩(cǎi)的高清照片，在(zài)照片(piàn)中我们可以(yǐ)明(míng)显地看到(dào)很(hěn)多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星(xīng)系(xì)本身并不(bù)是真(zhēn)的(de)被扭曲(qū)了，也不(bù)是韦伯望远(yuǎn)镜出(chū)了什(shén)么问题，而是这样极(jí)遥远的(de)天体和我们地球上的观(guān)测(cè)者之间。被(bèi)一个(gè)质量超级(jí)巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超大质量的东西的(de)引力，会(huì)使(shǐ)身(shēn)后更(gèng)遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这个(gè)现象(xiàng)就是引力透(tòu)镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能是(shì)超大质(zhì)量的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对(duì)子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域并不是在(zài)中间，而是(shì)在(zài)两侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的解释方法就(jiù)是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接通(tōng)过了这个区域，并在两边形成(chéng)了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力(lì)透镜研究也被(bèi)认为是暗(àn)物质存(cún)在的迄今为止最好的理论证据(jù)。

除此(cǐ)之外，还(hái)有来自宇宙当中(zhōng)最古老的(de)光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光(guāng)终于可以畅通(tōng)无阻地穿越(yuè)在宇宙当(dāng)中(zhōng)了。经过(guò)了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙(zhòu)空间背景上留下了各(gè)相(xiāng)同性的微(wēi)波辐(fú)射(shè)。其中红色的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝(lán)色(sè)则表示相(xiāng)对较冷(lěng)的(de)区域(yù)，但(dàn)实际(jì)上它(tā)们之间的温(wēn)差只有万分之一。

科学(xué)家(jiā)们通过对前景背景分离后的(de)二值图像(xiàng)进行连通(tōng)域提取和标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质(zhì)，图形看(kàn)起来不应该是(shì)这样的，而随着暗物质的(de)增加，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度会减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇(yǔ)宙微波(bō)背景辐射的测量值，我们(men)需(xū)要的(de)暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星系(xì)当中(zhōng)恒星运动(dòng)所需要的(de)暗物质比例是一致(zhì)的。这就意(yì)味着。

用(yòng)了一(yī)个简单的理(lǐ)论框架，就很好地解释(shì)了很(hěn)多不同的观(guān)测结(jié)果。而暗(àn)物质的本质(zhì)就(jiù)是宇宙(zhòu)当(dāng)中存在(zài)着某种类型的粒子，它们不参与任何其他的(de)电(diàn)磁(cí)作用，只通过引力来(lái)相互(hù)作用。所(suǒ)以如果(guǒ)能够找到这种粒(lì)子的存在，就相当于找到了暗(àn)物质(zhì)存在的实际证据。这(zhè)种粒(lì)子(zi)到底是(shì)什么？科学家们已经提出了数(shù)十种的假想目标，而要寻找这些不同(tóng)的(de)目标粒(lì)子所需要的实验方式也(yě)不相同(tóng)。在过去的几十(shí)年当中，人类为了寻找这些看(kàn)不见(jiàn)、摸不到，几乎不会与常(cháng)规(guī)物(wù)质(zhì)相互(hù)作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已(yǐ)经进行了超过50次(cì)的实验，却(què)没(méi)有任何实质性的发(fā)现，除(chú)了一个地方，意大利的格(gé)兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学实验室(shì)，这个(gè)实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的(de)探测器，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子的周期(qī)性震荡。

自(zì)1997年以来，这里(lǐ)的科学家声(shēng)称观测到了某种信号(hào)。经过了20多年的数据收集，人们发现了(le)一个有趣的事情。探测率会在(zài)每年(nián)的6月份达(dá)到峰(fēng)值，然后在(zài)11月降到(dào)最低(dī)，而且在20年当中每年(nián)都是(shì)一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但是为什么暗物质会(huì)产生周期性的年度(dù)信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围(wéi)绕着银河系进行移(yí)动(dòng)，那么如果暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意味(wèi)着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流(liú)，这个(gè)过程(chéng)中会(huì)产生(shēng)相应的振荡，同(tóng)时地(dì)球又以(yǐ)30公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的(de)时(shí)间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一(yī)致(zhì)的，而另外半年则(zé)与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与太阳的方(fāng)向正(zhèng)好达(dá)到完全一致，这(zhè)是(shì)理论(lùn)上地球穿越(yuè)暗物质流最快的时(shí)段。而在11月份，又恰(qià)好达到了最(zuì)慢值。尽管(guǎn)在实际的情况(kuàng)中，太阳(yáng)系相对银河系(xì)的平面呈(chéng)现了60度的(de)倾(qīng)斜，但(dàn)是这并不影响这(zhè)个理论的有效性。

因此科学家认为这可(kě)以用来(lái)解释，研究人员们所(suǒ)观测到的周期性信(xìn)号。当然也(yě)可(kě)能有(yǒu)其他的(de)情况，造成这种年度周期信号(hào)的差(chà)异也可能是温度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客(kè)的数量也(yě)符合这个周期的规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科(kē)学家们又在南半球(qiú)建立了一(yī)个几乎相同的实(shí)验室，这里的季节与之前(qián)的实验室正好(hǎo)相反，而(ér)在这里，地球穿过暗物质流的运(yùn)动特(tè)征(zhēng)和第一个实验室是(shì)一样的。

因(yīn)此(cǐ)，如(rú)果在这(zhè)里可以得到相同的(de)信号，就可以成为暗物质所存(cún)在(zài)的非常有力的证据了(le)。但是(shì)由于这个(gè)实验室刚(gāng)刚(gāng)建成不(bù)久(jiǔ)，所以截(jié)至(zhì)目前还无(wú)法提供相(xiāng)应(yīng)的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太空(kōng)望(wàng)远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗(luó)曼”，它的(de)主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜相同，但它(tā)的宽(kuān)视(shì)场(chǎng)仪器(qì)提供的(de)视野(yě)是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希(xī)格(gé)雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其中一个关键的用途就是探索暗(àn)物质背后的(de)奥秘(mì)，对(duì)于探测的(de)结果(guǒ)，我们只能(néng)拭目以待(dài)了。费米实验(yàn)室粒子天体物理中(zh压缩面膜蚕丝和纯棉的哪个好用，压缩面膜哪个牌子好用ōng)心的科(kē)学(xué)家丹(dān)琥珀(pò)和(hé)贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神秘的(de)效(xiào)应，这种暗物(wù)质效应，会支持(chí)宇宙当(dāng)中(zhōng)生命的(de)诞(dàn)生(shēng)，或者说(shuō)是生(shēng)命(mìng)进化的一个(gè)重要因素。

如(rú)果这一(yī)理论(lùn)得(dé)到进一(yī)步(bù)的证实，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质(zhì)会不会意味(wèi)着(zhe)人类并不(bù)孤单(dān)呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通过这样(yàng)的(de)效(xiào)应(yīng)创造生(shēng)命。当然，这(zhè)些推论(lùn)的大前提是要先(xiān)找(zhǎo)到暗(àn)物(wù)质(zhì)存(cún)在(zài)的实际证据。那(nà)么小伙伴们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存(cún)不存在(zài)呢？喜(xǐ)欢请点(diǎn)赞，你的支持是(shì)我更新的动力！压缩面膜蚕丝和纯棉的哪个好用，压缩面膜哪个牌子好用

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 压缩面膜蚕丝和纯棉的哪个好用，压缩面膜哪个牌子好用