宇宙(zhòu)是“人为(wèi)制造”的？为何(hé)会(huì)存在科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究(jiū)竟是什(shén)么(me)？人类为了寻找暗物质存在(zài)的证据，科学家们在过去的几(jǐ)十年(nián)当(dāng)中进行了超过50次的长期实验，但(dàn)是却没有发现任何的有效证据。除了一个地(dì)方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学(xué)原理一(yī)书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引力定律，它揭示(shì)了宇宙中天体(tǐ)运动的规(guī)律。往后(hòu)的(de)几百年来(lái)，当天文学(xué)家们发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有引(yǐn)力定律(lǜ)的时候，他们(men)就会知道(dào)，周围一定有未知(zhī)的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就(jiù)通过(guò)天王星(xīng)运行(xíng)轨道的异(yì)常，推算并(bìng)且发现了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用万有(yǒu)引力定(dìng)律所取得重大天(tiān)文成就的例子。但是这些(xiē)发现都(dōu)是(shì)在恒星系统(tǒng)的尺度当中，可当我们上(shàng)升到星(xīng)系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学(xué)家(jiā)弗里茨兹威基正(zhèng)在(zài)研究(jiū)和(hé)测量后发星系团的质(zhì)量(liàng)。这是一(yī)个(gè)由数(shù)千个(gè)星系所组成的巨大(dà)星系团，这些星系被引力束缚在一起。测量星(xīng)系团的质(zhì)量一般会使用(yòng)到两种方法，当两种方(fāng)法(fǎ)结果一致，就可以确定其质(zhì)量的(de)范(fàn)围。

第一种是获得其(qí)"光度学(xué)的质量"，需要(yào)的(de)数(shù)据是测量(liàng)各个星(xīng)系(xì)的(de)光度。

第二(èr)种是动力学(xué)质量的计算，是利用光(guāng)谱(pǔ)红移测(cè)量星(xīng)系团中的各个星系(xì)相(xiāng)对(duì)于星系团(tuán)的运动速度。当测(cè)量(liàng)结果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然(rán)是“光度学质量”的(de)400倍。这意味着(zhe)，后发(fā)座星系团有99%的质(zhì)量消失了(le)，或者说这99%的(de)质量并不以可见光(guāng)的形式所(suǒ)存在，我们无法看到。最诡异的是，在(zài)测量速(sù)度(dù)的过(guò)程中，兹(zī)威基发现星(xīng)系团中(zhōng)很多星系的(de)速度比理论上(shàng)要快得多(duō)，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力是无法将它们束缚(fù)在(zài)星系团内的，它们早就应该被抛出(chū)星系团之外了，除非有一(yī)种神(shén)秘(mì)的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于某(mǒu)种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可见的(de)暗质，它不(bù)发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝(jué)大部分的质量。只是当时的人们对这样的(de)一(yī)种(zhǒng)说(shuō)法不(bù)屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出现。天文学家维拉(lā)鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙女座星系中的恒星运(yùn)动。理(lǐ)论上来说，距(jù)离(lí)中心越远的恒星在其(qí)轨(guǐ)道上的运(yùn)行速度就会越慢。但是他们观(guān)测的结果却让人(rén)感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速(sù)度几乎保(bǎo)持(chí)不(bù)变。可(kě)是根(gēn)据牛顿的万有引(yǐn)力定律(lǜ)，在星系当(dāng)中如果没有(yǒu)足(zú)够大的质量来吸引它(tā)们，这些外围的恒星(xīng)早就被(bèi)甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们会使(shǐ)用一种相对标准的(de)方法来(lái)解释暗(àn)物(wù)质的存在(zài)，这(zhè)种方法就(jiù)是测量星系(xì)当中气(qì)体在(zài)X轴上距离星系(xì)中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上(shàng)气(qì)体的(de)旋转速(sù)度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物质的力量进入其中。

于是(shì)科(kē)学家们(men)通过射(shè)电望远镜(jìng)测量了距(jù)离星系(xì)中心更远距离的(de)氢元(yuán)素，发现它们的旋转速度并不(bù)符(fú)合(hé)牛顿的力学(xué)定律。我们(men)的(de)太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂之上(shàng)，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律进行计算(suàn)，太(tài)阳(yáng)系的运(yùn)行速度应该(gāi)是160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳系正在(zài)以220千米/秒的速度围绕(rào)银河系(xì)旋(xuán)转，这个实际速度远远大于(yú)理论速度，那(nà)么产生以上(shàng)这(zhè)种(zhǒng)向心(xīn)加速度(dù)的原因很可能就是(shì)存在(zài)着一(yī)种我们(men)看不到的物(wù)质，是(shì)这(zhè)些暗(àn)物质的引力效(xiào)应将星系(xì)聚集(jí)在(zài)了一起。

也是从这时开始，越来越多的(de)研(yán)究人(rén)员开始(shǐ)相信(xìn)暗物质的存在。科学家根(gēn)据星系外恒星轨道(dào)的速度(dù)，估算在星系(xì)当中(zhōng)暗物(wù)质的质量占整(zhěng)个(gè)星系(xì)质量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物质(zhì)并不是唯一可以解释这个现象的原因(yīn)。在一项新的研究当(dāng)中，科学(xué)家们发现，几乎(hū)没有(yǒu)引力效应(yīng)的(de)遥远(yuǎn)恒星之间，也(yě)会出现速度上的微小差异。另外，天文学(xué)家还发现了一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星(xīng)系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多，但是星系当(dāng)中存在的(de)恒星数量却只(zhǐ)有(yǒu)银河系的(de)千分(fēn)之一。

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所以在理论(lùn)上，该星系必须存(cún)在暗物质(zhì)，否(fǒu)则就会分崩离析(xī)。但(dàn)是科学家们使(shǐ)用最先进(jìn)的望远镜对其进行了40个小时的详细测量(liàng)之(zhī)后(hòu)，发现星系(xì)中的恒星(xīng)运动是可以用(yòng)正常的(de)物质和(hé)力学定律(lǜ)来解释的。那么(me)又有人(rén)提(tí)出，也许该星(xīng)系的(de)暗(àn)物质(zhì)，已经被(bèi)附近的另一个大星(xīng)系剥(bō)离了。奇(qí)怪的(de)是，它的附近(jìn)没(méi)有任何星系存(cún)在。造成这些现(xiàn)象的除了暗物质的假说之外，另一种可能(néng)就是人类对引力(lì)的理解还不(bù)够全面，引(yǐn)力很可能在(zài)不同尺度空间(jiān)中的工作(zuò)方式(shì)是(shì)不同的，这(zhè)意味(wèi)着在行星系尺(chǐ)度中(zhōng)的天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照我们所理解(jiě)的方式运动。但(dàn)是上升到(dào)星系和星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的相互作(zuò)用则是不同的(de)方式。对于在星系团之间的相(xiāng)互作用，科(kē)学家还引入(rù)了(le)外(wài)部场效应(yīng)的(de)概念，指的是在数百万光年的(de)规模上，巨(jù)大的(de)质量(liàng)之间会产生对彼(bǐ)此特殊的(de)效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)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(dìng)律进行修正，这些(xiē)发现也(yě)让很多人认为(wèi)暗物质假说理论就(jiù)此终结(jié)。但(dàn)是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质存(cún)在的其他的(de)理论证(zhèng)据，这些理(lǐ)论(lùn)证据是(shì)蒙德理(lǐ)论所没法解释的(de)“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿(yì)光年(nián)的(de)子弹星系(xì)团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似(shì)这样的(de)星团，它(tā)们大部分的普通(tōng)质量(liàng)都在星系的气体当中。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时(shí)候，星际气(qì)体的相互作用就(jiù)会(huì)导致温度(dù)的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大(dà)部(bù)分(fēn)的质量将位于所有这些(xiē)气体(tǐ)所在的(de)中间区域。那么我们通过什么来验证它的质(zhì)量区域到底是不是集(jí)中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜传回(huí)了(le)宇宙(zhòu)当中(zhōng)第一张(zhāng)全彩的高(gāo)清照(zhào)片(piàn)，在照(zhào)片中我们可以明显地看到很多星(xīng)系(xì)似乎被拉(lā)伸产生了巨大(dà)的形(xíng)变。其实(shí)这些星系本身(shēn)并不是真的(de)被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了(le)什么问题，而是这样极遥远的天体和(hé)我(wǒ)们地(dì)球上的观测者之间。被一(yī)个质(zhì)量超(chāo)级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超(chāo)大质量的东(dōng)西(xī)的(de)引力，会(huì)使身(shēn)后更遥远星(xīng)系的光都(dōu)发生了扭(niǔ)曲(qū)。这(zhè)个现象就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体可能是超大(dà)质量(liàng)的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们(men)对子弹星系团观测(cè)的时候，发现它的大质量区域并(bìng)不是在(zài)中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释(shì)方(fāng)法就是当星团发(fā)生全部(bù)的(de)碰撞时，可被观(guān)测到的质量气体被卡(kǎ)在了(le)中间，暗(àn)物质(zhì)则直接通过了这个区域(yù)，并在两边形成了引力透镜(jìng)。对子弹星系团的引力透(tòu)镜研究也(yě)被认为(wèi)是暗(àn)物质存在(zài)的迄今(jīn)为止最(zuì)好(hǎo)的(de)理论证据(jù)。

鹅颈藤壶多少钱一斤，鹅颈藤壶和佛手螺一样吗mg alt="宇宙(zhòu)是“人为(wèi)创造”的证据？颠覆科学认知(zhī)的(de)暗物(wù)质！竟是(shì)生命诞生的(de)基础？_黑料正(zhèng)能量" decoding="async" data-ratio="0.5929919137466307" data-type="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/3b484d043bd3430.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

除此之(zhī)外，还(hái)有(yǒu)来自(zì)宇宙当(dāng)中最古老的(de)光。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开始，38万年之后(hòu)，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)了。经过了130多(duō)亿年之后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙空间(jiān)背(bèi)景(jǐng)上留下了各相同性(xìng)的微波(bō)辐射(shè)。其中(zhōng)红色的部(bù)分表示温(wēn)度较高的区域，蓝色(sè)则表示相对较冷的(de)区(qū)域，但实际上它们(men)之间的温差只有万(wàn)分(fēn)之一(yī)。

科(kē)学家们通过对前景背景分离后的二(èr)值(zhí)图像进行(xíng)连通域提取和标(biāo)记之后发现(xiàn)，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随(suí)着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的(de)幅度会(huì)减小(xiǎo)，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背景辐射(shè)的测量(liàng)值(zhí)，我们需(xū)要的暗物质大约是普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解释星系当中(zhōng)恒星运动所(suǒ)需(xū)要(yào)的暗物质比例是一(yī)致的。这就(jiù)意(yì)味着。

用了一个简单的理论框架(jià)，就很好地解释了很多不同的观测结果(guǒ)。而暗物质(zhì)的本(běn)质就是宇宙当中存(cún)在着某种类型的粒子，它(tā)们不(bù)参与任何其他的(de)电磁作用，只通过引(yǐn)力(lì)来(lái)相互(hù)作用。所以如果能(néng)够找到这种粒子的存在，就相当于找到(dào)了暗物质存(cún)在(zài)的实际(jì)证据。这种(zhǒng)粒子到(dào)底是什么(me)？科学家们已经(jīng)提出了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这些(xiē)不同的(de)目标粒子所(suǒ)需要的实(shí)验(yàn)方(fāng)式也不相(xiāng)同。在过去(qù)的几十年当中(zhōng)，人类(lèi)为(wèi)了(le)寻找这些(xiē)看不见(jiàn)、摸不到，几乎(hū)不会与常规物质相互作用的(de)“暗物质”，科学家们已经进(jìn)行了超过50次的实验，却没有任何实(shí)质(zhì)性的发现，除了(le)一个地方，意大利的(de)格兰萨索(suǒ)山，隶(lì)属于阿(ā)尔卑(bēi)斯(sī)山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下(xià)矿井当中(zhōng)，藏着(zhe)地球(qiú)上最大的地学实验(yàn)室(shì)，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力(lì)于寻找暗物质粒子(zi)的(de)周期(qī)性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这(zhè)里的(de)科学家声称(chēng)观测到了某种信号。经过(guò)了20多年的数据(jù)收集(jí)，人(rén)们(men)发(fā)现了一个(gè)有趣的事情。探测(cè)率会在(zài)每(měi)年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降到最低，而且(qiě)在20年当中每年(nián)都是(shì)一样。一些科学家认(rèn)为这可能是人类发现暗物(wù)质的第一个直接证据。

但是为什(shén)么暗物质(zhì)会(huì)产生周期性(xìng)的年度信号呢(ne)？刚才(cái)我们讲了太(tài)阳系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕着银河系(xì)进行移动，那么如果(guǒ)暗物(wù)质存(cún)在(zài)宇(yǔ)宙当中(zhōng)，这意味着我(wǒ)们也(yě)在以这(zhè)样的(de)速(sù)度在穿越着暗物质流(liú)，这个过程(chéng)中会(huì)产生相应的振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋转。所以有半年的(de)时(shí)间，地球围(wéi)绕太阳(yáng)的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而(ér)另外(wài)半年则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候(hòu)，地(dì)球与太阳的方向(xiàng)正(zhèng)好(hǎo)达(dá)到完全一致，这是理(lǐ)论(lùn)上地球穿越暗物质流(liú)最快的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实(shí)际的(de)情况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对银河系的(de)平面呈现了(le)60度的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个(gè)理论的(de)有效性。

因此(cǐ)科学家认(rèn)为这(zhè)可以用来解释，研(yán)究(jiū)人员们所(suǒ)观(guān)测到的周(zhōu)期性(xìng)信号。当然(rán)也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度周期信号(hào)的差异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的(de)积雪(xuě)，甚至连意(yì)大利游客的数(shù)量也符合这个周期(qī)的规律。

所以(yǐ)，科学家(jiā)们又在南半球建立(lì)了一(yī)个几乎相(xiāng)同的实(shí)验室，这里(lǐ)的季节与之前(qián)的实验(yàn)室(shì)正(zhèng)好(hǎo)相反，而在(zài)这里，地球穿过暗(àn)物质(zhì)流的(de)运动特(tè)征(zhēng)和第一个实验室(shì)是一样的。

因此(cǐ)，如果在(zài)这里可以得到相同的信号，就可(kě)以成为暗物质所存在的(de)非常有力(lì)的(de)证据了。但(dàn)是由于这个实验室刚刚建成不久，所以截(jié)至目前(qián)还无法提供相应的(de)数据支持(chí)。另外(wài)，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射一台新的望(wàng)远镜(jìng)，这台太空望远镜(jìng)叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜(jìng)相(xiāng)同，但它(tā)的宽(kuān)视场仪(yí)器提供的视野是哈勃红(hóng)外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远镜其(qí)中一(yī)个关键的用途就(jiù)是探索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只能拭目以(yǐ)待了。费(fèi)米(mǐ)实(shí)验室粒子(zi)天体(tǐ)物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果(guǒ)暗物质存在，它(tā)们极有可(kě)能拥有(yǒu)另一种(zhǒng)神秘(mì)的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇(yǔ)宙当(dāng)中生命的诞生，或者说是(shì)生命进化的一个重(zhòng)要因(yīn)素。

如果这一理论得到进(jìn)一步的(de)证(zhèng)实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗(àn)物质会不(bù)会意(yì)味着(zhe)人类(lèi)并不孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中某(mǒu)个角(jiǎo)落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的效(xiào)应(yīng)创造(zào)生命。当然，这(zhè)些推论的(de)大前提是要(yào)先(xiān)找(zhǎo)到暗物质存在的实际证(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得(dé)暗物质到底存不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你(nǐ)的支持是我更(gèng)新的(de)动力！

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