宇宙是“人为制造”的(de)？为何会存在科学无(wú)法解释的(de)“暗物质”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人(rén)类为了寻找(zhǎo)暗(àn)物质存在的(de)证据，科学家们在过去的几十年(nián)当中进行了(le)超(chāo)过50次的长(zhǎng)期实验，但是却没有发现(xiàn)任何的有(yǒu)效证据。除了一个地方，在1687年出(chū)版的自(zì)然哲(zhé)学数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引力定律，它揭示(shì)了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当天文学家们(men)发现某些天体运行轨(guǐ)道出现异常(cháng)，不符合万有引力定律的时候(hòu)，他们就会知道，周围一定有未知(zhī)的天体通过引力在摄(shè)动它的轨道(dào)。比如在(zài)1846年，奥本(běn)勒维耶就通过(guò)天王星运(yùn)行轨(guǐ)道(dào)的异(yì)常，推算并且(qiě)发现了海王星的存在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗星、冥(míng)王星的(de)发(fā)现都是(shì)应用(yòng)万有引(yǐn)力定律所取得重(zhòng)大天(tiān)文成(chéng)就的例子(zi)。但是这些(xiē)发(fā)现都是(shì)在恒星系统的尺度当中，可当我们(men)上升到星系或者是星(xīng)团的尺度(dù)，事(shì)情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后发星系团的质(zhì)量(liàng)。这是(shì)一个由数(shù)千(qiān)个星系所组成的巨大星系团，这些星系被引力(lì)束缚(fù)在一起(qǐ)。测量星系团的质量一般会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就(jiù)可以确定(dìng)其质量(liàng)的(de)范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的质量(liàng)"，需要的数据是测(cè)量各个星系的光度(dù)。

第二种是动力学质量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星系团中的各个星系相对于星(xīng)系团的运动速度。当测量结果出来(lái)之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光度学质量”的(de)400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失了(le)，或者说(shuō)这(zhè)99%的质量并不(bù)以可见光(guāng)的(de)形式(shì)所(suǒ)存在，我们(men)无法看到。最诡异(yì)的是，在(zài)测量速度的过程中，兹威基发现星系团中(zhōng)很(hěn)多(duō)星系的速(sù)度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系(xì)的质量(liàng)所产生的引力是无法将它们束缚在(zài)星系团内的，它们早就(jiù)应该被抛出星系(xì)团之外了，除非有一种神秘的(de)力量在起作(zuò)用，这种力(lì)量来源于某种隐(yǐn)形的物(wù)质(zhì)。

据此，兹维基提出了这(zhè)样部分不可见的暗质(zhì)，它不发(fā)散(sàn)光、吸(xī)光、反射光(guāng)，但是它(tā)们却(què)占据着宇宙(zhòu)中绝大部分(fēn)的质量。只是当(dāng)时的人们对这(zhè)样的一种说法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直(zhí)到(dào)40年之后，“暗物质”这个词才(cái)再(zài)一次(cì)出现。天(tiān)文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯(kěn)特(tè)福特(tè)在(zài)观(guān)测仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度(dù)就(jiù)会(huì)越(yuè)慢。但是他们观(guān)测的(de)结果却让人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离(lí)的增(zēng)加，恒星的旋(xuán)转速度几乎保持不变。可是根(gēn)据牛(niú)顿(dùn)的万有引力(lì)定律，在星(xīng)系当中如果没有足够大的质量来吸引它们，这(zhè)些外(wài)围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家们(men)会使用一种相(xiāng)对标准的方法来解释(shì)暗物质的存在，这种(zhǒng)方法就是测量星系当中气体在X轴上(shàng)距离星系(xì)中心的距离，以及在(zài)Y轴上气(qì)体的旋(xuán)转速(sù)度。如果出现异常的结果，就认为是由暗(àn)物质的力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离的(de)氢元(yuán)素，发现它(tā)们的旋转速度并不符(fú)合(hé)牛顿的(de)力学(xué)定律。我们的太(tài)阳系也不例外(wài)，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万(wàn)光年，根(gēn)据(jù)万有(yǒu)引力定律进行计算(suàn)，太阳(yáng)系的运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但(dàn)实际(jì)上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的(de)速(sù)度(dù)围绕银河系旋转，这个实(shí)际速度远远大于理论速度，那(nà)么产生以上这种向(xiàng)心(xīn)加(jiā)速度的原因很可能就(jiù)是存在着一种我们(men)看(kàn)不(bù)到(dào)的物质，是这些暗物质的引(yǐn)力效应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学(xué)家(jiā)根据星系外恒星(xīng)轨道的速度，估算在星(xīng)系(xì)当中暗(àn)物质的质量(liàng)占(zhàn)整个星系质量的85%。但是(shì)，暗(àn)物质并不是唯一可(kě)以解释(shì)这个现象的(de)原因。在(zài)一项新(xīn)的(de)研究当中，科学家们(men)发现，几乎没有引力效应(yīng)的遥(yáo)远恒星之间，也会(huì)出现速度上(shàng)的微小差异。另外，天文(wén)学家还发现了一个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不多，但是星系当中存在的(de)恒(héng)星数(shù)量却(què)只有银(yín)河(hé)系的(de)千分之一。

所以(yǐ)在理(lǐ)论上，该星(xīng)系必(bì)须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科(kē)学家们使用最(zuì)先进的(de)望远镜(jìng)对其(qí)进行了40个小时的详细测量之(zhī)后，发现星系中的恒星运动是可以(yǐ)用(yòng)正常的物质和力学定律来(lái)解释(shì)的。那么又有(yǒu)人(rén)提出，也许该(gāi)星系的暗(àn)物质，已经被附近(jìn)的(de)另一(yī)个大(dà)星系剥离了。奇(qí)怪的是，它的附近没(méi)有任何星系(xì)存在。造成这些(xiē)现象的(de)除了暗(àn)物(wù)质(zhì)的假(jiǎ)说之(zhī)外(wài)，另一种可能(néng)就是人(rén)类(lèi)对引(yǐn)力的理解还不(bù)够全面，引力(lì)很(hěn)可能在(zài)不同尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这(zhè)意味着在行星系尺(chǐ)度中的天体会沿着它们(men)的轨道，按照我们所理(lǐ)解的方式运动。但是上升(shēng)到星系和星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的相互(hù)作用则是不同(tóng)的方式。对于(yú)在星系团之(zhī)间的相互作(zuò)用，科学家(jiā)还引入了外部场效应的概念，指(zhǐ)的(de)是(shì)在数百万光(guāng)年的规模上，巨大的质(zhì)量之(zhī)间会产生对彼(bǐ)此特殊的效(xiào)果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立，这(zhè)意(yì)味着(zhe)我们需要对(duì)现在的物理定律进(jìn)行修正，这些(xiē)发现也一尺九的腰围是多少厘米 一尺九的腰围是26还是27让很多人认为暗物质假(jiǎ)说理论(lùn)就此终结(jié)。但是在宇宙当(dāng)中还(hái)有关于暗(àn)物质存(cún)在的(de)其他(tā)的(de)理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德(dé)理论所没法解释的“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向距离(lí)为(wèi)37亿(yì)光年的子弹星系团，由两个碰撞的(de)星(xīng)系(xì)团所组成，类似这样的星团(tuán)，它们(men)大部(bù)分的普(pǔ)通质量都在星(xīng)系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星(xīng)际气(qì)体(tǐ)的(de)相互作用就会导(dǎo)致温度的急(jí)剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系团大部分的质量(liàng)将位(wèi)于所有这些气体所在的中间区域。那(nà)么我们通过什么来(lái)验(yàn)证(zhèng)它的质(zhì)量区域到底是不是集中在中间(jiān)呢？前不(bù)久，詹姆(mǔ)斯(sī)韦(wéi)伯(bó)太空望远镜传(chuán)回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高(gāo)清照片，在照片(piàn)中我们可以明显地看到(dào)很多星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨(jù)大的形变。其实这(zhè)些星系本身并不是真的被(bèi)扭曲(qū)了(le)，也不是韦伯望远镜出(chū)了什(shén)么问(wèn)题，而(ér)是这样(yàng)极遥远的(de)天体和我(wǒ)们地球上的观测者(zhě)之间。被(bèi)一个质量(liàng)超级巨(jù)大的天体(tǐ)遮挡，这个(gè)超大质量的东(dōng)西的(de)引力(lì)，会使身后(hòu)更(gèng)遥远星系的光都发(fā)生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大的天体可能是(shì)超大质量(liàng)的黑洞(dòng)或者是(shì)暗物质(zhì)。

所以当人们对子(zi)弹星系(xì)团观(guān)测的时(shí)候，发现它的大质(zhì)量区域并不(bù)是在中间，而是在两侧。所以最好的(de)解释方法就(jiù)是当星团(tuán)发生全部(bù)的碰撞时(shí)，可被观(guān)测到的质量(liàng)气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则直接通(tōng)过了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系团的引力(lì)透镜研究也被(bèi)认为是暗物质存在的迄今为止最(zuì)好的理论证据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙(zhòu)当(dāng)中最古(gǔ)老的(de)光。从(cóng)宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万(wàn)年(nián)之后(hòu)，可(kě)见光(guāng)终于可以(yǐ)畅通无阻(zǔ)地穿越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了。经过(guò)了130多亿年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背景(jǐng)上留下了各相同(tóng)性的(de)微波辐射(shè)。其中(zhōng)红色的部分表示温度较高的区域，蓝色(sè)则表示相对较冷的(de)区域，但实(shí)际上它们(men)之间的温(wēn)差(chà)只有(yǒu)万分之一。

科学家(jiā)们通过对(duì)前景背景分离后的二值图像进行连通域提取(qǔ)和标记之后发现(xiàn)，如(rú)果宇宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗物质，图形看(kàn)起来不(bù)应(yīng)该是这样的，而(ér)随着(zhe)暗物(wù)质(zhì)的增加，一些峰值(zhí)的幅度会(huì)减(jiǎn)小，才变得(dé)看(kàn)起来“和谐(xié)”。为了匹配宇(yǔ)宙(zhòu)微波背景辐射的测量值，我们需要的(de)暗物质大(dà)约(yuē)是普通物质一尺九的腰围是多少厘米 一尺九的腰围是26还是27的5倍。这(zhè)个数字(zì)与解释星(xīng)系当中恒(héng)星运动所需要的暗物质比例是一致的(de)。这就意味着。

用(yòng)了(le)一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地(dì)解(jiě)释了很多(duō)不同(tóng)的(de)观测(cè)结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着(zhe)某种(zhǒng)类(lèi)型(xíng)的粒(lì)子，它(tā)们(men)不参与任(rèn)何其(qí)他的电磁作用，只通过引(yǐn)力来相互作用。所以如果能(néng)够找(zhǎo)到这种粒(lì)子的存在，就相当于(yú)找到了(le)暗物质存(cún)在的实(shí)际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学(xué)家们已经提出了(le)数十种的假想目(mù)标，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒子(zi)所需要(yào)的(de)实验方式也不相同。在过去的几十年当中，人类为了寻(xún)找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质相互(hù)作用的“暗(àn)物(wù)质(zhì)”，科学(xué)家们已经进行了超过50次的实验，却没有(yǒu)任何实质(zhì)性的发现(xiàn)，除(chú)了一个地方，意大利的(de)格兰萨索山，隶属于(yú)阿(ā)尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏着(zhe)地球上最大(dà)的地学实验室(shì)，这个实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三(sān)层楼高的探测(cè)器，一直致力(lì)于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以(yǐ)来，这里(lǐ)的科(kē)学家声称(chēng)观测(cè)到了(le)某种信号。经过了20多年(nián)的(de)数据收集，人(rén)们发现了一个有(yǒu)趣的事情(qíng)。探测率会(huì)在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是一样。一些科(kē)学家认为这可能是人(rén)类发现暗物(wù)质的(de)第一个直接(jiē)证据。

但是(shì)为什么暗物(wù)质会产生周期性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当(dāng)中，这意(yì)味着(zhe)我们也在以这样(yàng)的速度在穿越着暗物质流(liú)，这个(gè)过程中会(huì)产生(shēng)相(xiāng)应的振(zhèn)荡(dàng)，同时(shí)地球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速(sù)度围(wéi)绕太阳进行旋转。所以有半年的时(shí)间，地(dì)球(qiú)围绕太阳的方向与(yǔ)太(tài)阳环绕银(yín)河系的方向是一致的，而另(lìng)外半年则与(yǔ)之相(xiāng)反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太(tài)阳的方向正好达(dá)到完全(quán)一致(zhì)，这是(shì)理(lǐ)论上(shàng)地球(qiú)穿越暗物质流最快的时段(duàn)。而(ér)在11月份(fèn)，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管(guǎn)在实际(jì)的(de)情况中(zhōng)，太阳系相对(duì)银河(hé)系的平面(miàn)呈现了60度的倾(qīng)斜(xié)，但是这并不影响这个理论的有效(xiào)性。

因此科学家认(rèn)为这可以用(yòng)来(lái)解释，研究人(rén)员们所观测到的周期性信号。当然也可能有其(qí)他的情(qíng)况，造(zào)成这种年度周(zhōu)期信号的差异也(yě)可能是温(wēn)度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也符合(hé)这个周期的规律。

所以，科学(xué)家们(men)又在南半球建立了一个几乎相同的实验室(shì)，这里的季(jì)节与之前的实验(yàn)室正好(hǎo)相反，而(ér)在这里，地球穿过暗物(wù)质流的运(yùn)动特(tè)征(zhēng)和第一(yī)个实(shí)验(yàn)室是(shì)一样的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这里可以得(dé)到相(xiāng)同的信号，就可以成为暗物质所存在的非常有力的证(zhèng)据(jù)了。但是由于这个实(shí)验室刚刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截至目前(qián)还无(wú)法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望(wàng)远镜，这台太空(kōng)望远镜叫做(zuò)“南希(xī)格雷斯罗曼(màn)”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同(tóng)，但它(tā)的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍(bèi)。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一(yī)个关(guān)键的(de)用途就是探索暗(àn)物质背后的奥(ào)秘(mì)，对于探测(cè)的结果，我们只(zhǐ)能拭(shì)目以(yǐ)待了(le)。费(fèi)米(mǐ)实验室粒子天体物理中心的科(kē)学家丹琥珀和(hé)贾森斯特(tè)芬研究(jiū)发现(xiàn)，如果暗物质存在，它(tā)们极有可能(néng)拥有另一种神(shén)秘(mì)的效应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙(zhòu)当中生命的诞(dàn)生(shēng)，或者说是生命进化的(de)一(yī)个(gè)重要因素。

如果(guǒ)这一理(lǐ)论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质(zhì)会不会(huì)意味着人类并(bìng)不孤(gū)单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落(luò)的(de)行星上，暗物质正(zhèng)在通过这样(yàng)的效应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是(shì)要(yào)先找到暗物质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得(dé)暗物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的支(zhī)持(chí)是我更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 一尺九的腰围是多少厘米 一尺九的腰围是26还是27