宇宙是“人为制造”的？为何会存(cún)在科(kē)学无法解(jiě)释的“暗物质”？暗物(wù)质又究(jiū)竟是(shì)什(shén)么？人类为(wèi)了寻找暗物质存(cún)在的(de)证据(jù)，科(kē)学家们在过去的几十年当中进行了超过50次(cì)的长(zhǎng)期实验(yàn)，但是却没有发现任何的有(yǒu)效证据(jù)。除了一(yī)个地(dì)方，在1687年出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表(biǎo)了万(wàn)有引力(lì)定律(lǜ)，它揭(jiē)示了宇宙中天体(tǐ)运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们发现某些(xiē)天体(tǐ)运行轨道出现(xiàn)异常，不(bù)符(fú)合万有引力定律的时(shí)候，他们就(jiù)会(huì)知道，周围一定有(yǒu)未(wèi)知(zhī)的天体(tǐ)通过引力在摄动(dòng)它的(de)轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨道的异常，推算并且发现了海王(wáng)星的存在。另(lìng)外，哈雷彗妩媚的意思怎么解释，妩媚的意思是什么解释(huì)星、冥王星的发现都是应用万(wàn)有引力(lì)定律所取得重大天(tiān)文成就的(de)例子。但是这些发现都是(shì)在恒星系统的尺度(dù)当中，可当我们上升到(dào)星(xīng)系或者是星团的尺(chǐ)度，事情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家弗里茨兹威(wēi)基正在研(yán)究和测量后发(fā)星(xīng)系(xì)团(tuán)的质量。这(zhè)是一个(gè)由数(shù)千(qiān)个星系所组成的巨大星系(xì)团，这些星(xīng)系被(bèi)引力束缚(fù)在(zài)一起。测量星(xīng)系团的质量一般会使用到两种方法，当(dāng)两种(zhǒng)方(fāng)法结果一致(zhì)，就可以确定(dìng)其质量的范围。

第一(yī)种是获(huò)得其"光度学的(de)质量"，需(xū)要的(de)数(shù)据是测量各(gè)个星系的光度。

第(dì)二种是动力学质量的(de)计算，是妩媚的意思怎么解释，妩媚的意思是什么解释利用光谱红(hóng)移测量星系(xì)团中的(de)各(gè)个星系相对于星系团的运动速度。当测(cè)量(liàng)结果(guǒ)出来之后，兹(zī)威基彻底(dǐ)懵了，“动力(lì)学(xué)质量”竟然是“光度(dù)学(xué)质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系(xì)团有99%的质量消失(shī)了，或者说(shuō)这99%的质量并不以(yǐ)可(kě)见光的形(xíng)式所存(cún)在，我们无法看(kàn)到。最诡异的(de)是(shì)，在测量速(sù)度的过程(chéng)中，兹威(wēi)基(jī)发现星系团中很(hěn)多(duō)星系的速度比理(lǐ)论(lùn)上要快得多，按照牛顿的(de)运动学定律，仅靠(kào)这些可见(jiàn)星系的(de)质量所产生的引力是无(wú)法(fǎ)将(jiāng)它们束缚在(zài)星系团(tuán)内的，它们早就应该被(bèi)抛出星系团之外了，除非(fēi)有一种神秘的力(lì)量(liàng)在起(qǐ)作用(yòng)，这(zhè)种力(lì)量来源(yuán)于某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提(tí)出了(le)这(zhè)样部(bù)分不可见的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射(shè)光，但(dàn)是它们却占据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量(liàng)。只是当时的人们对这样的一(yī)种说法(fǎ)不屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年之后(hòu)，“暗物(wù)质”这个词才再(zài)一次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯特福(fú)特在观测仙女座(zuò)星(xīng)系(xì)中的恒(héng)星运动(dòng)。理论上来说，距离中心越远的(de)恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是他们观测(cè)的结果却让(ràng)人感到不可思议。

随(suí)着与中心距离(lí)的增加，恒星的旋转速(sù)度几乎保持(chí)不变。可是根(gēn)据牛顿的万(wàn)有引力定律(lǜ)，在星系当(dāng)中如果(guǒ)没有足够大(dà)的质(zhì)量来(lái)吸(xī)引它们，这(zhè)些外(wài)围的(de)恒星(xīng)早就被甩到宇(yǔ)宙当中了。基(jī)于这种现象(xiàng)，科(kē)学家们(men)会使用一种相对标准(zhǔn)的方法来(lái)解(jiě)释暗物质的存(cún)在，这种方法就(jiù)是测量(liàng)星(xīng)系当中(zhōng)气体在X轴(zhóu)上距离星系(xì)中心的距(jù)离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气(qì)体的旋转(zhuǎn)速度(dù)。如果(guǒ)出现(xiàn)异常的结果，就认为(wèi)是由暗物质的力量进入(rù)其中。

于是科学家们(men)通过射电望远镜测量了(le)距离星系中(zhōng)心更远距离(lí)的氢元素，发(fā)现它们(men)的旋(xuán)转速(sù)度并不符合(hé)牛顿(dùn)的(de)力(lì)学定(dìng)律。我(wǒ)们(men)的太阳系也不(bù)例外，太阳系位于银河系的第三悬臂之上(shàng)，距(jù)离银(yín)河系中心2.6万(wàn)光年，根据万有引力定律进行计(jì)算，太阳系的(de)运行速度应该(gāi)是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系正在以(yǐ)220千米/秒的速度围绕银河(hé)系(xì)旋(xuán)转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度远远大于理(lǐ)论速(sù)度，那(nà)么(me)产生以(yǐ)上这种(zhǒng)向心(xīn)加(jiā)速度的原因很可(kě)能就是(shì)存在(zài)着一(yī)种我们看不到的(de)物质，是这些暗(àn)物质的引力效应将星(xīng)系聚(jù)集(jí)在了一起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研(yán)究人员开始(shǐ)相(xiāng)信(xìn)暗物质的存(cún)在(zài)。科学家(jiā)根据星(xīng)系外恒(héng)星(xīng)轨道的速度，估(gū)算在星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质量(liàng)占整个星系质量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质(zhì)并(bìng)不是唯一可以(yǐ)解释(shì)这个现象的(de)原因。在一项新(xīn)的(de)研究当中(zhōng)，科学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会(huì)出现速度上的微小差异。另外，天文学家还发(fā)现了一(yī)个(gè)反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系(xì)距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但是星(xīng)系当(dāng)中存在的恒(héng)星数量却只有(yǒu)银河系(xì)的千分之一。

所以在理论上，该(gāi)星系(xì)必须存在暗物质，否则就会分(fēn)崩离析(xī)。但是科学家们使(shǐ)用最先(xiān)进的(de)望远镜对(duì)其进行了40个小时的详细测量之(zhī)后(hòu)，发现星(xīng)系中(zhōng)的恒星运动是可(kě)以用正(zhèng)常的物质和力(lì)学(xué)定(dìng)律来解释的。那(nà)么(me)又(yòu)有人提出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗物(wù)质，已经被附近的(de)另一个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有任何星系存在。造(zào)成这些现象的除了暗(àn)物质的(de)假说之外，另一种可能就(jiù)是(shì)人类(lèi)对引力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面(miàn)，引(yǐn)力(lì)很可能在不同(tóng)尺度空间(jiān)中的工作(zuò)方(fāng)式是(shì)不同的，这(zhè)意味着在行星(xīng)系(xì)尺度中的天体会沿着它们的轨道，按(àn)照我(wǒ)们所理解的方式运(yùn)动。但(dàn)是(shì)上升到(dào)星系和星团的(de)尺度，引力(lì)之(zhī)间的相(xiāng)互(hù)作用则是(shì)不同的(de)方式(shì)。对(duì)于(yú)在星系(xì)团之间的相互作用，科学家还引入了外部场(chǎng)效应的概念，指的是(shì)在数百万光年的规(guī)模上，巨大的质量之(zhī)间会产生对(duì)彼此特殊(shū)的效果(guǒ)，这(zhè)个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我(wǒ)们需(xū)要(yào)对现在的(de)物理定(dìng)律进(jìn)行修(xiū)正，这些(xiē)发(fā)现也让(ràng)很多人认为(wèi)暗物质假(jiǎ)说理(lǐ)论就此终(zhōng)结。但是(shì)在宇宙当中还有关(guān)于暗物质存在的其他的理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理论所没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径(jìng)向距离为37亿光(guāng)年的(de)子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞(zhuàng)的星系团所组(zǔ)成，类似这样的星(xīng)团，它(tā)们大部(bù)分的普(pǔ)通质量都在(zài)星系的气(qì)体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时(shí)候，星际气体的相(xiāng)互作(zuò)用就(jiù)会导(dǎo)致(zhì)温度的(de)急(jí)剧(jù)升高(gāo)，速度大幅降低。所以在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星系团(tuán)大部分的(de)质量将位于所(suǒ)有这(zhè)些气体所(suǒ)在的中(zhōng)间区域。那么我们通过什么(me)来(lái)验证它的(de)质量区域到底是不(bù)是集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回(huí)了(le)宇宙当(dāng)中第一张全(quán)彩(cǎi)的(de)高清照(zhào)片，在照(zhào)片(piàn)中(zhōng)我(wǒ)们可(kě)以(yǐ)明显(xiǎn)地看到很(hěn)多星系似乎被拉伸产生了巨大的(de)形变。其(qí)实(shí)这些星系本身并不(bù)是真的被扭曲了(le)，也不是韦伯望远镜(jìng)出了(le)什么问题，而是这样极(jí)遥远的天体和我们(men)地球上(shàng)的观测者之(zhī)间。被(bèi)一(yī)个(gè)质量超级巨大的天(tiān)体(tǐ)遮挡，这个超大质量的(de)东西的引力，会使(shǐ)身后(hòu)更遥远星系的(de)光都发生了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效(xiào)应。这个巨大的天体可(kě)能(néng)是(shì)超大(dà)质量的黑洞或者(zhě)是暗物(wù)质。

所以当(dāng)人们对子弹星(xīng)系团观测(cè)的(de)时候(hòu)，发现它的大质量区域并不是在(zài)中间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就是(shì)当(dāng)星团发生(shēng)全部的碰(pèng)撞时(shí)，可被观测到的质量气体被卡在了中间(jiān)，暗物质(zhì)则直接通过了这(zhè)个区域，并在两边(biān)形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜(jìng)研究也被认为(wèi)是暗物质存在的迄今为止最好的理论(lùn)证(zhèng)据。

除此之外(wài)，还有来自宇宙(zhòu)当中最古(gǔ)老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终于(yú)可(kě)以畅(chàng)通无(wú)阻地穿越(yuè)在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中了。经过(guò)了(le)130多亿年(nián)之后，这(zhè)些光在宇宙空间(jiān)背景上留下了各相同性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区(qū)域，蓝色则表示(shì)相对(duì)较(jiào)冷(lěng)的区域，但实际(jì)上它(tā)们之间的(de)温差只有万分之一。

科学家们通过(guò)对前景(jǐng)背景(jǐng)分离后(hò妩媚的意思怎么解释，妩媚的意思是什么解释u)的二值图像进行连通(tōng)域(yù)提取和标记之后发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗(àn)物质，图(tú)形看(kàn)起来不应该是(shì)这样的，而随着暗物质的增(zēng)加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得(dé)看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量值(zhí)，我们需要的暗(àn)物质大约是普(pǔ)通(tōng)物质的(de)5倍(bèi)。这个数字与解释星系当中恒星运动所需要的(de)暗物(wù)质比例(lì)是一致的(de)。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙当中存在着某(mǒu)种类型的粒子，它们不参与(yǔ)任何其(qí)他(tā)的电磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果能(néng)够找到这种粒子的存在(zài)，就相当于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒(lì)子到底是什么？科学家们已经提出了(le)数十种的假(jiǎ)想目标，而要寻找这(zhè)些不同的目标(biāo)粒子所需(xū)要的实(shí)验方式也不相同。在过去的几十年当(dāng)中，人类为了寻(xún)找这些(xiē)看不见、摸不到，几(jǐ)乎不会(huì)与常(cháng)规物质相互作用的(de)“暗(àn)物(wù)质”，科学家(jiā)们已经进(jìn)行了超过50次的实验，却没(méi)有任(rèn)何(hé)实质性的发(fā)现，除了一个地(dì)方(fāng)，意大利的(de)格兰萨(sà)索(suǒ)山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井当中，藏着地球上最大的(de)地学实(shí)验室，这(zhè)个实(shí)验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的探(tàn)测器，一直致(zhì)力于寻找暗(àn)物质(zhì)粒(lì)子的(de)周期(qī)性震荡。

自1997年(nián)以来(lái)，这里的科学家声称观(guān)测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集(jí)，人们发(fā)现(xiàn)了一(yī)个有趣的事情(qíng)。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降到(dào)最低，而且在(zài)20年当中每年都是一样。一些科学家认为这可能(néng)是人类发现暗(àn)物质的第一个直接(jiē)证据。

但(dàn)是为什(shén)么暗物质会产生(shēng)周期性的年(nián)度信(xìn)号呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正(zhèng)在(zài)以220公里(lǐ)/秒的(de)速(sù)度(dù)围(wéi)绕着银河系进行移动，那么如果暗(àn)物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相应的(de)振荡(dàng)，同(tóng)时地球又以30公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋转。所以有半(bàn)年的时(shí)间(jiān)，地球围绕(rào)太阳的方向与(yǔ)太阳环(huán)绕银河系的方向是一致的(de)，而(ér)另(lìng)外半年(nián)则与之相反。

而在6月份的时候，地(dì)球(qiú)与太阳的方向正好达到完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越暗物质(zhì)流最快的(de)时(shí)段(duàn)。而(ér)在(zài)11月份，又(yòu)恰好达到了最(zuì)慢值(zhí)。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳(yáng)系(xì)相(xiāng)对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影响这个理论的有效性(xìng)。

因此(cǐ)科学家(jiā)认为这可以用(yòng)来解(jiě)释，研究人员们所(suǒ)观测(cè)到(dào)的(de)周(zhōu)期性信(xìn)号(hào)。当(dāng)然也可能有其他的情(qíng)况(kuàng)，造成这种年度周期信号的差异也可能(néng)是温度(dù)、湿(shī)度、土壤中的(de)水分(fēn)、高山上的积雪，甚至连意(yì)大利(lì)游客的(de)数量也符合(hé)这个周(zhōu)期(qī)的规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学(xué)家们又在(zài)南半(bàn)球建(jiàn)立了一(yī)个几(jǐ)乎相(xiāng)同的实验室，这里的(de)季节与之前的(de)实验室正好(hǎo)相反，而在这里(lǐ)，地球(qiú)穿过(guò)暗物质(zhì)流的运动特征和第一个实验(yàn)室(shì)是一(yī)样的(de)。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物(wù)质所存在的(de)非常有(yǒu)力的证据了。但是由于这个(gè)实验室刚刚建成不久，所以截(jié)至目前还(hái)无法提供相(xiāng)应的数据支(zhī)持。另外(wài)，在2025年(nián)，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台新的望远镜，这台太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大(dà)小跟哈勃望远(yuǎn)镜相(xiāng)同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中(zhōng)一个关键的用途就是(shì)探(tàn)索暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒子天(tiān)体物理中心的科(kē)学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果(guǒ)暗物质(zhì)存(cún)在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神秘(mì)的效应(yīng)，这(zhè)种(zhǒng)暗物(wù)质效应，会支持宇宙当(dāng)中生命的诞生，或(huò)者说是生命(mìng)进(jìn)化(huà)的(de)一个重要因素。

如果这(zhè)一理(lǐ)论得(dé)到进一步的证实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗物(wù)质会(huì)不会意味着人类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落(luò)的(de)行星上，暗(àn)物质(zhì)正在通过这样的效应创(chuàng)造生命。当然(rán)，这些(xiē)推论的大前提是要(yào)先找到暗物(wù)质存(cún)在的实际证(zhèng)据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物(wù)质到(dào)底存不存(cún)在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持是(shì)我更新(xīn)的动力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 妩媚的意思怎么解释，妩媚的意思是什么解释