宇宙是“人为制造”的？为何会(huì)存在科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗物质存在(zài)的(de)证据，科学家们在(zài)过去的几十年当中进行了超过50次的长期实验，但是却没有发现任何的(de)有(yǒu)效证据。除了一个(gè)地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引(yǐn)力定律，它(tā)揭示了(le)宇宙中天体运动的规(guī)律。往后的几百年来，当天(tiān)文学家们发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引力定(dìng)律(lǜ)的时(shí)候，他们(men)就会知道，周(zhōu)围一定有未知的(de)天(tiān)体通过引力在摄动(dòng)它的(de)轨道。比如在(zài)1846年，奥(ào)本勒维(wéi)耶(yé)就通过天王星运行轨道的异常，推算并(bìng)且发现了海王星(xīng)的存在。另(lìng)外，哈(hā)雷(léi)彗星、冥王星(xīng)的发现都是(shì)应用万(wàn)有引(yǐn)力定律所取(qǔ)得重大天文成就的例(lì)子。但是这些发(fā)现都(dōu)是在恒(héng)星系统(tǒng)的尺度(dù)当中，可当(dāng)我们(men)上升(shēng)到(dào)星系或者是星团的尺度，事(shì)情就开始变得诡(guǐ)异了。

张弛有度下一句是什么意思，张弛有度下一句是什么歇后语ding="async" data-ratio="0.5500910746812386" data-type="jpeg" data-w="1647" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/7e58e8fcd62ac7f.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

1933年，瑞(ruì)士的(de)物理学家(jiā)弗里茨兹威(wēi)基正在(zài)研究和测量后发星(xīng)系团的质量(liàng)。这是一个由数(shù)千个(gè)星系(xì)所组(zǔ)成的巨大星(xīng)系团，这些星系被引力束缚在一(yī)起。测量星系(xì)团(tuán)的(de)质(zhì)量一般会使用(yòng)到(dào)两种(zhǒng)方法，当两(liǎng)种方(fāng)法结果一致，就可以确定其质量的范围。

第一(yī)种是获得(dé)其(qí)"光度学的质量"，需要的数(shù)据是测量(liàng)各个星系的光度。

第(dì)二种是动(dòng)力学质(zhì)量的计算(suàn)，是利用光谱(pǔ)红移(yí)测(cè)量星(xīng)系团中的(de)各(gè)个星系相对于星(xīng)系(xì)团的运动(dòng)速度。当测量(liàng)结果(guǒ)出来之后，兹(zī)威(wēi)基彻底懵了，“动力学质量”竟然(rán)是“光度学质(zhì)量(liàng)”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可见光的形式(shì)所存在，我们无(wú)法看到。最诡异的是，在测(cè)量(liàng)速度(dù)的过程(chéng)中，兹威基(jī)发现星系(xì)团中很多星系的(de)速(sù)度比理论(lùn)上要快得多，按照牛顿的运动学定(dìng)律(lǜ)，仅靠(kào)这些可见星(xīng)系的质量(liàng)所产生的引(yǐn)力是无法(fǎ)将它们(men)束缚在星系团内的，它(tā)们早就应该(gāi)被抛出星系团之外了(le)，除非有一种神秘的力(lì)量在起作用，这种力量来(lái)源(yuán)于(yú)某(mǒu)种隐(yǐn)形的物质。

据此(cǐ)，兹维(wéi)基提出了这样(yàng)部(bù)分不(bù)可见的暗质，它不发散(sàn)光(guāng)、吸(xī)光、反射光，但是(shì)它(tā)们(men)却占据着(zhe)宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是当时的人们对这样的一(yī)种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯(kěn)特(tè)福(fú)特在观测仙(xiān)女座星(xīng)系中的恒(héng)星运动。理论上(shàng)来(lái)说(shuō)，距离中心越(yuè)远的恒星在其轨道(dào)上的运(yùn)行速度就会越慢。但(dàn)是他们观测(cè)的结果却让(ràng)人感到不可思议。

随(suí)着与中(zhōng)心距离(lí)的(de)增(zēng)加(jiā)，恒星的旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保(bǎo)持(chí)不变。可是(shì)根据牛顿的(de)万有引力定(dìng)律，在星系当中如果没(méi)有足够大的(de)质量来吸引(yǐn)它们(men)，这些外围的恒星(xīng)早(zǎo)就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种现象，科学(xué)家们会(huì)使用(yòng)一种相对标准的方法来解释暗物质(zhì)的(de)存在(zài)，这种方法(fǎ)就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中(zhōng)心的距离，以及(jí)在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如(rú)果(guǒ)出现(xiàn)异常的结(jié)果，就认(rèn)为是由暗(àn)物质的力量进入(rù)其中(zhōng)。

于是(shì)科学家们通过射电望远镜测量了距离星系中(zhōng)心(xīn)更远距离的(de)氢元素，发现它(tā)们(men)的(de)旋转速度并不(bù)符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太(tài)阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三(sān)悬臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力定(dìng)律进行计算，太(tài)阳系的运行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际(jì)上，太(tài)阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银河系(xì)旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度，那么产生以上这种向心加速度的原因很可能就(jiù)是存在着(zhe)一(yī)种我(wǒ)们看不(bù)到的(de)物质，是这些暗物质(zhì)的引力效应将星系(xì)聚(jù)集在了一起。

也(yě)是从这时(shí)开始，越(yuè)来越多的研究(jiū)人(rén)员(yuán)开始相信暗物质的(de)存在。科学家根(gēn)据星(xīng)系外恒星轨(guǐ)道的(de)速度，估(gū)算在星系当中暗物质的(de)质(zhì)量占整个星(xīng)系质量(liàng)的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以解(jiě)释这个(gè)现(xiàn)象(xiàng)的(de)原因。在(zài)一项新(xīn)的研究当中，科学(xué)家们发现，几乎没(méi)有引(yǐn)力效应的(de)遥远恒星之间，也会出现速度(dù)上的微小(xiǎo)差异。另外(wài)，天文(wén)学家还(hái)发(fā)现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距离地(dì)球大(dà)约2.5亿(yì)光年，大小和银河系不多，但是星(xīng)系当中存(cún)在的(de)恒(héng)星数量却(què)只(zhǐ)有银河系的千分之一。

所以在理论上(shàng)，该(gāi)星系必须存(cún)在暗物(wù)质，否(fǒu)则就会分崩离析(xī)。但是(shì)科学家们使用最(zuì)先进的(de)望远(yuǎn)镜(jìng)对(duì)其进行(xíng)了40个小时(shí)的详细测量(liàng)之后，发现星系中的(de)恒星(xīng)运动(dòng)是可以用正常的物质和力学定律来解释的。那么又(yòu)有人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗物质，已(yǐ)经(jīng)被附近的另一个大星系剥离(lí)了(le)。奇怪的是，它(tā)的附近没有(yǒu)任何星系存在。造(zào)成这些现象的除(chú)了暗物质的假说之外(wài)，另一种可能就是人类(lèi)对引力的理解还不够(gòu)全面，引力很(hěn)可能在不同尺度空间中(zhōng)的工作方(fāng)式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺(chǐ)度中的(de)天体会沿(yán)着(zhe)它们的轨道，按照我(wǒ)们所理(lǐ)解的方式运动。但是上升到星系和星团的尺度(dù)，引(yǐn)力(lì)之(zhī)间的(de)相互作用则是不(bù)同(tóng)的(de)方式。对于在星系团之间的相互作用，科学家(jiā)还引(yǐn)入了外部场(chǎng)效应的(de)概(gài)念(niàn)，指的是在数百万光(guāng)年的规模上，巨(jù)大的质量之间会产生对(duì)彼此特殊的(de)效果(guǒ)，这个(gè)理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成(chéng)立，这意味着(zhe)我们需(xū)要对现在的物理定律进行修正，这些发现也(yě)让很多人认(rèn)为暗物(wù)质假说理(lǐ)论(lùn)就(jiù)此终张弛有度下一句是什么意思，张弛有度下一句是什么歇后语结。但是在宇宙(zhòu)当中(zhōng)还有关于暗(àn)物质存(cún)在的其他的(de)理(lǐ)论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿(yì)光年的(de)子弹星系(xì)团，由(yóu)两个(gè)碰撞的星系团所组成，类似这(zhè)样的星团，它们大部分(fēn)的普(pǔ)通质量(liàng)都在星(xīng)系的气(qì)体当中。当星团以1000万公里/小时(shí)发生碰撞的时候，星际(jì)气(qì)体的相互作用就会(huì)导致温度的急剧升高(gāo)，速(sù)度大幅(fú)降低(dī)。所以在理论(lùn)上，在碰(pèng)撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的(de)质量(liàng)将位于(yú)所有(yǒu)这(zhè)些气体(tǐ)所在的中间区域。那么(me)我(wǒ)们通过什(shén)么来验(yàn)证(zhèng)它的(de)质量区域到底是不是集中(zhōng)在中间(jiān)呢？前(qián)不久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望(wàng)远镜(jìng)传回了(le)宇(yǔ)宙当中第一(yī)张全(quán)彩的高(gāo)清照片，在照片中我(wǒ)们可以明显地看到(dào)很多星系似乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生(shēng)了巨大的形(xíng)变。其实这些星(xīng)系本身并不是真的(de)被扭(niǔ)曲(qū)了，也不是韦伯望(wàng)远镜出了什么问题，而是这样极遥远的(de)天体和我们地球上的观测者(zhě)之间(jiān)。被一个质(zhì)量超(chāo)级巨大的天体遮(zhē)挡，这个超大(dà)质量的东(dōng)西(xī)的引力，会使(shǐ)身后更遥远星系的光都发生(shēng)了扭曲。这个现象(xiàng)就(jiù)是引力透镜效应。这个(gè)巨大(dà)的天体可能是(shì)超大质量的黑洞或者是(shì)暗物质(zhì)。

所以当人们对(duì)子弹星(xīng)系团观测的时候(hòu)，发(fā)现它的大质量区域(yù)并不(bù)是在中(zhōng)间，而(ér)是在两侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是(shì)当(dāng)星团(tuán)发生全(quán)部(bù)的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的质量气体被卡在了(le)中间(jiān)，暗物质则直接通过了这个区域，并在两边形成(chéng)了(le)引力透镜。对子弹星(xīng)系(xì)团的引(yǐn)力透镜研究也被认为是暗物质(zhì)存在的(de)迄今为止最好的理论(lùn)证据。

除此(cǐ)之外，还有(yǒu)来自宇宙(zhòu)当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆(bào)炸开(kāi)始，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻(zǔ)地(dì)穿越在(zài)宇宙当(dāng)中了。经(jīng)过了130多亿年之(zhī)后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙空间背(bèi)景上留下了(le)各相同性的微波辐射。其中(zhōng)红色的部分表示温度较高的(de)区(qū)域，蓝(lán)色(sè)则表示相(xiāng)对(duì)较冷的区(qū)域，但实际上它们之(zhī)间的温差只有万(wàn)分之一(yī)。

科学家(jiā)们通过对前景(jǐng)背景(jǐng)分(fēn)离后的二(èr)值图像(xiàng)进(jìn)行(xíng)连通域提取和(hé)标记之后(hòu)发现，如果(guǒ)宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形看起(qǐ)来不应(yīng)该是这样的，而随着暗物(wù)质的增加，一些峰值的(de)幅度会减(jiǎn)小，才(cái)变(biàn)得看(kàn)起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背(bèi)景(jǐng)辐(fú)射的(de)测量值，我(wǒ)们需要(yào)的暗(àn)物(wù)质大约是普通物质的5倍。这个(gè)数字与解释星(xīng)系当中恒(héng)星运动所(suǒ)需要(yào)的暗物质比例是一致的。这(zhè)就(jiù)意味着。

用了一个简单的理论(lùn)框(kuāng)架，就(jiù)很好地解释了很多不(bù)同的观测结果(guǒ)。而暗物质(zhì)的本(běn)质就是(shì)宇宙当中(zhōng)存在着(zhe)某种(zhǒng)类(lèi)型的粒子，它们不参与任何其他的(de)电磁作用，只(zhǐ)通过(guò)引力来(lái)相互作用。所以如果(guǒ)能够找(zhǎo)到这种粒(lì)子的存在，就(jiù)相(xiāng)当于找到(dào)了暗物质(zhì)存在的实际(jì)证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出了数(shù)十(shí)种(zhǒng)的假想目标，而要(yào)寻(xún)找这些不同(tóng)的目标粒子所需要的实验方式也不相同。在过(guò)去(qù)的(de)几十年当中(zhōng)，人类为了寻(xún)找这(zhè)些看不(bù)见、摸不到，几乎不(bù)会与(yǔ)常规(guī)物质相(xiāng)互作用(yòng)的“暗(àn)物(wù)质”，科学(xué)家们已(yǐ)经进行了超(chāo)过50次的(de)实验，却没有任何实(shí)质性的发现(xiàn)，除了一个地(dì)方(fāng)，意大利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉(mài)。

在山(shān)下(xià)1400米处的(de)地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最(zuì)大的地学(xué)实验室，这(zhè)个实验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探测(cè)器，一直致力(lì)于寻找(zhǎo)暗物质(zhì)粒(lì)子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声(shēng)称观测(cè)到了(le)某种信(xìn)号。经(jīng)过(guò)了(le)20多年的数据收集，人们发现了一个(gè)有趣的事情(qíng)。探测率(lǜ)会(huì)在每年的6月份达(dá)到峰(fēng)值，然后(hòu)在11月(yuè)降到最低，而且在20年当(dāng)中每年(nián)都是一样。一些(xiē)科学(xué)家认为(wèi)这(zhè)可能是人(rén)类发现暗物质的第一个(gè)直接证据。

但是(shì)为什(shén)么暗物质会产生(shēng)周期(qī)性的年度(dù)信号(hào)呢？刚才我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进(jìn)行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意(yì)味着我们也在(zài)以这样的速(sù)度(dù)在穿越着暗(àn)物质流，这个过程中会产生(shēng)相应的振荡(dàng)，同时地(dì)球又以30公里/秒的(de)速度围绕(rào)太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围(wéi)绕太阳的方向与太(tài)阳(yáng)环绕银河系(xì)的方向是(shì)一致的，而(ér)另外半年则与之相反。

而在6月(yuè)份的(de)时候，地球与(yǔ)太阳的(de)方(fāng)向正好达到完全一致，这是(shì)理(lǐ)论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实(shí)际(jì)的情况中，太阳系相(xiāng)对银河系的平面(miàn)呈(chéng)现了(le)60度的倾斜，但是这并不(bù)影响这个理论的有效性(xìng)。

因此科学家(jiā)认为这(zhè)可以用来解(jiě)释，研究人员(yuán)们(men)所(suǒ)观测到的周期性信号。当然也可(kě)能(néng)有其他的(de)情(qíng)况，造成这种(zhǒng)年度(dù)周期信号(hào)的差异也可能是(shì)温度、湿度(dù)、土壤中(zhōng)的水分、高(gāo)山上的积(jī)雪，甚(shèn)至连意大利游客的数量也符合(hé)这(zhè)个(gè)周期的规(guī)律。

所以，科学家们又(yòu)在南半(bàn)球建(jiàn)立了一个(gè)几乎相同的实验室，这里的季(jì)节与之前的实(shí)验室正好(hǎo)相反(fǎn)，而在这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗(àn)物质流的运动特征和(hé)第一个实验室(shì)是一样的。

因此，如果在这(zhè)里可以(yǐ)得(dé)到相同的信号(hào)，就可以成(chéng)为暗物质所存在的非常有(yǒu)力的证据了。但(dàn)是(shì)由于这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所(suǒ)以截至(zhì)目(mù)前(qián)还无法(fǎ)提供相应(yīng)的数据(jù)支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜(jìng)叫(jiào)做“南(nán)希格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它(tā)的宽(kuān)视场仪器提(tí)供的视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关(guān)键的用途就(jiù)是探索暗物(wù)质背后的奥秘，对于探测(cè)的(de)结(jié)果，我们只能拭目以待(dài)了。费米实验室粒子天(tiān)体物理中心(xīn)的科学家丹(dān)琥珀和(hé)贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它(tā)们(men)极(jí)有可能(néng)拥有另(lìng)一(yī)种神秘的效(xiào)应，这(zhè)种暗物质效(xiào)应(yīng)，会支持宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者说是(shì)生(shēng)命进(jìn)化(huà)的一个(gè)重(zhòng)要因素。

如果(guǒ)这一(yī)理(lǐ)论得到(dào)进一步的证实(shí)，那(nà)么遍布宇宙当中的(de)暗(àn)物(wù)质会不会意味着人类并不孤单呢(ne)？或许(xǔ)在宇宙(zhòu)当中某个角落的行星上，暗物质正在通过这样(yàng)的效应创造生命(mìng)。当然(rán)，这(zhè)些推论(lùn)的大前提是要先找到暗(àn)物(wù)质(zhì)存(cún)在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质到底存(cún)不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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