宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会存(cún)在科学无法解释(shì)的“暗物(wù)质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗物质(zhì)存在的证据，科学家们(men)在过去(qù)的(de)几十年当(dāng)中进行了超过50次的(de)长期实验，但是却没(méi)有发现任何的(de)有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学原理(lǐ)一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运动的规(guī)律。往后的几百年来(lái)，当天文(wén)学(xué)家们发现某些(xiē)天体运(yùn)行轨(guǐ)道出现异常，不符(fú)合(hé)万有引力定律的时候(hòu)，他们就会知道，周围一(yī)定(dìng)有未(wèi)知的天体通过引力在摄动它的轨(guǐ)道。比(bǐ)如在1846年，奥(ào)本(běn)勒维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了海王星(xīng)的存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星(xīng)的发(fā)现都(dōu)是应(yīng)用万有引力定律所(suǒ)取得重大天文成就(jiù)的例子。但是这些发现都(dōu)是在(zài)恒星系(xì)统(tǒng)的尺(chǐ)度当(dāng)中(zhōng)，可当(dāng)我(wǒ)们(men)上升(shēng)到星系或者是星团的尺(chǐ)度，事情就开始(shǐ)变得诡异(yì)了。

1933年(nián)，瑞士的(de)物(wù)理学(xué)家弗里茨兹威基正在(z阿富汗是哪一年灭亡的ài)研究(jiū)和测量(liàng)后发星系团的质量。这是一(yī)个由数千个星系所组成的巨大星系团，这些星系被引力(lì)束缚(fù)在(zài)一起(qǐ)。测量星(xīng)系团的质量一般会使用到两种方法阿富汗是哪一年灭亡的，当两种方法(fǎ)结果(guǒ)一致，就可(kě)以确定其质(zhì)量的范围。

第一种是(shì)获(huò)得其"光度学(xué)的质量"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二种是动(dòng)力(lì)学(xué)质(zhì)量的(de)计算，是利(lì)用光谱(pǔ)红(hóng)移测量星系团(tuán)中的各个星系相对于星系团的运动(dòng)速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座(zuò)星(xīng)系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可(kě)见光的形式所(suǒ)存(cún)在，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基发现星(xīng)系团中很多星(xīng)系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学(xué)定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所(suǒ)产生的引(yǐn)力是无法(fǎ)将(jiāng)它们束缚在星系团内的，它们(men)早就应该被(bèi)抛(pāo)出星系团之外(wài)了，除非有一种神(shén)秘的力(lì)量在起作用，这(zhè)种(zhǒng)力量来源(yuán)于(yú)某种隐(yǐn)形的物(wù)质。

据(jù)此，兹维基提出了这样部分不可见(jiàn)的暗质，它不发(fā)散光、吸(xī)光、反(fǎn)射光(guāng)，但是它们(men)却(què)占(zhàn)据着(zhe)宇宙(zhòu)中绝大(dà)部分的质量。只是当(dāng)时的人们(men)对这(zhè)样的一(yī)种说法不屑一顾。

直(zhí)到(dào)40年(nián)之后，“暗物质”这个词才再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在(zài)观(guān)测仙女座(zuò)星(xīng)系(xì)中的恒星运动。理论(lùn)上(shàng)来说，距离中心越远的恒星在其(qí)轨道上的运行速度就会(huì)越慢。但(dàn)是(shì)他们观测的结(jié)果(guǒ)却让人(rén)感到(dào)不(bù)可(kě)思议。

随着与(yǔ)中心距(jù)离的增(zēng)加，恒星的(de)旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保持不变。可是根据牛顿的万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律，在星系当中(zhōng)如(rú)果没(méi)有(yǒu)足够大的(de)质量来吸引(yǐn)它们，这(zhè)些外围的恒星(xīng)早就被(bèi)甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种现象，科学家们会(huì)使用一种相(xiāng)对标准的方法来(lái)解释暗物质的存在，这种方法就是测量星系当中(zhōng)气(qì)体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度(dù)。如果出(chū)现异常的结果，就认为是由暗物质的力量进(jìn)入(rù)其中。

于是科学(xué)家们通过(guò)射电望远镜(jìng)测量了距离星系(xì)中心更远距离的氢元(yuán)素，发现它(tā)们的(de)旋转速度(dù)并不符合牛顿的力学定(dìng)律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河(hé)系(xì)的第(dì)三悬臂之上，距(jù)离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律进行(xíng)计算(suàn)，太(tài)阳系(xì)的运行(xíng)速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速(sù)度(dù)围(wéi)绕银河系旋转，这个实际速度远远大于理论速度，那么产生以(yǐ)上(shàng)这种(zhǒng)向心加速度(dù)的原因(yīn)很可能(néng)就是存在(zài)着一(yī)种我们看不到的物质，是(shì)这些(xiē)暗物质的引力效应将星系聚集(jí)在了一起。

也(yě)是从这时(shí)开始，越来(lái)越多的研究(jiū)人员开始相信暗物质的(de)存在。科(kē)学(xué)家根据星系外恒星轨(guǐ)道的速度(dù)，估算在星系当中暗物质的质量占整(zhěng)个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物(wù)质并不是(shì)唯一可(kě)以(yǐ)解释这个现象的原因。在(zài)一项(xiàng)新的研(yán)究当中，科学(xué)家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有(yǒu)引力效(xiào)应的遥远恒(héng)星之间，也会出现速度(dù)上的微小差异(yì)。另外，天文学家还发现了(le)一个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球(qiú)大(dà)约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是(shì)星系当中存在的恒星数量却只有银河系(xì)的千分之一。

所以在(zài)理(lǐ)论上，该星(xīng)系(xì)必须存在暗物质，否(fǒu)则就会分崩离析。但(dàn)是科(kē)学家们使(shǐ)用最先进的(de)望远(yuǎn)镜对其(qí)进(jìn)行(xíng)了(le)40个(gè)小时的(de)详细测量之后(hòu)，发现星系中的(de)恒星(xīng)运动是可以(yǐ)用正常的物(wù)质和力学定律来解释的(de)。那么又有人(rén)提出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离了(le)。奇怪的(de)是，它(tā)的附近没有任何星系存在。造成这些现象的除了(le)暗物质的假说之外，另一(yī)种(zhǒng)可能就(jiù)是人类对引力的理解还不够全(quán)面，引(yǐn)力(lì)很(hěn)可能(néng)在(zài)不同尺度(dù)空间中的工作方式是不(bù)同的(de)，这意(yì)味着在行星系尺度中的天体会沿着(zhe)它(tā)们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但是(shì)上升(shēng)到星系和星团的尺度，引力(lì)之(zhī)间的(de)相(xiāng)互作用则是不同的方式。对于在(zài)星系团之间的相互作(zuò)用，科(kē)学家还引入了外部场(chǎng)效应的概(gài)念，指的是在数百万光年的规模上，巨(jù)大的质量之间会产生对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙(méng)德理论成立(lì)，这(zhè)意味(wèi)着我(wǒ)们需要对现在的物理定律进行修正(zhèng)，这些发现也让很多人(rén)认为暗(àn)物质假(jiǎ)说理论就此终结。但是(shì)在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存(cún)在的其他的理(lǐ)论证据，这些理论(lùn)证据是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释的“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿光年的子(zi)弹星系团(tuán)，由两个碰撞的星系(xì)团(tuán)所组(zǔ)成，类似这样(yàng)的星团，它们大部分的普通质量(liàng)都在星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发(fā)生(shēng)碰撞的时(shí)候，星(xīng)际气体(tǐ)的相互作用就会(huì)导致温(wēn)度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团(tuán)大部(bù)分(fēn)的(de)质量将位于(yú)所有这(zhè)些气体所在(zài)的中(zhōng)间区(qū)域(yù)。那(nà)么(me)我们通(tōng)过什么来(lái)验证它的质量区域到底是(shì)不是(shì)集中在中间呢(ne)？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太(tài)空(kōng)望远镜传(chuán)回(huí)了宇宙当中第一(yī)张(zhāng)全(quán)彩(cǎi)的高清照片，在照片中(zhōng)我们可以(yǐ)明显地看(kàn)到很多星系似(shì)乎被(bèi)拉(lā)伸产(chǎn)生了巨大的形变。其实这(zhè)些星系本身并不是真的被扭曲(qū)了，也(yě)不(bù)是韦伯望远镜出了什么问(wèn)题，而是这(zhè)样极遥远的天体和我们地球上的(de)观(guān)测者之间。被一(yī)个质量超级巨大的(de)天体遮挡(dǎng)，这(zhè)个超大质(zhì)量(liàng)的(de)东西的引(yǐn)力，会使身后更(gèng)遥(yáo)远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨(jù)大的天体可能是超大质量的黑洞或者是暗(àn)物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团(tuán)观(guān)测的时候，发现它(tā)的(de)大质量区域并不(bù)是在中间，而是在(zài)两侧(cè)。所以最好的解释(shì)方法就是当星(xīng)团发生全部的碰撞时(shí)，可被观(guān)测到的质量气体被卡在了中间，暗物质则(zé)直接(jiē)通过了这个区(qū)域，并在(zài)两边形成了(le)引力透镜。对子弹星(xīng)系团的(de)引力透镜研(yán)究也被认为是暗(àn)物质(zhì)存在的迄今为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开(kāi)始，38万年之后，可见光(guāng)终于可(kě)以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经(jīng)过了(le)130多亿年(nián)之(zhī)后(hòu)，这些光在宇(yǔ)宙空(kōng)间背景上留下了(le)各(gè)相(xiāng)同性(xìng)的微波(bō)辐射。其中(zhōng)红色的部分表示(shì)温度较高的(de)区(qū)域，蓝色则表示相对较(jiào)冷的区域，但实际上(shàng)它们之间(jiān)的温差(chà)只有万(wàn)分之(zhī)一(yī)。

科学家们通过对前景背景分(fēn)离后的二值图像进行连通域提取(qǔ)和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不(bù)应(yīng)该是这样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值，我们(men)需(xū)要的(de)暗物(wù)质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中(zhōng)恒星运(yùn)动所需(xū)要的暗物质比例是一(yī)致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解释了(le)很多不(bù)同的观(guān)测结果。而暗物(wù)质的本质就是宇宙当(dāng)中(zhōng)存(cún)在(zài)着某种类(lèi)型的粒子，它们不参(cān)与(yǔ)任何其他(tā)的(de)电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互作(zuò)用。所以如(rú)果能够(gòu)找到这(zhè)种粒(lì)子的存在，就(jiù)相(xiāng)当于找到了暗物质存在的实(shí)际证据(jù)。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们(men)已经(jīng)提出了数十(shí)种(zhǒng)的假想目(mù)标，而要寻找这些不同的目标粒子所需(xū)要的实(shí)验方式也不相同。在过去的(de)几(jǐ)十年当(dāng)中，人(rén)类为(wèi)了寻找这些看不见(jiàn)、摸不到，几乎不(bù)会(huì)与(yǔ)常规物质(zhì)相互作用的(de)“暗(àn)物质”，科学家们已经进(jìn)行了(le)超过50次的实验，却没有(yǒu)任何实质性的发现，除(chú)了一个地(dì)方，意大利的格兰(lán)萨索山(shān)，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的(de)地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上(shàng)最大的地(dì)学实验室，这(zhè)个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探测器，一直致力于寻找暗(àn)物(wù)质粒子的(de)周期性震荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这(zhè)里(lǐ)的科学(xué)家声称(chēng)观测(cè)到(dào)了某种信号。经过了20多(duō)年的数据收集，人们发现了一个有(yǒu)趣的事情。探测率(lǜ)会在每年的6月(yuè)份达到峰值(zhí)，然后在(zài)11月降到最低，而且在(zài)20年当中每年都是一样。一些科学(xué)家认(rèn)为(wèi)这可(kě)能是人类(lèi)发现暗物质的第(dì)一个(gè)直接证据。

但是(shì)为什么暗(àn)物质会(huì)产生周期性的年(nián)度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们(men)讲(jiǎng)了(le)太(tài)阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样的速(sù)度在穿越着(zhe)暗物质流(liú)，这个过(guò)程中会产生(shēng)相应的振荡(dàng)，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年(nián)的时间，地球围(wéi)绕太(tài)阳的方向与太阳(yáng)环绕银河系的方(fāng)向是一(yī)致(zhì)的，而另外半(bàn)年则与之(zhī)相反。

而在6月份的时候(hòu)，地(dì)球与太(tài)阳的方(fāng)向正好达到(dào)完全(quán)一致，这是(shì)理论(lùn)上地球穿(chuān)越暗物(wù)质流最快的时(shí)段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实(shí)际的情况中，太阳(yáng)系相对银(yín)河系的平面(miàn)呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并不(bù)影响这个理论的有效性。

因此(cǐ)科学家认为这(zhè)可以用来解释，研究(jiū)人员们所观测(cè)到的周期性(xìng)信号。当然(rán)也可(kě)能有(yǒu)其他的(de)情况，造成(chéng)这种年度周期信(xìn)号的(de)差异也可能是(shì)温(wēn)度、湿度、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪，甚(shèn)至连意大利游客的数(shù)量也(yě)符合这个周期的(de)规(guī)律。

所以(yǐ)，科学(xué)家(jiā)们又在南半球建立了一个(gè)几乎相同的实验室，这(zhè)里(lǐ)的季(jì)节与之前的实(shí)验室正好相(xiāng)反(fǎn)，而在这里，地(dì)球穿过(guò)暗物质流的运动(dòng)特(tè)征(zhēng)和(hé)第一个实验室是一样的(de)。

因此，如(rú)果在这里可以得到相同的(de)信号，就可(kě)以成(chéng)为(wèi)暗物质所存在(zài)的非(fēi)常(cháng)有力的(de)证据了。但是由于这个(gè)实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所(suǒ)以(yǐ)截至目前(qián)还无法(fǎ)提(tí)供相(xiāng)应的(de)数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发(fā)射(shè)一台(tái)新的望远镜，这台太空(kōng)望远镜叫做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈(hā)勃(bó)望远镜相(xiāng)同，但它的(de)宽视场仪器提供的(de)视野是哈勃(bó)红外(wài)仪器的100倍。南希(xī)格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键的用(yòng)途就是(shì)探索暗物质背后的奥(ào)秘(mì)，对于(yú)探测的结果，我们(men)只(zhǐ)能拭目(mù)以待了。费米(mǐ)实验室粒子天体物理(lǐ)中心的科学(xué)家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研(yán)究发现(xiàn)，如果暗物质(zhì)存在，它们(men)极有可能拥有另一种神(shén)秘的效应，这种暗物质效(xiào)应，会(huì)支持宇宙当中(zhōng)生命的诞生，或者(zhě)说(shuō)是生命进化(huà)的一个重要因素。

如(rú)果(guǒ)这一理论得到进(jìn)一步(bù)的证实，那(nà)么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质(zhì)会(huì)不会意味着人类(lèi)并不(bù)孤单(dān)呢？或许在(zài)宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上(shàng)，暗物(wù)质正在通过这样的(de)效应创造生(shēng)命。当(dāng)然(rán)，这些推论(lùn)的(de)大前(qián)提(tí)是要先(xiān)找到暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的实际(jì)证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞，你(nǐ)的(de)支持是(shì)我(wǒ)更新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 阿富汗是哪一年灭亡的