宇宙是“人为制(zhì)造(zào)”的？为何会存在科(kē)学无法解(jiě)释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗物质(zhì)又(yòu)究(jiū)竟是什(shén)么(me)？人(rén)类为了寻找暗物质存在(zài)的证据(jù)，科学家们(men)在过(guò)去(qù)的几(jǐ)十(shí)年当中进行了超过50次的长期实(shí)验，但(dàn)是(shì)却没有(yǒu)发现任何的有效证据(jù)。除(chú)了(le)一个地方，在1687年出(chū)版(bǎn)的自然哲学数(shù)学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发(fā)表(biǎo)了万有引力(lì)定律，它揭示了宇(yǔ)宙(zhòu)中(zhōng)天体运动的规律。往后的几百年来，当天(tiān)文(wén)学家们(men)发(fā)现某些天体(tǐ)运行轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引(yǐn)力定律(lǜ)的时候，他(tā)们就(jiù)会知道，周围(wéi)一(yī)定(dìng)有未知的(de)天(tiān)体通过引力(lì)在摄动它的轨道。比如(rú)在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运(yùn)行轨道的异常，推(tuī)算并(bìng)且发现了(le)海王星的存在(zài)。另外(wài)，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万有引力定律所(suǒ)取得重大(dà)天(tiān)文(wén)成就的例子。但是这些发现(xiàn)都是(shì)在(zài)恒星(xīng)系统的尺度当(dāng)中，可当我们上升(shēng)到星系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的(de)物(wù)理学家弗里茨兹(zī)威基正在研究和测量后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千个星(xīng)系(xì)所(suǒ)组成的巨大星系团，这些星系(xì)被引力束缚(fù)在一起。测量星(xīng)系团的(de)质量一般会使(shǐ)用到两种方(fāng)法，当两种方法结果(guǒ)一致，就可(kě)以(yǐ)确(què)定(dìng)其质量的(de)范围(wéi)。

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

第(dì)二种是动(dòng)力学(xué)质量的计(jì)算，是利(lì)用光(guāng)谱红移测(cè)量星(xīng)系团中的各个星系相对于星(xīng)系团的运动速度。当测(cè)量结果出来之后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后发(fā)座星系(xì)团有99%的质量(liàng)消失了，或者说这99%的质量并不以可(kě)见光的形式(shì)所(suǒ)存在，我们无法看(kàn)到(dào)。最诡(guǐ)异的是，在(zài)测量速度(dù)的过程(chéng)中，兹威基(jī)发现星系团(tuán)中很多星系的速度比理论上要(yào)快得多，按照(zhào)牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠这些(xiē)可(kě)见星(xīng)系的(de)质(zhì)量所产生的引力是无法将它们束(shù)缚在(zài)星系团内(nèi)的，它们(men)早就(jiù)应该被抛(pāo)出星系团之外了，除非有一种神秘的力(lì)量在起作用，这(zhè)种力(lì)量来源于某(mǒu)种隐(yǐn)形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹(zī)维基提出了这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射(shè)光(guāng)，但是它们却占据着(zhe)宇宙中绝大部(bù)分的(de)质量。只是当时的人们对这样(yàng)的一种说(shuō)法不屑一顾。

直到40年(nián)之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯(kěn)特福(fú)特在观(guān)测仙(xiān)女座星系中的恒星运动。理论上来说，距离中心越(yuè)远的恒星在其轨道上的(de)运行(xíng)速度(dù)就会越慢。但是他们观测的(de)结果却让人感到不(bù)可(kě)思议。

随着与(yǔ)中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎(hū)保持不变。可是根据牛顿(dùn)的万(wàn)有引力定(dìng)律，在星(xīng)系当中(zhōng)如果没有足(zú)够大的质量(liàng)来(lái)吸引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种现象，科学家们会使用一种(zhǒng)相对标准的(de)方法来解释暗物质的存在，这(zhè)种方法就(jiù)是测(cè)量星系当中气体在X轴上(shàng)距(jù)离星系中心的距离(lí)，以及在(zài)Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认(rèn)为是(shì)由(yóu)暗物质的力(lì)量进(jìn)入其中。

于是科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远距离的(de)氢元素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们(men)的太阳系也不(bù)例(lì)外，太(tài)阳系(xì)位(wèi)于银河(hé)系(xì)的第三(sān)悬(xuán)臂之上，距离银河系中心2.6万光(guāng)年，根据(jù)万(wàn)有引力定律进(jìn)行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河(hé)系旋转(zhuǎn)，这个实(shí)际(jì)速度远远大于(yú)理论速度，那么(me)产生以(yǐ)上(shàng)这种向心加速度的原(yuán)因(yīn)很可能就是(shì)存(cún)在着一(yī)种我(wǒ)们(men)看不到的物(wù)质，是这些(xiē)暗物质的引(yǐn)力效(xiào)应(yīng)将星系聚集在了一起。

也(yě)是(shì)从这时(shí)开始(shǐ)，越来越多(duō)的(de)研究人员开始(shǐ)相信暗物质的存在(zài)。科学家根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星系(xì)当(dāng)中暗物质的质(zhì)量(liàng)占整个星系(xì)质量的85%。但是(shì)，暗(àn)物质并不是唯一(yī)可以(yǐ)解释这个现象的原因。在一项新的研究当中(zhōng)，科学家(jiā)们发(fā)现，几乎(hū)没有(yǒu)引力(lì)效应的遥(yáo)远恒星(xīng)之间(jiān)，也(yě)会(huì)出现(xiàn)速度上(shàng)的微小差异。另外，天文(wén)学家还发现了一个(gè)反常的(de)星系，叫做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系(xì)距离地球大(dà)约2.5亿(yì)光年，大小和(hé)银河系不多，但(dàn)是星系(xì)当中(zhōng)存在(zài)的恒星(xīng)数量却(què)只有银河系的千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系必须(xū)存(cún)在暗物(wù)质，否则就会(huì)分崩(bēng)离析。但是科(kē)学家们使用最先进的望远镜对其进行(xíng)了(le)40个小时的(de)详细测量之后，发现星系中的恒星(xīng)运动是可以用正常的物质(zhì)和力(lì)学定律来解释的。那么(me)又(yòu)有人(rén)提出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经(jīng)被附近的另一个大(dà)星系剥(bō)离了。奇(qí)怪的是(shì)，它(tā)的附近没有任何星系存(cún)在。造(zào)成这些现象的除了暗物质的假(jiǎ)说之(zhī)外，另一种可能就(jiù)是人类对引力的理(lǐ)解还(hái)不够全面，引力很可能在不同尺度空间中的工(gōng)作(zuò)方式是(shì)不同的，这意(yì)味着(zhe)在行星系(xì)尺度中的(de)天(tiān)体会沿着它们的轨道，按照我们(men)所(suǒ)理解(jiě)的方式(shì)运动。但是上升到星系和(hé)星团的尺度(dù)，引力之(zhī)间(jiān)的相互作(zuò)用则是(shì)不(bù)同的方式。对于在星系(xì)团之间的相互作用，科学家还引(yǐn)入了外(wài)部(bù)场效应(yīng)的概念，指的是在数百万(wàn)光年(nián)的规模(mó)上，巨大的(de)质量之间(jiān)会产生(shēng)对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现在的(de)物理定律进行修正，这些发现也让很多人认(rèn)为暗物质假说理(lǐ)论就此终(zhōng)结。但是在宇宙(zhòu)当中还有关于(yú)暗物质存在的其他的(de)理论证据(jù)，这些理论证(zhèng)据是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子(zi)弹星系团(tuán)，由两(liǎng)个(gè)碰撞的星(xīng)系团(tuán)所组(zǔ)成(chéng)，类似这样的星(xīng)团(tuán)，它们大部(bù)分(fēn)的普通质量(liàng)都在星系的(de)气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的(de)时候，星(xīng)际气体(tǐ)的(de)相互作用就(jiù)会导致温度的(de)急(jí)剧升(shēng)高，速(sù)度大幅降低。所以在理论(lùn)上(shàng)，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些(xiē)气体所在的中(zhōng)间区(qū)域。那么(me)我(wǒ)们通过(guò)什(shén)么来验证(zhèng)它的质量区域到底(dǐ)是不是集(jí)中在中间呢？前不久，詹(zhān)姆斯(sī)韦伯太空望(wàng)远镜(jìng)传(chuán)回了宇宙当中第(dì)一(yī)张全彩(cǎi)的高清照片，在照片中(zhōng)我们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸(shēn)产生了(le)巨大的形变。其实这些星系本身(shēn)并不是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望(wàng)远镜出了(le)什么问题，而是(shì)这样(yàng)极(jí)遥(yáo)远的天体和我们地(dì)球上的观测者(zhě)之(zhī)间。被一个质(zhì)量超级巨大的(de)天(tiān)体遮挡，这个超大质量的东(dōng)西(xī)的引力，会使身后更遥远星系的光都发(fā)生了扭曲。这个现象就是(shì)引力透镜效(xiào)应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑洞或者是(shì)暗(àn)物(wù)质。

所以当人们(men)对子(zi)弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域并不是(shì)在中(zhōng)间，而是(shì)在(zài)两侧。所以(yǐ)最好的解(jiě)释方法就是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被(bèi)卡在了中间，暗(àn)物质则(zé)直接通过(guò)了这个区域，并(bìng)在两边(biān)形成了(le)引(yǐn)力透镜。对子弹星系团(tuán)的(de)引力透(tòu)镜(jìng)研(yán)究也被(bèi)认为是(shì)暗物质存在的迄今为止最好(hǎo)的(de)理论证据。

除(chú)此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可(kě)以畅通无(wú)阻(zǔ)地穿越在宇(yǔ)宙当(dāng)中了(le)。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间(jiān)背(bèi)景上留下了各相(xiāng)同性的微波(bō)辐射。其中红色的部分(fēn)表示温度较(jiào)高的区(qū)域，蓝色则(zé)表示相对较冷的(de)区域，但(dàn)实际上它们之间的温差只有(yǒu)万分(fēn)之(zhī)一。

科学家们通(tōng)过(guò)对(duì)前(qián)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)，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中没(méi)有暗物质，图形(xíng)看起来不应该是(shì)这样的，而(ér)随着暗物质的增(zēng)加(jiā)，一些峰(fēng)值的幅度会减(jiǎn)小，才变得(dé)看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射的(de)测量(liàng)值(zhí)，我(wǒ)们需要的暗(àn)物质(zhì)大约是普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例(lì)是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论框(kuāng)架，就(jiù)很好地(dì)解(jiě)释了很多不(bù)同的观(guān)测结果。而暗物质(zhì)的(de)本质(zhì)就是宇(yǔ)宙当中存在着某(mǒu)种(zhǒng)类型的(de)粒子，它(tā)们不参与任何其他的电磁作用，只通(tōng)过引力来相互(hù)作用。所以如果(guǒ)能够找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于找到(dào)了暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的(de)实际证据。这(zhè)种粒子(zi)到底是什么？科学家们已经提出了数十种的假(jiǎ)想目标，而要(yào)寻找这(zhè)些不同的目标粒(lì)子(zi)所需要(yào)的实验方式也不相同。在过去的几(jǐ)十年当中(zhōng)，人(rén)类为(wèi)了(le)寻找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸不(bù)到(dào)，几乎不会与常规物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有(yǒu)任何实质性(xìng)的发(fā)现，除了一(yī)个地方，意大利(lì)的格兰(lán)萨索(suǒ)山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地球上最(zuì)大的地学(xué)实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼(lóu)高的探(tàn)测器，一直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里(lǐ)的科学家声称观(guān)测到(dào)了某种信号(hào)。经过(guò)了20多年的(de)数据收集，人们发现了(le)一(yī)个(gè)有趣的事情。探(tàn)测率会在每年的6月份(fèn)达(dá)到峰值(zhí)，然后在11月降(jiàng)到最(zuì)低(dī)，而(ér)且在20年(nián)当中每年都是一样。一些科学家认为(wèi)这可能是人类发(fā)现暗物质的第一个直接证据。

但(dàn)是(shì)为什(shén)么暗物(wù)质会(huì)产(chǎn)生周期性的(de)年度信号呢？刚才我(wǒ)们(men)讲了太阳(yáng)系正在以220公里/秒的速度围绕(rào)着银河系进行移动，那么如果暗(àn)物质存在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在(zài)以这样的速度(dù)在(zài)穿(chuān)越着暗物质流，这个过(guò)程(chéng)中(zhōng)会产生相应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里(lǐ)/秒的(de)速度围绕太(tài)阳(yáng)进行(xíng)旋转。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而在(zài)6月(yuè)份(fèn)的时候，地球与太阳的方向(xiàng)正好达到完全(quán)一(yī)致，这是(shì)理论上(shàng)地球穿越(yuè)暗(àn)物(wù)质流(liú)最快的时段(duàn)。而在(zài)11月份，又恰好(hǎo)达到了(le)最慢值。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系(xì)相对银(yín)河系的平面呈现了60度(dù)的倾(qīng)斜(xié)，但(dàn)是这并(bìng)不影(yǐng)响这(zhè)个理论的有效性。

因此科学家认为这可以用来解释，研究人员们所观测(cè)到的周(zhōu)期性信号。当然也可能有其他的情况，造成这种年(nián)度周期(qī)信号的差(chà)异也可能(néng)是温(wēn)度、湿(shī)度、土(tǔ)壤(rǎng)中的水(shuǐ)分、高(gāo)山上的(de)积雪，甚至连(lián)意大利游客的数量也符合这个周期的(de)规(guī)律。

所以，科学家们又(yòu)在南半球建立了一个几(jǐ)乎相同的实验室(shì)，这里的(de)季节与之前的实验(yàn)室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实验室是一(yī)样的。

因此，如果(guǒ)在这(zhè)里可以得到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非常有(yǒu)力(lì)的证据了(le)。但是由于这(zhè)个实(shí)验室刚(gāng)刚建成不久(jiǔ)，所以(yǐ)截至目前(qián)还无(wú)法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将(jiāng)会发(fā)射(shè)一台(tái)新的望远镜，这台(tái)太空望远镜(jìng)叫(jiào)做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜(jìng)相(xiāng)同，但它的宽视场仪器提供的视野是(shì)哈(hā)勃红外仪器的(de)100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一(yī)个关键的用途就是探索暗(àn)物(wù)质背(bèi)后的(de)奥秘(mì)，对于探(tàn)测(cè)的结果，我(wǒ)们只能拭目以待(dài)了。费(fèi)米实验室粒(lì)子天体物理(lǐ)中心的科(kē)学家(jiā)丹(dān)琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在，它们(men)极有可能拥(yōng)有另一种神(shén)秘的效应，这(zhè)种暗物质(zhì)效应(yīng)，会支持宇(yǔ)宙当中生命的诞(dàn)生(shēng)，或(huò)者说(shuō)是生命(mìng)进化的(de)一个(gè)重要因素。

如果这一理论得到进一步(bù)的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中(zhōng)的暗物质会不会意味(wèi)着(zhe)人类(lèi)并不孤单呢？或许在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角落(luò)的(de)行星上，暗物质正在通过(guò)这样的效应(yīng)创造生命(mìng)。当然(rán)，这些推论的大前提是要先找到暗物质存(cún)在(zài)的实(shí)际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你们(men)觉得暗物质到底(dǐ)存(cún)不存(cún)在(zài)呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的(de)支(zhī)持是我更新的动力！

未经允许不得转载：成都工装公司_工装装修效果图_专注公装设计装修 - 无同之家装饰 铁棍山药和小白嘴山药哪个好吃些，铁棍山药和小白嘴山药哪个好吃些呢