宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制(zhì)造(zào)”的？为何会存在(zài)科学无法解释的(de)“暗物质”？暗物质又究竟是什(shén)么？人类为了寻找暗(àn)物质(zhì)存在的证据，科学(xué)家们在(zài)过(guò)去(qù)的几十年当中(zhōng)进行了超过50次的(de)长期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学原理一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律(lǜ)，它(tā)揭示了(le)宇宙中(zhōng)天(tiān)体运(yùn)动的规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学家们(men)发现某(mǒu)些天体运行(xíng)轨道出现异常(cháng)，不(bù)符合万(wàn)有引(yǐn)力定律的时候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未知的天体通过引力在(zài)摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨(guǐ)道(dào)的(de)异常(cháng)，推(tuī)算并且发(fā)现(xiàn)了海(hǎi)王星的存在(zài)。另(lìng)外，哈雷彗(huì)星(xīng)、冥王星的发现(xiàn)都是应(yīng)用(yòng)万有引力定(dìng)律(lǜ)所取得(dé)重大天(tiān)文成就的例(lì)子。但(dàn)是(shì)这些(xiē)发现都是(shì)在(zài)恒(héng)星(xīng)系统(tǒng)的尺度(dù)当中，可当我们上升到星系(xì)或者(zhě)是星团的尺度，事情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里茨兹(zī)威基(jī)正在研究(jiū)和测量后发(fā)星系团的质量(liàng)。这是一个由数千个星系所组成(chéng)的巨大(dà)星系团，这些星系被(bèi)引力(lì)束缚在(zài)一起。测量星系团的质量一般(bān)会使用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一致，就可以确(què)定其质量的范围(wéi)。

第(dì)一种(zhǒng)是获得其"光度学的(de)质量(liàng)"，需要(yào)的(de)数据(jù)是测量各(gè)个(gè)星系的光度。

第(dì)二种是动力(lì)学质量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星系(xì)团中的各个星系(xì)相对于(yú)星(xīng)系团(tuán)的运动速度。当测(cè)量结果出来之(zhī)后(hòu)，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的(de)400倍。这意(yì)味(wèi)着，后(hòu)发座星系团有99%的(de)质量消(xiāo)失了(le)，或者说这99%的质(zhì)量并不以可见光的形式所存在，我(wǒ)们无(wú)法看到(dào)。最诡异的是，在测量速度的过程(chéng)中，兹威基(jī)发现星系团中很多(duō)星系的速度比理论上(shàng)要快得多，按照(zhào)牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠(kào)这些(xiē)可见星系的(de)质量所产(chǎn)生的(de)引力(lì)是无法(fǎ)将它们(men)束缚在星系团(tuán)内的，它们早就应该被抛出星系团之外了(le)，除非有一种神秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力量来源(yuán)于某种隐(yǐn)形的物质(zhì)。

据此，兹(zī)维基提出(chū)了这样部分不(bù)可见(jiàn)的暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光(guāng)，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时(shí)的(de)人(rén)们对这样(yàng)的一种说(shuō)法不屑一顾。

直到(dào)40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才(cái)再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙女(nǚ)座星系(xì)中的恒星运动。理论(lùn)上来说，距离中心越远的恒星在其(qí)轨(guǐ)道(dào)上的(de)运行(xíng)速度就会越慢。但是他(tā)们观测的结果却(què)让人(rén)感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加(jiā)，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎(hū)保持不变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星系当中(zhōng)如果没有足够大(dà)的(de)质量来吸引它们，这些外(wài)围的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种现象(xiàng)，科(kē)学家们会(huì)使用一种相(xiāng)对标准的(de)方法来解释暗物质的存在，这(zhè)种(zhǒng)方(fāng)法就(jiù)是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出现异常的结果，就认(rèn)为是由(yóu)暗物质(zhì)的力量(liàng)进入其中。

于是(shì)科学家(jiā)们通过射(shè)电望远镜(jìng)测量了(le)距离星系(xì)中心更(gèng)远距离的氢(qīng)元(yuán)素，发现它们的旋转速度并(bìng)不符合牛顿的力学(xué)定律。我(wǒ)们的太阳系也不例外，太(tài)阳(yáng)系位(wèi)于银(yín)河系的第三悬(xuán)臂之上，距离(lí)银河系(xì)中心(xīn)2.6万光(guāng)年，根据万有引力(lì)定律(lǜ)进行(xíng)计算，太(tài)阳系的运行速度应该是(shì)160千米(mǐ)/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河(hé)系旋转，这个实际速度远远大于(yú)理论速度(dù)，那么产生以上这种向心加速(sù)度的原因(yīn)很(hěn)可(kě)能就是存在着(zhe)一种我们(men)看不(bù)到的物(wù)质，是这些暗物质的引力效应(yīng)将(jiāng)星(xīng)系聚集(jí)在了一起。

也(yě)是从(cóng)这(zhè)时开(kāi)始，越来越(yuè)多的研(yán)究人员(yuán)开始相信暗物(wù)质的(de)存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在星系当(dāng)中暗物(wù)质的(de)质量占(zhàn)整个星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物质并不是(shì)唯(wéi)一(yī)可(kě)以解(jiě)释这个现象(xiàng)的原因(yīn)。在一(yī)项新的研(yán)究当(dāng)中，科学(xué)家们发现，几乎没有(yǒu)引力效应的(de)遥远恒星之(zhī)间，也会出现速度(dù)上的微(wēi)小差(chà)异。另外，天文学家还(hái)发(fā)现了(le)一(yī)个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离地球大约2.5亿(yì)光年，大小和银(yín)河系不多，但是(shì)星系当中存在的恒(héng)星数量却只(zhǐ)有银河系的千分(fēn)之一。

却的部首叫什么名称拼音，卩是什么偏旁怎么念="0.5835579514824798" data-type="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/a67445eab7c8392.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以(yǐ)在(zài)理论上，该(gāi)星(xīng)系必须存在暗(àn)物质(zhì)，否则就会分崩离析。但是科(kē)学(xué)家们(men)使用最先进的望远镜对其进行了40个(gè)小时的(de)详细测量之后，发现星系中的恒(héng)星运动是可以用(yòng)正(zhèng)常的物(wù)质和力学定律来解释(shì)的(de)。那么(me)又(yòu)有人提出，也许该(gāi)星系的暗物(wù)质，已经被附近的另一个大星系剥离(lí)了(le)。奇(qí)怪(guài)的是，它的附近没(méi)有任何星系(xì)存在。造成(chéng)这些(xiē)现象的除(chú)了暗物质的假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力(lì)的(de)理解还(hái)不够全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意(yì)味着在行星系尺度中(zhōng)的天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照(zhào)我们所理解的方式运动。但是上升(shēng)到星系(xì)和星团的尺度，引力之间(jiān)的相互作用则是不(bù)同的方式。对于(yú)在星系团之间的相(xiāng)互作用，科学家还引入了外(wài)部场(chǎng)效应的概念，指的是在数(shù)百万光年的(de)规(guī)模上，巨大的质(zhì)量之间(jiān)会产生(shēng)对彼(bǐ)此特殊的效果(guǒ)，这个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理论(lùn)成立(lì)，这意味着我们需要(yào)对现在的物理(lǐ)定(dìng)律(lǜ)进行修正，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多人认(rèn)为暗物质假说理论就此终结。但是在(zài)宇(yǔ)宙当中还有(yǒu)关于暗物质存在的(de)其他的(de)理论(lùn)证据，这些理论证据(jù)是(shì)蒙德理论所没法解释的“引(yǐn)力透(tòu)镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离为(wèi)37亿光年的(de)子弹星(xīng)系(xì)团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所(suǒ)组(zǔ)成，类似这(zhè)样的(de)星团，它们大(dà)部分的普通(tōng)质量都(dōu)在星系的气体当中。当却的部首叫什么名称拼音，卩是什么偏旁怎么念(dāng)星(xīng)团以1000万(wàn)公里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会(huì)导致温(wēn)度(dù)的急剧(jù)升高，速度大幅降低(dī)。所以在理(lǐ)论上(shàng)，在(zài)碰撞之后(hòu)，子弹星系(xì)团大部分的(de)质量将位于所有这些气体所在的中间(jiān)区域。那么我们(men)通(tōng)过什么来(lái)验证它的质量区(qū)域到底是不是(shì)集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜传回(huí)了宇(yǔ)宙当(dāng)中第一(yī)张全彩的高清照片，在照片(piàn)中我们可(kě)以(yǐ)明显地看(kàn)到很多星系似(shì)乎被拉伸产生了(le)巨大的形变。其实这些星系本(běn)身并不是真的被扭曲了，也不(bù)是韦(wéi)伯望远镜出(chū)了什么问题(tí)，而(ér)是这样极遥远(yuǎn)的天体和我们地球上的观测者(zhě)之间。被(bèi)一个质量超级巨大(dà)的(de)天(tiān)体遮挡(dǎng)，这个超大质量的东西的引力，会使身(shēn)后更遥远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效(xiào)应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑洞(dòng)或(huò)者是(shì)暗物(wù)质。

所以当人(rén)们对子弹星系(xì)团观测的时候(hòu)，发现它的大质(zhì)量区域(yù)并不是在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是当星团发(fā)生(shēng)全部的碰撞时，可被观测到(dào)的质量气体(tǐ)被(bèi)卡在了中间，暗(àn)物质则直接通过了这(zhè)个(gè)区域，并(bìng)在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子弹星系团的引力透(tòu)镜研究也被认(rèn)为(wèi)是暗物(wù)质存在的迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除(chú)此之外，还(hái)有来自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万(wàn)年之后，可(kě)见光终(zhōng)于(yú)可以畅通(tōng)无阻地(dì)穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光在(zài)宇宙空间背(bèi)景上留下了各相同性的(de)微(wēi)波辐射。其中红(hóng)色的部分表示温度较高的区域，蓝色则(zé)表示(shì)相对较(jiào)冷(lěng)的区(qū)域，但(dàn)实际上它们(men)之(zhī)间的温差只有万分之一。

科学(xué)家们(men)通过对(duì)前景背景分离后的二值图像进行(xíng)连通域提取和标(biāo)记之(zhī)后发(fā)现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看(kàn)起来不应(yīng)该(gāi)是这样的，而随着暗物(wù)质的增(zēng)加，一些(xiē)峰值的幅度(dù)会减(jiǎn)小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景辐(fú)射的测量值，我们(men)需要的暗物质大约(yuē)是普通物质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当(dāng)中恒星运动(dòng)所需要的暗(àn)物质比例是(shì)一(yī)致(zhì)的。这就意(yì)味着。

用了一个简单的理论框架，就很好(hǎo)地解(jiě)释了很多(duō)不同的(de)观(guān)测结果(guǒ)。而暗物(wù)质的本质就是(shì)宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它(tā)们不参与任何其他的(de)电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相(xiāng)互作(zuò)用。所以如果能够找(zhǎo)到这种粒子的存在，就相当于(yú)找(zhǎo)到了(le)暗(àn)物质存(cún)在(zài)的实际证据。这种粒子(zi)到底是什么(me)？科学(xué)家们已经提(tí)出了数十种的(de)假想(xiǎng)目(mù)标，而要寻(xún)找这些不同(tóng)的目标粒子所需要的实验方式也(yě)不相同。在过去的(de)几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会与(yǔ)常规物质相(xiāng)互(hù)作(zuò)用的“暗物(wù)质(zhì)”，科(kē)学家们(men)已(yǐ)经进(jìn)行(xíng)了(le)超过50次的实(shí)验，却没(méi)有任何实质性的发(fā)现，除(chú)了一(yī)个地方，意大利的格兰(lán)萨(sà)索山，隶属(shǔ)于阿尔(ěr)卑斯山脉(mài)。

在(zài)山下1400米处的(de)地(dì)下矿(kuàng)井当中(zhōng)，藏着地球上最(zuì)大的地学实验室，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探测器(qì)，一直致(zhì)力于寻(xún)找暗物质(zhì)粒子的周期性震荡。

自1997年以(yǐ)来(lái)，这里(lǐ)的科学(xué)家声称观测到了某种信号。经过了20多年的数据收集(jí)，人们发现了一个有(yǒu)趣的事情(qíng)。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到(dào)最(zuì)低，而且(qiě)在20年当中(zhōng)每年都是一(yī)样。一些(xiē)科学家认为这可能(néng)是人类发现(xiàn)暗物(wù)质的第一个直接证据。

但是为什(shén)么(me)暗(àn)物质会产生周期性的年度信号呢？刚才我们(men)讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕(rào)着银河系进行(xíng)移动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意味(wèi)着我们也在以(yǐ)这样的(de)速度在穿越(yuè)着暗物(wù)质流，这个(gè)过程(chéng)中会产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的(de)速度围(wéi)绕太阳进行旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球围绕(rào)太阳的(de)方向与太阳(yáng)环绕银(yín)河系(xì)的(de)方(fāng)向是一致的，而另外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月份(fèn)的时(shí)候，地球与太(tài)阳的方向正好达到(dào)完全一致，这是理(lǐ)论上地球(qiú)穿(chuān)越暗物(wù)质流最快的时段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好达到(dào)了(le)最(zuì)慢值(zhí)。尽管在实际的情(qíng)况中，太阳系(xì)相(xiāng)对银河系的平(píng)面呈(chéng)现了60度的(de)倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理(lǐ)论的有效性。

因(yīn)此科(kē)学家认(rèn)为这可以(yǐ)用来解释，研(yán)究人员(yuán)们所(suǒ)观(guān)测到的周期性信(xìn)号。当然也可能有其他的情况，造成这种年度周期信(xìn)号的(de)差异也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的(de)积雪，甚(shèn)至连(lián)意(yì)大利(lì)游客的数量也(yě)符合这(zhè)个(gè)周期(qī)的(de)规(guī)律。

却的部首叫什么名称拼音，卩是什么偏旁怎么念="1545" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/8743f9db0f4ec1b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所(suǒ)以(yǐ)，科学家们又在南半球建立了(le)一个几(jǐ)乎(hū)相同的实(shí)验室(shì)，这里的季节与之前的实验室正好相(xiāng)反(fǎn)，而(ér)在这里，地球穿过暗(àn)物质流的运动特征和(hé)第一(yī)个实验室是一样的(de)。

因此，如果在这里可以得到相(xiāng)同(tóng)的信号(hào)，就可以成为暗物质所存在的非常有力(lì)的证据(jù)了。但(dàn)是由(yóu)于这(zhè)个(gè)实验室刚刚建成不久，所以截至目前还无法提(tí)供相应的数(shù)据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台(tái)新的(de)望远镜(jìng)，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的(de)主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视(shì)场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南(nán)希格(gé)雷斯(sī)罗曼太空望远镜(jìng)其中一个(gè)关键的用(yòng)途就是探索暗(àn)物质背后的(de)奥秘，对(duì)于探(tàn)测的结果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实(shí)验室粒子天(tiān)体(tǐ)物理中(zhōng)心的(de)科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬(fēn)研究(jiū)发现，如果暗物质存(cún)在，它们极(jí)有可能(néng)拥有(yǒu)另(lìng)一种神秘的效应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说是生(shēng)命进(jìn)化(huà)的一个(gè)重要因素。

如果(guǒ)这一(yī)理论得(dé)到进一(yī)步的(de)证(zhèng)实(shí)，那么遍布(bù)宇宙当中的暗物质(zhì)会不(bù)会意味着(zhe)人类并不(bù)孤单呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当中某个角落(luò)的(de)行星(xīng)上，暗(àn)物质正在(zài)通过这样的效应创造生命。当然，这些推(tuī)论的大前提是要先(xiān)找到暗物质存在的实际证(zhèng)据。那么(me)小伙伴们(men)，你们觉得暗物质到底存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我(wǒ)更新(xīn)的动力！

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