宇宙是“人为制(zhì)造”的？为何会(huì)存在科(kē)学无法解释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗物(wù)质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗物质存在的证据，科学家们在过去的几十年当中进行了超过(guò)50次的长期实验，但(dàn)是却(què)没有发现任何的(de)有(yǒu)效证据。除了一个地方，在1687年出版的自(zì)然哲学(xué)数学原理(lǐ)一书(shū)中，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来，当天文(wén)学家们发现某些天体运行轨道出现(xiàn)异常，不符合万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律的时候，他们就会知道，周围一定(dìng)有未知的天体通过(guò)引(yǐn)力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶(yé)就通过天王星运行轨道的异(yì)常(cháng)，推算并且发现(xiàn)了海王(wáng)星(xīng)的存在。另外，哈雷(léi)彗(huì)星(xīng)、冥王星的发现都是应用万(wàn)有引力定律(lǜ)所取得重(zhòng)大天文成就的例子。但是这些(xiē)发现都是(shì)在(zài)恒星(xīng)系统(tǒng)的尺度当中，可当(dāng)我们上升(shēng)到星(xīng)系或者是星团的尺度(dù)，事(shì)情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威基(jī)正在研究(jiū)和测量后发(fā)星系团的质量。这(zhè)是一个由(yóu)数千个星(xīng)系所(suǒ)组成(chéng)的巨(jù)大星系(xì)团，这些星系被引(yǐn)力束(shù)缚(fù)在一起。测量星系团的质量一般(bān)会使用到两(liǎng)种方法，当两种方法(fǎ)结果一(yī)致，就可以确定其质量(liàng)的范围(wéi)。

第(dì)一种是(shì)获得(dé)其"光(guāng)度学的质量"，需要的数据是测量(liàng)各个星系的(de)光度。

第二(èr)种是动力学质量的计算(suàn)，是利用光(guāng)谱红移测量星系团(tuán)中的各个星系相对(duì)于星(xīng)系团的运正负数加减法则顺口溜有哪些题目，正负数加减法则顺口溜有哪些呢动速度。当(dāng)测量结(jié)果出来之后，兹威(wēi)基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后(hòu)发座星(xīng)系团(tuán)有(yǒu)99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的(de)质量并(bìng)不以(yǐ)可见(jiàn)光(guāng)的(de)形式(shì)所存在，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在测(cè)量速度的过(guò)程中，兹(zī)威基发现星系团中很多星系(xì)的速度比理论上要快得(dé)多，按照牛顿的运动(dòng)学定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这些可(kě)见星系的质量所产生的引(yǐn)力(lì)是无法将(jiāng)它(tā)们束缚在星系团内的，它们(men)早就应该被抛出星系团之外了，除非有一种(zhǒng)神(shén)秘的力量在起作用，这种力量来(lái)源于某(mǒu)种隐形的(de)物质(zhì)。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部分不可见的暗质，它不(bù)发散光(guāng)、吸光、反射(shè)光，但(dàn)是它们(men)却(què)占据着宇宙中绝大部(bù)分的质量。只是当时的(de)人们对这样的(de)一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗(àn)物质(zhì)”这个词才(cái)再一次出现(xiàn)。天文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福(fú)特在(zài)观测(cè)仙女座星系中的恒星(xīng)运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就(jiù)会越慢。但是他们观测(cè)的(de)结果(guǒ)却(què)让人感(gǎn)到不可思议(yì)。

随着与(yǔ)中(zhōng)心距(jù)离的增加，恒星(xīng)的(de)旋转速度几(jǐ)乎(hū)保持不(bù)变。可是(shì)根据牛顿的万有引力(lì)定(dìng)律，在星系当(dāng)中如果没有(yǒu)足够大的(de)质量来吸(xī)引它们，这些(xiē)外(wài)围(wéi)的(de)恒星(xīng)早就被(bèi)甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这种现象，科学家们(men)会(huì)使用(yòng)一种相对标(biāo)准的方法(fǎ)来解释暗物(wù)质(zhì)的存在(zài)，这种方法就是测量(liàng)星系当中气体(tǐ)在X轴上(shàng)距离星系(xì)中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上气体的(de)旋转速度。如果出现异常的结果，就认为是由暗物(wù)质(zhì)的力(lì)量进(jìn)入(rù)其中。

于(yú)是科(kē)学(xué)家们通过射电望远镜测量了(le)距离星系中心更远距离的氢(qīng)元(yuán)素(sù)，发(fā)现(xiàn)它们的旋转速度(dù)并(bìng)不符(fú)合牛顿(dùn)的力(lì)学定律。我们的太(tài)阳系也不例外，太阳(yáng)系位于银河系的第三悬臂(bì)之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系(xì)的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以(yǐ)220千米(mǐ)/秒的速度(dù)围绕银河系旋转，这个实际速度(dù)远远大于理论速度，那么产生(shēng)以上这种向心加速(sù)度的(de)原因很可能就是存在着一种我们看不(bù)到的物质，是这些暗(àn)物质的引力效应将(jiāng)星系(xì)聚(j正负数加减法则顺口溜有哪些题目，正负数加减法则顺口溜有哪些呢ù)集(jí)在了(le)一起。

也(yě)是(shì)从这时开始，越(yuè)来越多的(de)研究人员(yuán)开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学家根据(jù)星系外(wài)恒(héng)星轨道的(de)速度，估算(suàn)在(zài)星(xīng)系当(dāng)中暗物质的质量占(zhàn)整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物质并不是(shì)唯一可以解释这个(gè)现象的(de)原因。在(zài)一项(xiàng)新的研究当中(zhōng)，科学(xué)家们发(fā)现，几乎(hū)没(méi)有引力效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现速(sù)度上的(de)微小差异。另外，天文学(xué)家还(hái)发现了一个反常的星(xīng)系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但(dàn)是星系当中存在的恒(héng)星数量(liàng)却只有(yǒu)银(yín)河系的千分之一(yī)。

所(suǒ)以在理论上，该星(xīng)系必须存在暗(àn)物质，否则就会分崩离析。但是科学家们(men)使用最先进的望(wàng)远镜对其(qí)进行了40个小(xiǎo)时的详细测量之后，发现(xiàn)星(xīng)系中的恒星运动是可以用正常的物质和力学定(dìng)律来解释的。那么又有人(rén)提出(chū)，也许该星(xīng)系的暗物质(zhì)，已(yǐ)经被附近的另(lìng)一(yī)个大星系剥离(lí)了。奇(qí)怪的是，它的附近没有任(rèn)何星系(xì)存在。造成这(zhè)些现象(xiàng)的(de)除了(le)暗(àn)物质(zhì)的(de)假(jiǎ)说(shuō)之外，另一(yī)种(zhǒng)可能就是(shì)人(rén)类对(duì)引力(lì)的理解还不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺(chǐ)度空间中(zhōng)的工作(zuò)方式是(shì)不(bù)同的，这意味(wèi)着在行(xíng)星系(xì)尺度中的天体会沿着它(tā)们(men)的(de)轨道，按照(zhào)我们所(suǒ)理解的方式运动。但是上升到星系和星团(tuán)的尺度，引力之(zhī)间的(de)相互(hù)作用则是不同的方式(shì)。对于(yú)在星系团之(zhī)间(jiān)的相(xiāng)互作(zuò)用，科学(xué)家还引入了(le)外部场(chǎng)效应的概念，指的是在(zài)数百万(wàn)光年(nián)的规模(mó)上，巨大的(de)质量之间(jiān)会(huì)产生对彼此特殊的效果，这个(gè)理(lǐ)论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立(lì)，这意味着我们需要对现(xiàn)在(zài)的物理定律进行(xíng)修正，这些发现也让很(hěn)多人认(rèn)为暗物质假说理论就此终结。但是在宇宙当中还有关于暗(àn)物(wù)质存在的其他的理论证据，这些(xiē)理论证据(jù)是蒙德理论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹(dàn)星系(xì)团(tuán)，由两个(gè)碰(pèng)撞的(de)星系(xì)团所组成，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它们大(dà)部分的普(pǔ)通质量都在星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气体的相互作用就会导致温度(dù)的急剧升高(gāo)，速度(dù)大幅降低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团大部分的质量将位于所(suǒ)有这(zhè)些(xiē)气体所(suǒ)在的中(zhōng)间(jiān)区域(yù)。那么我(wǒ)们通过什么来验证它的质量区域到底是(shì)不是集中(zhōng)在中间(jiān)呢？前不久，詹(zhān)姆斯(sī)韦伯太空望远镜传(chuán)回了宇宙当中第一张全(quán)彩的高清照(zhào)片(piàn)，在照片(piàn)中(zhōng)我们可以明显(xiǎn)地(dì)看到(dào)很多(duō)星系似乎被拉伸产生了巨大的形变(biàn)。其实这些星系(xì)本身并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么(me)问题，而是这样极遥远的(de)天体和(hé)我们地球(qiú)上的(de)观测者(zhě)之间(jiān)。被(bèi)一(yī)个质量超级巨(jù)大的(de)天(tiān)体(tǐ)遮挡，这(zhè)个超大(dà)质量(liàng)的东(dōng)西的引力(lì)，会(huì)使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发(fā)生了扭曲。这个现象就是引力(lì)透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能(néng)是超大质量的黑洞或(huò)者是暗物质。

所以当(dāng)人(rén)们对子弹(dàn)星系(xì)团(tuán)观测的时候，发现它的大质量区域并不是(shì)在中间(jiān)，而是在两(liǎng)侧。所以最好的解释方法就(jiù)是当星团发生全部的(de)碰撞时，可被观测到的(de)质量气(qì)体被卡在了中间，暗(àn)物(wù)质则直(zhí)接通过了(le)这个区域(yù)，并(bìng)在两边形成了引力(lì)透镜(jìng)。对子(zi)弹星系团的(de)引力透(tòu)镜研究也被认(rèn)为是暗(àn)物质存在的迄今为止最好的理论证据(jù)。

除此之外，还有来自宇宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可(kě)见(jiàn)光终(zhōng)于可以畅通无(wú)阻(zǔ)地(dì)穿越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光(guāng)在宇宙空间背(bèi)景(jǐng)上(shàng)留下了各(gè)相同(tóng)性的微波辐(fú)射。其(qí)中红色的(de)部分表(biǎo)示温(wēn)度较高的区域，蓝色则(zé)表示相对较冷的(de)区域，但实际上(shàng)它们之间的温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景分(fēn)离后的(de)二值图像进行连(lián)通域提(tí)取(qǔ)和标记之后发现，如(rú)果宇(yǔ)宙当(dāng)中没有暗物质(zhì)，图形看(kàn)起来(lái)不应该是这样的(de)，而随(suí)着暗物(wù)质的(de)增加，一(yī)些(xiē)峰值的幅度会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波(bō)背景辐射的测(cè)量(liàng)值，我(wǒ)们需要(yào)的暗(àn)物质大(dà)约(yuē)是普通物质的(de)5倍。这(zhè)个(gè)数(shù)字与解(jiě)释星系当中(zhōng)恒星运动所需要的(de)暗(àn)物质比例是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就很好地解释了很多不同的(de)观测结果。而(ér)暗(àn)物(wù)质(zhì)的本(běn)质(zhì)就是宇宙当中存(cún)在着某(mǒu)种类型的粒子，它们(men)不参与任何其他的电磁作用，只通(tōng)过引力来相互作(zuò)用。所以如果(guǒ)能够找到(dào)这种粒(lì)子的(de)存在(zài)，就相当(dāng)于(yú)找到了暗物质(zhì)存在的实际证据。这种粒(lì)子(zi)到底(dǐ)是什么？科学家(jiā)们已经提出(chū)了数十种的假(jiǎ)想目标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这些不同(tóng)的目(mù)标(biāo)粒(lì)子(zi)所需要的实(shí)验方式(shì)也不相同。在过去(qù)的几十年当中，人(rén)类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不到，几乎不会(huì)与常(cháng)规物(wù)质相互作用的“暗(àn)物(wù)质(zhì)”，科学家们已经进行了超过50次的实验(yàn)，却(què)没有任何实质性(xìng)的发(fā)现，除了一个(gè)地方(fāng)，意大利(lì)的(de)格(gé)兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的地(dì)学实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一(yī)个三层楼高的探测器，一直致力(lì)于(yú)寻找暗(àn)物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称观测到了某种(zhǒng)信号(hào)。经过(guò)了20多年的数(shù)据收集，人(rén)们发现了一个(gè)有趣(qù)的事情。探测(cè)率会在(zài)每年(nián)的(de)6月份达(dá)到峰(fēng)值(zhí)，然后(hòu)在(zài)11月降到最低，而(ér)且在20年当(dāng)中每年都是(shì)一样。一些(xiē)科学家认为这可能是人类(lèi)发现暗物质(zhì)的第一个直接证据。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周期性的年度信号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了(le)太(tài)阳系(xì)正在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银(yín)河系进行移动(dòng)，那么如(rú)果暗物(wù)质存(cún)在宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)，这意味(wèi)着(zhe)我们也在以这样的(de)速度在(zài)穿越着暗物质流，这个过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行旋转。所(suǒ)以有半年的时(shí)间，地球(qiú)围(wéi)绕太阳(yáng)的方向与(yǔ)太阳环绕(rào)银(yín)河系的方(fāng)向是一致的(de)，而另外半(bàn)年则(zé)与之相(xiāng)反。

而在6月份的(de)时候(hòu)，地(dì)球与(yǔ)太阳的方向正好达(dá)到完全一致(zhì)，这是理论上地(dì)球穿越暗物质(zhì)流最快的时段。而在11月份，又恰好达到(dào)了(le)最慢(màn)值。尽管在实际的情况中，太阳系(xì)相对银河系的平(píng)面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这(zhè)并不影响这(zhè)个理论的有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科学家认为(wèi)这可以用(yòng)来解释，研究人员们所(suǒ)观(guān)测到的周期性信号。当然也(yě)可能有其他(tā)的(de)情(qíng)况(kuàng)，造(zào)成这种年度周期(qī)信号的差异也(yě)可(kě)能是温(wēn)度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高山上的(de)积雪，甚至(zhì)连意大利游(yóu)客的数量也符合(hé)这个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南半球建立(lì)了一个(gè)几(jǐ)乎(hū)相(xiāng)同的(de)实验室(shì)，这里的季(jì)节与(yǔ)之前的实验(yàn)室(shì)正好相反，而在这里，地(dì)球穿过(guò)暗物质(zhì)流的运动特征和第(dì)一个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可(kě)以(yǐ)成为暗物质所存在的非(fēi)常有(yǒu)力(lì)的证据了。但是(shì)由于这个实验(yàn)室刚刚建成不久，所以(yǐ)截至目前还无法提供相应的数据支持(chí)。另外(wài)，在20正负数加减法则顺口溜有哪些题目，正负数加减法则顺口溜有哪些呢25年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台(tái)新(xīn)的望远(yuǎn)镜(jìng)，这(zhè)台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼(màn)”，它的(de)主镜大小跟哈(hā)勃望远镜(jìng)相同，但它的宽(kuān)视场(chǎng)仪器提(tí)供(gōng)的视(shì)野是哈勃红外(wài)仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一个(gè)关键的用途就是探索(suǒ)暗物质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测的结果(guǒ)，我们只能拭(shì)目以待了。费米实验(yàn)室(shì)粒子天体物理(lǐ)中(zhōng)心的(de)科(kē)学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究(jiū)发现，如果暗(àn)物质存在(zài)，它们极(jí)有(yǒu)可能拥(yōng)有另一种神(shén)秘的(de)效(xiào)应，这种暗(àn)物(wù)质效(xiào)应，会支持宇宙当中生命的诞生，或(huò)者(zhě)说是(shì)生命进化的一个(gè)重(zhòng)要因素。

如果这一理论得(dé)到进一步的证实，那么(me)遍布宇宙当中的暗(àn)物质会(huì)不会(huì)意味着人类并不(bù)孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通过这样的效应创(chuàng)造(zào)生命。当然，这些(xiē)推论的(de)大(dà)前提是要先找到暗物质(zhì)存(cún)在的(de)实际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得暗物质到底存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的(de)支持是我(wǒ)更新的(de)动力！

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