宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学(xué)无(wú)法解释的(de)“暗物质”？暗物质又日语jtest报名入口，日语jtest报名费究竟是什么？人类为了寻找暗物质(zhì)存在的证(zhèng)据，科学家们在(zài)过去的几十年当中进行了(le)超过50次的长期实验，但是却没有发(fā)现任何的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年(nián)出版的(de)自然哲学数(shù)学原理(lǐ)一(yī)书中，埃萨克(kè)牛(niú)顿发表了万有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中天(tiān)体运动的规律。往后的(de)几百年来，当天文学家们发现(xiàn)某(mǒu)些天体运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引力定(dìng)律的时候，他(tā)们就会知道，周围一定有未知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维耶就通(tōng)过天王星(xīng)运行轨道的异(yì)常，推算并且发现了海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王(wáng)星的(de)发现都是应用万有引力定(dìng)律所取得重大(dà)天文成就的(de)例子(zi)。但(dàn)是这些发(fā)现都是在恒星系(xì)统的尺(chǐ)度当中(zhōng)，可(kě)当我们(men)上升到(dào)星系或者是星团的尺度，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹(zī)威基正在研究和测(cè)量后发星系团的质量。这是一个由(yóu)数千(qiān)个星系所组(zǔ)成的(de)巨大星系团，这(zhè)些星系被引力(lì)束(shù)缚在一(yī)起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法，当两种方法结(jié)果一致(zhì)，就(jiù)可(kě)以确(què)定(dìng)其质(zhì)量的范围(wéi)。

第一(yī)种是获得其"光度学的质量(liàng)"，需(xū)要(yào)的数据是测量各个(gè)星(xīng)系的光度(dù)。

第二种是动力学质量的(de)计算，是利用光谱(pǔ)红移测(cè)量星系团中的各个星系相对(duì)于星系(xì)团的运动速度。当(dāng)测量(liàng)结果出来之后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力(lì)学(xué)质(zhì)量”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系(xì)团有(yǒu)99%的(de)质量(liàng)消失了，或者(zhě)说这99%的质量并不以可见(jiàn)光(guāng)的形式所存在，我(wǒ)们无(wú)法(fǎ)看到。最(zuì)诡异的是，在测(cè)量速(sù)度(dù)的过程(chéng)中，兹威基发现星(xīng)系团中很多星系的速度比理论上(shàng)要快得多，按照牛顿的(de)运(yùn)动学定律，仅靠这些可见星系的质量所(suǒ)产生(shēng)的引力是无法(fǎ)将它日语jtest报名入口，日语jtest报名费们束缚在星系团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星系团之(zhī)外了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的力量在起作(zuò)用，这种力量来源于某种隐形的(de)物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部分不可见的暗质，它不发(fā)散光(guāng)、吸光(guāng)、反射(shè)光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对这样(yàng)的一种说(shuō)法不屑一顾(gù)。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这个词(cí)才再一次出(chū)现。天文(wén)学(xué)家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中的恒星运动(dòng)。理论上(shàng)来说，距离中心越(yuè)远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度(dù)就会越(yuè)慢(màn)。但是他们观测的结果却(què)让人感到不可思议(yì)。

随着与中心距离的(de)增(zēng)加，恒星的旋转速度几乎保持(chí)不变。可(kě)是(shì)根据(jù)牛(niú)顿的万(wàn)有引(yǐn)力定律(lǜ)，在(zài)星系当中如果(guǒ)没有足(zú)够大的质量(liàng)来吸引它们，这(zhè)些外围的恒(héng)星早就被甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。基于(yú)这种现象，科(kē)学家们会使用一(yī)种相(xiāng)对标准的方法来解(jiě)释(shì)暗物质的存在(zài)，这种方法就是(shì)测量星系当中气(qì)体在X轴上距离星(xīng)系中(zhōng)心的距(jù)离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异(yì)常的结果，就认为是(shì)由暗物(wù)质的(de)力量进(jìn)入其中。

于是科(kē)学家(jiā)们通过射(shè)电(diàn)望远(yuǎn)镜(jìng)测量(liàng)了(le)距离星系中(zhōng)心更(gèng)远距离的(de)氢元素，发(fā)现它们的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太阳系也不(bù)例外，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂(bì)之上，距(jù)离银河(hé)系中心2.6万(wàn)光年(nián)，根据万有引力(lì)定律(lǜ)进行计算，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系正在以(yǐ)220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银(yín)河系旋转，这个实际速度远远大(dà)于理(lǐ)论速度(dù)，那么产生以上(shàng)这种向心加速度的原因很可能就是存(cún)在着一种(zhǒng)我们看不到的物质，是这些暗物质的引力(lì)效应(yīng)将星系(xì)聚集在(zài)了一起。

也是从这时开始，越来(lái)越多的研究人(rén)员开始相信暗物质的存在(zài)。科(kē)学家根据星系外恒星(xīng)轨(guǐ)道的速度(dù)，估算(suàn)在星系当中(zhōng)暗物质的质量占整个星(xīng)系质(zhì)量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是(shì)唯(wéi)一可(kě)以(yǐ)解(jiě)释这个现象的原因。在(zài)一项(xiàng)新的研(yán)究当中(zhōng)，科(kē)学家们(men)发现，几乎没有引力效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之(zhī)间，也会(huì)出现速度上的微(wēi)小差(chà)异(yì)。另外(wài)，天文(wén)学家还发(fā)现了(le)一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星数(shù)量却只(zhǐ)有银河系的千(qiān)分之一(yī)。

所以在理论上，该(gāi)星(xīng)系(xì)必须存在暗物(wù)质，否则就会分崩(bēng)离析。但是(shì)科学家们使用最先进的望(wàng)远镜对其(qí)进行了40个小(xiǎo)时的详(xiáng)细(xì)测量之(zhī)后，发现星系中(zhōng)的恒(héng)星运(yùn)动是可(kě)以用正(zhèng)常(cháng)的物质和力学定律来解释的。那么又有人提出，也许(xǔ)该星系的暗(àn)物(wù)质，已经(jīng)被附(fù)近的另一个(gè)大(dà)星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造(zào)成这些现象的(de)除了暗物质的假说之外，另一种(zhǒng)可能(néng)就(jiù)是人类对引力的理(lǐ)解还不够全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间中(zhōng)的(de)工作方式是不同的，这意味(wèi)着在行星(xīng)系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所(suǒ)理解(jiě)的方式运动。但是(shì)上升(shēng)到星(xīng)系和(hé)星团(tuán)的(de)尺度，引力之(zhī)间的相互(hù)作用则是不同(tóng)的方式。对于在(zài)星系团(tuán)之(zhī)间的相互作用，科学家还引入了外部(bù)场效应的概念，指的是(shì)在数百万光年的(de)规模上，巨大的(de)质量(liàng)之间(jiān)会产生对彼此特(tè)殊的效果，这(zhè)个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我们需要(yào)对现在的物理(lǐ)定(dìng)律进行修正，这(zhè)些发现也让(ràng)很多人(rén)认为暗物质假说理论就此(cǐ)终(zhōng)结。但(dàn)是在(zài)宇宙当中还(hái)有关于(yú)暗物质存在的其(qí)他的(de)理论证(zhèng)据，这些理论证据(jù)是蒙德理论所(suǒ)没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的(de)子弹星(xīng)系团，由(yóu)两个(gè)碰(pèng)撞的星系团所(suǒ)组成，类似这(zhè)样的星团，它(tā)们大部分的普(pǔ)通(tōng)质量都在星(xīng)系的(de)气体当中。当(dāng)星团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气体的相互作用就会导致温度的急(jí)剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在(zài)碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星系团大部分的质量(liàng)将位(wèi)于所(suǒ)有这(zhè)些气体(tǐ)所在的中间区域。那么我们通过什么来(lái)验证它的质量区(qū)域到底是不是集中在中间呢(ne)？前不(bù)久，詹(zhān)姆斯韦(wéi)伯太(tài)空望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一张全彩的(de)高清照片(piàn)，在照片中我(wǒ)们可以明(míng)显(xiǎn)地(dì)看到很多星(xīng)系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的形变(biàn)。其(qí)实这些星系本身并不是真(zhēn)的(de)被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而是这样极遥远的天体和(hé)我们地球上的观测(cè)者之间。被一个质量超级(jí)巨大(dà)的天(tiān)体(tǐ)遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后更(gèng)遥(yáo)远星系的光都发生(shēng)了(le)扭(niǔ)曲。这(zhè)个现(xiàn)象(xiàng)就(jiù)是引力透镜效应。这个巨(jù)大的(de)天(tiān)体(tǐ)可能是(shì)超大质量(liàng)的黑(hēi)洞或者是(shì)暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团观测的(de)时候，发(fā)现它(tā)的大质(zhì)量区域并不(bù)是在(zài)中间(jiān)，而(ér)是在(zài)两侧。所以最好的(de)解释方法(fǎ)就是当星团发(fā)生全部(bù)的碰撞时，可被观测到的质量气(qì)体(tǐ)被卡在了中间，暗物质则直接(jiē)通过(guò)了这个区域，并在(zài)两边形(xíng)成(chéng)了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究也被认为是(shì)暗物质存(cún)在的(de)迄今为止(zhǐ)最好的理论(lùn)证据。

除(chú)此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终于(yú)可以畅通无阻地穿(chuān)越在宇(yǔ)宙当中了(le)。经过了(le)130多亿年之后，这些光在宇(yǔ)宙空(kōng)间背景上留下了各相同性的(de)微波辐(fú)射。其中红(hóng)色的部分表示温度较高(gāo)的区域，蓝色则表示(shì)相对较冷(lěng)的区域(yù)，但实(shí)际上它们之间(jiān)的(de)温差只有万分之一(yī)。

科学家们通过对前景背(bèi)景(jǐng)分离后的二(èr)值图像进行(xíng)连(lián)通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看起来不应(yīng)该是这样的，而随着暗(àn)物(wù)质的增加，一(yī)些峰值的幅(fú)度(dù)会减小(xiǎo)，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值，我们需要的暗(àn)物质(zhì)大约是(shì)普(pǔ)通(tōng)物质的5倍。这个(gè)数字与解(jiě)释星系当中(zhōng)恒星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是一致的。这就意(yì)味(wèi)着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解释了很多不同的(de)观测(cè)结果。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当中存在着某(mǒu)种类型的粒(lì)子，它们不参与任(rèn)何(hé)其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引(yǐn)力来相互作(zuò)用。所以如果能够找到这种粒子的(de)存在，就相当于找到了暗物质存(cún)在(zài)的实际证(zhèng)据。这种粒子到底是什么？科学(xué)家们已经(jīng)提出了数十种的假(jiǎ)想目标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这些不同的(de)目标(biāo)粒子所需要的实(shí)验方(fāng)式也不相同。在过(guò)去的(de)几十年(nián)当(dāng)中，人(rén)类为了寻找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不(bù)会与常规物(wù)质相互作用的“暗物质”，科学(xué)家们已经进(jìn)行了(le)超(chāo)过50次的(de)实验，却没有任(rèn)何实质性(xìng)的(de)发(fā)现(xiàn)，除了一个(gè)地(dì)方，意大利的格兰萨索山(shān)，隶(lì)属于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地下(xià)矿(kuàng)井(jǐng)当(dāng)中，藏(cáng)着地球上最大的地学实(shí)验室，这个实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学(xué)家声称观测到了某(mǒu)种信号。经过了(le)20多年(nián)的数据(jù)收集，人(rén)们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测率会在(zài)每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样(yàng)。一些科(kē)学家认为这可能是人类(lèi)发现暗物质的第一个(gè)直接证据。

但是为什么暗物质会产生(shēng)周期性的年度信号呢？刚才我们(men)讲(jiǎng)了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着银河(hé)系进行移(yí)动，那么如果(guǒ)暗物质存在(zài)宇宙(zhòu)当中，这意(yì)味(wèi)着我们也在以这样的速(sù)度在穿越着暗物(wù)质流(liú)，这个过程(chéng)中会(huì)产生(shēng)相应的振荡，同(tóng)时地球又(yòu)以30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳环绕(rào)银河系的(de)方向(xiàng)是(shì)一致(zhì)的，而(ér)另外半年则(zé)与之(zhī)相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太(tài)阳的方向正好(hǎo)达到完(wán)全一致，这是(shì)理论上地(dì)球穿越暗物质流最快的(de)时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论(lùn)的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来解释(shì)，研(yán)究(jiū)人员们所观(guān)测(cè)到的周期(qī)性(xìng)信号。当(dāng)然也可能有其(qí)他的情(qíng)况，造成这种年度周期信号的(de)差异也可能是温度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大(dà)利游客(kè)的数量(liàng)也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家们又在南(nán)半球建立了一个(gè)几乎相同(tóng)的实验室，这里的(de)季(jì)节与(yǔ)之前的实(shí)验室正好相反，而(ér)在这里，地球穿过暗物质流(liú)的运动特征和第一个实验室是一样的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在(zài)这(zhè)里(lǐ)可(kě)以得(dé)到相同的信号(hào)，就(jiù)可(kě)以成为暗(àn)物质所存在的非常有(yǒu)力的证据了。但是(shì)由于这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至目(mù)前还无法(fǎ)提供相应(yīng)的数(shù)据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这(zhè)台太空(kōng)望(wàng)远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望(wàng)远镜相同(tóng)，但它(tā)的宽视场仪(yí)器提供(gōng)的视野(yě)是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键的用(yòng)途就是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测的结(jié)果，我(wǒ)们只能拭(shì)目以待了。费米实(shí)验室粒子天体物理中心的科学(xué)家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究(jiū)发现，如果暗物质(zhì)存在，它们极有可能(néng)拥有另(lìng)一(yī)种神秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中生命的诞生，或者(zhě)说(shuō)是(shì)生命进化的一个重要因素。

如果这(zhè)一理(lǐ)论得(dé)到进一步的(de)证实，那么(me)遍(biàn)布宇(yǔ)宙当中(zhōng)的暗物质会不会意(yì)味着人(rén)类并不孤(gū)单(dān)呢？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗(àn)物质正在通过(guò)这样的效(xiào)应(yīng)创(chuàng)造(zào)生命(mìng)。当然，这些推论的大前提(tí)是要先找到暗(àn)物质存在(zài)的实际(jì)证据。那(nà)么小伙(huǒ)伴(bàn)们，你们觉(jué)得暗物质到底存不(bù)存在(zài)呢？喜欢(huān)请点赞，你(nǐ)的支持(chí)是(shì)我更新的动力！

未经允许不得转载：营口焊闯人力资源有限公司 日语jtest报名入口，日语jtest报名费