宇宙是(shì)“人为制造”的(de)？为(wèi)何会存在科(kē)学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物(wù)质(zhì)又究竟是什(shén)么？人类为了寻找暗物质存在(zài)的证据(jù)，科学家(jiā)们在(zài)过去的几(jǐ)十年当中进行了(le)超过50次(cì)的长期实验，但(dàn)是却没有发现任(rèn)何的有效证(zhèng)据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自(zì)然哲学数学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引力定律，它揭示了宇宙中天(tiān)体运动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当(dāng)天文学家们(men)发现某些天体(tǐ)运行轨道出现异常，不符合万(wàn)有引力定律的时候，他们(men)就会知(zhī)道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过引力(lì)在摄动它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本(běn)勒维耶就通过天王(wáng)星运行轨道的(de)异常，推算并且发现了海王(wáng)星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应(yīng)用万有引(yǐn)力定律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但是(shì)这些发现都是在恒(héng)星系统的尺度(dù)当(dāng)中，可当我们上升到(dào)星系或(huò)者是星团的尺度，事情就开始(shǐ)变得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物(wù)理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在(zài)研(yán)究(jiū)和测(cè)量后(hòu)发(fā)星系团的质量。这是一个由数(shù)千个(gè)星系所组成的(de)巨(jù)大(dà)星系团(tuán)，这些星(xīng)系被引(yǐn)力束缚(fù)在(zài)一(yī)起。测量星系(xì)团的(de)质量一般会使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当(dāng)两种方法结(jié)果(guǒ)一致，就可以确定(dìng)其质量的(de)范围。

第一种是(shì)获得其(qí)"光度学的质(zhì)量(liàng)"，需(xū)要的数据(jù)是测量各个星系的光度(dù)。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力(lì)学(xué)质量的计(jì)算，是利用光谱红(hóng)移测量星系团中的各(gè)个(gè)星系相对于星系团的(de)运(yùn)动(dòng)速度。当测(cè)量结果(guǒ)出来之后，兹(zī)威(wēi)基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失了，或者说(shuō)这(zhè)99%的质(zhì)量并不以可见光(guāng)的形式所存在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的是，在测量速(sù)度(dù)的(de)过程(chéng)中，兹威基发现星系团中很(hěn)多(duō)星(xīng)系(xì)的速度比理论上要快得多(duō)，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量(liàng)所产生的(de)引(yǐn)力是(shì)无法将(jiāng)它们(men)束缚在星系团内的(de)，它们早就应该被抛出星系团之外了，除(chú)非有一种神(shén)秘的力量在起作用，这种力量来源于(yú)某种隐形的物质。

15英寸等于多少厘米 15英寸等于多少寸-w="1479" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/46f985a9e4c3e7e.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分不可见的暗(àn)质(zhì)，它(tā)不(bù)发散光、吸光、反射光，但是它们(men)却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中绝(jué)大部(bù)分(fēn)的质量。只是当(dāng)时的人们对这(zhè)样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这(zhè)个(gè)词才再(zài)一次出现。天文学(xué)家维拉(lā)鲁宾和肯特福特在(zài)观测仙女座(zuò)星系中的恒星运动。理论上来(lái)说，距(jù)离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的运行速度就(jiù)会(huì)越慢。但是他们(men)观测的结果却让(ràng)人感(gǎn)到(dào)不可(kě)思议(yì)。

随(suí)着与中心距离(lí)的增加，恒星的(de)旋转速度几乎保持不变。可是根据(jù)牛(niú)顿的(de)万有引(yǐn)力定律，在星系(xì)当中如果没有足够大的质量来吸引它(tā)们，这些(xiē)外(wài)围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科(kē)学家们会使(shǐ)用一种相(xiāng)对标准的(de)方法来解(jiě)释(shì)暗(àn)物质(zhì)的存在(zài)，这种(zhǒng)方(fāng)法就是测量星系当中气体在(zài)X轴上距(jù)离星系中心的距离，以及(jí)在(zài)Y轴上气体的(de)旋转速度。如果出现异常的(de)结果，就认为是由暗物质(zhì)的力量进(jìn)入其(qí)中。

于是科(kē)学家们通过(guò)射电望(wàng)远镜测(cè)量了距离星系中心更远距(jù)离的氢元(yuán)素，发现它们的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度(dù)并不符合牛顿(dùn)的力学定(dìng)律。我们的太阳系(xì)也不例(lì)外，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂之上(shàng)，距(jù)离银河系中心2.6万光年(nián)，根据万(wàn)有引力定(dìng)律进行(xíng)计算，太阳系的运(yùn)行速度应该是(shì)160千米/秒，但实(shí)际上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河系旋转，这个实(shí)际(jì)速(sù)度远远大于理论(lùn)速(sù)度(dù)，那么产生(shēng)以上这种向心加速度的原因很可(kě)能就是存(cún)在着(zhe)一种我们看不到的物质，是这些(xiē)暗物质的引力效应将星系聚集在(zài)了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越来越多的研究人(rén)员(yuán)开(kāi)始相(xiāng)信暗(àn)物质(zhì)的(de)存在。科学家根据星(xīng)系(xì)外恒星轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物(wù)质的质量占整个星系(xì)质量的(de)85%。但是(shì)，暗物质并不是(shì)唯一可以解释这(zhè)个现象(xiàng)的原(yuán)因。在一项新的研究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应(yīng)的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度(dù)上(shàng)的微小差异。另外(wài)，天文学家还发(fā)现了一个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多(duō)，但是星系当(dāng)中存(cún)在的恒星数量却只有银(yín)河(hé)系的(de)千分之一。

所(suǒ)以在(zài)理论上(shàng)，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则就(jiù)会分崩离析。但是(shì)科学(xué)家们使用最先进(jìn)的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的(de)恒(héng)星运动是可以用正常(cháng)的(de)物质(zhì)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(de)暗物质，已经被附近的另一个大星(xīng)系(xì)剥离了。奇(qí)怪(guài)的是(shì)，它的(de)附近没有(yǒu)任何星系存在。造成这些(xiē)现象的(de)除了暗物(wù)质的假说(shuō)之外，另(lìng)一种可(kě)能就是人类对引力的理解还不够全(quán)面(miàn)，引力很可能(néng)在不(bù)同(tóng)尺(chǐ)度空间中的工作方式是不同的，这意味着在行星系尺度中(zhōng)的天体(tǐ)会沿着(zhe)它(tā)们的轨(guǐ)道，按照我们所理解(jiě)的(de)方(fāng)式运动。但是上升(shēng)到星系(xì)和星(xīng)团的(de)尺度，引力之间的(de)相互作用则是不同的方式。对于在星系(xì)团(tuán)之间的相互(hù)作用，科学家还引入(rù)了(le)外部场效应的概念(niàn)，指的(de)是(shì)在(zài)数百万光年的规模上，巨大的质量(liàng)之间会产生对(duì)彼此特殊的(de)效(xiào)果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立，这意味着我(wǒ)们需要对现在的物理定律进(jìn)行修正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让很(hěn)多人认为(wèi)暗物(wù)质(zhì)假说(shuō)理论就此(cǐ)终(zhōng)结。但(dàn)是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的其他的(de)理论(lùn)证据，这些理(lǐ)论(lùn)证据是蒙德理(lǐ)论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类(lèi)似这(zhè)样的星团，它们大部(bù)分的普通质量都在星系的气(qì)体当(dāng)中(zhōng)。当(dāng)星(xīng)团以1000万公里/小时(shí)发(fā)生碰撞(zhuàng)的(de)时(shí)候，星际气体的相互(hù)作用(yòng)就(jiù)会导致(zhì)温度的(de)急剧升高，速度大(dà)幅降低。所(suǒ)以在(zài)理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的(de)质(zhì)量将位于所有这些气体所在的中间(jiān)区域。那么我们(men)通过什么来(lái)验证它的(de)质量区(qū)域到底是不(bù)是(shì)集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一张全(quán)彩的高清照片，在照片中(zhōng)我们可(kě)以(yǐ)明显地看到很多星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大的形变(biàn)。其实这些星系本(běn)身并不是真的被(bèi)扭曲了(le)，也不是韦伯(bó)望远镜出了(le)什(shén)么问题，而是这样极遥远的天体和(hé)我们地(dì)球上的(de)观测(cè)者之间。被一(yī)个质量超(chāo)级(jí)巨大的天体遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后更遥远星系(xì)的(de)光都发生(shēng)了(le)扭曲。这(zhè)个现(xiàn)象就(jiù)是引力透镜(jìng)效应(yīng)。这(zhè)个巨大的天(tiān)体可(kě)能是超大质量的黑洞(dòng)或者是(shì)暗物质(zhì)。

所以当(dāng)人(rén)们(men)对子(zi)弹(dàn)星系团(tuán)观(guān)测的时候，发现它的大(dà)质量区域并不是在中间，而(ér)是在两侧。所(suǒ)以最好的解释方法就(jiù)是当星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接通过了(le)这(zhè)个(gè)区域(yù)，并在两边(biān)形(xíng)成了引(yǐn)力透(tòu)镜。对子(zi)弹星系(xì)团的引力(lì)透镜(jìng)研究也被认为是暗物(wù)质(zhì)存在的迄今为止最(zuì)好的(de)理论证据。

除此(cǐ)之外，还有来自宇宙当(dāng)中最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开(kāi)始，38万(wàn)年之后，可见光终于可以畅通无阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之(zhī)后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙(zhòu)空间背景上(shàng)留下了各相同性(xìng)的(de)微波辐射。其(qí)中红色的部分表示温度较(jiào)高的区域，蓝(lán)色则表示相(xiāng)对较冷(lěng)的(de)区域，但实(shí)际上它们之间的温(wēn)差只有万(wàn)分之一。

科学家们通过对前景背(bèi)景分离后的二(èr)值(zhí)图像进行连通域提(tí)取和(hé)标记(jì)之(zhī)后发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看起来(lái)不应该是这(zhè)样(yàng)的，而随(suí)着暗物质的增加，一些(xiē)峰值(zhí)的幅度会减小，才变得(dé)看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测(cè)量值，我们需要(yào)的暗物(wù)质大约是普(pǔ)通物质的5倍。这个数字与解释星系(xì)当中恒(héng)星运动所(suǒ)需要的(de)暗物质比(bǐ)例(lì)是(shì)一致的。这就意(yì)味着。

用了一(yī)个简(jiǎn)单的理论框架，就很好地解释了很多不(bù)同的观测(cè)结果。而暗物质的(de)本质就是宇(yǔ)宙当中存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们不(bù)参(cān)与(yǔ)任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引力来(lái)相互作用。所以如果能够找(zhǎo)到这种粒子(zi)的存在(zài)，就(jiù)相当(dāng)于找到了暗物质(zhì)存(cún)在的实(shí)际证(zhèng)据。这种粒子到底是什么(me)？科学家们已经(jīng)提出了数十种的假想(xiǎng)目标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这(zhè)些不(bù)同(tóng)的(de)目标粒子所需要(yào)的实(shí)验方式也(yě)不相同。在(zài)过去的(de)几十年当中，人类为(wèi)了寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几乎不会与常规物(wù)质相(xiāng)互作用的“暗物质(zhì)”，科学家们已经进(jìn)行了(le)超过50次的实验，却没(méi)有(yǒu)任何实质性的发现(xiàn)，除(chú)了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏着地球上最大(dà)的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一(yī)个三层(céng)楼(lóu)高的探测器，一直致(zhì)力(lì)于寻找暗物质(zhì)粒子的周期性(xìng)震荡(dàng)。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声(shēng)称观测(cè)到(dào)了(le)某种信号。经过了20多年(nián)的数据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率(lǜ)会在每年的(de)6月份达到峰值，然(rán)后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家认为这可能(néng)是人类(lèi)发现暗(àn)物质的第(dì)一个(gè)直接证(zhèng)据。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周期(qī)性的年度信(xìn)号呢(ne)？刚(gāng)才我们(men)讲了太阳系正在以220公里/秒的(de)速(sù)度围绕(rào)着银(yín)河系进行移动，那(nà)么如果(guǒ)暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意(yì)味着我(wǒ)们也在以这样(yàng)的速度(dù)在穿越着暗物质流，这个过程中会产生(shēng)相(xiāng)应的振荡，同(tóng)时地球又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的(de)时(shí)间，地球(qiú)围绕太阳的(de)方(fāng)向与太(tài)阳环绕(rào)银河(hé)系的方(fāng)向是一致的，而另(lìng)外半年则(zé)与之相反。

而在6月(yuè)份的时候，地球(qiú)与(yǔ)太(tài)阳的方向正好(hǎo)达到完全一致(zhì)，这(zhè)是理论上地球穿越暗(àn)物质(zhì)流最快(kuài)的时段。而在11月份(fèn)，又恰(qià)好达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳(yáng)系相(xiāng)对银河系的(de)平面呈现了60度的倾斜(xié)，但(dàn)是这并不影响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科学家认为(wèi)这可以(yǐ)用(yòng)来(lái)解释，研究人员们所观测到(dào)的(de)周(zhōu)期性信号。当然也可能有其他(tā)的情况，造(zào)成这种年度周期信号的差异也可能(néng)是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水(shuǐ)分、高山上的(de)积雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也符合这个(gè)周期的规律。

所以，科(kē)学(xué)家们又在南半球建立了(le)一个几乎相同的实验室，这里的(de)季节(jié)与之前的实验(yàn)室(shì)正好相反，而(ér)在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和(hé)第(dì)一个实验室(shì)是(shì)一样的。

因此，如果在这里(lǐ)可(kě)以得到相(xiāng)同(tóng)的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所存在的非常有力的(de)证据了(le)。但是由(yóu)于这个实(shí)验(yàn)室刚刚建(jiàn)成(chéng)不久，所(suǒ)以(yǐ)截(jié)至目前(qián)还无法提供相(xiāng)应的(de)数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的(de)望远镜，这台太(tài)空(kōng)望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的(de)主镜(jìng)大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希(xī)格(gé)雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一(yī)个关键的用途就(jiù)是探(tàn)索暗物(wù)质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果(guǒ)，我(wǒ)们只能拭目以待了。费(fèi)米实验室粒子天体(tǐ)物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯(sī)特(tè)芬研究发现，如果暗物质存(cún)在，它们(men)极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应(yīng)，这种暗(àn)物质效(xiào)应，会支持(chí)宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是生命(mìng)进化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进一步(bù)的证实(shí)，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会(huì)不会意(yì)味着人(rén)类并不孤单呢(ne)？或许在(zài)宇宙当中某个(gè)角落(luò)的(de)行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生(shēng)命。当然，这(zhè)些推论的(de)大(dà)前提是要先找到暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的(de)实际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质(zhì)到底(dǐ)存不(bù)存在呢？喜欢(huān)请点(diǎn)赞，你(nǐ)的支持是我(wǒ)更新的动力！

未经允许不得转载：市场调查|社会调查|问卷调查|市场执行|店面验收|神秘客|满意度-提供最专业的市场信息咨询服务-宁波信恒新市场信息咨询有限公司 15英寸等于多少厘米 15英寸等于多少寸