宇(yǔ)宙是“人(rén)为制造”的？为何(hé)会存在科学无法解(jiě)释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物(wù)质存在的证(zhèng)据(jù)，科(kē)学(xué)家们在过(guò)去的(de)几十年当中进行了(le)超(chāo)过50次(cì)的(de)长期(qī)实验，但是(shì)却没有发现任何的有效证据。除了一个地(dì)方，在1687年出版的(de)自(zì)然(rán)哲学数学原理一书中，埃萨(sà)克牛(niú)顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天(tiān)体运(yùn)动的规律。往后(hòu)的(de)几百(bǎi)年来，当天文学家们发现某(mǒu)些天体运行轨(guǐ)道出现异(yì)常(cháng)，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有未(wèi)知(zhī)的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王星的发现(xiàn)都是(shì)应用万有引力定律所(suǒ)取得(dé)重(zhòng)大天(tiān)文成就的例(lì)子。但是这些发现都是在恒星系(xì)统的尺度当(dāng)中，可当我(wǒ)们上(shàng)升到星系或者是星团的尺度，事情就(jiù)开始变得诡异(yì)了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威(wēi)基正在研究和(hé)测量后发(fā)星系团的质量。这是一个由数(shù)千个星系所组成的(de)巨大星系团，这(zhè)些(xiē)星系被引(yǐn)力(lì)束缚在一起(qǐ)。测量星系(xì)团的(de)质量一般会使用(yòng)到(dào)两种方法(fǎ)，当两种方(fāng)法结果(guǒ)一致，就可以确定其质量(liàng)的范(fàn)围。

第一种是获得其(qí)"光度学的(de)质(zhì)量"，需(xū)要的数(shù)据是测量各个星系的光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计(jì)算，是利用(yòng)光谱红移测量星系团中的(de)各个星系相对于星系团的(de)运动速度。当测量结果(guǒ)出(chū)来之(zhī)后(hòu)，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟(jìng)然是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系团有99%的质(zhì)量消(xiāo)失了(le)，或者说这99%的质量并不以可见光的形(xíng)式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威(wēi)基发现星(xīng)系团中很多星系(xì)的速度(dù)比理论(lùn)上(shàng)要快得(dé)多，按照牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠这些可(kě)见星系(xì)的质量所产生(shēng)的引(yǐn)力是无法将它(tā)们束(shù)缚在(zài)星系(xì)团内的(de)，它(tā)们早(zǎo)就应该(gāi)被抛(pāo)出星系团之外了，除非(fēi)有一(yī)种神秘的力量在起作用，这种力量来(lái)源于某种隐形的(de)物质。

据此(cǐ)，兹维基提出(chū)了(le)这(zhè)样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部(bù)分的质量。只是当时的人们(men)对这样(yàng)的一种说法不(bù)屑(xiè)一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个(gè)词(cí)才(cái)再一次出现。天文(wén)学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特(tè)福(fú)特在观测仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星(xīng)在其轨道(dào)上的运行速度就(jiù)会(huì)越慢(màn)。但(dàn)是他(tā)们观测的结(jié)果却(què)让人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加(jiā)，恒(héng)星的旋转速度(dù)几乎(hū)保持不(bù)变。可是(shì)根据(jù)牛(niú)顿的万(wàn)有引力定律，在星系当中如果没有足够大的质量来吸引(yǐn)它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到(dào)宇宙(zhòu)当中了。基于这(zhè)种现象，科(kē)学家们会使用一种相对标准的方法来解释(shì)暗(àn)物(wù)质的存在，这种方法就是(shì)测(cè)量星(xīng)系(xì)当中气体在X轴上距(jù)离星系中心的距离(lí)，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果(guǒ)出现异常的(de)结(jié)果，就(jiù)认(rèn)为是(shì)由暗物质的力量进入其中。

于是科学家们通过射电(diàn)望远镜测(cè)量了距离(lí)星系中心(xīn)更远距(jù)离的氢元素(sù)，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的(de)力(lì)学定律。我们的太阳系也不例(lì)外，太阳系位于(yú)银河系(xì)的第三悬臂之上，距(jù)离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据(jù)万(wàn)有引力定律进行计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但实际(jì)上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度围绕银河系(xì)旋(xuán)转，这个实际速(sù)度远远(yuǎn)大于理(lǐ)论(lùn)速度，那么产生以上(shàng)这(zhè)种向心加速度的原因很可能(néng)就是存在着一种我们看不(bù)到的物质，是这些暗(àn)物质(zhì)的引力效应将星系聚集在(zài)了(le)一起。

也是从这(zhè)时开(kāi)始(shǐ)，越(yuè)来越多的(de)研究人(rén)员(yuán)开始相信(xìn)暗物质(zhì)的存(cún)在。科学家根据(jù)星系外(wài)恒(héng)星(xīng)轨道的速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中暗物质的(de)质量占(zhàn)整个(gè)星(xīng)系质量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释这个现象的原(yuán)因。在一项新的研究当(dāng)中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之(zhī)间，也会出现速(sù)度上(shàng)的(de)微(wēi)小差(chà)异(yì)。另外(wài)，天文学(xué)家还发现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大(dà)小和银河系不多，但是星(xīng)系当中存(cún)在的(de)恒星(xīng)数量却只(zhǐ)有(yǒu)银河(hé)系的千分之(zhī)一。

所以在理论上，该(gāi)星系必须存在(zài)暗物(wù)质，否则就会(huì)分崩离析。但是(shì)科学家们使用最先进的望远镜对其进(jìn)2197的立方根是多少，216的立方根是多少行了40个(gè)小(xiǎo)时(shí)的(de)详细测量之(zhī)后，发现(xiàn)星系中的恒星运动是可以用正常的物(wù)质和力学定律来解释的(de)。那么又有人(rén)提(tí)出，也许该星(xīng)系的暗物(wù)质，已经被附近(jìn)的(de)另(lìng)一个(gè)大星系剥离了(le)。奇怪的是，它(tā)的附(fù)近没(méi)有任何(hé)星(xīng)系存(cún)在。造成这些现象的除(chú)了暗物质的(de)假(jiǎ)说之外，另一(yī)种可能就是人类对(duì)引力的理解还不够全面，引力很可能(néng)在不(bù)同尺度空间中(zhōng)的(de)工作方(fāng)式是不(bù)同的，这意(yì)味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们(men)所(suǒ)理解的方式运(yùn)动。但是(shì)上(shàng)升到星(xīng)系和星团的尺(chǐ)度，引力之间的(de)相互作用则(zé)是不(bù)同(tóng)的(de)方式。对于在星(xīng)系团之间的(de)相互作用，科学家还引入了外(wài)部(bù)场效应的概(gài)念(niàn)，指(zhǐ)的是在数百万光年的规模上，巨大的(de)质(zhì)量之间会产生对彼此特殊的(de)效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我(wǒ)们需要对现(xiàn)在的物(wù)理定律进行修正，这些发现也让(ràng)很多人认为(wèi)暗物质假说(shuō)理论就此(cǐ)终结。但是在(zài)宇宙(zhòu)当中还有(yǒu)关(guān)于暗物质(zhì)存在的其他的理论证据(jù)，这些理论(lùn)证据是蒙(méng)德理论所没(méi)法解释(shì)的(de)“引(yǐn)力(lì)透镜(jìng)”。

径(jìng)向(xiàng)距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的(de)星系团所组成(chéng)，类似这样的星团，它们大(dà)部分的普通质量(liàng)都在星(xīng)系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候(hòu)，星(xīng)际气(qì)体(tǐ)的相互作(zuò)用就会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰(pèng)撞之(zhī)后，子弹星系(xì)团(tuán)大部(bù)分的质(zhì)量将位于(yú)所有这些气体所在的中间(jiān)区域。那(nà)么我们通过什么(me)来验(yàn)证它的(de)质量区域(yù)到(dào)底是不是集中(zhōng)在(zài)中间(jiān)呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传(chuán)回了宇宙当(dāng)中第一张全彩(cǎi)的(de)高清照片，在(zài)照片(piàn)中(zhōng)我(wǒ)们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸(shēn2197的立方根是多少，216的立方根是多少)产(chǎn)生了巨大(dà)的形(xíng)变。其(qí)实(shí)这些星系本(běn)身并不(bù)是真的被(bèi)扭曲了，也(yě)不是韦伯(bó)望远镜出了什么(me)问题(tí)，而(ér)是这样(yàng)极(jí)遥远的天体和我们地球上(shàng)的(de)观(guān)测(cè)者之(zhī)间(jiān)。被一个质(zhì)量超级(jí)巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使身后更遥(yáo)远星(xīng)系(xì)的光(guāng)都发(fā)生了扭曲(qū)。这个现象就是引力(lì)透镜效(xiào)应。这(zhè)个巨大的(de)天体可(kě)能是(shì)超大质量的黑洞或者(zhě)是(shì)暗(àn)物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发现它的大(dà)质(zhì)量区域并不是在中间，而是(shì)在两侧(cè)。所以最好的解释方法就是当(dāng)星团(tuán)发生全(quán)部的碰撞时(shí)，可(kě)被观测到的质(z2197的立方根是多少，216的立方根是多少hì)量(liàng)气体被卡在了中间(jiān)，暗物(wù)质(zhì)则直接通(tōng)过(guò)了这个区域，并在(zài)两(liǎng)边形成(chéng)了引力透镜。对子弹星系(xì)团的引力透镜(jìng)研究也被认为(wèi)是暗物质存在的迄今为止最好的理论(lùn)证据(jù)。

除此之(zhī)外，还有(yǒu)来自(zì)宇宙当中最古老的(de)光。从宇(yǔ)宙(zhòu)大(dà)爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通无(wú)阻地穿越在(zài)宇宙当中(zhōng)了。经(jīng)过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇(yǔ)宙空间背景上留下了各相同性的(de)微波(bō)辐射。其中(zhōng)红(hóng)色(sè)的部分表示(shì)温度(dù)较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实(shí)际上(shàng)它们之间的温差只有万分(fēn)之一。

科(kē)学家们通过对前(qián)景背景(jǐng)分(fēn)离后的二(èr)值图像进行连通(tōng)域(yù)提取和标记之后发现，如果宇宙当中没(méi)有暗物质(zhì)，图形(xíng)看起来不(bù)应该是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐(fú)射的测量值(zhí)，我们(men)需要(yào)的(de)暗物(wù)质大约是(shì)普通物(wù)质的5倍。这个(gè)数字与解(jiě)释星系当中恒星(xīng)运动所需要的暗物(wù)质比例是一致的。这就意味着。

用了(le)一个简单的理论(lùn)框架(jià)，就很好地(dì)解(jiě)释(shì)了很多不(bù)同的(de)观测结(jié)果。而暗物(wù)质(zhì)的(de)本质就是(shì)宇宙(zhòu)当中存在着某种类型(xíng)的(de)粒子，它(tā)们不参(cān)与任何(hé)其(qí)他的电磁作用(yòng)，只通过(guò)引力来相(xiāng)互作(zuò)用。所以如果(guǒ)能够找到(dào)这种粒子的(de)存在，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。这种粒子(zi)到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出了数十种的(de)假想目(mù)标，而(ér)要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需要(yào)的实验方式也不相同(tóng)。在过去(qù)的几十年(nián)当中，人类为了寻(xún)找这些(xiē)看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质相互作用的(de)“暗物质(zhì)”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没有任(rèn)何实质性的(de)发现，除(chú)了一个地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属(shǔ)于阿尔卑(bēi)斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当(dāng)中，藏着地球上最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层(céng)楼(lóu)高(gāo)的探测器，一直致力(lì)于(yú)寻(xún)找暗(àn)物质粒子(zi)的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科(kē)学家声称观(guān)测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数据收(shōu)集(jí)，人们发现了一(yī)个有(yǒu)趣的事情(qíng)。探测率会在每年(nián)的6月份达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一些(xiē)科学家认为这(zhè)可能(néng)是人类发(fā)现暗(àn)物质的第一个直(zhí)接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会产生周期(qī)性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银(yín)河系进行(xíng)移(yí)动，那么如果(guǒ)暗物质存(cún)在宇宙当中，这意(yì)味(wèi)着我们也(yě)在以这(zhè)样的速(sù)度在(zài)穿越着(zhe)暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相(xiāng)应的振荡，同时(shí)地球又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太(tài)阳进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球(qiú)围(wéi)绕太(tài)阳的方向与太阳环(huán)绕银河系的方(fāng)向是一(yī)致的(de)，而另外(wài)半年(nián)则与之相反。

而(ér)在6月份的时候，地球(qiú)与(yǔ)太阳的(de)方向正好达到完全一致，这是理论上地(dì)球穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在11月(yuè)份，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实际(jì)的情况(kuàng)中，太(tài)阳(yáng)系相(xiāng)对银河系的平面(miàn)呈(chéng)现(xiàn)了(le)60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科(kē)学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员(yuán)们所观(guān)测到的周期性信号。当然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种(zhǒng)年(nián)度(dù)周期信(xìn)号的差(chà)异(yì)也可(kě)能是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这个周(zhōu)期的(de)规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球建(jiàn)立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与之前的实验室(shì)正好相反，而(ér)在这(zhè)里，地(dì)球穿过暗物(wù)质流的运动(dòng)特征和第一个实(shí)验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的(de)信号，就可以(yǐ)成为暗物质所存在的(de)非常有力的证据了。但是由于这个实验室刚刚建成(chéng)不(bù)久，所(suǒ)以截(jié)至目前还无法提供相(xiāng)应(yīng)的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这(zhè)台太(tài)空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的宽视(shì)场仪器(qì)提供(gōng)的视野是哈(hā)勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一(yī)个关键的用途就是探索(suǒ)暗物质(zhì)背后的奥(ào)秘，对于探测的(de)结果，我们只能拭目(mù)以待(dài)了。费米(mǐ)实验室粒子(zi)天体物理中(zhōng)心(xīn)的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究发现(xiàn)，如果(guǒ)暗(àn)物质(zhì)存(cún)在，它们(men)极有可能(néng)拥有另一种(zhǒng)神秘(mì)的效应，这种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或者(zhě)说(shuō)是生命进化的一(yī)个重要(yào)因(yīn)素。

如(rú)果(guǒ)这一(yī)理论(lùn)得到进一(yī)步的证实(shí)，那(nà)么(me)遍布(bù)宇宙(zhòu)当中的暗物(wù)质(zhì)会不会意味着人(rén)类(lèi)并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中某个(gè)角落的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是要先(xiān)找到暗物质存在的(de)实际证据。那么小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质到底存不(bù)存在呢？喜(xǐ)欢请(qǐng)点赞，你的支持是我更(gèng)新的动力！

未经允许不得转载：惠安汇通石材有限公司 2197的立方根是多少，216的立方根是多少