宇宙是(shì)“人为制造(zào)”的？为何会存在科学无法解(jiě)释的“暗物(wù)质”？暗物质(zhì)又究(jiū)竟(jìng)是(shì)什(shén)么？人类为了寻找暗(àn)物质存(cún)在的证据，科学(xué)家们在过去的(de)几十年当中进行(xíng)了超过(guò)50次的长期实验，但是却没有(yǒu)发现任何的有效(xiào)证据。除了(le)一(yī)个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数(shù)学原理一书中，埃(āi)萨克牛顿(dùn)发表了万有引力(lì)定律，它揭示(shì)了宇宙中天体运动的(de)规律。往后的几百年(nián)来，当(dāng)天文学(xué)家(jiā)们发现某些天(tiān)体运行(xíng)轨道出现(xiàn)异常，不符(fú)合万有引力(lì)定律的(de)时候，他(tā)们就(jiù)会知道，周围一定(dìng)有(yǒu)未知的天(tiān)体通过引力在摄动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒(lēi)维耶(yé)就通过天王星运(yùn)行(xíng)轨(guǐ)道的异常(cháng)，推算并且发(fā)现了海王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥(míng)王星(xīng)的发现(xiàn)都是应用万有引(yǐn)力定律所取(qǔ)得重大天文成就的例子。但是这(zhè)些(xiē)发现(xiàn)都是在(zài)恒(héng)星系统的尺度(dù)当中，可当我们上升(shēng)到星系或者是(shì)星团的尺度(dù)，事情就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威(wēi)基正(zhèng)在(zài)研究和测量后发星(xīng)系团的质(zhì)量。这是一个(gè)由数(shù)千个星系(xì)所组成(chéng)的巨大星系团，这(zhè)些星(xīng)系(xì铅笔芯真的含铅且有毒吗 铅笔芯导电吗)被(bèi)引力束缚在一起。测量星系团的(de)质量(liàng)一般会使(shǐ)用到两种方(fāng)法，当(dāng)两种方法结果一致，就可以确定其质(zhì)量(liàng)的范围。

第一种是(shì)获得(dé)其(qí)"光度学(xué)的质量"，需要(yào)的数据(jù)是测(cè)量各个星(xīng)系的光度。

第二种是动力(lì)学质量的(de)计算，是利用光谱红移测量星系团中的各个星(xīng)系相对于星(xīng)系(xì)团的运动速(sù)度(dù)。当测量结果出来之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟(jìng)然是(shì)“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味着，后发(fā)座星系(xì)团有(yǒu)99%的(de)质量消(xiāo)失(shī)了(le)，或者说这99%的质量(liàng)并不以可见(jiàn)光的形式(shì)所存在，我们无法看到。最诡异(yì)的是，在测量速度的(de)过程(chéng)中，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星系的速(sù)度(dù)比理(lǐ)论上要快得多，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这些可(kě)见星系的质量所(suǒ)产生(shēng)的引力(lì)是无法将(jiāng)它们(men)束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出星系团之(zhī)外了，除非(fēi)有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的(de)力量在起作(zuò)用，这种力量来源于某种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样(yàng)部分不可见的暗质，它不(bù)发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们(men)却占(zhàn)据(jù)着宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只是当(dāng)时的人(rén)们对这样(yàng)的一种(zhǒng)说(shuō)法不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物(wù)质”这个词才再一次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯(kěn)特福特在观测仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距离(lí)中心越远的(de)恒星在(zài)其轨道上的(de)运行速(sù)度(dù)就会越慢(màn)。但(dàn)是他们(men)观测的结果却让(ràng)人感到不(bù)可思议。

随着(zhe)与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引(yǐn)力定律，在星系当(dāng)中如果没(méi)有足够大的(de)质量来吸引它们(men)，这些外围的(de)恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中了(le)。基于这种现象(xiàng)，科(kē)学家们会使用一种相对标准的方(fāng)法来解释暗(àn)物(wù)质的存在，这种方(fāng)法就是测量星(xīng)系当中气(qì)体在X轴上距离星系中心的距离(lí)，以及(jí)在(zài)Y轴(zhóu)上气体的(de)旋转速度。如果(guǒ)出(chū)现异常的(de)结果(guǒ)，就认为(wèi)是由(yóu)暗物质的(de)力量进入其中。

于是科学家们通过射电(diàn)望远(yuǎn)镜测量了距(jù)离星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现它(tā)们的旋转速度并不符合(hé)牛顿的力学定律(lǜ)。我(wǒ)们(men)的(de)太阳(yáng)系(xì)也不例外，太阳(yáng)系(xì)位于银(yín)河系的(de)第三悬臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根(gēn)据万(wàn)有引力(lì)定律进行计算，太阳系的(de)运行速(sù)度(dù)应该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度围绕(rào)银河系旋(xuán)转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理论速度，那(nà)么产生以(yǐ)上这种向心加速度的原因很可(kě)能就是存在着一(yī)种我(wǒ)们看(kàn)不到的物质，是这些暗物质的引力效应将星系聚(jù)集在(zài)了一起。

也是从这时开始，越来越多(duō)的研究人(rén)员开始相信暗物质的存在。科(kē)学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在星系(xì)当中暗(àn)物质(zhì)的质量占整个星系(xì)质量(liàng)的85%。但是，暗物质(zhì)并不(bù)是唯(wéi)一可(kě)以解释这个现象的原因。在一项新(xīn)的研(yán)究当(dāng)中，科学家(jiā)们发现，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应(yīng)的遥(yáo)远(yuǎn)恒星(xīng)之间(jiān)，也会出现速度上的(de)微小差异。另外(wài)，天(tiān)文学家还发(fā)现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距(jù)离地球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小和银河(hé)系不多，但是星系当中存在的(de)恒星(xīng)数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系必(bì)须存在暗物质(zhì)，否则就会分崩(bēng)离析。但是科学家(jiā)们使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行了40个(gè)小(xiǎo)时的详细测量之后，发现星系中的恒星运动是可以用(yòng)正常(cháng)的物质和力学定律来解释的。那么又有人(rén)提(tí)出，也许该(gāi)星系的暗物质，已经被(bèi)附近(jìn)的另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它的附(fù)近没有任何星系存在。造成这些现(xiàn)象(xiàng)的(de)除了暗物质的假说之外，另一种可能就是人类对引力的(de)理解还不(bù)够(gòu)全(quán)面(miàn)，引力(lì)很(hěn)可能在不同(tóng)尺(chǐ)度空间中的工作方(fāng)式(shì)是不同的(de)，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按(àn)照我们(men)所(suǒ)理解的方式运动。但是上(shàng)升到星(xīng)系和星团的(de)尺(chǐ)度，引力之间(jiān)的相互作用则是不同的方(fāng)式。对于在(zài)星系团之(zhī)间的(de)相互作用，科学家还(hái)引(yǐn)入了外部(bù)场效应(yīng)的概念，指的是在数百(bǎi)万光年的规模上(shàng)，巨(jù)大的质量之间会(huì)产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立(lì)，这(zhè)意味着(zhe)我们需要(yào)对(duì)现在的物理定律(lǜ)进行修正(zhèng)，这些(xiē)发现也让(ràng)很(hěn)多人认为(wèi)暗物质假说理论就此终结。但是在(zài)宇宙当中还有关于暗物质存在(zài)的其(qí)他(tā)的理论证据(jù)，这些理论证据是蒙德理(lǐ)论所没法解释(shì)的“引力(lì)透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的星(xīng)系团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们(men)大部(bù)分(fēn)的普通质(zhì)量都在星系的(de)气体当中。当星团(tuán)以1000万(wàn)公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生(shēng)碰(pèng)撞的(de)时候，星际气(qì)体的相互作用就会导致温度的急(jí)剧升高(gāo)，速度(dù)大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹(dàn)星(xīng)系团大(dà)部分的质量将位(wèi)于(yú)所有(yǒu)这些气体(tǐ)所在的中间区域。那么我们通(tōng)过什(shén)么来验证它(tā)的(de)质量(liàng)区域(yù)到底是不是(shì)集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的高清照片，在照片中我们可以明显地(dì)看到(dào)很多星系似乎被(bèi)拉(lā)伸(shēn)产(chǎn)生了(le)巨(jù)大(dà)的形变。其实这些星系本身并不(bù)是(shì)真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而是这样极遥(yáo)远的天(tiān)体和我们地球上的观测(cè)者之间。被(bèi)一个质量超级巨大的天体遮挡(dǎng)，这(zhè)个超大质量的东西(xī)的引(yǐn)力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的(de)光都发生了扭曲。这个(gè)现象(xiàng)就是引力透镜效应。这个(gè)巨(jù)大的天体(tǐ)可能是超大质(zhì)量的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们(men)对(duì)子弹星(xīng)系团(tuán)观(guān)测的时候，发(fā)现(xiàn)它的(de)大质量区域并不是(shì)在中(zhōng)间，而是(shì)在两侧。所以最(zuì)好的解释(shì)方法就是(shì)当星(xīng)团发(fā)生全部的(de)碰撞时，可(kě)被观测到的质(zhì)量(liàng)气体被卡(kǎ)在(zài)了中间，暗物质则直接通(tōng)过了这(zhè)个区域，并在两边形(xíng)成了引力(lì)透镜。对子弹星系团(tuán)的引力(lì)透(tòu)镜(jìng)研(yán)究也被认(rèn)为是暗物质存(cún)在(zài)的迄今为止最(zuì)好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中最(zuì)古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终于(yú)可(kě)以畅通无(wú)阻地(dì)穿越在宇宙当(dāng)中(zhōng)了(le)。经过了(le)130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各相同(tóng)性的(de)微波辐(fú)射(shè)。其中红色的(de)部分表示温度(dù)较高的区域(yù)，蓝(lán)色则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之间的温差只(zhǐ)有万分之一(yī)。

科学家们通(tōng)过对前(qián)景背景分(fēn)离后的二值图像进行连通域提取和标记之(zhī)后发现(xiàn)，如果宇宙当中没(méi)有暗物(wù)质，图(tú)形看起来不应该是(shì)这样的，而随着暗物质的(de)增加，一些峰值的幅度(dù)会减小，才(cái)变(biàn)得看起(qǐ)来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微(wēi)波背(bèi)景辐(fú)射的(de)测量值，我们需要的暗物质大约是普通物质的(de)5倍。这个数字与解释星(xīng)系(xì)当中(zhōng)恒星运动所需要的暗物(wù)质比(bǐ)例是一致(zhì)的。这就意(yì)味着。

用(yòng)了一个简单的(de)理论框(kuāng)架，就很(hěn)好(hǎo)地解释了很多(duō)不(bù)同的观测结果。而暗物质的本(běn)质就(jiù)是(shì)宇宙当中存在(zài)着某(mǒu)种类型的粒(lì)子(zi)，它们不参(cān)与任何其他的电(diàn)磁作(zuò)用，只通(tōng)过引力来相(xiāng)互作用。所以(yǐ)如果能够找(zhǎo)到这种粒子(zi)的存在(zài)，就相(xiāng)当于找到了(le)暗物(wù)质存在的(de)实(shí)际证(zhèng)据。这种粒子(zi)到底是什么？科学家(jiā)们已经提出了数十(shí)种的(de)假(jiǎ)想目标，而(ér)要寻找这(zhè)些不同(tóng)的目标粒子所需要的(de)实验方式也不相同。在过去的几十年当(dāng)中，人类为了寻找这(zhè)些(xiē)看不见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规物(wù)质相(xiāng)互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行(xíng)了超过50次的实验，却没有任(rèn)何实质性的发(fā)现，除(chú)了一个地方，意(yì)大利的格(gé)兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯(sī)山(shān)脉。

在(zài)山(shān)下1400米处(chù)的地下(xià)矿井当中，藏着地球上最大的(de)地学实验室(shì)，这个实(shí)验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一(yī)个三层(céng)楼高的探测器，一(yī)直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的(de)周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学家(jiā)声称观(guān)测(cè)到了某种信号(hào)。经过了(le)20多(duō)年的数据收集，人们发现了一个(gè)有趣的事(shì)情。探测率会在每年的6月(yuè)份达到峰(fēng)值，然后在11月(yuè)降(jiàng)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(kě)能是人类发现暗物(wù)质的第一个直接证据。

但是为什么暗物(wù)质会产生周期性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚才我们讲了太阳系正在(zài)以220公里/秒的(de)速度围绕(rào)着银河系进行移动，那(nà)么如果暗物质(zhì)存(cún)在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样的速度在(zài)穿(chuān)越(yuè)着暗物质(zhì)流(liú)，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)太阳进行旋转。所以有半年的(de)时(shí)间(jiān)，地球围绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而(ér)另外半年(nián)则与之相反。

而(ér)在6月份的时候(hòu)，地球(qiú)与太阳的(de)方向正(zhèng)好达到(dào)完全一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时(shí)段。而在(zài)11月份，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管(guǎn)在实际的情(qíng)况中，太(tài)阳(yáng)系相对银河(hé)系的(de)平面呈(chéng)现了(le)60度的倾斜，但是这并不(bù)影响这(zhè)个理论的有(yǒu)效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用来解释，研究人员(yuán)们所观测(cè)到的周期(qī)性信(xìn)号。当然(rán)也可能有其他的情况，造成(chéng)这种(zhǒng)年度周(zhōu)期信号的差(chà)异也可能是温度、湿度、土(tǔ)壤(rǎng)中的水(shuǐ)分、高(gāo)山上的积雪，甚至连(lián)意大利游客的(de)数量也(yě)符合这(zhè)个(gè)周期(qī)的规(guī)律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学家们又在南(nán)半(bàn)球建立了一个(gè)几乎(hū)相(xiāng)同的实验室，这(zhè)里的(de)季节(jié)与之(zhī)前的实验室正好相反，而在(zài)这里，地球(qiú)穿过暗(àn)物(wù)质流的运动特征(zhēng)和第一个实验室是(shì)一样的。

因此(cǐ)，如果在这里(lǐ)可以得到相同的信号(hào)，就可以成为(wèi)暗物质所存(cún)在的非(fēi)常有力的证(zhèng)据(jù)了。但是(shì)由(yóu)于这个实(shí)验室刚刚建成不久，所以截(jié)至目前还无法提供相应的数据支持(chí)。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望(wàng)远镜，这台太空(kōng)望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃(bó)望远(yuǎn)镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其(qí)中一(yī)个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后的(de)奥秘，对于探(tàn)测的结果，我们只能拭目(mù)以待了(le)。费米(mǐ)实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在(zài)，它们极有可能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应(yīng)，会支(zhī)持(chí)宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者说是生命进(jìn)化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得(dé)到进(jìn)一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物质会不会意味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某个角落(luò)的行星上，暗物(wù)质正在通过这样的(de)效应创造生命。当然，这些推(tuī)论的大前提是要先找到暗物质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不(bù)存在(zài)呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支(zhī)持是我(wǒ)更新的(de)动力！

未经允许不得转载：惠安汇通石材有限公司 铅笔芯真的含铅且有毒吗 铅笔芯导电吗