宇宙是“人为制(zhì)造”的？为何会存在科学无(wú)法(fǎ)解(jiě)释的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟(jìng)是什(shén)么？人类为了(le)寻找暗物质存在的证据，科学家们在(zài)过去(qù)的几十年当中进行了(le)超过50次的长期实验，但是(shì)却没有发现任何(hé)的有效证据。除(chú)了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律(lǜ)，它揭(jiē)示(shì)了宇宙中天(tiān)体运动(dòng)的规律。往后的几百年来，当天文学(xué)家们发(fā)现某(mǒu)些天(tiān)体运行轨道(dào)出现异常，不符(fú)合万有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有未知的(de)天(tiān)体通过引力在摄(shè)动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星运(yùn)行(xíng)轨道的异常，推算并且发(fā)现了海王(wáng)星(xīng)的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的发现都是应(yīng)用万有引力定律(lǜ)所取得重大天文(wén)成就的例子。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上升到星系(xì)或(huò)者是星(xīng)团(tuán)的尺度(dù)，事(shì)情就开始变得诡异(yì)了(le)。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹威(wēi)基正(zhèng)在研究(jiū)和测量后发抖音我从来没想过我这放荡的灵魂是什么歌，抖音有一首歌什么荡悠悠星(xīng)系(xì)团的质量。这是一个由数千(qiān)个(gè)星系所组成(chéng)的(de)巨大星系团，这些(xiē)星系被引(yǐn)力束(shù)缚在一起。测量星(xīng)系(xì)团的质量一般会使用到(dào)两种方(fāng)法，当两种方(fāng)法结果(guǒ)一致，就(jiù)可以确定其质量的范围。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质量(liàng)"，需要的数(shù)据是测(cè)量(liàng)各个星系(xì)的光度。

第二种是动(dòng)力学质量的计算，是利用光(guāng)谱红(hóng)移测(cè)量(liàng)星(xīng)系团(tuán)中的(de)各个星系(xì)相(xiāng)对(duì)于星系(xì)团的运动速度(dù)。当(dāng)测(cè)量结果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度(dù)学质量”的(de)400倍(bèi)。这意(yì)味着，后发座星系团(tuán)有99%的质量消失了，或者说这99%的质(zhì)量(liàng)并不(bù)以可见光(guāng)的形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是(shì)，在(zài)测量(liàng)速度的过程(chéng)中(zhōng)，兹威(wēi)基发现星系团中很多星系(xì)的速度比(bǐ)理论上要快得(dé)多，按(àn)照牛顿的(de)运动(dòng)学(xué)定律(lǜ)，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所(suǒ)产(chǎn)生的引力是无法将它们(men)束(shù)缚在星系团(tuán)内的，它们早就应该被抛(pāo)出星(xīng)系(xì)团(tuán)之外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量在起作(zuò)用，这种力(lì)量来源于(yú)某(mǒu)种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基提出了(le)这样部分(fēn)不可见(jiàn)的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射(shè)光，但是它(tā)们(men)却占据(jù)着宇宙中(zhōng)绝大部(bù)分的质量。只是当时的人们对这样的(de)一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才再(zài)一次出现。天文学家维拉(lā)鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙女座星系中的恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中心越远的(de)恒星在其轨道上的运行速度就(jiù)会越(yuè)慢。但是他们(men)观测的结(jié)果却让人感到不可(kě)思议。

随(suí)着与中心(xīn)距离的增加(jiā)，恒星的旋(xuán)转速度几(jǐ)乎保(bǎo)持不(bù)变。可是根据牛顿的万有引力定(dìng)律，在星系(xì)当(dāng)中如(rú)果(guǒ)没(méi)有足(zú)够大的(de)质量(liàng)来吸(xī)引它们，这些外(wài)围的恒星(xīng)早就被甩到(dào)宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。基于这种现象，科学家们会使用一种相对(duì)标准(zhǔn)的(de)方法来解(jiě)释暗物质的存在，这(zhè)种方法就是测量星系(xì)当(dāng)中气体(tǐ)在X轴上距离星(xīng)系(xì)中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果(guǒ)出现(xiàn)异常的结果，就(jiù)认(rèn)为(wèi)是由暗物(wù)质的力量进入其(qí)中。

于是(shì)科学家们(men)通(tōng)过(guò)射电(diàn)望远镜测量了距离星系中心更远(yuǎn)距离(lí)的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的(de)力学定律。我们(men)的(de)太阳系(xì)也(yě)不(bù)例(lì)外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距离银(yín)河(hé)系(xì)中心2.6万光年，根据万有引力定律进行(xíng)计算(suàn)，太(tài)阳系(xì)的运(yùn)行(xíng)速度应(yīng)该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系正在(zài)以220千米/秒的速(sù)度(dù)围绕(rào)银(yín)河系旋转，这个实(shí)际速度远远大于理(lǐ)论速度，那么产生以(yǐ)上这种向心加速度的原因(yīn)很可能就是存在(zài)着一种我(wǒ)们看(kàn)不到的物质(zhì)，是(shì)这些暗物(wù)质的引力(lì)效(xiào)应将星系聚集(jí)在了一起。

也是从(cóng)这(zhè)时开始，越来越多的研究人员开始相信(xìn)暗(àn)物质的(de)存在(zài)。科学家根据星系外恒星(xīng)轨道的(de)速(sù)度(dù)，估算在(zài)星(xīng)系当中暗物质的质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解(jiě)释这个现象的原因。在一项新(xīn)的研究(jiū)当中，科学家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星(xīng)之(zhī)间，也会出现速度上的微小(xiǎo)差异(yì)。另外，天文学(xué)家还(hái)发(fā)现了(le)一个反常的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大(dà)小和(hé)银河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的(de)恒星数量却只有(yǒu)银河系的(de)千(qiān)分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系必须存在暗(àn)物质，否(fǒu)则就会分崩离析。但是科(kē)学家们使用(yòng)最(zuì)先进的(de)望(wàng)远镜对其进行(xíng)了40个(gè)小(xiǎo)时的详(xiáng)细(xì)测量(liàng)之后(hòu)，发(fā)现(xiàn)星系(xì)中(zhōng)的恒星运动(dòng)是(shì)可以用(yòng)正常的物质(zhì)和力学定律来解(jiě)释的。那(nà)么又(yòu)有人提出，也许(xǔ)该星系的(de)暗物质，已经被附近的另一(yī)个大星系剥离(lí)了。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何星系(xì)存在。造成这些现象的除(chú)了(le)暗物质(zhì)的假说之(zhī)外(wài)，另一种可能就是人类对(duì)引力的理解还不够全面，引(yǐn)力很(hěn)可能在不同尺度(dù)空间(jiān)中的工(gōng)作(zuò)方式是不(bù)同(tóng)的，这意味着在(zài)行星(xīng)系(xì)尺度中(zhōng)的天体会沿(yán)着它们(men)的轨道，按照我们所理解的方式运动。但是上升到星(xīng)系和星团的尺度，引力之间的(de)相互作用则是不同的方式。对于(yú)在星系团(tuán)之(zhī)间的相互作用，科(kē)学(xué)家还引入了外部场效应的概念，指的是在数(shù)百万(wàn)光年的(de)规模上，巨大的质量之间会产生(shēng)对彼(bǐ)此特(tè)殊的效果，这个理(lǐ)论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理(lǐ)论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我们需要对现(xiàn)在的(de)物理定律进(jìn)行(xíng)修正，这些发现也让很(hěn)多人(rén)认为暗(àn)物质假说(shuō)理论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当中还有关于暗(àn)物(wù)质存(cún)在的(de)其他的理(lǐ)论证据，这些理论(lùn)证据(jù)是蒙德理论(lùn)所(suǒ)没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的(de)子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星系团所组成，类似这(zhè)样的星(xīng)团，它们大部分的普通质(zhì)量都在星系的气体当中。当(dāng)星团以1000万(wàn)公里(lǐ)/小时发生碰撞的(de)时候，星际气(qì)体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速(sù)度大(dà)幅降低。所以(yǐ)在(zài)理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大(dà)部分的(de)质量将位于(yú)所有(yǒu)这些气体所在的中间区(qū)域(yù)。那(nà)么我们通过什(shén)么来验证它(tā)的质量区(qū)域到底(dǐ)是不是集(jí)中在(zài)中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙(zhòu)当中第一张全(quán)彩的高清照片，在照片中我们可以明(míng)显地看(kàn)到(dào)很多(duō)星系似(shì)乎被拉伸产生了巨大(dà)的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲(qū)了，也不是(shì)韦伯(bó)望远镜出了什(shén)么问题(tí)，而是(shì)这(zhè)样极遥远(yuǎn)的天体(tǐ)和我(wǒ)们地球上的观(guān)测者之间。被一个质量超级巨(jù)大的天体(tǐ)遮挡，这个超大(dà)质量的(de)东西的引力(lì)，会使身(shēn)后更遥远星系(xì)的光都发生(shēng)了扭曲(qū)。这个现象就是引力透(tòu)镜效应(yīng)。这个巨大的(de)天(tiān)体可(kě)能是超大质(zhì)量(liàng)的黑(hēi)洞或者是暗(àn)物质。

所以当人们对(duì)子弹星系团观测的(de)时候，发(fā)现它的大质量区域并不是在(zài)中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好的(de)解释(shì)方法就是当(dāng)星团发生全部的碰撞(zhuàng)时(shí)，可(kě)被(bèi)观测到的(de)质量气体被(bèi)卡在了中(zhōng)间(jiān)，暗物质则直接通过了这(zhè)个区域，并在(zài)两边形成了引力透镜。对子弹(dàn)星系团(tuán)的引力(lì)透镜研究也被认为是暗物质存在的迄今为止(zhǐ)最好(hǎo)的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙当中最古(gǔ)老的光(guāng)。从宇(yǔ)宙(zhòu)大爆炸开(kāi)始，38万年(nián)之(zhī)后，可见光终于(yú)可(kě)以畅通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年(nián)之后，这些(xiē)光在宇宙空间背景上(shàng)留下了各相同(tóng)性的微波辐(fú)射。其中红色的(de)部分表示温度较高的区域，蓝色则表示(shì)相(xiāng)对较冷的区(qū)域，但实际上它们之间的温差只有万分之(zhī)一(yī)。

科学家(jiā)们通过对前景(jǐng)背景分离后的二值(zhí)图像进行(xíng)连通域提取和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙当中没(méi)有暗(àn)物质，图(tú)形看起来不应该是这样的(de)，而随(suí)着暗(àn)物质的(de)增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的(de)测量值，我们需(xū)要的暗(àn)物(wù)质大约是普通物质(zhì)的(de)5倍。这个(gè)数字(zì)与(yǔ)解释星(xīng)系当(dāng)中恒星运(yùn)动所需(xū)要的(de)暗物质比例是(shì)一致的(de)。这就意味着。

用了一个(gè)简单的理(lǐ)论框(kuāng)架，就很好地(dì)解(jiě)释了很多不同的观(guān)测结果。而暗(àn)物质的本质就(jiù)是宇宙当(dāng)中(zhōng)存在着某(mǒu)种类(lèi)型的粒(lì)子，它(tā)们(men)不参与任何其他的电磁作(zuò)用(yòng)，只(zhǐ)通过引力来相互(hù)作(zuò)用(yòng)。所以如果能够找到(dào)这(zhè)种粒子的(de)存在，就相当于找到了(le)暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的实(shí)际证(zhèng)据(jù)。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找这(zhè)些(xiē)不同的目(mù)标粒子所需要的实验方(fāng)式也不(bù)相同(tóng)。在(zài)过去的几十年当中，人(rén)类(lèi)为(wèi)了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不到，几乎不会(huì)与常规物质相互(hù)作用(yòng)的“暗物质”，科(kē)学家们已经进(jìn)行了超过50次的(de)实验，却没有任(rèn)何(hé)实质(zhì)性(xìng)的发(fā)现，除了一个地方，意(yì)大利(lì)的格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼(lóu)高的探测(cè)器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周(zhōu)期(qī)性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到(dào)了(le)某种信号。经(jīng)过了20多年的数据收集(jí)，人们(men)发(fā)现了一(yī)个有趣的事情。探测率(lǜ)会在每年(nián)的(de)6月份达(dá)到(dào)峰值，然后(hòu)在11月降(jiàng)到最低，而(ér)且(qiě)在(zài)20年当中每(měi)年都是一样(yàng)。一些科学家认(rèn)为这可能是人类发现(xiàn)暗物质的(de)第一个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗(àn)物质会(huì)产生周期(qī)性的年(nián)度信号呢？刚才我们(men)讲(jiǎng)了太(tài)阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕着银(yín)河(hé)系进行(xíng)移动，那(nà)么如果暗物质存在(zài)宇宙(zhòu)当中，这意味(wèi)着(zhe)我们也在以这样的速(sù)度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过程(chéng)中会产(chǎn)生相(xiāng)应的振荡，同时(shí)地球又(yòu)以30公里(lǐ)/秒(miǎo)的(de)速度围绕(rào)太阳(yáng)进行(xíng)旋转。所(suǒ)以有半年(nián)的时间(jiān)，地球围绕(rào)太阳的方向(xiàng)与(yǔ)太阳环绕银河系的方向是一致(zhì)的，而另外(wài)半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太(tài)阳的(de)方向(xiàng)正好(hǎo)达(dá)到完(wán)全一致(zhì)，这是理论上(shàng)地(dì)球穿越(yuè)暗物质流最快的(de)时段(duàn)。而在11月(yuè)份(fèn)，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在(zài)实际的情况中，太阳系(xì)相(xiāng)对银河系的平面呈现了(le)60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这个理论的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来(lái)解(jiě)释(shì)，研究人员们所(suǒ)观测到的周期性(xìng)信号。当然也(yě)可能有其他(tā)的情况，造成这种年度周期信(xìn)号的差异也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪(xuě)，甚至连意大利游(yóu)客的数(shù)量也符合这个周期(qī)的(de)规(guī)律。

所以，科学家们又在南半球建(jiàn)立了一个几乎相同(tóng)的实验室(shì)，这里的季(jì)节与之前的实(shí)验(yàn)室正(zhèng)好(hǎo)相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物质流(liú)的运动特(tè)征和第一个(gè)实验室是一(yī)样的(de)。

因此，如果在这(zhè)里可以得到相(xiāng)同的信(xìn)号，就(jiù)可以成为暗物质(zhì)所存在的非常有力的证据了。但是(shì)由于这(zhè)个实验室(shì)刚刚建(jiàn)成(chéng)不久(jiǔ)，所(suǒ)以(yǐ)截至(zhì)目前(qián)还(hái)无法提供(gōng)相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一(yī)台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南(nán)希格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望(wàng)远镜(jìng)相同，但(dàn)它的(de)宽视场仪器提供(gōng)的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格雷(léi)斯罗曼太空望(wàng)远镜其(qí)中一个关键的用途就(jiù)是探索暗物(wù)质背后的奥秘，对于探测的(de)结果(guǒ)，我们(men)只能拭目(mù)以待了。费(fèi)米实(shí)验室(shì)粒子天体物理中心的(de)科(kē)学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究(jiū)发现，如(rú)果(guǒ)暗物(wù)质(zhì)存在(zài)，它们极有(yǒu)可能拥(yōng)有另一(yī)种神秘(mì)的效应，这种暗物质(zhì)效(xiào)应，会支持(chí)宇宙当中生(shēng)命的诞生，或(huò)者说是生命进化(huà)的一(yī)个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进一步(bù)的(de)证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会(huì)不(bù)会意味着人(rén)类并不孤单(dān)呢？或许在(zài)宇宙当中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通(tōng)过这样的效应(yīng)创(chuàng)造生命。当然，这些(xiē)推论的大前提是要先找到暗(àn)物质存(cún)在的(de)实际证据。那么小(xiǎo)伙(huǒ)伴(bàn)们，你(nǐ)们觉得(dé)暗(àn)物(wù)质到底存不存在(zài)呢？喜(xǐ)欢(huān)请点赞，你的(de)支持是我(wǒ)更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：惠安汇通石材有限公司 抖音我从来没想过我这放荡的灵魂是什么歌，抖音有一首歌什么荡悠悠