宇宙(zhòu)是“人为(wèi)制造”的？为何会(huì)存在科学无法解释(shì)的“暗(àn)物质”？暗物(wù)质又究竟是(shì)什么？人类为了(le)寻找(zhǎo)暗(àn)物质存在的证(zhèng)据(jù)，科学家们在过去的几十(shí)年当(dāng)中(zhōng)进行了超过50次的(de)长(zhǎng)期实验，但是却(què)没有发现任何(hé)的(de)有效(xiào)证据。除了(le)一个(gè)地方，在(zài)1687年出版的自然哲学(xué)数学(xué)原理(lǐ)一书中(zhōng)，埃(āi)萨(sà)克牛顿(dùn)发(fā)表(biǎo)了(le)万有引力定(dìng)律，它(tā)揭(jiē)示了宇宙中天体运(yùn)动的(de)规(guī)律。往后(hòu)的(de)几百年(nián)来，当天文学家们发现某(mǒu)些天体运行轨道出(chū)现异常，不符合万有引力(lì)定律的时候，他们就会(huì)知(zhī)道，周围一定有(yǒu)未知(zhī)的天体通过引力在(zài)摄动它的轨道。比如在(zài)1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星(xīng)运行轨(guǐ)道(dào)的异常，推算并(bìng)且发现(xiàn)了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都是(shì)应用万(wàn)有引力(lì)定律(lǜ)所取(qǔ)得重大天文(wén)成就的例(lì)子。但(dàn)是(shì)这些(xiē)发现都是在恒星系统的尺度(dù)当中，可当我们上升到星系(xì)或者是星团的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家弗里茨兹威基正在研(yán)究和测量后发星(xīng)系团(tuán)的质量(liàng)。这是一个(gè)由数(shù)千个星系所组成的巨大星系团，这些星系被(bèi)引力束缚在一起(qǐ)。测量星系团的质(zhì)量一般(bān)会使用到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一致，就可以确定其质量的范围。

第一种是获得其(qí)"光(guāng)度学的质量"，需要的数(shù)据(jù)是测量各个星系的光度。

第二种是动力(lì)学质量的(de)计算，是利(lì)用光谱红(hóng)移测量星系(xì)团(tuán)中的各个(gè)星系相对于星系(xì)团的运动速度(dù)。当(dāng)测量结果出(chū)来之(zhī)后(hòu)，兹威基彻底(dǐ)懵(měng)了，“动力学(xué)质量”竟然是“光度学质量”的(de)400倍。这意味着，后发座(zuò)星(xīng)系(xì)团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量并(bìng)不以可见光的形式所存在，我们无法看到。最诡异的(de)是，在测量速度的过程(chéng)中(zhōng)，兹威基发(fā)现星系团(tuán)中很多星系(xì)的速度(dù)比理论上要快得多，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质(zhì)量所产生的引力是无法将它们(men)束缚(fù)在星(xīng)系团内的(de)，它们早就(jiù)应该被抛出星系团之(zhī)外了(le)，除非有(yǒu)一种神秘的(de)力量在起(qǐ)作用，这种力量来源于(yú)某种隐形的物质。

写照的意思 写照是什么词性ecoding="async" data-ratio="0.6186612576064908" data-type="jpeg" data-w="1479" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/46f985a9e4c3e7e.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

据此，兹(zī)维基提出了这样部(bù)分不(bù)可见的暗(àn)质(zhì)，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但(dàn)是它们却占据着(zhe)宇宙中绝大(dà)部分的(de)质量(liàng)。只是(shì)当时的人们(men)对(duì)这(zhè)样的一种说(shuō)法不屑一顾(gù)。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再(zài)一次出(chū)现。天文学家维拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女座(zuò)星(xīng)系中的恒(héng)星运(yùn)动。理论上来说，距离中心越远的恒星在(zài)其轨道上的运行速度就会越(yuè)慢。但是他们观测的结(jié)果(guǒ)却让(ràng)人(rén)感到不可思议。

随(suí)着与(yǔ)中心距(jù)离的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根据(jù)牛顿的(de)万有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)，在星(xīng)系当(dāng)中如(rú)果没有(yǒu)足够(gòu)大的(de)质量来(lái)吸引(yǐn)它们，这些外围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙当中了。基(jī)于这(zhè)种现(xiàn)象(xiàng)，科学(xué)家们会使用一(yī)种(zhǒng)相(xiāng)对(duì)标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的存在，这种方法就是测量星(xīng)系当中气体在X轴上(shàng)距离星(xīng)系中心的(de)距离，以及(jí)在Y轴上气(qì)体的旋转(zhuǎn)速度。如(rú)果出现异常的(de)结果，就认为(wèi)是由暗物质的(de)力量进入其(qí)中。

于是科学家们通过射(shè)电望远镜测量了距离星系中心(xīn)更远距离(lí)的氢(qīng)元素，发现它们的旋转速度(dù)并不符合牛(niú)顿的力学定律。我们的(de)太阳系也不例外，太(tài)阳系位于(yú)银(yín)河系(xì)的第三悬(xuán)臂之上(shàng)，距离(lí)银河系(xì)中(zhōng)心2.6万光(guāng)年(nián)，根据万(wàn)有引力定律(lǜ)进行(xíng)计算，太(tài)阳(yáng)系的运行速度(dù)应该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以220千米(mǐ)/秒的速度围(wéi)绕银(yín)河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于理论速度，那么产(chǎn)生以上这种(zhǒng)向(xiàng)心(xīn)加速度(dù)的原因很可能就(jiù)是存在着一种我们看不到(dào)的物质，是这(zhè)些(xiē)暗物质的引力效应将星系聚集在了(le)一起。

也是从这时(shí)开始，越(yuè)来越多的研究人员开始相信(xìn)暗物质的存在。科学家根据星系(xì)外恒星轨道(dào)的速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中暗物质的质量(liàng)占整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物(wù)质(zhì)并不是(shì)唯(wéi)一(yī)可以(yǐ)解释这个现(xiàn)象的(de)原(yuán)因。在一项新的(de)研究当中，科学家们(men)发现(xiàn)，几(jǐ)乎(hū)没有(yǒu)引力(lì)效应的遥(yáo)远恒(héng)星之间，也(yě)会(huì)出现速(sù)度上的(de)微小差(chà)异。另外，天文学家还(hái)发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大(dà)约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系(xì)不多，但是星系当中存在的(de)恒星数量却只有银(yín)河系(xì)的千分之(zhī)一。

所以在理(lǐ)论上，该(gāi)星系必须存在暗物质，否则(zé)就会分(fēn)崩离析。但是科学(xué)家们使用最先进的望远镜对(duì)其进(jìn)行了40个小(xiǎo)时的详细测量之后，发(fā)现星系中的恒星运动是可(kě)以用正(zhèng)常的物质和力学(xué)定律(lǜ)来解释(shì)的。那么又有人提出，也许该星(xīng)系的(de)暗物质，已经被(bèi)附近的另一个大星系剥离了。奇(qí)怪的(de)是，它的附近没有任何(hé)星(xīng)系(xì)存(cún)在。造成这些(xiē)现象的除了暗物质的假说(shuō)之外，另(lìng)一种可能就是人类对(duì)引力的理(lǐ)解还不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺(chǐ)度空间中(zhōng)的工作方式是不同的(de)，这意味着在行星系尺(chǐ)度(dù)中的天体会(huì)沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但(dàn)是上升到星系和(hé)星团的尺度，引(yǐn)力之间(jiān)的相互作用(yòng)则(zé)是不(bù)同的方式。对(duì)于在星系团之间的(de)相互(hù)作用，科学家还引入了外(wài)部场效应(yīng)的(de)概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大(dà)的质量(liàng)之(zhī)间会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成(chéng)立(lì)，这(zhè)意味(wèi)着我们需要对现在的(de)物理定律进行修正，这些发现也让很多(duō)人认(rèn)为暗物质假(jiǎ)说理论(lùn)就(jiù)此终结。但是(shì)在宇宙当(dāng)中还有关于暗(àn)物质存在的其他的理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙德(dé)理论所没法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星系(xì)团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所(suǒ)组成，类似这(zhè)样的星(xīng)团，它们大部(bù)分(fēn)的普通质量都在星系(xì)的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里/小时(shí)发(fā)生碰撞的时候，星际(jì)气体(tǐ)的相互作(zuò)用(yòng)就会(huì)导致(zhì)温度的急剧升高(gāo)，速度大幅降低(dī)。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之(zhī)后，子(zi)弹星系团大部分的质量将位(wèi)于所有这些气体所(suǒ)在的中间(jiān)区域。那么我(wǒ)们通过什么来验证(zhèng)它(tā)的(de)质(zhì)量区(qū)域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第一张全彩(cǎi)的(de)高清照片(piàn)，在照片中我(wǒ)们可以明显地看(kàn)到很多星(xīng)系(xì)似乎被拉(lā)伸产生了巨大(dà)的形变。其实这些星系本身并(bìng)不是真(zhēn)的被(bèi)扭曲了，也不是(shì)韦伯(bó)望远镜出了(le)什(shén)么问题(tí)，而是(shì)这样极遥远的天(tiān)体和我(wǒ)们(men)地球上的观测者之间(jiān)。被一(yī)个质量超级巨大的天体遮挡(dǎng)，这个(gè)超大质量(liàng)的东(dōng)西的引力，会使身后更(gèng)遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这(zhè)个(gè)现象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨大的天体可能是超大质量的(de)黑(hēi)洞或(huò)者(zhě)是暗物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系团观(guān)测的时候(hòu)，发现它的(de)大质量区域并不是在中(zhōng)间(jiān)，而是在(zài)两侧。所以最好的解(jiě)释(shì)方法就是当星团发生全(quán)部的碰(pèng)撞时，可被观(guān)测到的质量气(qì)体被(bèi)卡在了中间，暗(àn)物质则(zé)直接通过了(le)这个区域，并在两边形成了(le)引力(lì)透镜。对(duì)子弹(dàn)星系团的引力透镜研究也被(bèi)认为是暗物质(zhì)存在的(de)迄今为止最(zuì)好的理论证据(jù)。写照的意思 写照是什么词性

除此之(zhī)外，还有来自宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万(wàn)年之后，可(kě)见光终于(yú)可以畅(chàng)通无阻地穿越在(zài)宇宙(zhòu)当中了(le)。经过了(le)130多亿(yì)年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背(bèi)景上留下了各相同(tóng)性的微波(bō)辐(fú)射。其(qí)中红色的部分(fēn)表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则表(biǎo)示相(xiāng)对较冷的区域，但实际上(shàng)它们之(zhī)间的温差只有万分(fēn)之一。

科学家们通过对(duì)前(qián)景背景分离后的二值图像进行连通(tōng)域提(tí)取和标记之(zhī)后发现，如(rú)果宇宙当(dāng)中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微波背景辐(fú)射(shè)的测量(liàng)值，我(wǒ)们需要的暗物质大(dà)约是普通(tōng)物质(zhì)的5倍。这(zhè)个数(shù)字与解释(shì)星系当(dāng)中恒星运动所需要的暗物质比例是一致(zhì)的。这就意味着(zhe)。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就很好地解(jiě)释了很多不同的观(guān)测结果。而暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存(cún)在(zài)着某种(zhǒng)类型的(de)粒子，它们不参(cān)与任何(hé)其他的电磁作用，只通(tōng)过引(yǐn)力来相互(hù)作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相(xiāng)当于(yú)找到(dào)了暗(àn)物质存(cún)在的(de)实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十种的假想目(mù)标，而要寻找这些不同的目标粒子所(suǒ)需要的实验方式(shì)也不(bù)相(xiāng)同。在过去的几十(shí)年当(dāng)中，人类为了(le)寻找这(zhè)些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎(hū)不会与(yǔ)常规物质相(xiāng)互作用的“暗物(wù)质”，科学(xué)家们已经(jīng)进行(xíng)了超过50次的(de)实验，却(què)没有任何(hé)实质(zhì)性的(de)发现，除了一个(gè)地方(fāng)，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在(zài)山(shān)下(xià)1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着地球(qiú)上最大(dà)的(de)地学实验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的探(tàn)测(cè)器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周期性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这里(lǐ)的(de)科学家声称观测到(dào)了某种信号。经过了(le)20多年的数据收集，人们(men)发现了一个有趣的(de)事情。探测率会在每(měi)年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且在20年当(dāng)中每年(nián)都是一样。一些科(kē)学家认为这可能是人类(lèi)发现暗物质(zhì)的第一个直(zhí)接证据。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周(zhōu)期性的年度信号呢(ne)？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒的(de)速度围(wéi)绕(rào)着(zhe)银河系进行移动，那么如果暗(àn)物质存在宇宙当中(zhōng)，这(zhè)意味着我们也在(zài)以(yǐ)这样的速度在穿越(yuè)着暗物质(zhì)流，这个过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地球(qiú)围绕(rào)太阳的方向与太阳环绕银(yín)河系的方向(xiàng)是一致(zhì)的，而另外半年则(zé)与之相(xiāng)反。

而(ér)在(zài)6月份的时候(hòu)，地球与(yǔ)太阳的方向(xiàng)正好达(dá)到完全一致，这是理论上(shàng)地球穿越暗物质流最快的时段(duàn)。而在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际(jì)的情况中，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈现(xiàn)了60度(dù)的倾斜，但(dàn)是这(zhè)并不影响这(zhè)个理论的有效(xiào)性。

因此科(kē)学(xué)家认为这(zhè)可(kě)以用来解释(shì)，研究(jiū)人员们所观测到的周期性信号。当然也(yě)可能有其他(tā)的情(qíng)况，造(zào)成这种年度周期(qī)信号的差(chà)异(yì)也(yě)可能是(shì)温度、湿(shī)度、土壤中(zhōng)的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的(de)数量也符合这(zhè)个周期的规律。

所以，科(kē)学家们又在南半球建(jiàn)立了一个几乎相(xiāng)同的(de)实验室，这里的季(jì)节与之前的(de)实验室正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实验室(shì)是一样的。

因此，如果在这里可(kě)以得到(dào)相同(tóng)的信(xìn)号(hào)，就(jiù)可以成为(wèi)暗物质所存在(zài)的非常(cháng)有力的证据(jù)了。但是由于这(zhè)个(gè)实验室刚刚建成(chéng)不久，所(suǒ)以(yǐ)截至目前还无法提供相应的数据支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射一台(tái)新(xīn)的望远镜，这台(tái)太空(kōng)望远镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远(yuǎn)镜(jìng)相同，但它的宽视场(chǎng)仪器提(tí)供(gōng)的视野是哈(hā)勃红外仪(yí)器的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一个关键(jiàn)的用(yòng)途就(jiù)是探索(suǒ)暗物质背(bèi)后的(de)奥秘，对(duì)于(yú)探(tàn)测的结(jié)果，我们只能拭目以待了(le)。费米实验室(shì)粒子天体物理(lǐ)中心的科(kē)学家丹(dān)琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗物(wù)质(zhì)存在，它们极有(yǒu)可能拥有另一(yī)种神秘的(de)效(xiào)应，这种暗(àn)物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生(shēng)命(mìng)进化的一个重要因素(sù)。

如果这一理论(lùn)得到进一步的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中(zhōng)的暗物质会不会意味着人类并(bìng)不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当中(zhōng)某个(gè)角落的行星上，暗物质正在通(tōng)过这样的效(xiào)应创(chuàng)造(zào)生命。当然，这些推论的大前提是要先(xiān)找到暗物质存在的实际证(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质(zhì)到(dào)底(dǐ)存不存在(zài)呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的支(zhī)持(chí)是我更新的动力！

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