宇宙是“人为制(zhì)造”的？为何会(huì)存在科学无法解释的“暗(àn)物质”？暗(àn)物质(zhì)又(yòu)究竟(jìng)是什(shén)么(me)？人(rén)类为了寻找暗物(wù)质(zhì)存在的(de)证据，科学家们在过去(qù)的(de)几十(shí)年当(dāng)中(zhōng)进(jìn)行了(le)超过50次的长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任(rèn)何的有效(xiào)证据。除(chú)了一个地方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学原(yuán)理一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿(dùn)发(fā)表了万有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律，它揭示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运动(dòng)的(de)规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学家们(men)发现(xiàn)某(mǒu)些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有引(yǐn)力(lì)定律的(de)时(shí)候，他(tā)们就会知道，周围一定(dìng)有未知的(de)天体通过引力(lì)在(zài)摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通(tōng)过天王星(xīng)运行(xíng)轨道的异常，推(tuī)算并且发现了海王星的存在。另外，哈(hā)雷彗(huì)星、冥(míng)王(wáng)星的发现都是应用万有引力定(dìng)律(lǜ)所(suǒ)取得重(zhòng)大天文成就的例子(zi)。但是这些(xiē)发现都(dōu)是(shì)在恒星系(xì)统(tǒng)的(de)尺度当中，可当我们上升到星系或(huò)者是星(xīng)团的尺度，事(shì)情就开(kāi)始(shǐ)变得诡异了(le)。

周冬雨高考成绩是多少分，周冬雨高考分数是多少rc="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/7e58e8fcd62ac7f.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

1933年(nián)，瑞(ruì)士的物理学(xué)家弗里茨兹威基(jī)正在研究和(hé)测量(liàng)后发星系团的(de)质量。这是一个由数千个星(xīng)系所组成的巨大星系团(tuán)，这些(xiē)星系被引力束缚在一(yī)起。测量星系团的质量一般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方法(fǎ)结(jié)果一致(zhì)，就可以确定(dìng)其质量的范围(wéi)。

第一(yī)种(zhǒng)是获得其"光度学(xué)的质量"，需(xū)要的数据(jù)是(shì)测量各个(gè)星系的光度(dù)。

第二种(zhǒng)是动力学质量(liàng)的计算，是(shì)利用光谱红移测量星(xīng)系团中(zhōng)的各个星系相对于(yú)星系团的运动速度。当测(cè)量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍(bèi)。这意味着，后(hòu)发(fā)座星系团有99%的质(zhì)量消(xiāo)失了，或者说这99%的质(zhì)量(liàng)并(bìng)不以(yǐ)可见光的形式(shì)所(suǒ)存在，我们无(wú)法看到。最(zuì)诡异的是，在测(cè)量速度的过程中，兹威基发(fā)现星系团中(zhōng)很(hěn)多(duō)星(xīng)系的(de)速度比理论(lùn)上要快得多，按照(zhào)牛顿的运动(dòng)学(xué)定律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质(zhì)量所产生的引力是无法(fǎ)将它(tā)们束缚在星系(xì)团内(nèi)的，它们早就应该(gāi)被抛出星系(xì)团之外了，除非有一种神秘(mì)的力量在起作用，这种(zhǒng)力量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了(le)这样部分不可见的暗质，它不(bù)发散光、吸(xī)光(guāng)、反射光，但是它(tā)们却占据着宇宙中(zhōng)绝大(dà)部分的质量。只是当时的(de)人们(men)对这(zhè)样的一(yī)种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物(wù)质(zhì)”这个词(cí)才再(zài)一次出现。天(tiān)文(wén)学家维拉鲁宾和(hé)肯特(tè)福(fú)特在观测(cè)仙女座星系中(zhōng)的恒星运动。理论上来说，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒(héng)星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们观测的结果(guǒ)却让人感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星的旋转速度几乎(hū)保(bǎo)持(chí)不变。可是根据牛(niú)顿的万有引力(lì)定律，在星系当中(zhōng)如果没有足够大的质量来吸引它(tā)们(men)，这些(xiē)外围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。基(jī)于这种现(xiàn)象，科学家们会使用(yòng)一种相(xiāng)对标准(zhǔn)的方法来解释暗物(wù)质的存(cún)在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴上距离(lí)星系(xì)中心的距(jù)离，以(yǐ)及在Y轴上气体的(de)旋转速度。如果(guǒ)出现异常的结(jié)果，就认为是由暗物质的(de)力量进入其(qí)中。

于是科学家们通过射电(diàn)望(wàng)远(yuǎn)镜测量(liàng)了距离星系中心更远距离的氢元素，发(fā)现它们的旋转速(sù)度并不符合(hé)牛(niú)顿的力学(xué)定律。我们的太阳系也不例外，太(tài)阳系位于银河系的第(dì)三(sān)悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万光(guāng)年(nián)，根据万(wàn)有引力定(dìng)律进(jìn)行计(jì)算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米(mǐ)/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以(yǐ)220千米/秒的速(sù)度围(wéi)绕银河(hé)系旋转(zhuǎn)，这个实际速(sù)度(dù)远(yuǎn)远大(dà)于理论速(sù)度，那么产生以上这(zhè)种向心加速度的原因很可能就是存在着一种我们看(kàn)不到的物质，是这些(xiē)暗物(wù)质的(de)引力(lì)效(xiào)应将星系(xì)聚集在了一起。

也是从这时开始(shǐ)，越来(lái)越多的(de)研究人(rén)员开(kāi)始相(xiāng)信(xìn)暗(àn)物质的存在。科学家根据星系(xì)外(wài)恒星(xīng)轨(guǐ)道的速度，估算在(zài)星系(xì)当中暗物质的质量占整个(gè)星系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗物质并不(bù)是唯一可(kě)以解释(shì)这(zhè)个现象的原因。在一(yī)项新(xīn)的研究当中，周冬雨高考成绩是多少分，周冬雨高考分数是多少科(kē)学家(jiā)们(men)发现，几(jǐ)乎没有引力(lì)效应的遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上的微小差异。另(lìng)外(wài)，天文学家还发现(xiàn)了(le)一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大(dà)约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但是星系当中存在的恒(héng)星数(shù)量却只有(yǒu)银河系的千分之一。

所以在(zài)理(lǐ)论(lùn)上，该星系(xì)必(bì)须存在暗物质，否则就会分崩离析(xī)。但是科(kē)学家们使用最先进的望远镜(jìng)对其进(jìn)行了40个小时(shí)的详细测量(liàng)之后，发现星(xīng)系中的恒星运动(dòng)是可(kě)以用正(zhèng)常的物质和力学定(dìng)律(lǜ)来解(jiě)释(shì)的。那么又有人(rén)提出，也许该星系(xì)的暗(àn)物质，已经被附近的另一个(gè)大星系剥离了(le)。奇怪的是，它的附近没有任何星系存(cún)在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了暗(àn)物(wù)质(zhì)的假说之外，另一种可能就是(shì)人类对引(yǐn)力(lì)的(de)理(lǐ)解还(hái)不(bù)够全面，引力很(hěn)可能(néng)在不同尺度(dù)空(kōng)间中(zhōng)的工作方式(shì)是不同的，这(zhè)意味着在(zài)行星(xīng)系(xì)尺度中的(de)天体(tǐ)会沿(yán)着它们(men)的轨道，按(àn)照我(wǒ)们所理解(jiě)的方式运动。但是上升到星系和(hé)星团的尺度，引力之间的相互作用(yòng)则是不同的方式。对于在星系团之间的相互作用(yòng)，科学家还引入了外部场(chǎng)效应(yīng)的概念(niàn)，指的是在数百万光(guāng)年的规模上(shàng)，巨(jù)大的质量(liàng)之间会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(méng)德(dé)理论成立，这意(yì)味着我(wǒ)们(men)需要对现(xiàn)在的物理定律进行修正(zhèng)，这些发现也让很多人认为暗物(wù)质(zhì)假说理论就此终结。但(dàn)是在(zài)宇(yǔ)宙当(dāng)中还有关于(yú)暗物质存在(zài)的其他的理论(lùn)证据，这些(xiē)理论证据是(shì)蒙德理论所没法解释的“引力(lì)透镜(jìng)”。

径(jìng)向距(jù)离为(wèi)37亿(yì)光年(nián)的子(zi)弹星系(xì)团(tuán)，由(yóu)两个碰撞的星系团所组成，类似这样的星(xīng)团，它们大部分的(de)普通质量都在星系的气体当(dāng)中。当(dāng)星(xīng)团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧升(shēng)高，速(sù)度(dù)大幅降低(dī)。所以在理论(lùn)上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部(bù)分的质量(liàng)将位于所有(yǒu)这些气(qì)体所在的中间区域。那么我们通过什么来验证它的质量区域(yù)到底是不是集中在(zài)中间呢？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯(sī)韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了(le)宇宙当中第一张(zhāng)全(quán)彩的高清照(zhào)片，在照片(piàn)中我们可以明显地(dì)看(kàn)到很多星(xīng)系(xì)似乎(hū)被拉伸产(chǎn)生(shēng)了巨大(dà)的(de)形变。其(qí)实这(zhè)些星系本身并不是(shì)真的被(bèi)扭曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而是这样(yàng)极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被一个质量超级巨(jù)大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个(gè)超大质量(liàng)的东西(xī)的引力(lì)，会使(shǐ)身后(hòu)更遥远(yuǎn)星系的光(guāng)都发生了扭曲。这(zhè)个现(xiàn)象(xiàng)就是(shì)引(yǐn)力透镜(jìng)效应。这个(gè)巨大的天(tiān)体可能是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物(wù)质。

所(suǒ)以当人(rén)们对子弹星系团(tuán)观(guān)测(cè)的时(shí)候，发现它(tā)的大(dà)质量区域并不是在中间，而(ér)是在两侧。所以(yǐ)最好的解释方法就(jiù)是当星团发生(shēng)全部的碰撞时(shí)，可被观(guān)测到的(de)质量气体被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接(jiē)通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜(jìng)。对(duì)子弹星系团(tuán)的引力透镜研究也(yě)被认为(wèi)是暗物质存在的(de)迄今(jīn)为止最好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还(hái)有(yǒu)来(lái)自宇(yǔ)宙当(dāng)中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光(guāng)在宇(yǔ)宙空间背(bèi)景上留下了(le)各相同性(xìng)的微波辐(fú)射。其中红色的部(bù)分表示温度较高的区域，蓝(lán)色则表(biǎo)示相(xiāng)对较冷的区域，但实(shí)际上它们之间的温差(chà)只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背景分(fēn)离后的(de)二值图(tú)像进行(xíng)连通(tōng)域(yù)提取和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)没有暗物质，图周冬雨高考成绩是多少分，周冬雨高考分数是多少(tú)形(xíng)看起来不应该(gāi)是这样的，而随着暗物(wù)质的增加，一些峰值的幅度会减小，才变得看起(qǐ)来“和谐(xié)”。为(wèi)了匹配宇宙(zhòu)微波(bō)背景(jǐng)辐射的测量值(zhí)，我们需要的暗物质大约是(shì)普通物(wù)质的5倍。这个数字与(yǔ)解释星系当中恒星运动所需要的暗(àn)物质(zhì)比例是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的理论框架(jià)，就很好地(dì)解释(shì)了很多不同的观测结果(guǒ)。而暗(àn)物质的本质就是宇(yǔ)宙当(dāng)中存在着(zhe)某(mǒu)种类(lèi)型(xíng)的粒子，它们不(bù)参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能够找(zhǎo)到这(zhè)种粒子(zi)的(de)存在，就相当于找到了暗物(wù)质存(cún)在的实际证据(jù)。这种(zhǒng)粒子(zi)到底是(shì)什(shén)么？科学家们已经提出了数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的(de)目(mù)标(biāo)粒子所需要的实验(yàn)方(fāng)式也不相同。在过去(qù)的几十年当中，人(rén)类为了寻(xún)找这些(xiē)看(kàn)不见(jiàn)、摸不(bù)到，几乎(hū)不会与(yǔ)常(cháng)规物质相互作用的“暗物质(zhì)”，科(kē)学(xué)家们(men)已经进行(xíng)了超过50次的实验，却没有任何(hé)实质性的发现，除了一(yī)个地(dì)方，意大(dà)利的格兰萨索(suǒ)山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下(xià)1400米(mǐ)处的(de)地下矿井当中，藏着地(dì)球上最(zuì)大的地学实(shí)验室(shì)，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三(sān)层楼高的探(tàn)测器(qì)，一直致力于寻找暗物质粒子的(de)周期性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来，这(zhè)里(lǐ)的科学(xué)家声称观测(cè)到了某种(zhǒng)信(xìn)号。经过(guò)了20多年的数(shù)据收(shōu)集(jí)，人们发(fā)现了一个有趣的事情。探测(cè)率会(huì)在(zài)每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年(nián)当中每年都(dōu)是一样(yàng)。一些科学(xué)家认为这(zhè)可能是人类发现暗(àn)物(wù)质的第一(yī)个直接证据。

但是为什(shén)么暗物质会产生(shēng)周期性的年度(dù)信号呢(ne)？刚才(cái)我们(men)讲了太阳系正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕着(zhe)银河(hé)系进行移动，那么如果暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意(yì)味着我们也(yě)在以这(zhè)样的(de)速度在穿越着(zhe)暗物质流，这个过(guò)程中会(huì)产生相应的振荡，同时地(dì)球又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行旋(xuán)转。所以有半年的时(shí)间，地球围绕太阳的(de)方向与太阳环绕银河系的(de)方向是一致的(de)，而另外(wài)半年则与(yǔ)之相反。

而(ér)在6月份的(de)时候(hòu)，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这是(shì)理论上地球穿越暗物质流最快的时(shí)段。而(ér)在11月份(fèn)，又恰好达到了最慢(màn)值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际(jì)的情况中，太阳系相(xiāng)对银河系的(de)平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理(lǐ)论的(de)有效性。

因此(cǐ)科学家(jiā)认为这可(kě)以用(yòng)来解释(shì)，研(yán)究人员(yuán)们所观(guān)测到的(de)周(zhōu)期(qī)性信号。当然也可(kě)能有(yǒu)其他(tā)的情况，造成这种年度周期信号的差异也可能(néng)是温度、湿(shī)度、土壤中的水分、高山上(shàng)的积(jī)雪(xuě)，甚至连意大利游客的数量也(yě)符合(hé)这个周期的规律。

所以，科学家(jiā)们又(yòu)在(zài)南半球建(jiàn)立(lì)了一个几(jǐ)乎相同的实验室，这里(lǐ)的季节与之前的实验室正好相反(fǎn)，而在这里，地(dì)球(qiú)穿过暗物质流(liú)的运(yùn)动特(tè)征和第一(yī)个(gè)实验室(shì)是(shì)一样的。

因此(cǐ)，如果在这里可(kě)以得到相(xiāng)同的信(xìn)号，就可以成为暗物(wù)质所存在的(de)非常有力的证据了。但是由于这(zhè)个实验室刚刚(gāng)建成不(bù)久，所以截至目(mù)前(qián)还无法提(tí)供相应的数据(jù)支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射(shè)一台新(xīn)的望远镜，这台(tái)太空(kōng)望远镜(jìng)叫做“南(nán)希格(gé)雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大(dà)小跟(gēn)哈(hā)勃(bó)望远镜相同，但它的宽视(shì)场(chǎng)仪器提(tí)供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望(wàng)远镜其中(zhōng)一个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘(mì)，对于探测的(de)结果，我们只能拭(shì)目(mù)以待了(le)。费米实验室粒(lì)子天体(tǐ)物理(lǐ)中心的科(kē)学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯(sī)特芬研究发现，如(rú)果暗(àn)物质存在，它们极有可(kě)能拥有(yǒu)另一种神秘(mì)的效应，这种暗(àn)物(wù)质效(xiào)应(yīng)，会支持(chí)宇宙当中生命的(de)诞(dàn)生，或(huò)者说是(shì)生命进(jìn)化的一个重要因素。

如果这一(yī)理论得(dé)到进一步(bù)的证实，那么遍布宇宙当中的暗物(wù)质会不会意味(wèi)着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在通过(guò)这样的效应创(chuàng)造生命。当然，这(zhè)些推论(lùn)的大(dà)前提是要(yào)先找到暗物质存在的(de)实际证(zhèng)据。那么(me)小伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到(dào)底(dǐ)存不存在呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的(de)支(zhī)持是我(wǒ)更新(xīn)的动力！

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