宇宙是“人为(wèi)制造(zào)”的？为(wèi)何会(huì)存在科(kē)学(xué)无法(fǎ)解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什(shén)么？人(rén)类为(wèi)了寻找暗物质存在的证据，科(kē)学家们在(zài)过(guò)去(qù)的几十年当中进行了超过(guò)50次的长期(qī)实验，但是却没有发(fā)现任何的有(yǒu)效证据。除了一个地(dì)方，在1687年(nián)出(chū)版(bǎn)的自然哲学数学原(yuán)理一(yī)书中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表了万有引力定(dìng)律(lǜ)，它揭示(shì)了(le)宇宙中天体(tǐ)运动的规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文(wén)学家们发现某些天(tiān)体运(yùn)行轨儿童兴趣班有哪些项目排名，十大最无用的兴趣班道出现异常，不(bù)符合万有引力(lì)定律的时候，他们就会(huì)知(zhī)道，周围(wéi)一(yī)定有未知的天体通过(guò)引力(lì)在摄动它(tā)的轨道(dào)。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通(tōng)过天王星(xīng)运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现(xiàn)都是应用万有引力(lì)定律(lǜ)所取(qǔ)得(dé)重大天文(wén)成就的例(lì)子。但是这些发现都是(shì)在恒星系(xì)统的尺度当中，可(kě)当(dāng)我们上升到(dào)星系或者是星(xīng)团的尺度，事情(qíng)就(jiù)开始变(biàn)得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测(cè)量后(hòu)发星系团的质量。这是一(yī)个由(yóu)数(shù)千(qiān)个星系所组成的(de)巨大(dà)星系团，这些星(xīng)系被(bèi)引力束(shù)缚在一(yī)起。测量星系团的质量(liàng)一般会使用到两种方(fāng)法，当(dāng)两种(zhǒng)方法结果一(yī)致，就可(kě)以确定(dìng)其质量的(de)范围(wéi)。

第(dì)一种是获得其"光度学的质(zhì)量"，需要的数据(jù)是测(cè)量各个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星系(xì)团中的各个星系相对于星系团的运(yùn)动速度。当测量结果出来之后，兹威(wēi)基(jī)彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是(shì)“光度(dù)学(xué)质(zhì)量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座(zuò)星系团(tuán)有99%的质量消失了(le)，或者(zhě)说这99%的质量并(bìng)不以(yǐ)可见光的形式所存在，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在测量速度的(de)过程(chéng)中，兹(zī)威基发现星系团中很多星系的速度比理论(lùn)上要快得多，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这(zhè)些(xiē)可(kě)见星系的质量所(suǒ)产生(shēng)的引(yǐn)力是(shì)无法将它们束缚(fù)在星(xīng)系团内的，它们早(zǎo)就应该被抛(pāo)出星系(xì)团之外(wài)了，除非(fēi)有一(yī)种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力(lì)量来源(yuán)于(yú)某种隐形的物质。

据此，兹(zī)维基提出了这样部分不可见的(de)暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但是它们却占(zhàn)据着(zhe)宇宙中绝大部(bù)分的质量。只是当(dāng)时的人们对(duì)这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直(zhí)到(dào)40年之后，“暗物(wù)质”这个词(cí)才再一次出现。天(tiān)文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女座星系(xì)中的恒(héng)星运动。理论上来说(shuō)，距离中心越远(yuǎn)的恒星(xīng)在其轨道上的运行速度就会越(yuè)慢。但是他们观(guān)测的结果(guǒ)却让人感到不可(kě)思(sī)议(yì)。

随着与(yǔ)中心(xīn)距离的(de)增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根(gēn)据牛(niú)顿的万有引力定(dìng)律，在星(xīng)系当中如果没有足够大的质(zhì)量来吸引它们，这些外围的恒星早(zǎo)就(jiù)被(bèi)甩到宇宙当中了。基于这(zhè)种现象，科(kē)学家们会使用一种相对标准的(de)方法(fǎ)来解释(shì)暗(àn)物质的(de)存在，这种(zhǒng)方法就是测量星系当(dāng)中气体在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的(de)旋转速度(dù)。如果(guǒ)出现(xiàn)异常的结果，就认为(wèi)是(shì)由暗物质的力量进入其中。

于是科学家(jiā)们通过射电望远镜(jìng)测量了距离星系中心更远距离(lí)的氢元素，发(fā)现它们的旋(xuán)转速度(dù)并不(bù)符合(hé)牛顿的(de)力(lì)学定律。我们的太阳系也不例(lì)外，太阳系位(wèi)于银河系的第(dì)三(sān)悬(xuán)臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万光(guāng)年(nián)，根据万有引力定律进行(xíng)计算，太阳系的(de)运行速(sù)度应该是160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在(zài)以220千米(mǐ)/秒的速度围绕(rào)银河系(xì)旋转，这(zhè)个实际速(sù)度远远大于理(lǐ)论速度(dù)，那么产生以上(shàng)这种向心(xīn)加速度的原因很可能(néng)就是存在着一(yī)种(zhǒng)我们看(kàn)不到的(de)物质，是这些暗物质的引(yǐn)力效(xiào)应将(jiāng)星(xīng)系(xì)聚集在(zài)了一起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多(duō)的研究人员开始相(xiāng)信暗物质的存在(zài)。科学家根据星系外恒(héng)星(xīng)轨道的(de)速度(dù)，估算在星系(xì)当中(zhōng)暗物质的质(zhì)量占整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物质并(bìng)不是(shì)唯(wéi)一(yī)可以解释这个(gè)现象的原因(yīn)。在一项新的研究当中(zhōng)，科学(xué)家们发现，几(jǐ)乎没(méi)有引力(lì)效应(yīng)的遥(yáo)远恒(héng)星之间，也会出现速度上的微(wēi)小(xiǎo)差异。另外，天(tiān)文学家还发现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河(hé)系不多，但是(shì)星系当中存在的(de)恒(héng)星(xīng)数量(liàng)却只有(yǒu)银河系的千分之(zhī)一(yī)。

所以在理论上，该星系必(bì)须存在(zài)暗物质，否则就会分崩离析(xī)。但是科学家们使用最先进(jìn)的望远镜对其进行了40个小时的详细测(cè)量之后(hòu)，发现星系中的恒星运动是可以用正(zhèng)常的(de)物质(zhì)和力学定(dìng)律来解(jiě)释的。那么又有人提出，也许该星系的暗(àn)物质(zhì)，已经被附近的另(lìng)一个大星系剥离了(le)。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何星(xīng)系存(cún)在。造成(chéng)这些现象的(de)除了暗物质的(de)假说之外，另一(yī)种可能就是人类对(duì)引力的理(lǐ)解还不够全面，引力很可能(néng)在不同尺度空(kōng)间(jiān)中的工作方式是不同(tóng)的，这意(yì)味(wèi)着(zhe)在行(xíng)星系尺度(dù)中的(de)天体会沿着它们的轨道，按(àn)照我们所理解的方式运动(dòng)。但是上升(shēng)到星系(xì)和星团的尺度，引力(lì)之间的相互作(zuò)用(yòng)则是不同的(de)方(fāng)式(shì)。对于(yú)在星(xīng)系团之(zhī)间的相互作用，科(kē)学家还引入了外部场效应的概念，指的是在数百万光年的规模(mó)上(shàng)，巨大(dà)的质量之间会产(chǎn)生对(duì)彼(bǐ)此特殊的(de)效(xiào)果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着(zhe)我们需要对(duì)现在的物理定律(lǜ)进行修正，这些(xiē)发现也(yě)让很多人认为暗(àn)物质假说理论就此终(zhōng)结。但是在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中还有关于暗(àn)物质(zhì)存在的其他的(de)理论证据，这些理(lǐ)论证(zhèng)据是蒙德理论(lùn)所(suǒ)没法(fǎ)解(jiě)释(shì)的(de)“引(yǐn)力透镜”。

径向距离为37亿光年的子(zi)弹星系(xì)团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所(suǒ)组成，类似这样的星团，它们大部分的普通质量都在星系的气体当中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气(qì)体(tǐ)的(de)相互作(zuò)用就会导致(zhì)温度(dù)的(de)急剧(jù)升高，速度大幅降(jiàng)低(dī)。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰撞之后，子(zi)弹星系团大部分的质量将位于所有这(zhè)些气体所(suǒ)在的中间区域(yù)。那么我们通(tōng)过(guò)什么(me)来验证它的(de)质量区域到(dào)底是不是集中在中间呢(ne)？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了(le)宇宙当中第一张全(quán)彩(cǎi)的高清照片，在照(zhào)片中我们(men)可(kě)以明显地看到很多星系似乎被拉伸产(chǎn)生了巨(jù)大(dà)的形变。其实这些星系(xì)本身并不是真的被扭曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了什(shén)么(me)问题，而是这样极遥远的(de)天(tiān)体和我们地球上的观测者之(zhī)间。被一个质量(liàng)超级巨(jù)大的(de)天(tiān)体遮挡，这个(gè)超大质量的东西的引力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都(dōu)发生了扭曲。这(zhè)个现象就是(shì)引力(lì)透镜效(xiào)应(yīng)。这个(gè)巨大的(de)天体可能是超大质量的黑(hēi)洞或者是暗(àn)物质。

所(suǒ)以当人们(men)对子弹星系团(tuán)观(guān)测(cè)的时候，发现它的大(dà)质量(liàng)区域并不是在(zài)中间，而是在两侧(cè)。所以最好的解释(shì)方法就是当(dāng)星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了(le)中间，暗物质则直接通过了这个区域，并在两边形成了(le)引力透镜。对(duì)子(zi)弹星系团的引力(lì)透镜研究也(yě)被认为是暗物质存在的迄今(jīn)为(wèi)止(zhǐ)最好的理论(lùn)证据(jù)。

儿童兴趣班有哪些项目排名，十大最无用的兴趣班data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/3b484d043bd3430.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

除此之外，还(hái)有来自(zì)宇宙(zhòu)当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光(guāng)终于(yú)可以畅(chàng)通无阻地(dì)穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留(liú)下了各(gè)相同性的微波辐射。其中红(hóng)色(sè)的部分(fēn)表(biǎo)示温度(dù)较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对(duì)较冷(lěng)的区域，但实际上它们之间的温差只有万分之一。

科(kē)学(xué)家(jiā)们(men)通过对前景背景(jǐng)分离后(hòu)的(de)二(èr)值图(tú)像(xiàng)进(jìn)行连通域(yù)提取和标记之(zhī)后(hòu)发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形(xíng)看起来不(bù)应(yīng)该是这样的，而随(suí)着(zhe)暗物(wù)质的(de)增加，一些峰值(zhí)的幅(fú)度会减小(xiǎo)，才变得(dé)看起来“和谐”。为(wèi)了匹配(pèi)宇宙微(wēi)波背(bèi)景辐射的(de)测量值，我们需要的暗物质大约是(shì)普通物(wù)质的(de)5倍。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星(xīng)运动所需要的暗物质(zhì)比例是(shì)一致的。这就意味着。

用(yòng)了一个(gè)简(jiǎn)单的理论(lùn)框架，就(jiù)很好地解释了很多不同的观(guān)测结(jié)果。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是(shì)宇宙当中(zhōng)存在着某(mǒu)种类型的粒子，它们(men)不参与任何其他(tā)的电磁作用，只通过引力来相互作(zuò)用。所(suǒ)以如果能够找到这种粒(lì)子的存在(zài)，就相(xiāng)当于找到(dào)了暗物质存(cún)在的实际证据。这种粒子(zi)到底是什么？科学家(jiā)们(men)已经提出了数十种的假想目(mù)标，而(ér)要寻(xún)找这些(xiē)不(bù)同(tóng)的(de)目标粒子所需(xū)要的实验(yàn)方式也不相同。在过去(qù)的几(jǐ)十年(nián)当中，人类为(wèi)了寻找这些看不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不(bù)会与(yǔ)常规物质相(xiāng)互作用的(de)“暗物质”，科(kē)学家(jiā)们(men)已(yǐ)经进行了超过50次的实验，却没(méi)有任何实质(zhì)性的发现(xiàn)，除了一个地方(fāng)，意(yì)大利的格兰萨(sà)索(suǒ)山，隶(lì)属于(yú)阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着地球上最大的地学实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有(yǒu)一(yī)个三层(céng)楼高的(de)探测器(qì)，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家声称观测到了某种信号。经过(guò)了20多年的数据收集，人们发现(xiàn)了一(yī)个有趣的(de)事情。探测率会在每年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月降到(dào)最低，而且在20年当中每年都是一样。一(yī)些科(kē)学家认为(wèi)这(zhè)可能(néng)是(shì)人类发现暗物质的第(dì)一个直(zhí)接证据。

但是为什(shén)么暗物质(zhì)会产生周期性的(de)年(nián)度信号(hào)呢(ne)？刚才我(wǒ)们(men)讲(jiǎng)了(le)太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕着银河(hé)系进(jìn)行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在(zài)以(yǐ)这样的(de)速(sù)度在穿(chuān)越着(zhe)暗物质流，这个过程中会(huì)产生相应的振(zhèn)荡，同时地球又(yòu)以30公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半(bàn)年(nián)的时间，地球围(wéi)绕太阳的方向与太阳环(huán)绕银河(hé)系的方向是一(yī)致的，而另外半年(nián)则与之(zhī)相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地(dì)球与太阳的方(fāng)向正好达到完全(quán)一致(zhì)，这是理论上(shàng)地(dì)球穿越暗物质(zhì)流最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰(qià)好达到了最慢值(zhí)。尽(jǐn)管在实际的情况中(zhōng)，太阳系相对银河系(xì)的平面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并(bìng)不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来解释(shì)，研究(jiū)人员们所观(guān)测到的周期性信号。当(dāng)然也可能(néng)有其他的情(qíng)况，造成这种年度周期信号的差异也可能是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大(dà)利(lì)游客的(de)数量也(yě)符合(hé)这个(gè)周期(qī)的规律(lǜ)。

所以，科学家们又(yòu)在南半(bàn)球建立了一个(gè)几乎相同的实验(yàn)室，这里的(de)季节与之前的实验室正好(hǎo)相反(fǎn)，而在这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗物质流的运动特征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在(zài)这里可(kě)以得(dé)到相同的(de)信(xìn)号，就(jiù)可以成为暗物(wù)质所存(cún)在的非(fēi)常(cháng)有力(lì)的证据了。但是由于(yú)这个实验室刚刚建成(chéng)不(bù)久，所以截至目前(qián)还无法提供(gōng)相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射(shè)一(yī)台新(xīn)的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视(shì)场(chǎng)仪(yí)器提供的视野是哈(hā)勃红(hóng)外仪器的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼(màn)太空望远(yuǎn)镜其中(zhōng)一个(gè)关键(jiàn)的用途(tú)就(jiù)是探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我们只能(néng)拭目以待了(le)。费米实验室粒子(zi)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(guǒ)暗物质存在，它们极有(yǒu)可能拥有另一种神秘(mì)的效应，这种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙当(dāng)中生(shēng)命的诞生，或者说是生命进化(huà)的一个重(zhòng)要因(yīn)素。

如果这(zhè)一(yī)理论得到进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味着(zhe)人(rén)类并(bìng)不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某(mǒu)个(gè)角落(luò)的行(xíng)星上，暗(àn)物质正在通过这样的效(xiào)应(yīng)创(chuàng)造生(shēng)命。当(dāng)然，这些(xiē)推论(lùn)的大(dà)前提是要(yào)先找(zhǎo)到(dào)暗物质存(cún)在的(de)实际(jì)证据(jù)。那么小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得(dé)暗物质到底存不存(cún)在(zài)呢？喜(xǐ)欢(huān)请点赞，你的支持是我更新的动(dòng)力！

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