宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为何会存(cún)在科学无法解释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟是(shì)什么？人(rén)类为了(le)寻找暗(àn)物(wù)质存在的证据(jù)，科学家们在过(guò)去的几十年当中进行了(le)超过50次的长期实验，但是却没有发现(xiàn)任何的有(yǒu)效证(zhèng)据。除(chú)了(le)一个地方(fāng)，在1687年出版(bǎn)的自然哲学(xué)数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天(tiān)体运动(dòng)的规律(lǜ)。往后的(de)几(jǐ)百年来，当天文学家(jiā)们发现某些天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就(jiù)会知道(dào)，周围一定(dìng)有未知(zhī)的天体通(tōng)过引(yǐn)力(lì)在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天王星运行轨道的异(yì)常，推(tuī)算并且发现了海王(wáng)星的存在(zài)。另外(wài)，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都是应(yīng)用万有引力定律(lǜ)所(suǒ)取(qǔ)得重大天文成就的(de)例子。但是这些发现都(dōu)是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上升到(dào)星系或者是星团的尺(chǐ)度，事情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测量后发(fā)星系团(tuán)的质量。这是一(yī)个由数(shù)千(qiān)个(gè)星系所组成(chéng)的巨大星系团(tuán)，这些星系(xì)被引力(lì)束缚在一起。测(cè)量(liàng)星(xīng)系团的质(zhì)量一般会使用(yòng)到两(liǎng)种方法，当两种方法结(jié)果一致，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

第一种是获(huò)得(dé)其"光度学的质量"，需(xū)要(yào)的数(shù)据是(shì)测量(liàng)各个星系的光度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学(xué)质(zhì)量的计算，是三衢道中古诗曾几的几,怎么读，曾几的三衢道中的意思利用光谱(pǔ)红(hóng)移测量星(xīng)系团中的(de)各个(gè)星系相对于星系团的运动速度。当测量结(jié)果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了(le)，“动力(lì)学质量”竟然是“光度(dù)学质(zhì)量(liàng)”的(de)400倍。这意味着，后发座(zuò)星系团有99%的(de)质(zhì)量消失了，或者说这99%的质量并不以可见光的(de)形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在测(cè)量速度的(de)过(guò)程中，兹威(wēi)基发现星(xīng)系(xì)团中很多星系(xì)的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星(xīng)系的(de)质量所产生的引力是(shì)无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它(tā)们早就(jiù)应该被抛(pāo)出星系团之外了(le)，除非有一种神秘(mì)的(de)力量在起(qǐ)作(zuò)用(yòng)，这种力量来(lái)源于某(mǒu)种隐形(xíng)的物质。

据此，兹(zī)维基提出了这样部(bù)分不(bù)可见的暗质，它(tā)不发散光(guāng)、吸(xī)光、反射(shè)光，但(dàn)是它们却占(zhàn)据着(zhe)宇宙中绝大(dà)部分的质量。只(zhǐ)是当(dāng)时的人们(men)对这样的一(yī)种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质(zhì)”这个(gè)词才再一次(cì)出(chū)现(xiàn)。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观测(cè)仙(xiān)女座星系(xì)中的恒星运动。理论上来说(shuō)，距离中心越远的恒(héng)星在其轨道上的运行速度就会越慢(màn)。但是他们(men)观测的结果却让人感(gǎn)到不可思议。

随着(zhe)与中心距离的增加，恒星的(de)旋转(zhuǎn)速度几乎(hū)保持不变。可是根据牛顿(dùn)的万有引力定(dìng)律，在星系当中如(rú)果(guǒ)没有足够大(dà)的质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒(héng)星早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种现(xiàn)象，科(kē)学(xué)家们会(huì)使用(yòng)一种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的方(fāng)法(fǎ)来解(jiě)释暗物质的存在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴上距(jù)离(lí)星系(xì)中心的距离，以(yǐ)及在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的(de)旋转速度(dù)。如果出现异常(cháng)的(de)结(jié)果，就认为是由暗物质的力(lì)量进入(rù)其(qí)中。

于是科(kē)学家们通(tōng)过射电望远镜测量(liàng)了(le)距离星系(xì)中心更(gèng)远距离(lí)的氢元素，发现它们的(de)旋转(zhuǎn)速度并(bìng)不符合牛顿的力学(xué)定律。我们的太(tà三衢道中古诗曾几的几,怎么读，曾几的三衢道中的意思i)阳系也不例外(wài)，太(tài)阳系(xì)位于银(yín)河系(xì)的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定(dìng)律进行计算(suàn)，太阳(yáng)系的(de)运行速(sù)度(dù)应该是160千(qiān)米/秒(miǎo)，但实际上，太阳(yáng)系(xì)正在以220千米/秒的(de)速(sù)度(dù)围绕银河系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度远(yuǎn)远(yuǎn)大于理(lǐ)论(lùn)速度，那么产生(shēng)以(yǐ)上这(zhè)种向心加速度的原因很(hěn)可能就是存在着(zhe)一种我们看不到(dào)的物质(zhì)，是这些暗物质(zhì)的(de)引力效(xiào)应将星系(xì)聚(jù)集在了一起。

也是从(cóng)这时开始，越来(lái)越(yuè)多的研(yán)究人员开始相信暗物质(zhì)的存(cún)在。科学家根据星系外(wài)恒星轨(guǐ)道的速度，估(gū)算在(zài)星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)暗物质的质量(liàng)占整个(gè)星系质量的(de)85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以解(jiě)释这个现象的原(yuán)因。在(zài)一项(xiàng)新的研究当(dāng)中，科学家们(men)发现，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力效(xiào)应的(de)遥远恒星之间，也(yě)会出现速度上的微小差异(yì)。另(lìng)外，天(tiān)文(wén)学家还(hái)发现了(le)一个反常的(de)星系，叫做(zuò)Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离地(dì)球(qiú)大约2.5亿光(guāng)年，大(dà)小(xiǎo)和(hé)银(yín)河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系的千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必(bì)须存在暗物(wù)质，否则就(jiù)会分崩离(lí)析。但是科学家们使用最(zuì)先进的望远镜对其(qí)进行(xíng)了40个小时的(de)详细测量之后，发现星系中的恒星运(yùn)动是可以用正(zhèng)常(cháng)的物质和(hé)力(lì)学(xué)定律来(lái)解(jiě)释的。那么又(yòu)有人提(tí)出，也(yě)许该星系(xì)的(de)暗物(wù)质，已经(jīng)被附近的(de)另一个大星系剥离了(le)。奇怪的是，它的附近没有任何星系存(cún)在。造(zào)成这些现(xiàn)象的(de)除了暗物质的假说之(zhī)外，另一种可能就是(shì)人类对引力的理解(jiě)还(hái)不够全面(miàn)，引(yǐn)力很可能在(zài)不同(tóng)尺度空间中的(de)工作方(fāng)式(shì)是不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照(zhào)我们所理(lǐ)解的方式运动。但(dàn)是上升(shēng)到星系和星团的(de)尺度(dù)，引力之间的(de)相互作用则是不同的方式。对于在星(xīng)系(xì)团(tuán)之(zhī)间(jiān)的相互作用，科学(xué)家还引入了(le)外部场效应的概念，指的是在数百万(wàn)光(guāng)年的规模(mó)上，巨大的质(zhì)量之间(jiān)会产生对彼此(cǐ)特(tè)殊的效果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着我们需要(yào)对(duì)现在的物(wù)理(lǐ)定律进行修正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让很多人认为(wèi)暗物质假说理(lǐ)论就此终结。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗物(wù)质存在的其他的理(lǐ)论证据，这些理论(lùn)证(zhèng)据是(shì)蒙德理论所没法解(jiě)释的(de)“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向距离(lí)为37亿光年的(de)子(zi)弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞的星系(xì)团所组成(chéng)，类似(shì)这样的星团，它(tā)们大部(bù)分的普通(tōng)质量都在星(xīng)系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小时发(fā)生碰撞的时候(hòu)，星际气体的(de)相互(hù)作用就会导(dǎo)致温度的急剧(jù)升高(gāo)，速(sù)度大幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在理论上，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)些气体所在的中(zhōng)间区域。那么我(wǒ)们通过什么来(lái)验证它的质量区域(yù)到(dào)底是不(bù)是(shì)集中在中间呢(ne)？前(qián)不(bù)久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当(dāng)中第(dì)一(yī)张全(quán)彩的高清(qīng)照片(piàn)，在照片中我们可以(yǐ)明显(xiǎn)地看(kàn)到很多星系似(shì)乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了(le)，也不是(shì)韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而(ér)是这样极遥远的天(tiān)体和我们地球上的(de)观测者之间。被(bèi)一(yī)个质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这(zhè)个超大(dà)质量的(de)东西的引力(lì)，会使身后更(gèng)遥远星(xīng)系的光都(dōu)发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜效应(yīng)。这(zhè)个巨大的天体可能是超大质量(liàng)的(de)黑(hēi)洞或者是(shì)暗物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系团(tuán)观(guān)测(cè)的时候(hòu)，发现它的大质量区域并不(bù)是(shì)在中间，而是(shì)在两侧。所以最好的解(jiě)释方法(fǎ)就是(shì)当(dāng)星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被观测到的(de)质量(liàng)气体(tǐ)被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接通过了这(zhè)个区域，并在两边形成了引力透(tòu)镜。对子弹星(xīng)系(xì)团的引力透镜研究也被认为是暗物质存在(zài)的迄今(jīn)为(wèi)止最(zuì)好的(de)理论证据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于(yú)可以(yǐ)畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年之后(hòu)，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同(tóng)性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之间的(de)温差只有万分之(zhī)一。

科学(xué)家们通过对(duì)前景背景分离后的二值图像进行连(lián)通(tōng)域提取(qǔ)和(hé)标记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物质，图形看(kàn)起来(lái)不应该是这(zhè)样的(de)，而(ér)随着暗物质的增加，一些峰值的幅(fú)度会减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波(bō)背景辐射的(de)测量值，我们需(xū)要的暗(àn)物(wù)质大约是(shì)普通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星运动所需(xū)要(yào)的暗物质比例是(shì)一致的。这(zhè)就意味(wèi)着(zhe)。

用了一个(gè)简单的(de)理论框架，就很(hěn)好(hǎo)地解释了很(hěn)多不同的(de)观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着(zhe)某种类型的粒子，它(tā)们不参与任何其(qí)他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所以(yǐ)如果能(néng)够找到(dào)这种粒(lì)子的存在，就相(xiāng)当于找到了暗物(wù)质存在(zài)的实际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子(zi)到(dào)底是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目(mù)标，而(ér)要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需要的(de)实验方式也(yě)不相同。在(zài)过去的几十年当中，人(rén)类为了寻找这些看不(bù)见、摸不到，几乎不会(huì)与常规(guī)物质(zhì)相互(hù)作用的“暗物质”，科学家们已经进行(xíng)了超(chāo)过50次的实验，却没(méi)有任何实质性(xìng)的发现，除了一个地(dì)方，意(yì)大利(lì)的格(gé)兰三衢道中古诗曾几的几,怎么读，曾几的三衢道中的意思萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山(shān)脉。

在山(shān)下1400米处的(de)地(dì)下矿井当(dāng)中，藏着(zhe)地球上(shàng)最大的地(dì)学实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测(cè)器，一(yī)直(zhí)致力于(yú)寻找暗物质(zhì)粒子的(de)周期性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来，这(zhè)里的(de)科学家声(shēng)称观测到了某(mǒu)种信号。经过了20多年的(de)数据(jù)收集，人们(men)发(fā)现了一个有趣的(de)事情。探测率会在(zài)每(měi)年的6月份达到峰值，然后在11月降到(dào)最低，而且(qiě)在(zài)20年当(dāng)中每年都是一样(yàng)。一些科学家(jiā)认为这(zhè)可能(néng)是(shì)人类发现暗物(wù)质的(de)第(dì)一个(gè)直接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产生(shēng)周期性的年度信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在(zài)以220公里/秒的速度围(wéi)绕(rào)着银河系进行移动，那(nà)么如果暗物质(zhì)存在(zài)宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意味着(zhe)我们也在(zài)以这(zhè)样的速度在穿(chuān)越着(zhe)暗物质流，这个过程中(zhōng)会产生相应(yīng)的振荡，同(tóng)时(shí)地球又以30公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋转。所以有(yǒu)半年的(de)时间，地球围绕(rào)太阳的方向与太(tài)阳环绕银河系(xì)的方(fāng)向是一致(zhì)的，而另外半(bàn)年则与之相(xiāng)反。

而在6月(yuè)份的时候(hòu)，地球与太阳的方向正好达到完(wán)全(quán)一致，这是理论上地球穿越(yuè)暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对(duì)银(yín)河(hé)系的平面(miàn)呈(chéng)现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这(zhè)个理论的有效(xiào)性。

因此科(kē)学家认(rèn)为这可(kě)以用来解释，研究人员们所观测到的周(zhōu)期性信号(hào)。当(dāng)然(rán)也可能(néng)有其他的情况，造成这种年度(dù)周(zhōu)期信号的(de)差(chà)异也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的(de)水(shuǐ)分、高山上(shàng)的积(jī)雪，甚至连意大利游客的数量也符合这个(gè)周期(qī)的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同的实验(yàn)室，这里的季节(jié)与(yǔ)之前的实验(yàn)室正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质(zhì)流的运动特征(zhēng)和第一个实验室是一(yī)样的。

因此(cǐ)，如(rú)果在(zài)这里可以得到相同的(de)信号，就(jiù)可以成为暗物(wù)质(zhì)所存在的非(fēi)常有(yǒu)力的(de)证据(jù)了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建(jiàn)成(chéng)不久，所以截至目(mù)前还无法提供相应的数(shù)据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的(de)望远(yuǎn)镜(jìng)，这台太空望(wàng)远镜叫做“南(nán)希格雷斯(sī)罗(luó)曼(màn)”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望(wàng)远镜(jìng)相同，但(dàn)它(tā)的(de)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(luó)曼太空望(wàng)远镜其中一个(gè)关(guān)键的用途就是探索(suǒ)暗(àn)物(wù)质背后的奥秘(mì)，对于(yú)探测(cè)的结果，我们只(zhǐ)能拭目(mù)以待了。费米(mǐ)实验室粒(lì)子(zi)天体物(wù)理中心(xīn)的科学(xué)家丹琥珀(pò)和(hé)贾森斯特芬研究(jiū)发现，如果暗(àn)物(wù)质存在，它们极(jí)有可能拥有另一种神秘的效应，这(zhè)种暗物质效应(yīng)，会支持宇(yǔ)宙当中生(shēng)命的诞生，或者说(shuō)是(shì)生(shēng)命进化的一个重要(yào)因素。

如果这一理论(lùn)得(dé)到进一步的证(zhèng)实(shí)，那(nà)么(me)遍布(bù)宇宙(zhòu)当中(zhōng)的暗物质会不(bù)会意(yì)味着人类并(bìng)不孤单(dān)呢(ne)？或许(xǔ)在宇宙当中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在(zài)通过这样(yàng)的效应创(chuàng)造生(shēng)命。当然(rán)，这些推论的(de)大前提是要先找到(dào)暗物质(zhì)存在的实际证据。那(nà)么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点(diǎn)赞，你(nǐ)的支持是我(wǒ)更(gèng)新(xīn)的(de)动(dòng)力！

未经允许不得转载：惠安汇通石材有限公司 三衢道中古诗曾几的几,怎么读，曾几的三衢道中的意思