宇(yǔ)宙是“人为制(zhì)造(zào)”的？为(wèi)何会(huì)存在科学(xué)无法解(jiě)释(shì)的“暗(àn)物质”？暗物质又究(jiū)竟是什(shén)么？人类为了寻(xún)找暗物(wù)质存在的证据，科学(xué)家们(men)在过去的几十年(nián)当中进(jìn)行了超(chāo)过(guò)50次的长期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的(de)自然哲学数学(xué)原理(lǐ)一书(shū)中，埃(āi)萨克(kè)牛(niú)顿发表(biǎo)了万有引力定(dìng)律，它揭示(shì)了(le)宇宙中天体运动(dòng)的规律(lǜ)。往后的(de)几百年来，当天文学家们(men)发现某些天体运行轨道出现(xiàn)异(yì)常，不(bù)符合万有(yǒu)引力定律的时候(hòu)，他(tā)们就(jiù)会知(zhī)道，周围一(yī)定有未知的天体通过(guò)引(yǐn)力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且(qiě)发(fā)现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗(huì)星、冥(míng)王星的发现都是应用万(wàn)有(yǒu)引力定律所取得重(zhòng)大天文成就的例(lì)子。但是这些发现(xiàn)都(dōu)是(shì)在恒(héng)星系统(tǒng)的(de)尺度当(dāng)中，可当(dāng)我们上(shàng)升到星系(xì)或(huò)者是星团(tuán)的尺度，事(shì)情就(jiù)开始(shǐ)变得(dé)诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹(zī)威(wēi)基(jī)正在(zài)研究和测量后发星系团的质量。这是一个由数千个星(xīng)系所组成的巨(jù)大星系团，这(zhè)些星(xīng)系被引力束缚在一起。测(cè)量星系(xì)团的(de)质量(liàng)一般会使(shǐ)用到(dào)两种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确定其质(zhì)量(liàng)的范围。

第一(yī)种是获得(dé)其(qí)"光度学的质量(liàng)"，需要的数据是测量各(gè)个星系的(de)光度(dù)。

第二种(zhǒng)是动力学质(zhì)量的计(jì)算，是利用(yòng)光谱红移测(cè)量星系团中的各个(gè)星系相对于星系(xì)团的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵(měng)了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味着，后发(fā)座(zuò)星系团有99%的(de)质量(liàng)消(xiāo)失了(le)，或者说这(zhè)99%的质量并(bìng)不以可(kě)见光的(de)形式所存在，我们无法看到。最(zuì)诡异的是，在测(cè)量速度的过程中(zhōng)，兹威基发现星系团(tuán)中很多(duō)星系的速度比理(lǐ)论上要快得多，按(àn)照牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠这些可(kě)见(jiàn)星系的质量(liàng)所产生的引力(lì)是(shì)无法将它们束缚在星系团内的，它(tā)们(men)早就(jiù)应该(gāi)被抛出(chū)星系团之(zhī)外了(le)，除非(fēi)有(yǒu)一种神秘的力(lì)量在起(qǐ)作用，这种(zhǒng)力量来(lái)源于(yú)某种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹维(wéi)基提出了这样部(bù)分不可见的(de)暗质(zhì)，它不发散(sàn)光、吸光、反(fǎn)射光，但是(shì)它(tā)们却占据着(zhe)宇宙中绝大部(bù)分的质量(liàng)。只是当(dāng)时的人们对这样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直(zhí)到(dào)40年之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次出现。天文学家(jiā)维拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特福特在(zài)观测仙女(nǚ)座(zuò)星系中的(de)恒星运动(dòng)。理(lǐ)论上来说，距离中心(xīn)越(yuè)远的(de)恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会(huì)越慢(màn)。但(dàn)是他们观(guān)测的结果却让人感(gǎn)到(dào)不可(kě)思议。

随着(zhe)与中(zhōng)心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保(bǎo)持(chí)不(bù)变。可是根据(jù)牛顿的万(wàn)有引力定(dìng)律(lǜ)，在星系当中如果(guǒ)没(méi)有足够大的(de)质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒(héng)星(xīng)早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于(yú)这种现象(xiàng)，科学家们会使用一种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗物质(zhì)的存在，这(zhè)种方法(fǎ)就是测量星系当中(zhōng)气(qì)体(tǐ)在X轴上距(jù)离星(xīng)系中心的距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速(sù)度。如(rú)果出现异常的(de)结果，就(jiù)认(rèn)为是由暗(àn)物质(zhì)的力(lì)量进入其中。

于是科学家们(men)通过射(shè)电望远镜测(cè)量了距离星系(xì)中(zhōng)心(xīn)更远距(jù)离的氢元素(sù)，发现它(tā)们的旋(xuán)转速度(dù)并(bìng)不符合牛顿(dùn)的力(lì)学定律。我(wǒ)们的太阳系也不例外，太阳(yáng)系位于银河系的第三(sān)悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力定律进行计算(suàn)，太阳系的运行速度(dù)应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速(sù)度(dù)围绕(rào)银河系旋转，这个(gè)实际速度远(yuǎn)远大于理论速度，那么产生以上这(zhè)种向心加速度(dù)的原因(yīn)很可能就是存在(zài)着一种(zhǒng)我们看不(bù)到(dào)的(de)物质，是这(zhè)些暗物质的引力效应(yīng)将星系(xì)聚集在了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越(yuè)来越多(duō)的研(yán)究人员开(kāi)始(shǐ)相信暗物质的(de)存在(zài)。科学(xué)家根据星系外恒星(xīng)轨道的速(sù)度，估(gū)算在星系当中暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可以解释这个现象(xiàng)的原因。在一项新的研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没有引力效(xiào)应的(de)遥远恒星之(zhī)间，也会(huì)出现速度上的(de)微小(xiǎo)差异(yì)。另外，天文学家还发现了一个反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约2.5亿(yì)光年(nián)，大小和银河(hé)系不多(duō)，但是(shì)星(xīng)系当中存在(zài)的恒星数(shù)量却只(zhǐ)有(yǒu)银河系的(de)千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系必(bì)须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们(men)使用(yòng)最先进(jìn)的望远(yuǎn)镜对其进行了40个(gè)小时的详细测量之后，发现星(xīng)系中的恒星运动是可以用正(zhèng)常的物质和力学定律来解释的。那么又(yòu)有人(rén)提出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗物质，已经被(bèi)附近的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附(fù)近(jìn)没有(yǒu)任何(hé)星系存在。造成这些现象的(de)除了暗物质的(de)假说之外，另一(yī)种可能就是(shì)人类对引力的理解还(hái)不够全面，引力很可能在不同尺度(dù)空间(jiān)中的(de)工(gōng)作方式是不同的，这意味着在行(xíng)星(xīng)系尺(chǐ)度中的天体会(huì)沿(yán)着它们(men)的轨道，按照我们(men)所理解(jiě)的方(fāng)式运动(dòng)。但是上(shàng)升到星(xīng)系和星团的尺度，引力之(zhī)间(jiān)的相(xiāng)互(hù)作用则(zé)是(shì)不同的方式。对于在星系团之间的(de)相互作(zuò)用，科学家还引入(rù)了外部场(chǎng)效应的概念，指的(de)是在(zài)数(shù)百(bǎi)万(wàn)光(guāng)年的规模上(shàng)，巨(jù)大的质量之(zhī)间会产生对彼此特殊的(de)效(xiào)果，这(zhè)个(gè)理论(lùn)叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着(zhe)我们(men)需要对(duì)现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些发现也让(ràng)很多人认为暗物质假说理(lǐ)论就此终结。但(dàn)是在宇宙当(dāng)中还(hái)有(yǒu)关于(yú)暗物质存在的其他的(de)理(lǐ)论证据，这些理论证据是蒙德(dé)理论所没法解释(shì)的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年(nián)的子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这样的星团，它们大部分的普(pǔ)通质(zhì)量都在(zài)星系(xì)的气(qì)体(tǐ)当(dāng)中。当星团以1000万公里/小时(shí)发生碰(pèng)撞的时(shí)候，星际气(qì)体的(de)相互作用就(jiù)会导致温度的急剧升高，速(sù)度(dù)大幅降(jiàng)低。所以(yǐ)在理(lǐ)论上，在碰(pèng)撞之后，子弹(dàn)星系团(tuán)大部分的质(zhì)量将位于所有(yǒu)这(zhè)些气体所(suǒ)在的中间区域。那么我(wǒ)们通过(guò)什么来验证它的质(zhì)量区域到底是不是集中(zhōng)在中(zhōng)间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望(wàng)远镜传回了宇宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全彩的(de)高清照片(piàn)，在(zài)照片(piàn)中我们可以明显地看到很(hěn)多星系(xì)似乎被(bèi)拉伸产生了巨大(dà)的(de)形变。其实这(zhè)些星系本(běn)身并不是真(zhēn)的(de)被扭曲了，也不(bù)是韦(wéi)伯望远镜出了(le)什么问题，而(ér)是这样极遥(yáo)远的(de)天(tiān)体(tǐ)和我们地球上(shàng)的(de)观测者(zhě)之间(jiān)。被一个质量超级巨(jù)大(dà)的天体遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力(lì)，会使身后(hòu)更遥远星(xīng)系的光(guāng)都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑洞或者是暗(àn)物质。

所以当(dāng)人们对子(zi)弹星系团观测(cè)的(de)时候，发现它的大质量区(qū)域(yù)并不是(shì)在中间，而(ér)是在两侧。所以最好(hǎo)的解释(shì)方(fāng)法就(jiù)是当(dāng)星(xīng)团(tuán)发生全部的(de)碰撞时，可被(bèi)观测到的质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物质(zhì)则(zé)直(zhí)接通过(guò)了(le)这个(gè)区域，并在两(liǎng)边形成了(le)引力透(tòu)镜(jìng)。对子(zi)弹星系团的引力透镜(jìng)研(yán)究也被认为是暗(àn)物质存在的迄(qì)今为止最好的理论证(zhèng)据。

除此(cǐ)之外(wài)，还有来自宇宙(zhòu)当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大(dà)爆炸(zhà)开始，38万年之后，可(kě)见光终(zhōng)于(yú)可以(yǐ)畅通无阻地穿(chuān)越在宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。经过了(le)130多亿(yì)年之后，这些光在(zài)宇宙空间背(bèi)景上留下了各相同性的微波辐(fú)射(shè)。其中红色的部分表(biǎo)示温度较高的区域(yù)，蓝色(sè)则表示相对较冷的区域，但实际上它们之间的温差只有万分(fēn)之一。

科学家们通过对前景背景分(fēn)离后的二(èr)值图像进行连(lián)通(tōng)域提取和标记之后发现，如(rú)果(guǒ)宇宙当(dāng)中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该是这样的(de)，而(ér)随着暗(àn)物质(zhì)的增加，一(yī)些峰值的(de)幅度会(huì)减(jiǎn)小(xiǎo)，才(cái)变得(dé)看(kàn)起来“和谐”。为(wèi)了(le)匹配宇宙微(wēi)波背景辐(fú)射的(de)测量值，我们(men)需要的(de)暗物质大(dà)约(yuē)是普(pǔ)通物质(zhì)的5倍。这个数字与(yǔ)解释星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质(zhì)比例(lì)是一致的。这就(jiù)意味着(zhe)。

用了一个简单(dān)的理论框架，就(jiù)很好地解(jiě)释了(le)很多不(bù)同的观(guān)测(cè)结果。而暗物质的本质就是(shì)宇宙当中存在着某(mǒu)种类(lèi)型的粒子，它们不参(cān)与任何其他的(de)电磁作用(yòng)，只通过引力来(lái)相互(hù)作用。所以如果(guǒ)能(néng)够找到这(zhè)种粒子的存在(zài)，就相当(dāng)于找到了暗物(wù)质存在的(de)实(shí)际证据。这种粒(lì)子到(dào)底是什么(me)？科学(xué)家们已经提出(chū)了数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻(xún)找这(zhè)些不(bù)同(tóng)的目标粒(lì)子(zi)所(suǒ)需要的实验方(fāng)式也不(bù)相(xiāng)同。在(zài)过去的几十(shí)年当中，人类(lèi)为了寻找这些看不见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎(hū)不(bù)会(huì)与(yǔ)常规物质相互作用的(de)“暗物质(zhì)”，科学家们(men)已经进行了超过50次的实验，却没有任何实(shí)质(zhì)性的(de)发现，除了一个地方，意(yì)大(dà)利的格兰萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的地(dì)下(xià)矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地(dì)学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的探测器，一直致力于(yú)寻找(zhǎo)暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声(shēng)称(chēng)观测(cè)到了(le)某(mǒu)种信号。经过了20多(duō)年(nián)的数据收集(jí)，人们发现(xiàn)了一个有趣的事(shì)情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降(jiàng)到(dào)最低，而且在(zài)20年当(dāng)中每(měi)年(nián)都是一样(yàng)。一些科(kē)学家认为这可能是人类发(fā)现暗物质的(de)第(dì)一个(gè)直(zhí)接证据(jù)。

但是为什么(me)暗物质会产生(shēng)周(zhōu)期性的年(nián)度(dù)信号呢？刚才我们(men)讲了(le)太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度围绕着(zhe)银河系进(jìn)行移动，那么如果暗物质存(cún)在(zài)宇宙当中，这(zhè)意味(wèi)着我们也在以这样的速度在穿越着(zhe)暗物质流(liú)，这(zhè)个过(guò)程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半(bàn)年(nián)的时间，地球(qiú)围绕太阳的(de)方向与太阳(yáng)环(huán)绕银河系的方向(xiàng)是(shì)一(yī)致的，而(ér)另外半年则与之(zhī)相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太阳的方向正好(hǎo)达到完全一致，这是理(lǐ)论上地(dì)球穿越暗物质流最快的时(shí)段。而在(zài)11月份，又恰好(hǎo)达到(dào)了最慢值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对银河(hé)系(xì)的平面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理论的有效性。

因此科学(xué)家(jiā)认为这可以用(yòng)来解释，研究人员们所(suǒ)观测到(dào)的周期性(xìng)信号。当然(rán)也可能有其他的情况，造成这种年度(dù)周(zhōu)期信号(hào)的差异(yì)也可能是温(wēn)度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高(gāo)山(shān)上的积雪，甚至连意大利(lì)游客的数量也符合这个周期的规律。

所以，科学家们又在(zài)南(nán)半球建立(lì)了(le)一个几乎相同的实(shí)验室，这里的季节与之前的实验室正(zhèng)好(hǎo)相反(fǎn)，而在这(zhè)里(lǐ)，地(dì)球穿过暗物质流(liú)的运动(dòng)特征和第(dì)一(yī)个实验室(shì)是一样(yàng)的(de)。

因此(cǐ)，如果在这里可以得(dé)到相(xiāng)同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所(suǒ)存在的(de)非常有力的证据了。但(dàn)是由于这个实验室刚刚建(jiàn)成不久(jiǔ)，所以截至(zhì)目前还(hái)无法提(tí)供相应的数(shù)据(jù)支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射(shè)一(yī)台(tái)新的望(wàng)远镜，这(zhè)台太空(kōng)望远镜叫做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的(de)主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远镜(jìng)相同(tóng)，但它(tā)的宽视场仪器提(tí)供的(de)视野是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远镜其中(zhōng)一个关键的用途就是探索暗物质背后的(de)奥(ào)秘，对于探测的(de)结果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体物理中心(xīn)的(de)科学家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗(àn)物质(zhì)存在，它们极有可能拥有另一种神秘的(de)效应，这种暗物(wù)质(zhì)效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的一个重要因素。

如果这一(yī)理论得到进一(yī)步的(de)证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的(de)暗物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许(xǔ)在宇(yǔ)宙当中某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在通(tōng)过这样的(de)效应创造生命。当im医学上是什么意思然，这些(xiē)推论的大前提是要先找到暗物(wù)质(zhì)存在(zài)的实际证据。那么(me)小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质到底(dǐ)存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的(de)支(zhī)持是我更新(xīn)的(de)动力！

未经允许不得转载：惠安汇通石材有限公司 im医学上是什么意思