宇宙是“人为制造”的？为何(hé)会(huì)存在科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又(yòu)究竟九年一贯制教育是什么意思啊，九年一贯制啥意思是什么？人类(lèi)为(wèi)了寻找暗物质存在的(de)证据，科学家们(men)在过去的几十(shí)年当中进行了超过50次的长期实验，但是却没有发现任何(hé)的(de)有效(xiào)证据(jù)。除了一个地方，在1687年(nián)出版的自然(rán)哲学数(shù)学原理一书(shū)中，埃萨(sà)克牛顿发表了万有引力定律，它揭(jiē)示了宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运动(dòng)的规律。往(wǎng)后的几百(bǎi)年来(lái)，当天(tiān)文学家们发现(xiàn)某(mǒu)些(xiē)天体运行轨道出现异(yì)常，不(bù)符(fú)合万有引力定律的(de)时候，他们就会(huì)知道，周围一定有未知的天体通(tōng)过引力在摄(shè)动它的轨道。比如(rú)在(zài)1846年，奥(ào)本勒维耶就通过(guò)天王星运行轨道(dào)的异常，推(tuī)算(suàn)并且发(fā)现(xiàn)了海(hǎi)王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用万有(yǒu)引力定律所取(qǔ)得重大天文成(chéng)就的例(lì)子。但是这些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系(xì)或者是星团的尺度，事(shì)情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的(de)物理(lǐ)学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的质量。这是一个由数千个(gè)星(xīng)系所(suǒ)组成的巨大(dà)星系团，这(zhè)些星系被引力束缚在一起。测量(liàng)星(xīng)系(xì)团的质量一般会(huì)使用(yòng)到两(liǎng)种方(fāng)法，当(dāng)两种方法结果一致，就可以(yǐ)确(què)定(dìng)其质量的范(fàn)围。

第一种(zhǒng)是获得其"光(guāng)度(dù)学的(de)质量"，需要的数据(jù)是测量各个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用(yòng)光谱红移测量星系团中的各个(gè)星(xīng)系(xì)相对(duì)于星系团的运动速度。当测量结果(guǒ)出(chū)来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学(xué)质量”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后发座星系(xì)团有99%的质量(liàng)消失了(le)，或者说这99%的质(zhì)量并不(bù)以(yǐ)可见光的形(xíng)式所存在(zài)，我们无法看到。最(zuì)诡(guǐ)异的是，在测(cè)量速度的过(guò)程中(zhōng)，兹威基发现星(xīng)系(xì)团(tuán)中很(hěn)多星系的速度比理论(lùn)上要快得(dé)多，按(àn)照牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力是无法将它们束缚在(zài)星系(xì)团内的，它们早就(jiù)应该被抛出(chū)星系团之(zhī)外了，除非(fēi)有一种神秘的力量在起作(zuò)用(yòng)，这种力量来源于某种(zhǒng)隐形(xíng)的物质(zhì)。

据此，兹(zī)维基提(tí)出了(le)这样部分不可(kě)见(jiàn)的暗质，它不(bù)发散(sàn)光、吸光、反射光，但(dàn)是(shì)它们(men)却占(zhàn)据着(zhe)宇宙(zhòu)中(zhōng)绝(jué)大(dà)部(bù)分的(de)质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样的一种说(shuō)法不屑一(yī)顾。

直到(dào)40年(nián)之后，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现。天(tiān)文学(xué)家维拉鲁宾(bīn)和肯(kěn)特福特在(zài)观(guān)测仙女座星系(xì)中的(de)恒星运(yùn)动。理(lǐ)论(lùn)上来说，距离(lí)中心越远的(de)恒星在(zài)其轨道上(shàng)的运行速度(dù)就会越慢。但是他们(men)观(guān)测的结果(guǒ)却让人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒星的(de)旋转速度几乎保持(chí)不变。可(kě)是根据牛顿的万有引力定律，在星系当中如(rú)果没(méi)有(yǒu)足够大的(de)质量(liàng)来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们会使用(yòng)一种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗(àn)物质的存在，这(zhè)种(zhǒng)方法就是测(cè)量星系当中气(qì)体在(zài)X轴上距(jù)离星系中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如(rú)果(guǒ)出(chū)现(xiàn)异(yì)常的结果，就认为是由暗物质的力量进入(rù)其中。

于是科学家们通过射电望远镜测量(liàng)了(le)距离星系中心更远距离的氢(qīng)元(yuán)素，发现它(tā)们的旋(xuán)转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力学(xué)定律。我们的太阳系(xì)也不(bù)例(lì)外(wài)，太阳系(xì)位于银(yín)河(hé)系(xì)的(de)第三悬臂(bì)之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定(dìng)律(lǜ)进行计算，太阳系的运行(xíng)速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银河(hé)系(xì)旋(xuán)转，这(zhè)个实际速度(dù)远远大(dà)于理论速度(dù)，那么产生以上这种向心加速(sù)度的原因很可能(néng)就是存(cún)在着一种我(wǒ)们看(kàn)不到的(de)物(wù)质，是(shì)这(zhè)些暗物质的引(yǐn)力效应将星系(xì)聚集(jí)在了(le)一起。

也(yě)是从这(zhè)时开(kāi)始，越来越多(duō)的研(yán)究人员开始相信暗物(wù)质(zhì)的(de)存(cún)在。科学家根据星系外(wài)恒星轨道的速(sù)度，估算在星系当(dāng)中暗(àn)物质(zhì)的质(zhì)量(liàng)占整个(gè)星(xīng)系质量的85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一可以解释这(zhè)个(gè)现(xiàn)象的原因。在一项新的研(yán)究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没有引力效应的(de)遥远恒星之(zhī)间，也会出(chū)现速度上的(de)微小差异(yì)。另外，天文学家(jiā)还发现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离(lí)地球(qiú)大(dà)约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但(dàn)是(shì)星系当中存在的恒(héng)星(xīng)数(shù)量(liàng)却只有银河(hé)系的千分(fēn)之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则就会分崩离(lí)析(xī)。但是科学(xué)家们使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行(xíng)了40个(gè)小(xiǎo)时的详细测量之后，发现星系中的恒星运动是可以用(yòng)正常的(de)物(wù)质和(hé)力学定律来解释的。那么又有人提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附近的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没(méi)有任何星系存(cún)在。造成这些(xiē)现象的除了(le)暗物质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人类对引力(lì)的理(lǐ)解还不够全面，引力很可能在不同尺度空间(jiān)中的工作方(fāng)式是不同的，这(zhè)意味着在(zài)行星(xīng)系尺度中的天(tiān)体会沿(yán)着它们的轨道，按(àn)照我们(men)所理解的方式运动。但是上升(shēng)到星系(xì)和星团的尺(chǐ)度，引力之(zhī)间的相互作(zuò)用则(zé)是不同的方式。对于在星系团之(zhī)间(jiān)的相互作用，科(kē)学家还引入(rù)了外部场效应的概念(niàn)，指(zhǐ)的(de)是(shì)在(zài)数百万(wàn)光年的规模(mó)上，巨大(dà)的(de)质量之间会产生(shēng)对(duì)彼此(cǐ)特(tè)殊(shū)的效果，这(zhè)个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需(xū)要对现在的(de)物理定律进行修(xiū)正，这些发现也让很多人(rén)认为暗(àn)物质假说理论就此终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有关(guān)于暗物(wù)质存在(zài)的其他的理论证据，这(zhè)些(xiē)理(lǐ)论(lùn)证(zhèng)据是蒙德理论(lùn)所没法解释的(de)“引力透镜”。

九年一贯制教育是什么意思啊，九年一贯制啥意思ata-w="1649" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/18fc0a6e444b507.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

径向距离为37亿光年的子弹星(xīng)系团，由两个碰撞的星(xīng)系(xì)团所组成，类似这样的星团，它们大部分的普通质量(liàng)都在星(xīng)系(xì)的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时(shí)候，星际气体的相互(hù)作用就会导致温度(dù)的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团(tuán)大部分的质(zhì)量将(jiāng)位(wèi)于所有这(zhè)些气(qì)体所在(zài)的中间区(qū)域。那(nà)么(me)我们通(tōng)过什么来(lái)验证它的质量区域到底是(shì)不是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯(bó)太空望远镜传(chuán)回了宇宙当中第一张全彩的(de)高清照片(piàn)，在照片中我们可以明显(xiǎn)地看到很多星(xīng)系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形(xíng)变。其实这(zhè)些星系本(běn)身并不是真的被扭曲(qū)了，也(yě)不是韦伯望远镜出(chū)了(le)什么问题，而是这样(yàng)极(jí)遥远(yuǎn)的天体和我们(men)地球上的观测者之间。被一个质(zhì)量超级巨(jù)大的天体遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的引(yǐn)力，会使身后(hòu)更遥(yáo)远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力(lì)透镜(jìng)效(xiào)应。这个(gè)巨(jù)大的天体可能是超大(dà)质量的(de)黑洞或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们(men)对子弹星系(xì)团观测(cè)的时候(hòu)，发现它(tā)的(de)大质量区域并不是在中(zhōng)间(jiān)，而是(shì)在两(liǎng)侧。所(suǒ)以最(zuì)好的解释方法就是当(dāng)星(xīng)团发(fā)生全(quán)部的碰撞时，可被观测到的(de)质(zhì)量气(qì)体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过(guò)了这(zhè)个区域，并(bìng)在两边形成了引(yǐn)力透(tòu)镜。对子弹星系团的(de)引力透(tòu)镜研究(jiū)也被认为是暗物质(zhì)存在的迄今为(wèi)止最好的理(lǐ)论证据。

除此之外，还有来(lái)自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后(hòu)，可见光终(zhōng)于可以畅(chàng)通无阻地穿越(yuè)在(zài)宇宙当(dāng)中了。经过了130多(duō)亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各相同性的(de)微波辐射。其中红色的部分表示(shì)温度较高的区(qū)域，蓝色则表示相(xiāng)对较(jiào)冷的区(qū)域(yù)，但实际(jì)上(shàng)它们之间的温差只有万分之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背景分离(lí)后(hòu)的二(èr)值图像进(jìn)行连(lián)通域提取(qǔ)和标(biāo)记(jì)之后发现(xiàn)，如果(guǒ)宇宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗物质，图形看起(qǐ)来不(bù)应该是这样(yàng)的(de)，而随着暗物质的增加(jiā)，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度(dù)会(huì)减小，才变得看(kàn)起(qǐ)来“和(hé)谐(xié)”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景辐射的测(cè)量(liàng)值(zhí)，我们需要的暗物质大约是普(pǔ)通物质的5倍。这个数字与解释(shì)星系(xì)当中恒星运动所需要的暗物质(zhì)比例是一致的(de)。这就(jiù)意味着。

用了一(yī)个简单的理论框架，就很好地解释了很多不(bù)同的观测(cè)结果(guǒ)。而暗(àn)物质的本质就是宇宙当中存在着某(mǒu)种类型的粒子，它(tā)们不参(cān)与任(rèn)何其(qí)他的电磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能够找到(dào)这种粒(lì)子的存在，就相当(dāng)于找到(dào)了暗物质存在的实际(jì)证据。这种粒(lì)子到底(dǐ)是什么(me)？科学家们已经提出了数十种的(de)假想目标，而(ér)要寻找这些不同的目(mù)标粒(lì)子所需(xū)要的实验方式也(yě)不(bù)相同(tóng)。在过去的几十年(nián)当中，人类为了寻找这(zhè)些(xiē)看(kàn)不(bù)见、摸(mō)不到，几(jǐ)乎不会与常规物质相互(hù)作用的(de)“暗物质”，科学家们(men)已经进行了超(chāo)过50次的实(shí)验，却没有任何实质(zhì)性的发现，除了一个(gè)地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地下(xià)矿井当中，藏着地(dì)球上最(zuì)大的地学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有(yǒu)一(yī)个三(sān)层楼高的探测器(qì)，一直(zhí)致力于寻(xún)找暗物质(zhì)粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声(shēng)称观(guān)测到了某种信号。经过了(le)20多年的数据(jù)收集，人们(men)发现了一(yī)个(gè)有趣的事情(qíng)。探测率会在每年的6月(yuè)份达(dá)到(dào)峰值，然后在11月降(jiàng)到最低，而(ér)且在20年当中每年都是(shì)一样。一些(xiē)科学家(jiā)认为(wèi)这(zhè)可能是人类发现暗物质的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗物质会(huì)产生周(zhōu)期性的年度信号呢(ne)？刚才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的(de)速度围绕(rào)着银(yín)河系(xì)进行(xíng)移(yí)动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意味着我(wǒ)们也在(zài)以这样的速(sù)度在(zài)穿越着暗物质流，这(zhè)个过程中(zhōng)会产(chǎn)生相应的振荡(dàng)，同时(shí)地球又(yòu)以30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半(bàn)年的时间，地球围绕太阳的方向(xiàng)与太阳环(huán)绕银河(hé)系的方(fāng)向是一致的，而(ér)另外半年则与之相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太阳(yáng)的方向(xiàng)正好(hǎo)达到完全一致，这是(shì)理论上地球穿越暗物质流最(zuì)快的时段。而在(zài)11月(yuè)份，又恰(qià)好达(dá)到了最(zuì)慢值。尽管在实际的情(qíng)况中，太阳系相对银河系(xì)的平面呈现了60度的倾斜(xié)，但是这(zhè)并(bìng)不影响(xiǎng)这个理论的有效性。

因此科学家认为这可(kě)以用(yòng)来解(jiě)释(shì)，研(yán)究人员(yuán)们所观测到的(de)周(zhōu)期(qī)性信号(hào)。当然(rán)也可能有其他(tā)的情况，造(zào)成这种年度周期信号的差异也(yě)可能是温度、湿(shī)度(dù)、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大(dà)利游(yóu)客的数量(liàng)也(yě)符合这个(gè)周期的(de)规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科(kē)学(xué)家们又在南(nán)半球建(jiàn)立了(le)一个几乎相同的(de)实验室，这里(lǐ)的季节(jié)与之前的实验室正(zhèng)好相反，而(ér)在这里，地球穿过暗物质(zhì)流的运(yùn)动特征和第一(yī)个(gè)实验(yàn)室是一样的。

因此(cǐ)，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗(àn)物质所存在(zài)的(de)非常有力的(de)证据了。但是由于这个(gè)实验室刚刚(gāng)建成不久，所以截至目前还无(wú)法提供相应的(de)数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜，这(zhè)台太空望(wàng)远镜叫做“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但(dàn)它的宽视(shì)场仪器提供的视野是(shì)哈(hā)勃红外仪器(qì)的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一个关(guān)键(jiàn)的用途(tú)就是探索暗物质背后的奥秘，对于(yú)探测的结(jié)果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实验室粒子天(tiān)体物理中心的科学家(jiā)丹琥珀和(hé)贾森斯特(tè)芬(fēn)研(yán)究发现，如果暗物(wù)质(zhì)存在，它们极有(yǒu)可能拥有(yǒu)另一种神秘(mì)的(de)效应，这种暗物质效(xiào)应，会(huì)支持宇宙(zhòu)当中(zhōng)生命的(de)诞生，或者说是(shì)生(shēng)命进化的一个重要因(yīn)素。

如(rú)果这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇(yǔ)宙当(dāng)中的暗物质会不(bù)会意(yì)味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中(zhōng)某个角(jiǎo)落的(de)行星上，暗(àn)物(wù)质正(zhèng)在(zài)通过这样的效应创造(zào)生(shēng)命。当然，这些推论的大前提是要(yào)先找(zhǎo)到暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的实际证据。那(nà)么(me)小伙伴(bàn)们，你们觉得(dé)暗物质到(dào)底存不存(cún)在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支持是我(wǒ)更新(xīn)的(de)动(dòng)力！

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