宇(yǔ)宙是“人为(wèi)制造”的？为何会(huì)存(cún)在科学无(wú)法解(jiě)释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟(jìng)是什么？人(rén)类为(wèi)了寻找暗物质存在的(de)证(zhèng)据，科学(xué)家们在过去的(de)几(jǐ)十年当中进(jìn)行(xíng)了超过50次的长期实验，但是却没有发现任(rèn)何的有(yǒu)效证据。除了一个(gè)地方(fāng)，在(zài)1687年出版的自然哲学数学(xué)原理一书中(zhōng)，埃萨(sà)克牛顿发表(biǎo)了万(wàn)有引力定(dìng)律，它揭示了(le)宇宙中天体运动的规律。往(wǎng)后的几(jǐ)百年来(lái)，当(dāng)天文学家们发现某(mǒu)些天体运行轨(guǐ)道出现异常(cháng)，不符合万(wàn)有引力(lì)定律(lǜ)的时候，他们(men)就会知道(dào)，周(zhōu)围一定有未知(zhī)的天体通过引力在摄动它的(de)轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶(yé)就通过天王(wáng)星运(yùn)行(xíng)轨道的异常，推(tuī)算并且发现了海王(wáng)星(xīng)的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的发(fā)现都(dōu)是应(yīng)用万有引力定律所取得重(zhòng)大天文成就的例美团的肯德基会员卡收费吗多少钱 肯德基办会员要钱吗(lì)子。但是(shì)这些发现都是在恒星(xīng)系统(tǒng)的(de)尺度当中，可当我们(men)上升到星(xīng)系(xì)或者是星团的(de)尺度(dù)，事情(qíng)就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和(hé)测(cè)量(liàng)后(hòu)发星系团(tuán)的质(zhì)量。这是一个由数千个星系(xì)所(suǒ)组成的巨大星系团，这些星系(xì)被引力束缚在(zài)一起(qǐ)。测(cè)量(liàng)星系团的(de)质量一般会(huì)使用到(dào)两(liǎng)种方法(fǎ)，当(dāng)两种方法结(jié)果(guǒ)一致，就可以确定其质(zhì)量的(de)范(fàn)围。

第一(yī)种是获得(dé)其"光度学的质量"，需要(yào)的(de)数据是测(cè)量各个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利(lì)用光(guāng)谱红移测量(liàng)星系团中的各个星系相对(duì)于星系(xì)团的运动速(sù)度。当测量(liàng)结果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光(guāng)度学质(zhì)量(liàng)”的(de)400倍。这意味(wèi)着，后发座星系团(tuán)有99%的质量消失了(le)，或者说(shuō)这99%的质量并(bìng)不以(yǐ)可(kě)见(jiàn)光的形(xíng)式所存在(zài)，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在测量速度的(de)过程中，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星系的速度比(bǐ)理论上要快得(dé)多，按(àn)照牛顿的运动学(xué)定律，仅靠这些可见星系的质量所(suǒ)产生的引力(lì)是无法将(jiāng)它们束缚在星系团(tuán)内的，它们早就应该被抛出(chū)星系团(tuán)之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力(lì)量在(zài)起作用(yòng)，这种力量来源于(yú)某种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹(zī)维基(jī)提(tí)出了这样(yàng)部分不可(kě)见的暗质，它不发散(sàn)光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝(jué)大(dà)部分的质量。只是(shì)当时的人们对这(zhè)样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现。天(tiān)文学家(jiā)维拉(lā)鲁宾(bīn)和肯特福特(tè)在(zài)观(guān)测仙女(nǚ)座星系(xì)中的恒星运动(dòng)。理论上来说(shuō)，距离中(zhōng)心(xīn)越远的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会越慢。但是(shì)他们(men)观测的结果却让人感到不(bù)可思议(yì)。

随着与中心(xīn)距离(lí)的增加(jiā)，恒星(xīng)的旋转速度几乎保持不变。可是根据(jù)牛顿(dùn)的万(wàn)有引力定律(lǜ)，在星系(xì)当中(zhōng)如(rú)果没有(yǒu)足够大(dà)的(de)质量来吸引(yǐn)它们(men)，这(zhè)些外围的恒(héng)星早(zǎo)就被甩到(dào)宇宙当(dāng)中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会使用(yòng)一种相(xiāng)对(duì)标准的方法来(lái)解(jiě)释暗物质的(de)存在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离(lí)星系中心的距(jù)离，以(yǐ)及(jí)在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果出现异常(cháng)的结果(guǒ)，就认(rèn)为(wèi)是(shì)由暗物质的力量进入其中(zhōng)。

于是科(kē)学家们(men)通过射电望远镜(jìng)测(cè)量了(le)距离星系中心(xīn)更(gèng)远距离的氢元素(sù)，发现它们的(de)旋转速(sù)度并不符合(hé)牛顿的(de)力学定律。我们(men)的太阳系(xì)也不例外(wài)，太阳系位于银(yín)河系(xì)的第三悬臂(bì)之(zhī)上(shàng)，距离银河系中心2.6万光(guāng)年(nián)，根据万有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)进行计(jì)算，太阳系的运(yùn)行(xíng)速度应该是(shì)160千米/秒，但(dàn)实(shí)际上，太(tài)阳系正在以(yǐ)220千米/秒的(de)速度围绕银河系旋转，这(zhè)个实际(jì)速(sù)度远远大于理论速度(dù)，那(nà)么产生以(yǐ)上这种向(xiàng)心(xīn)加速(sù)度的原(yuán)因很可能就是(shì)存(cún)在着(zhe)一种我(wǒ)们看不到的(de)物质(zhì)，是(shì)这些暗物质的引力效应将(jiāng)星系聚集在了一起。

也是(shì)从这时开始，越来越多(duō)的(de)研究人员开(kāi)始相信(xìn)暗(àn)物(wù)质的存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗(àn)物质的(de)质量占(zhàn)整个星系(xì)质(zhì)量的(de)85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一可(kě)以解释这个现象的(de)原(yuán)因。在一项新(xīn)的研究当中，科(kē)学(xué)家们发现，几乎没有引力效应的遥(yáo)远(yuǎn)恒星(xīng)之间(jiān)，也(yě)会出现速度上的微小差(chà)异。另外，天文学家还发现了一个反常的(de)星(xīng)系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但是(shì)星系当(dāng)中存在的恒星数(shù)量却只有银(yín)河系(xì)的千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须存在(zài)暗物质，否则就会分(fēn)崩离析(xī)。但是科学(xué)家(jiā)们使(shǐ)用最先(xiān)进的望远镜对其进(jìn)行了(le)40个小时的详(xiáng)细测量之(zhī)后，发现(xiàn)星系(xì)中的恒(héng)星运(yùn)动是(shì)可以用正(zhèng)常的(de)物质(zhì)和力学定律(lǜ)来解释的。那(nà)么又有人(rén)提出，也(yě)许该星(xīng)系的暗(àn)物质(zhì)，已经被附近的(de)另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的(de)附近没有任何星(xīng)系存在。造成这些(xiē)现象的除了暗(àn)物质的假说之外，另一种可能就是人类对引力的理解(jiě)还不够全(quán)面，引力(lì)很(hěn)可能在(zài)不同尺度空间中的工作(zuò)方式是不同的，这(zhè)意(yì)味着在(zài)行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按(àn)照我们所理解的方式(shì)运(yùn)动。但是上升到星系和星团的(de)尺度(dù)，引力之间的相互作用则是不同的(de)方式(shì)。对于在星系团之间的相(xiāng)互作用(yòng)，科学家(jiā)还(hái)引(yǐn)入了外部场(chǎng)效(xiào)应的概念(niàn)，指的是(shì)在数百万光年的规模(mó)上，巨大的质量之间会产生(shēng)对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也(yě)让很多人认为(wèi)暗物(wù)质假(jiǎ)说理论就此(cǐ)终结(jié)。但是在(zài)宇宙当中还有关于暗物(wù)质存在的其他的理论证据，这些理论证据是蒙德理(lǐ)论(lùn)所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子弹(dàn)星系团，由两个(gè)碰撞的星(xīng)系(xì)团所组成(chéng)，类似这样(yàng)的星团，它(tā)们大部分的普通(tōng)质(zhì)量都在星(xīng)系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时发生(shēng)碰撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导(dǎo)致温(wēn)度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星(xīng)系团大部分的质量将位于所有这(zhè)些(xiē)气(qì)体所在的中(zhōng)间区(qū)域。那么我(wǒ)们通过什么(me)来验证它的质量区域到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空(kōng)望远镜(jìng)传(chuán)回了宇宙当中第(dì)一张全(quán)彩的高清照片(piàn)，在照片中(zhōng)我(wǒ)们可以明显地看到很多星系似乎(hū)被拉伸产生了巨大(dà)的形(xíng)变。其实(shí)这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而是这样极遥远的天体和我们(men)地球上的(de)观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东(dōng)西的(de)引力(lì)，会使身后更遥(yáo)远星(xīng)系的光都发生了扭曲(qū)。这个现象就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大的天体可(kě)能是超大质量(liàng)的(de)黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹星(xīng)系团观测(cè)的(de)时候(hòu)，发现它的(de)大质(zhì)量区域(yù)并不是在中间，而是在两(liǎng)侧(cè)。所以最好的解释(shì)方(fāng)法就是当(dāng)星团发生(shēng)全部(bù)的碰(pèng)撞时，可被(bèi)观测(cè)到的质量气体(tǐ)被卡在了中(zhōng)间(jiān)，暗(àn)物质则直接通过了这个区域，并在(zài)两边(biān)形成了引力(lì)透(tòu)镜。对(duì)子弹星(xīng)系团的引力(lì)透镜研究也被认为(wèi)是暗物质存在(zài)的迄今为止最好的(de)理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之(zhī)外(wài)，还有来自宇(yǔ)宙当中最古老的(de)光(guāng)。从宇(yǔ)宙大爆(bào)炸开始，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经(jīng)过了(le)130多(duō)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(de)微波辐射。其(qí)中红色的部(bù)分表(biǎo)示温度较高的(de)区域，蓝色则表示(shì)相对(duì)较冷的(de)区域，但实际上它们(men)之间(jiān)的温差只有(yǒu)万分之一。

科(kē)学家(jiā)们通(tōng)过对(duì)前景背景分离后的二值图像进行连通域提取和标(biāo)记之后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有(yǒu)暗物质，图(tú)形看起来不应(yīng)该是这样(yàng)的，而随着暗物(wù)质的增加，一些峰值(zhí)的(de)幅度会减小，才变(biàn)得看起来(lái)“和谐”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙(zhòu)微(wēi)波(bō)背景辐射的测(cè)量值，我们需要的暗(àn)物质大约是(shì)普通物质的5倍。这(zhè)个(gè)数字与解(jiě)释星系(xì)当中恒星运动所需要的暗(àn)物质比(bǐ)例(lì)是一致(zhì)的。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(le)很多不同的观测(cè)结果。而暗物质的本质就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其他的电(diàn)磁作用，只通过引力(lì)来相互(hù)作(zuò)用。所以如果能够找到这种粒子的(de)存在(zài)，就相当于找到了暗物质存(cún)在的实际证据(jù)。这种粒子到底是(shì)什么？科学(xué)家们已(yǐ)经提出(chū)了数十(shí)种的假想目标，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒子所需要的实验方(fāng)式也不相同。在(zài)过去的(de)几十年当中(zhōng)，人类为了寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几乎不(bù)会与常规(guī)物质相互作用的“暗物(wù)质”，科学家们已经进行了(le)超(chāo)过50次的实(shí)验，却(què)没有任(rèn)何实质性的发现，除了一个地(dì)方(fāng)，意大利(lì)的(de)格(gé)兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏着地球(qiú)上最大的地学(xué)实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直(zhí)致力于(yú)寻(xún)找暗物质(zhì)粒子的周期(qī)性震荡(dàng)。

自(zì)1997年以来(lái)，这里的科(kē)学家声称观测到了某种信号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个(gè)有趣的事情。探测率会(huì)在每年的6月份达(dá)到(dào)峰值，然后在11月(yuè)降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年都是(shì)一样。一些科学家认为这可能是人类(lèi)发现(xiàn)暗物质的(de)第一个(gè)直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物(wù)质会产生周期性的(de)年(nián)度信(xìn)号呢(ne)？刚才我们讲了太阳系(xì)正(zhèng)在(zài)以220公(gōng)里/秒的速(sù)度(dù)围绕(rào)着银河(hé)系进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意(yì)味着(zhe)我们也在以这(zhè)样的速度在穿越着(zhe)暗(àn)物质流，这个过程中(zhōng)会(huì)产生(shēng)相应的振荡(dàng)，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围(wéi)绕(rào)太阳进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳环绕银河(hé)系(xì)的(de)方向是一致(zhì)的，而另(lìng)外(wài)半年则与(yǔ)之相(xiāng)反。

而(ér)在(zài)6月份的时候，地球与太阳的方(fāng)向(xiàng)正(zhèng)好达到完全一致，这(zhè)是理(lǐ)论上地(dì)球(qiú)穿越暗物质流最快的(de)时(shí)段。而在(zài)11月份，又(yòu)恰好达(dá)到了最慢值。尽管在实际的情(qíng)况中(zhōng)，太阳系相(xiāng)对银河系的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影(yǐng)响(xiǎ美团的肯德基会员卡收费吗多少钱 肯德基办会员要钱吗ng)这个理论的有效性。

因此科(kē)学家认为(wèi)这可以用来解释，研究人员(yuán)们所观(guān)测到的(de)周期性信(xìn)号。当然(rán)也可能有其(qí)他的情况，造成这种年度周期(qī)信(xìn)号的(de)差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量(liàng)也符合这个周期的规律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同的实验室(shì)，这里(lǐ)的季节与之前(qián)的实验室正(zhèng)好(hǎo)相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物(wù)质流的运动特征和第一个实验室是一样(yàng)的。

因(yīn)此，如(rú)果在这里可以得(dé)到(dào)相同的信(xìn)号(hào)，就(jiù)可以成为暗(àn)物质所(suǒ)存(cún)在(zài)的(de)非(fēi)常有力的证据了。但是由于这个(gè)实(shí)验室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目(mù)前还(hái)无法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射一台新(xīn)的(de)望(wàng)远镜，这台太空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大(dà)小(xiǎo)跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它(tā)的宽视(shì)场(chǎng)仪器提供(gōng)的视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷斯罗(luó)曼太空望远(yuǎn)镜其中一(yī)个关键的用途就是探索(suǒ)暗物质背后(hòu)的(de)奥秘，对于探测的结果，我们只(zhǐ)能(néng)拭目(mù)以待了。费米实验室(shì)粒子天(tiān)体物理中心的科学(xué)家(jiā)丹琥珀和(hé)贾(jiǎ)森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物质存在，它们(men)极有可能拥有另一(yī)种(zhǒng)神秘的效(xiào)应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中(zhōng)生(shēng)命的诞生，或者说(shuō)是生命进化(huà)的(de)一个重(zhòng)要因素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人类并不(bù)孤(gū)单(dān)呢？或(huò)许在宇宙当中(zhōng)某个(gè)角落的行星上(shàng)，暗物质正(zhèng)在通过(guò)这样的(de)效应创造生命。当(dāng)然(rán)，这些(xiē)推论的大前(qián)提是要先找(zhǎo)到(dào)暗物质存在的实际(jì)证据(jù)。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质到底存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持是(shì)我更(gèng)新的(de)动力！

未经允许不得转载：惠安汇通石材有限公司 美团的肯德基会员卡收费吗多少钱 肯德基办会员要钱吗