宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何会存(cún)在科学无法解释的“暗(àn)物质”？暗物(wù)质又究竟是什(shén)么(me)？人(rén)类为了寻找暗物质存在的证(zhèng)据，科学家们(men)在过去的几十年当中(zhōng)进行了超过50次的长期实验，但是(shì)却没(méi)有(yǒu)发现任何的(de)有效证据。除了一(yī)个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学(xué)原(yuán)理一书(shū)中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)，它揭(jiē)示了宇(yǔ)宙中天(tiān)体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来(lái)，当(dāng)天文学家(jiā)们发现某些天体(tǐ)运行轨(guǐ)道出现(xiàn)异常，不符合万有引(yǐn)力定律的时候，他们就会知道(dào)，周围一定有未知的天(tiān)体(tǐ)通过引力在摄(shè)动它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维(wéi)耶就通过天王(wáng)星运行(xíng)轨道的异常，推(tuī)算并(bìng)且(qiě)发现(xiàn)了海王(wáng)星的存(cún)在(zài)。另(lìng)外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发现都(dōu)是应用万有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)所取得重大天文成(chéng)就的例子。但是这些(xiē)发(fā)现都是(shì)在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上(shàng)升到星系或者(zhě)是星团的尺度，事(shì)情(qíng)就(jiù)开(kāi)始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗(fú)里茨(cí)兹(zī)威基正(zhèng)在研究和(hé)测量(liàng)后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千个(gè)星(xīng)系所(suǒ)组成的巨大(dà)星(xīng)系(xì)团，这些星系被引(yǐn)力束缚(fù)在一起。测量星(xīng)系团的质量一般会使用到两种方(fāng)法(fǎ)，当(dāng)两种方法结果一致，就可以确(què)定(dìng)其质量的(de)范(fàn)围。

第一种是(shì)获得(dé)其"光度学的质量"，需(xū)要的数据是(shì)测量(liàng)各个星系(xì)的光度(dù)。

第二种是(shì)动力学质量的计算，是利用光谱红(hóng)移测量星系(xì)团中的各个星系相对于(yú)星系(xì)团的(de)运动速度。当测(cè)量结果(guǒ)出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度(dù)学质量(liàng)”的(de)400倍。这意(yì)味着(zhe)，后发(fā)座星系团有99%的(de)质量消(xiāo)失了，或者说这(zhè)99%的(de)质量并不(bù)以可见(jiàn)光的形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过程中，兹威基发现(xiàn)星系团中很多星系(xì)的速度比理(lǐ)论上(shàng)要快得多(duō)，按(àn)照牛顿的运动学定律(lǜ)，仅靠(kào)这些可(kě)见(jiàn)星系的质量所产生的引力是无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它们(men)早就应(yīng)该被抛出星系团之外(wài)了，除非(fēi)有一(yī)种神秘的力(lì)量在(zài)起作用，这(zhè)种力量来源于(yú)某种隐形的物质。

据此，兹维基(jī)提出了(le)这样部(bù)分(fēn)不可见的暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着(zhe)宇(yǔ)宙中绝(jué)大部分的质量。只是当时的人们对(duì)这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现。天(tiān)文学家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来(lái)说，距离(lí)中心越远的恒(héng)星在其轨道上的(de)运行速度就会(huì)越慢。但是他们观测(cè)的结果(guǒ)却让人感(gǎn)到不可思议(yì)。

随着与中心距离的增加(jiā)，恒星(xīng)的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在星系当中(zhōng)如(rú)果没(méi)有足够大的质量来(lái)吸引它们(men)，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家(jiā)们会使用一种相对标准的方法(fǎ)来解释暗物质的存(cún)在，这种方法就是测量(liàng)星系当(dāng)中气体在(zài)X轴上距离星系(xì)中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果出现异常的结果，就认为(wèi)是由暗(àn)物质(zhì)的力量进(jìn)入其中。

于是科学家们通过射(shè)电望远镜测量了距离星系中心更(gèng)远距离的氢元素(sù)，发(fā)现它们的旋(xuán)转速(sù)度并不符(fú)合(hé)牛顿的力学(xué)定律。我们的太阳系也不例外(wài)，太阳系位于银河系的第三悬臂之上，距离银河(hé)系(xì)中心(xīn)2.6万光年，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太(tài)阳(yáng)系的(de)运行速度(dù)应该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度(dù)远远大于理论速度，那(nà)么产(chǎn)生以上这种向心加(jiā)速度的原因(yīn)很(hěn)可能就是存在(zài)着一种(zhǒng)我们看不到的物质，是(shì)这些(xiē)暗物质(zhì)的引力效应(yīng)将星(xīng)系聚集在了(le)一(yī)起。

也是从这(zhè)时开始(shǐ)，越来越(yuè)多(duō)的研(yán)究(jiū)人员开始相信暗物质的存(cún)在。科(kē)学家根据星系(xì)外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗物质的(de)质量占整个星系质量的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并不是(shì)唯一可(kě)以解(jiě)释(shì)这个现象(xiàng)的(de)原因。在一项新的(de)研(yán)究当中，科学(xué)家(jiā)们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现速度上的(de)微小差异。另外，天文(wén)学家(jiā)还(hái)发现了一个(gè)反常(cháng)的(de)星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系(xì)不多，但(dàn)是星系当中存在的恒星(xīng)数量却只有银河系的千分之一。

所以(yǐ)在(zài)理论上，该星系(xì)必须存在暗物(wù)质，否则就会(huì)分崩离析(xī)。但是科学家们使用(yòng)最先进的望远镜(jìng)对(duì)其(qí)进(jìn)行了40个小(xiǎo)时(shí)的详细测量之后(hòu)，发现星(xīng)系中的恒星运动(dòng)是可以用正常的(de)物(wù)质和力学定律(lǜ)来解释的。那么又有人提出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗物质，已经被附(fù)近的另一个(gè)大星系(xì)剥(bō)离了。奇怪的是，它(tā)的附(fù)近没(méi)有任何(hé)星系(xì)存(cún)在(zài)。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了暗(àn)物质(zhì)的(de)假说之(zhī)外，另一种可(kě)能(néng)就是人类对引力(lì)的理解还不够全(quán)面，引力(lì)很可能在不同尺度(dù)空(kōng)间中的工作方式是不同的，这意味着在行星系尺(chǐ)度中的(de)天体会沿着它们的轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式运(yùn)动。但(dàn)是上升到星系和星团的(de)尺度(dù)，引力之(zhī)间(jiān)的相互(hù)作用则是(shì)不同的方(fāng)式。对于(yú)在星(xīng)系团之间的相(xiāng)互作用，科(kē)学家还引入了外部场效应的概念(niàn)，指的(de)是在(zài)数百(bǎi)万光年的规模(mó)上(shàng)，巨大(dà)的质量之间会产生对彼此(cǐ)特殊的效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙(méng)德理论成立(lì)，这意味着(zhe)我(wǒ)们需要(yào)对现在的物(wù)理定律进(jìn)行(xíng)修(xiū)正，这些发现也让(ràng)很多人认为暗物质假说理论就此终结。但(dàn)是在宇宙当(dāng)中还有(yǒu)关于暗(àn)物质存在的其他的理论证据，这些理论证据是(shì)蒙德理(lǐ)论所没(méi)法解释的“引力(lì)透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹(dàn)星(xīng)系团，由两(liǎng)个(gè)碰撞(zhuàng)的(de)星系团所组成，类似(shì)这(zhè)样的星团，它们大部分的普(pǔ)通(tōng)质(zhì)量都(dōu)在星系的气体当中。当星团以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星(xīng)际气(qì)体的相互作用就(jiù)会(huì)导致温度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系(xì)团大部分的质量将位于所有这些气(qì)体所在(zài)的中间区域。那么我们(men)通过什么来验证(zhèng)它的质量区域(yù)到底是不是集(jí)中在中间(jiān)呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯(bó)太(tài)空(kōng)望远镜传回(huí)了宇宙当(dāng)中第一张全彩(cǎi)的高清照片，在(zài)照片中我(wǒ)们可以明显地看到很多(duō)星系似乎被(bèi)拉伸(shēn)产生了巨大的形(xíng)变。其实(shí)这些星系本身并(bìng)不是真的被扭曲了(le)，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问(wèn)题，而是(shì)这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间(jiān)。被一(yī)个(gè)质量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥(yáo)远星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透镜效(xiào)应。这个巨大的(de)天体可(kě)能是(shì)超大质量(liàng)的黑洞或者是暗物(wù)质。

所(suǒ)以(yǐ)当人们对子弹星(xīng)系团(tuán)观测的时候，发现它(tā)的大质量(liàng)区域(yù)并不是(shì)在中间(jiān)，而(ér)是在两侧(cè)。所(suǒ)以(yǐ)最好的(de)解释方(fāng)法就(jiù)是当(dāng)星团发生全部(bù)的碰撞时，可被观测到的质量气(qì)体被(bèi)卡在了中(zhōng)间，暗物(wù)质(zhì)则直接通(tōng)过了(le)这个区域，并在两边形成了引力透镜。对(duì)子(zi)弹星系(xì)团(tuán)的引力透镜研究也被认为是暗物质存在的迄今为止最(zuì)好的理论证据。

除此之外，还(hái)有来自宇(yǔ)宙(zhòu)当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地(dì)穿越(yuè)在宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。经过了(le)130多亿年之后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙空间(jiān)背(bèi)景上留(liú)下(xià)了各相同(tóng)性的(de)微(wēi)波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示温度较(jiào)高(gāo)的区域，蓝色则表示相(xiāng)对(duì)较冷的(de)区域，但实际上它(tā)们之间的(de)温差(chà)只有(yǒu)万(wàn)分之一。

科学家(jiā)们通过(guò)对前景背景(jǐng)分离(lí)后的二值图像进行连通域提取(qǔ)和标记(jì)之(zhī)后发现，如果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形看起(qǐ)来不应(yīng)该是这(zhè)样(yàng)的，而(ér)随着暗物质的(de)增加(jiā)，一些(xiē)峰值的幅度(dù)会(huì)减小，才变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微波背景辐(fú)射的测量值，我们需要(yào)的暗物质(zhì)大约是普(pǔ)通物质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中(zhōng)恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)所(suǒ)需要的暗(àn)物质(zhì)比(bǐ)例(lì)是一致的。这就意(yì)味(wèi)着(zhe)。

用(yòng)了一个(gè)简单的理论框架，就很好地解释了很多不同的观测结果。而暗(àn)物质(zhì)的本(běn)质就是宇宙当(dāng)中存在着某(mǒu)种类(lèi)型的粒(lì)子(zi)，它(tā)们不(bù)参与任(rèn)何其他的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作(zuò)用。所以(yǐ)如(rú)果能(néng)够找(zhǎo)到这种粒子的存在，就相当(dāng)于(yú)找到了(le)暗物质(zhì)存在(zài)的(de)实(shí)际证据。这(zhè)种粒(lì)子到底是什(shén)么？科学家们(men)已经提出了(le)数十种的假想目标，而要寻(xún)找这(zhè)些(xiē)不同的(de)目标粒子所需要(yào)的实验方式也不相同。在过(guò)去的几十年(nián)当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会与常(cháng)规物质(zhì)相互(hù)作用的(de)“暗物(wù)质”，科学家们已经进行(xíng)了超过50次的实验，却没有任何实质(zhì)性的(de)发(fā)现，除了一个(gè)地方，意大利的(de)格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下(xià)1400米处的(de)地下矿井当中，藏(cáng)着地球上最(zuì)大(dà)的地学实验室，这个(gè)实(shí)验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子(zi)的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科学家声称观测到(dào)了(le)某种信号。经过了20多年(nián)的数据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率会在每(měi)年的6月份达到(dào)峰值，然后在11月降到(dào)最低(dī)，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家(jiā)认为这可(kě)能是(shì)人(rén)类(lèi)发现暗物质的(de)第一个(gè)直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会(huì)产生(shēng)周(zhōu)期(qī)性(xìng)的年度信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕着银河(hé)系进(jìn)行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这(zhè)意味(wèi)着我们也(yě)在以这样(yàng)的速(sù)度(dù)在穿越着(zhe)暗(àn)物质(zhì)流，这个过(guò)程中(zhōng)会(huì)产生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒(miǎo)的速度围绕太阳(yáng)进行旋转。所以(yǐ)有半(bàn)年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银(yín)河系的方向是(shì)一致的(de)，而另外(wài)半年(nián)则与之相反。

而(ér)在6月份的(de)时候，地球与太(tài)阳的方向正好达到完全(quán)一(yī)致，这是(shì)理论上地球穿越暗物(wù)质流最快的时段(duàn)。而在(zài)11月份，又(yòu)恰好达(dá)到(dào)了最慢值。尽管在实际(jì)的情况中(zhōng)数字大写金额正确写法是什么意思，数字金额大写规范注意，太阳(yáng)系相对银河系的平(píng)面(miàn)呈(chéng)现了60度的(de)倾斜，但是(shì)这并(bìng)不(bù)影响这个理论的(de)有效(xiào)性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来解释，研(yán)究人(rén)员们(men)所(suǒ)观测到的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他的(de)情况(kuàng)，造(zào)成(chéng)这(zhè)种年(nián)度周期信号的差异也可能是温(wēn)度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪(xuě)，甚至连意大(dà)利游(yóu)客的数量也符合这个周期的(de)规(guī)律。

所以(yǐ)，科学家们又在(zài)南半(bàn)球建立了一个几(jǐ)乎相同(tóng)的实验室，这里(lǐ)的季(jì)节(jié)与之前的实验室(shì)正(zhèng)好相反，而在这(zhè)里，地(dì)球穿过(guò)暗物质流(liú)的运动(dòng)特征(zhēng)和(hé)第(dì)一(yī)个实验(yàn)室是一样(yàng)的(de)。

因此，如果在这里可以(yǐ)得到相同的(de)信号，就可以成(chéng)为暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但是(shì)由于这个实验室刚刚(gāng)建成(chéng)不久，所以(yǐ)截至(zhì)目前还无法提供(gōng)相应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射(shè)一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做(zuò)“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太(tài)空望远镜其中一(yī)个关键(jiàn)的用途就(jiù)是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的(de)结果，我们只能拭目(mù)以(yǐ)待(dài)了。费(fèi)米实验室粒子天体物理(lǐ)中(zhōng)心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬研究发(fā)现，如(rú)果(guǒ)暗物质存在(zài)，它们极有可能拥有另一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗(àn)物(wù)质效(xiào)应，会(huì)支持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说是(shì)生(shēng)命进化(huà)的一(yī)个(gè)重要因(yīn)素。

如果这一理(lǐ)论(lùn)得到进一步的证实(shí)，那么遍(biàn)布宇宙当(dāng)中的暗(àn)物质(zhì)会不(bù)会意味着人类并(bìng)不孤单呢？或(huò)许在宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)某个角(jiǎo)落的行星上，暗(àn)物质正在通过这样的效应创造生命。当然，这些推(tuī)论的大(dà)前(qián)提是要先找到暗物质存在的实际(jì)证据。那(nà)么小伙(huǒ)伴(bàn)们，你们觉得暗物(wù)质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我(wǒ)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 数字大写金额正确写法是什么意思，数字金额大写规范注意