宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会(huì)存在(zài)科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物质又究(jiū)竟是什(shén)么？人类为(wèi)了(le)寻找暗物(wù)质存在的证据，科学家们在过去的几十年当(dāng)中进行(xíng)了超(chāo)过(guò)50次的长期(qī)实验，但(dàn)是(shì)却没(méi)有发现任何的有(yǒu)效证据。除了一个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引(yǐn)力定律，它揭(jiē)示(shì)了(le)宇(yǔ)宙(zhòu)中天体运动的规律。往后(hòu)的几百年(nián)来，当天文学家们发现某些天体运行轨道出(chū)现异常，不(bù)符合万(wàn)有引力定律的时(shí)候，他们就会知(zhī)道(dào)，周围一定有未知的天体通过引力在摄(shè)动它的轨道(dào)。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王星运行(xíng)轨道的(de)异常(cháng)，推(tuī)算并(bìng)且发现(xiàn)了海王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有(yǒu)引力(lì)定律所取(qǔ)得重大天文成就的例子。但是(shì)这些发现都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上升(shēng)到星系或者是星团的尺度(dù)，事情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗(fú)里茨兹威基(jī)正在研究和测量后(hòu)发(fā)星系团的(de)质量(liàng)。这是一个由数千个(gè)星系所组成的巨大(dà)星系团，这(zhè)些(xiē)星系(xì)被引力束缚(fù)在一(yī)起。测量星系团(tuán)的质量一般会使用到两种方法，当(dāng)两种方法结果一致，就可以确(què)定其质量的范围。

第(dì)一种是获得(dé)其"光度学的(de)质(zhì)量"，需要(yào)的数(shù)据是(shì)测量各(gè)个星系的光度。

第二种是动力(lì)学(xué)质量(liàng)的计算，是利用光谱红移测量星系(xì)团中的各个星系相对(duì)于星系团的运动(dòng)速度(dù)。当测量结(jié)果(guǒ)出(chū)来之后，兹威(wēi)基彻(chè)底懵了，“动力学(xué)质量”竟然(rán)是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有(yǒu)99%的质量消失了，或者说这99%的质(zhì)量并不以可见光的形式所存在，我(wǒ)们无法(fǎ)看到。最(zuì)诡异(yì)的是，在(zài)测量速度的过程中，兹威基发现(xiàn)星系(xì)团(tuán)中很多星(xīng)系的速(sù)度(dù)比理(lǐ)论上要快(kuài)得多，按照(zhào)牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些可(kě)见星系的(de)质量所产生的引力是无法将(jiāng)它(tā)们(men)束缚在星(xīng)系(xì)团内的，它(tā)们(men)早就应该被(bèi)抛出星系(xì)团(tuán)之外了，除(chú)非有一种神秘(mì)的力量在(zài)起作用，这(zhè)种力(lì)量来源于某种隐形(xíng)的物质(zhì)。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反射(shè)光(guāng)，但是它们却占据着(zhe)宇宙中绝大部(bù)分的(de)质量。只(zhǐ)是当时(shí)的(de)人们对(duì)这样(yàng)的(de)一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个词(cí)才再一次出现。天(tiān)文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在(zài)观测(cè)仙女座(zuò)星系中的恒星运(yùn)动。理论上(shàng)来(lái)说(shuō)，距离中心越(yuè)远的恒星在其轨道上的(de)运行速(sù)度就会越慢。但是他们观测的结果却让人(rén)感到不可思议。

随着(zhe)与中心距离的(de)增加(jiā)，恒(héng)星(xīng)的旋转速度几(jǐ)乎保持不(bù)变。可是根(gēn)据牛(niú)顿的万(wàn)有引力定(dìng)律，在星系当中(zhōng)如果没有(yǒu)足够大的质(zhì)量来吸引(yǐn)它们，这些(xiē)外(wài)围的恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种现象，科学家们会使用(yòng)一种相对标准的方法来解释暗物(wù)质的(de)存在(zài)，这种方法就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距(jù)离星系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上(shàng)气(qì)体的(de)旋(xuán)转速度。如果(guǒ)出现异常的结果(guǒ)，就认为(wèi)是由暗物(wù)质的力量进入其中。

于是(shì)科学家(jiā)们(men)通过(guò)射电(diàn)望(wàng)远镜(jìng)测量了距离星系中心更(gèng)远距离的氢元素，发现(xiàn)它们(men)的旋转速度并不符合牛顿的力学定(dìng)律(lǜ)。我们的太阳系(xì)也(yě)不(bù)例外，太阳系位(wèi)于银河系(xì)的第(dì)三悬臂(bì)之上，距离(lí)银(yín)河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定律进行计(jì)算，太阳系的运行速度应该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实(shí)际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于(yú)理论速(sù)度，那(nà)么(me)产生(shēng)以上这种向(xiàng)心(xīn)加速度(dù)的原因很可能就是存在着一种我们看(kàn)不到的物质(zhì)，是这些暗物(wù)质的引力效应将星系(xì)聚集在了(le)一起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研究人员(yuán)开始相信暗物质的(de)存在。科学家(jiā)根据星系(xì)外恒星轨道的速(sù)度，估算在(zài)星系当(dāng)中暗物质的质量(liàng)占整个星系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不是唯一可以解释(shì)这个现象的(de)原因(yīn)。在一项新的研(yán)究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥远恒星之(zhī)间，也(yě)会出现(xiàn)速度上的(de)微小(xiǎo)差异。另(lìng)外，天(tiān)文学家还发(fā)现了一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约(yuē)2.5亿(yì)光年，大小和(hé)银河系不(bù)多(duō)，但是星系当中存在的(de)恒星数量却(què)只有银河系的千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系(xì)必(bì)须存(cún)在暗物质，否则(zé)就会(huì)分崩离(lí)析。但是科学(xué)家们使用最先进的望(wàng)远镜(jìng)对(duì)其(qí)进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的(de)恒星运动是(shì)可以用正常的物质和力学定律来解(jiě)释的。那么又(yòu)有人提出，也(yě)许该星系的暗物质，已经被附近(jìn)的另一个大(dà)星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的(de)附近没有任何(hé)星系(xì)存在。造成(chéng)这些现象的除(chú)了暗物(wù)质的假说之外，另一(yī)种可能就是人类对(duì)引力的(de)理解还不够全面，引力很可(kě)能在不同尺度空间中的(de)工作方式是不同的，这意味(wèi)着(zhe)在行星系尺度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按照(zhào)我(wǒ)们所理解的方式运动。但是上升到星系和星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力(lì)之间的(de)相互(hù)作用则是不同的方式。对于在星系团之间的相(xiāng)互作用，科学家还(hái)引(yǐn)入了外部场(chǎng)效应的概念，指(zhǐ)的是在(zài)数百万光(guāng)年(nián)的规模上(shàng)，巨大的质(zhì)量之间会产(chǎn)生(shēng)对彼此特殊的效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如(rú)果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味(wèi)着我们需要对现在(zài)的物理定(dìng)律进行修正(zhèng)，这(zhè)些(xiē)发现也(yě)让很多人(rén)认为(wèi)暗物质(zhì)假说(shuō)理论就此终结(jié)。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存(cún)在的其他的(de)理论证据，这些理论证据是(shì)蒙德(dé)理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的(de)子弹星系团，由两个碰撞的(de)星系团所组成，类(lèi)似(shì)这样的星团，它们大(dà)部分(fēn)的普通质量都在星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时(shí)候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降低(dī)。所以(yǐ)在(zài)理论上，在(zài)碰撞之(zhī)后，子弹星系(xì)团大部分的质量将位(wèi)于所有这(zhè)些气体所在的中间区域(yù)。那么我们通(tōng)过什么(me)来验证它的(de)质量区域(yù)到底是不(bù)是集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯(bó)太空望远镜传回(huí)了(le)宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照片，在照片中我(wǒ)们(men)可以明显地(dì)看到很多星系似乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨大的形变(biàn)。其实这些星(xīng)系本(běn)身(shēn)并(bìng)不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什(shén)么(me)问题，而是这样极遥远的天体和(hé)我们地(dì)球上的观测(cè)者之间(jiān)。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量的东西(xī)的(de)引(yǐn)力，会使身后更遥远星系(xì)的光都发(fā)生了扭(niǔ)曲(qū)。这个现象就(jiù)是引力透镜效应。这个(gè)巨(jù)大(dà)的天体(tǐ)可能(néng)是超大质量的黑(hēi)洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人(rén)们对子(zi)弹星系(xì)团(tuán)观测的时候，发现它的大质(zhì)量区域(yù)并不是(shì)在中间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的(de)解释方法就是当(dāng)星团发生(shēng)全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的(de)质量气体被卡在了中间，暗物质(zhì)则直接通过了这个区域，并在两边形成(chéng)了引力透(tòu)镜(jìng)。对子弹星系(xì)团的引力透镜研(yán)究(jiū)也(yě)被认(rèn)为是暗物质存在(zài)的迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除此之外，还(hái)有(yǒu)来自(zì)宇宙当(dāng)中最古老(lǎo)的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光(guāng)在宇(yǔ)宙空间背景上(shàng)留下了各(gè)相同性(xìng)的微波辐射。其中红色(sè)的(de)部分表示温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际(jì)上它们之间的温差只(zhǐ)有万分之(zhī)一(yī)。

科(kē)学家们通过对(duì)前景背景分(fēn)离后的二值图像进行连通域提(tí)取和(hé)标(biāo)记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随(suí)着(zhe)暗物(wù)质的增加，一些(xiē)峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背(bèi)景辐(fú)射(shè)的测量值，我们(men)需要的暗物质大(dà)约是(shì)普(pǔ)通物质的5倍。这个(gè)数字与解释星(xīng)系当中恒(héng)星运动所需要(yào)的暗物质(zhì)比(bǐ)例是一致的(de)。这(zhè)就意(yì)味着。

用(yòng)了一(yī)个简单的理论框(kuāng)架(jià)，就很好地(dì)解释了很多不同的观测(cè)结(jié)果。而暗(àn)物(wù)质的本质就是宇宙当(dāng)中(zhōng)存在着某种类型的粒子，它(tā)们不(bù)参与任(rèn)何(hé)其他的(de)电磁作用，只通过引力来相互(hù)作用。所以(yǐ)如果(guǒ)能够找到这种粒子(zi)的存(cún)在，就相当于找到(dào)了暗物(wù)质存(cún)在的(de)实际证据。这种粒子到底是(shì)什(shén)么？科学家们(men)已经提(tí)出了数十种的(de)假(jiǎ)想目标(biāo)，而要(yà全国有多少个省市自治区和直辖市 全国有多少个地级市o)寻找这(zhè)些(xiē)不同的目标粒(lì)子所需要的实验方式也不相同。在过去的(de)几(jǐ)十年(nián)当中，人类(lèi)为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常(cháng)规物质相互作(zuò)用的“暗物(wù)质”，科学家们已经进行了超过(guò)50次(cì)的实验，却没有任(rèn)何实质性的发(fā)现，除了一(yī)个地方，意(yì)大(dà)利的格兰(lán)萨索山(shān)，隶属于(yú)阿尔卑斯(sī)山脉(mài)。

在山下(xià)1400米(mǐ)处的地(dì)下(xià)矿井当中(zhōng)，藏着(zhe)地球(qiú)上最大(dà)的地学(xué)实验室(shì)，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层(céng)楼(lóu)高的(de)探(tàn)测器，一直致力(lì)于寻找暗物质粒子(zi)的周期性震(zhèn)荡。全国有多少个省市自治区和直辖市 全国有多少个地级市p>

自(zì)1997年以(yǐ)来，这里(lǐ)的科(kē)学家声称观(guān)测到了某种信号。经过了20多年的(de)数据收集，人(rén)们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测率会在每年的6月份(fèn)达到(dào)峰值，然后在11月降(jiàng)到最低，而且(qiě)在20年(nián)当(dāng)中每年都是一样(yàng)。一些科学家认(rèn)为这可能是人类发现暗物质的第一个直(zhí)接证(zhèng)据。

但(dàn)是为什么暗物质(zhì)会(huì)产生周(zhōu)期性(xìng)的(de)年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正在以220公里/秒的速(sù)度围(wéi)绕着(zhe)银河系(xì)进行移动，那么如果暗物(wù)质(zhì)存在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意味(wèi)着我们也(yě)在以这样的速度(dù)在穿越(yuè)着暗物(wù)质(zhì)流，这个(gè)过程(chéng)中会产(chǎn)生相(xiāng)应的振(zhèn)荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕(rào)太阳进(jìn)行旋(xuán)转。所以有半(bàn)年的(de)时间，地(dì)球围(wéi)绕太阳的方向与太阳(yáng)环绕银河(hé)系的(de)方向是一致的，而另外半(bàn)年则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太(tài)阳(yáng)的(de)方向正好达到(dào)完(wán)全一致，这是理(lǐ)论上(shàng)地球穿越暗物质流最快的(de)时段。而(ér)在11月(yuè)份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管(guǎn)在实际的情况中(zhōng)，太阳系相(xiāng)对银河系(xì)的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学(xué)家认为这可以用(yòng)来(lái)解释，研究人员们所观测到的(de)周期性信(xìn)号。当(dāng)然也可能有其他(tā)的情况，造(zào)成这种年度周期信号的差异也(yě)可能是(shì)温度、湿(shī)度、土壤中的(de)水分、高山(shān)上的(de)积(jī)雪，甚至连意大利游客(kè)的数(shù)量也(yě)符合这(zhè)个周期的(de)规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学家们(men)又在南半球(qiú)建立了一个几(jǐ)乎相同的(de)实(shí)验室，这(zhè)里的季节与之前(qián)的(de)实(shí)验室(shì)正好相反，而在这里(lǐ)，地球穿(chuān)过暗(àn)物质流的运动特征和(hé)第一个实(shí)验室(shì)是一样的(de)。

因此，如果在(zài)这里可以得到相(xiāng)同的信号，就(jiù)可以成为暗物质所存在的非常有力的证据了。但是由(yóu)于这个(gè)实(shí)验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至目前还(hái)无法提(tí)供(gōng)相应(yīng)的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫(jiào)做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的(de)主镜大(dà)小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远(yuǎn)镜相(xiāng)同，但它的宽视场仪器提供的(de)视野是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜(jìng)其(qí)中一个关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于(yú)探测的结果，我们(men)只能拭目(mù)以(yǐ)待了。费米实(shí)验(yàn)室粒子(zi)天体(tǐ)物理(lǐ)中心的科学(xué)家丹琥(hǔ)珀和贾(jiǎ)森(sēn)斯特(tè)芬研究发(fā)现，如果暗物质存在，它们极有可(kě)能拥有(yǒu)另一种神秘(mì)的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当中生命的诞生，或者说是(shì)生(shēng)命进(jìn)化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一(yī)理论得(dé)到进一步的证实，那么遍(biàn)布(bù)宇宙当中的暗物质会全国有多少个省市自治区和直辖市 全国有多少个地级市不会意(yì)味着人类并不(bù)孤单呢？或(huò)许(xǔ)在宇宙当中(zhōng)某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质(zhì)正在(zài)通过这样的效应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是(shì)要先找到暗物质存在的(de)实际证据。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的(de)支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：旺华配资网_2020年最专业的大型配资平台_股票配资公司 全国有多少个省市自治区和直辖市 全国有多少个地级市