宇宙是“人为制造(zào)”的？为何(hé)会存在科学无(wú)法解(jiě)释的“暗(àn)物质”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人类为了寻(xún)找暗物(wù)质(zhì)存在的(de)证据(jù)，科学家们在(zài)过去的几十年当中(zhōng)进行了(le)超过50次的长期实验，但是却没有发现任何的(de)有效证据。除(chú)了一个地方，在(zài)1687年(nián)出版(bǎn)的自然哲学数学原(yuán)理(lǐ)一(yī)书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引力定律，它(tā)揭示(shì)了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往后(hòu)的几百年来，当天文学家们发现某些天体运行轨道(dào)出(chū)现异常，不符合万有引力定律的时候，他(tā)们就会(huì)知道，周围一定有未知(zhī)的天体通过(guò)引力(lì)在(zài)摄(shè)动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王(wáng)星运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王(wáng)星的发现都是应用万(wàn)有引力定律所取(qǔ)得重大天文成(chéng)就的(de)例子(zi)。但是这些发现(xiàn)都(dōu)是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或者(zhě)是(shì)星(xīng)团的尺度，事情就(jiù)开始(shǐ)变得诡异(yì)了(le)。

哆瑞咪发嗦啦西哆8个音怎么写 - 手机爱问，哆瑞咪发嗦啦西哆8个音怎么读decoding="async" data-ratio="0.5500910746812386" data-type="jpeg" data-w="1647" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/7e58e8fcd62ac7f.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

1933年，瑞士(shì)的物(wù)理学家弗里(lǐ)茨兹威(wēi)基正在研究和测量(liàng)后(hòu)发星(xīng)系团的质量。这是一个由数(shù)千个星系所组成的巨大星系团(tuán)，这(zhè)些星系被引力束缚(fù)在一起。测(cè)量星(xīng)系(xì)团的质量一般会使用到两种方法(fǎ)，当两种方(fāng)法结果一致，就可(kě)以确定其质(zhì)量的范围。

第一种是获得其(qí)"光(guāng)度学(xué)的质量"，需(xū)要的数据(jù)是测(cè)量各(gè)个星(xīng)系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是(shì)利用光谱红(hóng)移测量星系团中的各个星(xīng)系相对于星系团的(de)运动速(sù)度。当测量结(jié)果出(chū)来之后，兹威基(jī)彻底懵(měng)了(le)，“动(dòng)力学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光度学(xué)质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发(fā)座星系团有99%的质(zhì)量(liàng)消失(shī)了，或者说(shuō)这99%的质量(liàng)并不以可(kě)见(jiàn)光的形式所存在，我们无法看到。最(zuì)诡异的是(shì)，在测量速度的过程(chéng)中，兹威(wēi)基发现星系团中(zhōng)很多星(xīng)系的速度比(bǐ)理论上要(yào)快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这(zhè)些可见星系(xì)的质量(liàng)所(suǒ)产生的引(yǐn)力是无(wú)法(fǎ)将它们束(shù)缚在星系团内(nèi)的(de)，它们早就应该被抛出星系团(tuán)之(zhī)外了(le)，除非(fēi)有一(yī)种神秘的力(lì)量在起(qǐ)作用，这种力量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹(zī)维基提出了(le)这样部分(fēn)不可见的(de)暗质(zhì)，它不发散光、吸(xī)光(guāng)、反射光，但(dàn)是(shì)它们(men)却占据(jù)着宇宙(zhòu)中绝大部分(fēn)的质量。只是当时的人们对这(zhè)样的(de)一种说法不屑一顾。

直(zhí)到(dào)40年(nián)之后，“暗物质”这个词才再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特(tè)福特在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中(zhōng)心越(yuè)远的恒(héng)星在其(qí)轨(guǐ)道(dào)上(shàng)的(de)运行速(sù)度就会越慢。但是他(tā)们观(guān)测的结果却让人感(gǎn)到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离(lí)的增加，恒(héng)星的旋转速度几乎(hū)保持不变。可是根据(jù)牛顿的(de)万(wàn)有引力(lì)定律，在星系当中如果没有足够大的(de)质量来吸(xī)引它们，这些外(wài)围的恒(héng)星早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙当中了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科(kē)学家们会使用一种相(xiāng)对标准的(de)方法(fǎ)来解释暗物质的存在(zài)，这种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)就是测量星系当中(zhōng)气体在X轴上(shàng)距离星系中(zhōng)心的距离(lí)，以及在Y轴上气体的(de)旋转速(sù)度。如果出现异(yì)常(cháng)的(de)结果，就认为是由暗物质的力量进(jìn)入其中。

于是科学家们通过(guò)射电望远镜测量(liàng)了距(jù)离星系(xì)中心(xīn)更远距(jù)离的氢元素(sù)，发现它们的(de)旋转速度(dù)并不符合牛(niú)顿的(de)力学定律。我(wǒ)们的太阳系也不(bù)例外，太阳(yáng)系位(wèi)于(yú)银河系的(de)第三悬臂(bì)之(zhī)上，距(jù)离银(yín)河系中心2.6万光年，根据万有引力定律进(jìn)行计算，太(tài)阳系的运(yùn)行速度应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在(zài)以(yǐ)220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实(shí)际速度远(yuǎn)远大于理论(lùn)速度(dù)，那么产生以上这种向心(xīn)加速度的(de)原(yuán)因(yīn)很可能就(jiù)是存在着(zhe)一种我(wǒ)们(men)看不到的物质(zhì)，是(shì)这些(xiē)暗物(wù)质(zhì)的引(yǐn)力效(xiào)应(yīng)将星系聚集在了一(yī)起。

也是从这时开始(shǐ)，越(yuè)来越(yuè)多(duō)的研究人员开始(shǐ)相信(xìn)暗物(wù)质的存在(zài)哆瑞咪发嗦啦西哆8个音怎么写 - 手机爱问，哆瑞咪发嗦啦西哆8个音怎么读。科学家根据星系外(wài)恒星轨道的速度，估(gū)算在星系(xì)当(dāng)中暗物(wù)质的质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个(gè)现(xiàn)象的原因。在一项新的(de)研究当中，科(kē)学家(jiā)们发现，几乎没有引力效(xiào)应的遥远恒星(xīng)之(zhī)间，也会出(chū)现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现了一(yī)个反(fǎn)常(cháng)的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系不(bù)多(duō)，但是星系(xì)当中存在的恒星数量却只有银河系的千分(fēn)之(zhī)一。

所以(yǐ)在理论上，该(gāi)星系(xì)必须存在暗物(wù)质，否(fǒu)则就(jiù)会分崩离析。但是科学家们使用最先(xiān)进(jìn)的望远镜对其进(jìn)行了(le)40个(gè)小时(shí)的详细测量之后，发现(xiàn)星系(xì)中(zhōng)的恒星运(yùn)动是(shì)可以用正常的物质和力学定(dìng)律来解释的。那(nà)么又有人提出(chū)，也(yě)许该星系的暗(àn)物质，已经被附近(jìn)的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的附近没有(yǒu)任何星系存在。造成这些现(xiàn)象(xiàng)的除了(le)暗物质的假说之外，另一(yī)种(zhǒng)可能就(jiù)是人类(lèi)对引力(lì)的理(lǐ)解(jiě)还(hái)不(bù)够全面，引力(lì)很可能在(zài)不同(tóng)尺度空间中的(de)工作方(fāng)式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着(zhe)它们的轨道(dào)，按照(zhào)我们(men)所(suǒ)理解的方式(shì)运动。但是上升到(dào)星系和星团的(de)尺度，引(yǐn)力(lì)之间的相(xiāng)互(hù)作用则是(shì)不同的(de)方式。对(duì)于在(zài)星系(xì)团之间的相(xiāng)互作用，科(kē)学家还引入了外(wài)部场效(xiào)应的概(gài)念，指的是(shì)在数百万(wàn)光年(nián)的规模上，巨大的质量(liàng)之间会产(chǎn)生对(duì)彼(bǐ)此(cǐ)特殊的(de)效果(guǒ)，这(zhè)个理论叫(jiào)做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着我们需要对现在(zài)的物理定律进行修正，这些发现也让(ràng)很(hěn)多人认为(wèi)暗物质假说理论就此终结哆瑞咪发嗦啦西哆8个音怎么写 - 手机爱问，哆瑞咪发嗦啦西哆8个音怎么读。但是在宇宙当中还有关于暗物质(zhì)存在的其他的理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两(liǎng)个碰撞的(de)星系团所组成，类似这(zhè)样的星团，它们大(dà)部分的(de)普(pǔ)通质量(liàng)都(dōu)在星系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公(gōng)里(lǐ)/小(xiǎo)时(shí)发生碰撞(zhuàng)的时候，星际(jì)气体的相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧升高，速度大(dà)幅降低(dī)。所以在理(lǐ)论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分(fēn)的(de)质(zhì)量(liàng)将位于所有这些气体所在的中(zhōng)间区(qū)域。那么我们通过(guò)什么来(lái)验证(zhèng)它的质量区域到底是不(bù)是集中在中间呢？前(qián)不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙(zhòu)当中(zhōng)第(dì)一张全彩的高清照(zhào)片(piàn)，在照片中我们可以(yǐ)明显地看(kàn)到很(hěn)多星系似乎被拉伸(shēn)产(chǎn)生了巨大的形(xíng)变。其(qí)实这些星系本身并(bìng)不是(shì)真的被(bèi)扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜(jìng)出(chū)了什(shén)么问题，而是这样极遥远的天(tiān)体和我们(men)地(dì)球上的观测者(zhě)之间。被一个(gè)质量超级巨大的天(tiān)体遮(zhē)挡，这个超大质量的(de)东西(xī)的引力，会使身后更遥远星系的光都发(fā)生了扭曲。这(zhè)个(gè)现象(xiàng)就是引(yǐn)力(lì)透镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能是(shì)超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以当人们对(duì)子弹星系团(tuán)观(guān)测的(de)时(shí)候，发(fā)现它的大质量区(qū)域(yù)并不是(shì)在中(zhōng)间，而(ér)是在(zài)两(liǎng)侧。所以(yǐ)最好的解释方(fāng)法就(jiù)是当星团发生(shēng)全部(bù)的碰(pèng)撞时，可(kě)被观测到的质量气(qì)体(tǐ)被卡在了中间(jiān)，暗物质则直接通过(guò)了这个区域，并在两(liǎng)边形成了引力透(tòu)镜。对子弹星(xīng)系团(tuán)的引力(lì)透镜(jìng)研究也被认(rèn)为是暗物(wù)质(zhì)存在的(de)迄今(jīn)为止(zhǐ)最(zuì)好(hǎo)的理论证据。

除此(cǐ)之外(wài)，还有来自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大(dà)爆炸(zhà)开(kāi)始，38万年之后，可见光终于可(kě)以畅通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经(jīng)过(guò)了130多亿(yì)年之后，这些光在宇(yǔ)宙(zhòu)空(kōng)间背景上留下了各相(xiāng)同性的微波(bō)辐射(shè)。其中红(hóng)色的部分(fēn)表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则表示相对(duì)较冷的区域，但实际(jì)上它们之间的温差只有万(wàn)分之一(yī)。

科学(xué)家(jiā)们通过对前(qián)景背景分离后的二值图像进行连通域提取和标记之后发(fā)现(xiàn)，如果(guǒ)宇宙当中没有暗物(wù)质(zhì)，图形看(kàn)起(qǐ)来(lái)不应(yīng)该是(shì)这(zhè)样的，而(ér)随着(zhe)暗物(wù)质的增加，一些峰值(zhí)的幅度(dù)会减小，才变(biàn)得看起(qǐ)来“和(hé)谐”。为了(le)匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测量值，我们(men)需要的暗(àn)物质大(dà)约是普通物质的5倍。这(zhè)个(gè)数(shù)字与(yǔ)解(jiě)释星系当中(zhōng)恒星运动所(suǒ)需要的暗(àn)物质比例是一(yī)致(zhì)的。这就意味(wèi)着。

用了一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地(dì)解释了很(hěn)多不(bù)同的观测结果。而(ér)暗物质的(de)本(běn)质就是宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它们不参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过(guò)引力来相互作用。所(suǒ)以如果能够找到这种粒(lì)子的(de)存在，就相(xiāng)当于找到了(le)暗物(wù)质存在的(de)实际证据。这种粒子到底是(shì)什么(me)？科学家们已(yǐ)经提出了(le)数十种的假想目标，而要寻找(zhǎo)这(zhè)些(xiē)不同的目标粒子所(suǒ)需要的实(shí)验方式也不相同。在过去的几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不(bù)到，几乎(hū)不会与常规物质相互作用的“暗(àn)物质”，科学家们已(yǐ)经进行了(le)超过50次(cì)的实验，却没有任何(hé)实质(zhì)性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑(bēi)斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着(zhe)地球上最(zuì)大的(de)地学实验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层(céng)楼(lóu)高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经(jīng)过了20多年的数据收集，人们发现了(le)一个有趣的事情。探测率会(huì)在(zài)每年的6月份(fèn)达到峰值，然(rán)后在11月降到最低，而且(qiě)在20年当中每(měi)年都是(shì)一样。一些科学家(jiā)认为这(zhè)可能(néng)是人类(lèi)发现暗物质的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗(àn)物质(zhì)会产生(shēng)周期性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质(zhì)存(cún)在(zài)宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过程(chéng)中会产生相应(yīng)的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋(xuán)转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是(shì)一致的，而另外半年则与(yǔ)之相(xiāng)反(fǎn)。

而(ér)在6月份的时候，地球与太(tài)阳的方(fāng)向(xiàng)正好达到完全一致，这(zhè)是理论上地球穿越暗(àn)物质流最快的(de)时段(duàn)。而(ér)在11月份，又恰好达到了最慢(màn)值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系(xì)相对(duì)银河系的平面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科学家认为这可以用(yòng)来解释，研究(jiū)人员们所(suǒ)观测到的周期性(xìng)信号。当然也可能有其他的情况，造成这种年度周(zhōu)期信号的差(chà)异也可能是温(wēn)度、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积(jī)雪，甚(shèn)至连(lián)意大利(lì)游客的数量也(yě)符合这个周(zhōu)期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南(nán)半球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的实验室(shì)正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质(zhì)流的(de)运动特征和第一个实验室是(shì)一(yī)样(yàng)的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在这里可以得到(dào)相同的信(xìn)号，就可以(yǐ)成为暗(àn)物质所存在的非常有力的证据了。但是由于这个(gè)实验室(shì)刚(gāng)刚建成(chéng)不久，所以截(jié)至(zhì)目前还无法提供(gōng)相应的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台(tái)太空望远镜叫做“南(nán)希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈(hā)勃望远镜(jìng)相同，但它(tā)的(de)宽视场仪器提供的视野是哈勃(bó)红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空望远镜其(qí)中一个关键(jiàn)的用途就(jiù)是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于探测(cè)的(de)结果，我(wǒ)们只能拭目(mù)以待(dài)了。费米实(shí)验室粒子天体物理中心的(de)科学(xué)家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在(zài)，它们极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质(zhì)效应，会支持(chí)宇宙当中生命的诞生，或者(zhě)说是生命进化的一(yī)个(gè)重(zhòng)要因素(sù)。

如果这一理论得(dé)到进一步的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质会(huì)不会意(yì)味(wèi)着人类并不(bù)孤(gū)单呢？或许在(zài)宇宙当中(zhōng)某个角(jiǎo)落的行(xíng)星上，暗物质正(zhèng)在通过这样的效应(yīng)创(chuàng)造生命。当然，这(zhè)些推论的大(dà)前提是要先找(zhǎo)到暗(àn)物质存在的实(shí)际证据。那(nà)么小伙伴们(men)，你们觉得暗(àn)物(wù)质到(dào)底存(cún)不(bù)存(cún)在呢？喜(xǐ)欢(huān)请(qǐng)点赞，你(nǐ)的支持是我更(gèng)新(xīn)的动(dòng)力(lì)！

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