宇宙是“人(rén)为制造”的？为何会存在科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗(àn)物质又(yòu)究竟是(shì)什么？人类(lèi)为了寻(xún)找暗物质存(cún)在的(de)证据，科学(xué)家们在(zài)过去的(de)几十年当中进行(xíng)了超过50次的长期实验，但是(shì)却没有发现任何的有效(xiào)证(zhèng)据。除了一个地方(fāng)，在1687年出版的自然(rán)哲学数学(xué)原(yuán)理一书中，埃(āi)萨(sà)克(kè)牛顿发表了万有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体(tǐ)运动的规律(lǜ)。往后(hòu)的(de)几百年来，当天(tiān)文学家(jiā)们(men)发现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常，不(bù)符合(hé)万(wàn)有引力定律的时候，他们就会知(zhī)道(dào)，周围(wéi)一定有未知(zhī)的天体通(tōng)过引力在摄(shè)动它的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶(yé)就通过天王星运行轨道的异常，推算并(bìng)且(qiě)发现了海王星的(de)存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都(dōu)是应用万有引力定律所取得重大(dà)天(tiān)文成就的例子(zi)。但是这些发现都是(shì)在恒星(xīng)系(xì)统的尺度(dù)当中，可当(dāng)我们上升到星系(xì)或(huò)者是星团的尺度，事情就(jiù)开(kāi)始(shǐ)变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测量(liàng)后发星系团的质量。这是(shì)一个(gè)由数(shù)千个星(xīng)系所(suǒ)组成(chéng)的巨大星系团，这些星系被引力(lì)束缚在一起。测量星系团的质量一般(bān)会(huì)使用到两种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得其"光度学的质(zhì)量"，需要的数据(jù)是测量各(gè)个星系的光度(dù)。

第二种是动力(lì)学质量的计算，是利(lì)用(yòng)光(guāng)谱(pǔ)红移测(cè)量星系团中的各个星系(xì)相对于(yú)星系团的运动速(sù)度。当测量结(jié)果(guǒ)出来之后，兹(zī)威基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意(yì)味着(zhe)，后发座星(xīng)系团有99%的质量(liàng)消(xiāo)失(shī)了(le)，或者(zhě)说这99%的质量并(bìng)不(bù)以可见光的形式所(suǒ)存在，我们(men)无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发(fā)现(xiàn)星系团中很多星(xīng)系的速(sù)度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学(xué)定(dìng)律，仅靠(kào)这(zhè)些(xiē)可见星系(xì)的质(zhì)量所(suǒ)产生的引力是无(wú)法将它们(men)束缚在(zài)星系团(tuán)内的，它们早就应(yīng)该被抛(pāo)出(chū)星系团(tuán)之外了，除非(fēi)有(yǒu)一种神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量来源于(yú)某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

据此，兹维(wéi)基提出(chū)了这样部分不可(kě)见(jiàn)的(de)暗(àn)质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却(què)占据着宇宙中(zhōng)绝大(dà)部(bù)分的质(zhì)量。只(zhǐ)是当时的人(rén)们对(duì)这(zhè)样的一种说法(fǎ)不屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个词(cí)才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙女座星系中的恒星(xīng)运动。理论上来(lái)说，距(jù)离(lí)中心越(yuè)远的(de)恒星在(zài)其轨道(dào)上的(de)运行速度就会越(yuè)慢(màn)。但是他们(men)观测(cè)的结果却让人(rén)感到(dào)不可思(sī)议。

随着与中心距离的增加，恒星(xīng)的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有(yǒu)引力定律，在星系当中如果没有足够大(dà)的(de)质量来(lái)吸引它(tā)们，这些(xiē)外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当(dāng)中了(le)。基于(yú)这种现(xiàn)象，科学家们会使用一种相对(duì)标准的方法(fǎ)来(lái)解释暗(àn)物质(zhì)的存在，这种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)就是测量星系当中(zhōng)气(qì)体在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴上气体的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度。如(rú)果出现(xiàn)异常的结果，就认为(wèi)是由暗物质的力量进入其中。

于(yú)是科学家们通过射电望远镜(jìng)测(cè)量了距离(lí)星系中(zhōng)心更远距离的氢元素(sù)，发现(xiàn)它们(men)的旋转速度(dù)并(bìng)不符合牛顿的力学(xué)定律。我们的(de)太阳(yáng)系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂之上(shàng)，距离银河系中心2.6万光年(nián)，根据万有引(yǐn)力(lì)定律进行计(jì)算，太阳系的(de)运行速度(dù)应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在(zài)以(yǐ)220千米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转，这个实际(jì)速度远远大于(yú)理论速度，那么产生(shēng)以上这种(zhǒng)向心加速(sù)度(dù)的原因很可(kě)能就是存在着一(yī)种我们看(kàn)不(bù)到的物质，是这些暗物质的引力效(xiào)应将星系聚集在了一起。

也是(shì)从这时开始，越来越(yuè)多的研究人员开始相信暗(àn)物质的存(cún)在(zài)。科学家(jiā)根据星系(xì)外恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中暗物质的质(zhì)量占(zhàn)整(zhěng)个星系(xì)质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解(jiě)释这个现象的原因。在一项新的研究当中，科(kē)学家们发(fā)现，几乎(hū)没有(yǒu)引力(lì)效应的遥远(yuǎn)恒星之(zhī)间，也会出(chū)现(xiàn)速(sù)度上的微(wēi)小差异。另外，天(tiān)文学(xué)家还发现了(le)一个反常的(de)星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大(dà)约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小和(hé)银河系不(bù)多，但是星系当中存(cún)在的恒星数(shù)量却只有(yǒu)银河系的千(qiān)分(fēn)之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系(xì)必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是(shì)科学家们使用(yòng)最先进(jìn)的望远镜对(duì)其进行了40个小时的(de)详细(xì)测量之后(hòu)，发现星系中的(de)恒星运动是可以用正常(cháng)的物质和力学定律(lǜ)来解释(shì)的。那(nà)么又有人提出，也许该星系的暗物质，已经被(bèi)附近的另一个大星(xīng)系(xì)剥离了。奇怪的是，它的附近(jìn)没有任何(hé)星系存在。造(zào)成(chéng)这(zhè)些现(xiàn)象的除了(le)暗物质的假说之外(wài)，另一种可(kě)能就是人类对引力的理解还不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度(dù)空间中(zhōng)的工(gōng)作方(fāng)式是(shì)不(bù)同的，这意味(wèi)着在行星系尺(chǐ)度中的(de)天体(tǐ)会沿着(zhe)它们的(de)轨(guǐ)道，按照(zhào)我们所理解的(de)方式运动。但是上升到星(xīng)系(xì)和星团的(de)尺度，引力之(zhī)间的(de)相互作用则是不同(tóng)的(de)方式(shì)。对(duì)于(yú)在星(xīng)系团之间(jiān)的相互作用，科学家(jiā)还引(yǐn)入了外部场效应(yīng)的概(gài)念，指的(de)是在数(shù)百万光(guāng)年的规(guī)模上，巨大(dà)的质量之(zhī)间(jiān)会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论成立(lì)，这意味着我们需要对(duì)现在(zài)的物理(lǐ)定(dìng)律进行(xíng)修正，这些发现也让很多人(rén)认为(wèi)暗物质假说理论(lùn)就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有关于(yú)暗物(wù)质存在(zài)的其他的理论(lùn)证据(jù)，这(zhè)些理论(lùn)证(zhèng)据是蒙德理论(lùn)所没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团(tuán)，由两个(gè)碰撞的(de)星系团(tuán)所组(zǔ)成，类似这样的星(xīng)团，它们大(dà)部(bù)分的(de)普通质量(liàng)都在星系的(de)气体(tǐ)当(dāng)中。当星团以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体的相互(hù)作用(yòng)就会导致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的质量将(jiāng)位于所(suǒ)有(yǒu)这些气体所在的(de)中(zhōng)间区域。那么我们通(tōng)过(guò)什么(me)来验证它的(de)质量区域到底是不是集中在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太(tài)空(kōng)望远镜传回了宇宙当中第(dì)一张全彩(cǎi)的高清照片，在照片中我(wǒ)们可以明显地看到(dào)很多星系似乎被拉伸(shēn)产生了(le)巨大的形变。其(qí)实这些星(xīng)系本身(shēn)并不是真的被扭曲了，也不(bù)是韦(wéi)伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的(de)观测者之(zhī)间。被一(yī)个(gè)质量(liàng)超级巨大的天(tiān)体(tǐ)遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系(xì)的(de)光都发生了扭曲(qū)。这个现象就(jiù)是引力透镜效(xiào)应。这个巨大的天体可能是超大(dà)质(zhì)量的黑洞或(huò)者是暗物质(zhì)。

所以当(dāng)人(rén)们对子(zi)弹(dàn)星系团(tuán)观测的(de)时候(hòu)，发现它(tā)的(de)大质量区域并不(bù)是(shì)在中间(jiān)，而是在(zài)两侧。所以(yǐ)最(zuì)好的解释方法就(jiù)是当(dāng)星团发生全部的(de)碰(pèng)撞时(shí)，可被(bèi)观测(cè)到的质量气(qì)体(tǐ)被卡在了中间，暗(àn)物质则直接(jiē)通过(guò)了这个区域(yù)，并在两边形成了引力透(tòu)镜。对(duì)子弹星系团(tuán)的引力透(tòu)镜研究也被认为是暗物质(zhì)存在的迄今(jīn)为止(zhǐ)最好的理论证据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇(yǔ)宙大(dà)爆炸开(kāi)始(shǐ)，38万年之后，可见光终(zhōng)于可(kě)以畅通(tōng)无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇宙空间背(bèi)景上(shàng)留下了各相同(tóng)性的微波辐射。其中红(hóng)色的部分表示温度较高的区域，蓝色则(zé)表(biǎo)示(shì)相对较冷的区域，但实际上它们之间的温差(chà)只有万(wàn)分之一(yī)。

科学(xué)家们通过对前景(jǐng)背(bèi)景分(1dm等于多少cm 1dm等于多少mfēn)离后(hòu)的二值(zhí)图像进行连通域提取(qǔ)和标记(jì)之(zhī)后发现，如果宇宙(zhòu)当(dāng)中没有(yǒu)暗物质，图形看起来(lái)不应该是这样的，而(ér)随着暗物质(zhì)的(de)增加，一些峰值的幅度(dù)会减小，才变得看起(qǐ)来“和谐(xié)”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的(de)测量(liàng)值(zhí)，我们需要(yào)的暗物质(zhì)大约是普通(tōng)物质的5倍。这个(gè)数字与解释星系当中恒星运动所(suǒ)需(xū)要的暗物质比例是一(yī)致的(de)。这就意味着。

用了一个(gè)简单的理(lǐ)论框架，就很好地(dì)解释了很多不同的观测结果。而暗物(wù)质的(de)本质就(jiù)是宇宙当(dāng)中存在着(zhe)某种类型的粒子，它(tā)们不参与任(rèn)何(hé)其他的电磁(cí)作用，只通过引(yǐn)力来相互作(zuò)用。所(suǒ)以如果能够(gòu)找(zhǎo)到这(zhè)种粒子的存在，就相(xiāng)当于找(zhǎo)到了暗物(wù)质存(cún)在(zài)的实际(jì)证(zhèng)据。这种粒子到底(dǐ)是什么(me)？科学家们已经提(tí)出了数十种的假想目标(biāo)，而要寻找这(zhè)些不同(tóng)的目(mù)标粒子(zi)所需要的(de)实验方式也(yě)不相同。在过去的几十年当(dāng)中(zhōng)，人类为了(le)寻找(zhǎo)这些(xiē)看不(bù)见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用(yòng)的(de)“暗(àn)物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没有任(rèn)何实质性的(de)发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿(kuàng)井(jǐng)当中，藏着(zhe)地球上(shàng)最大的地(dì)学实(shí)验室，这(zhè)个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的探(tàn)测器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒(lì)子的周期(qī)性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学家(jiā)声称观测(cè)到(dào)了某种信号。经过了20多年的(de)数据收集，人们发(fā)现(xiàn)了一个有(yǒu)趣的事(shì)情。探(tàn)测率会在(zài)每(měi)年的6月份达到峰值，然(rán)后在11月降到(dào)最低，而且在20年当中每年都是一样。一(yī)些科学家(jiā)认为这(zhè)可能是人类(lèi)发现暗物质(zhì)的第(dì)一个直接证据。

但是为什(shén)么暗(àn)物质会产生周期性的年度信号呢？刚才我们讲了(le)太(tài)阳系(xì)正在以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的(de)速度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果(guǒ)暗物(wù)质存在宇宙当中，这意味着我们也在(zài)以这(zhè)样的速度(dù)在穿(chuān)越着暗物(wù)质(zhì)流，这个过程中会(huì)产生相应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度(dù)围(wéi)绕太(tài)阳进(jìn)行旋转。所以(yǐ)有半年(nián)的(de)时间，地球围绕太阳的方向与太阳环(huán)绕银河系的(de)方向是一致的，而另外半年则与(yǔ)之相(xiāng)反。

而在6月份(fèn)的时(shí)候，地球与太阳的方向正好达到完(wán)全(quán)一致，这(zhè)是理论上(shàng)地球(qiú)穿越暗物(wù)质流最快(kuài)的(de)时段。而(ér)在(zài)11月份，又恰好(hǎo)达到了(le)最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对(duì)银河系的平(píng)面呈现了60度的倾斜(xié)，但是这并不(bù)影响这(zhè)个理论的有效性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们所观测到(dào)的周期(qī)性信号。当然也可能有其他的(de)情况，造成这种年(nián)度(dù)周期(qī)信号的(de)差异(yì)也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的积(jī)雪，甚至连意大利(lì)游客的数量也符合这个(gè)周期的规律。

所以(yǐ)，科学家(jiā)们又在南半球建立了(le)一个几(jǐ)乎(hū)相同的实验室，这(zhè)里的(de)季(jì)节与之前的(de)实验室正好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗物质流的运动(dòng)特征(zhēng)和(hé)第一个实验室是(shì)一样的(de)。

因此，如果在这里可(kě)以得到(dào)相同的信号，就可以(yǐ)成(chéng)为暗物(wù)质所(suǒ)存在的(de)非常有(yǒu)力的证据了。但是由于这(zhè)个实验室刚(gāng)刚建(jiàn)成不久，所(suǒ)以(yǐ)截至目前还无(wú)法(fǎ)提(tí)供相应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台(tái)新的望远(yuǎn)镜，这台太空(kōng)望远镜叫做“南(nán)希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈(hā)勃(bó)望远镜(jìng)相同(tóng)，但它的宽视场仪器提(tí)供(gōng)的(de)视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键(jiàn)的用途就是(shì)探索暗物质背后的(de)奥(ào)秘，对于探测的结果，我们(men)只(zhǐ)能拭目以待(dài)了(le)。费米实验室(shì)粒子天体物理(lǐ)中(zhōng)心的(de)科(kē)学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存(cún)在(zài)，它们极有可(kě)能拥(yōng)有另(lìng)一种神秘(mì)的效应(yīng)，这种暗物(wù)质效应，会支持宇宙当(dāng)中生命的诞生(shēng)，或者说是生命(mìng)进(jìn)化的一个重(zhòng)要因(yīn)素。

如果这(zhè)一理论得到(dào)进(jìn)一步的证实，那(nà)么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会(huì)不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当(dāng)中某个(gè)角落(luò)的行(xíng)星上，暗(àn)物质正在通过这样的(de)效应(yīng)创(chuàng)造生命(mìng)。当然(rán)，这些推论的大前提是要先(xiān)找(zhǎo)到暗物质存在的实际(jì)证(zhèng)据(jù)。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉(jué)得暗物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)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 1dm等于多少cm 1dm等于多少m