宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何(hé)会存在科学无(wú)法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类(lèi)为了寻(xún)找暗物质存在的证据(jù)，科学家(jiā)们在过去的几十年当中(zhōng)进行了(le)超过50次(cì)的长期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了(le)一个地(dì)方，在1687年(nián)出(chū)版的自然(rán)哲学数学原理一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛(niú)顿发表(biǎo)了(le)万有引力(lì)定律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙中天体运(yùn)动的规律(lǜ)。往后的(de)几百年来，当(dāng)天文学(xué)家们(men)发现某些(xiē)天体运(yùn)行轨道出(chū)现异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知(zhī)道(dào)，周围(wéi)一定(dìng)有未知的天体通过引力(lì)在摄动(dòng)它的(de)轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天(tiān)王星运行轨道的异常，推算并且发现了海(hǎi)王星的存在(zài)。另外，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥王星的发现都是应用(yòng)万有引力定律所取得(dé)重大天文成就(jiù)的例子。但是(shì)这些发现都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我们上升到(dào)星系(xì)或(huò)者是星团的尺度，事情(qíng)就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士(shì)的物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究(jiū)和测量后(hòu)发星系团的质(zhì)量。这是一个由数千个(gè)星系所(suǒ)组成的(de)巨大星系(xì)团，这些星系被引力束缚在一起。测(cè)量星系团的质量一般(bān)会使用到(dào)两种方法(fǎ)，当两种方法(fǎ)结果一致，就可以确(què)定其质量(liàng)的范围(wéi)。

第(dì)一(yī)种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测量各个星系的(de)光度。

第二种是动力学质(zhì)量(liàng)的计算(suàn)，是利(lì)用光谱红移测量(liàng)星系团中(zhōng)的各个星系相对于(yú)星系团的运动速度(dù)。当测量(liàng)结果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系团有(yǒu)99%的质(zhì)量消失了(le)，或者说这(zhè)99%的质量并不以可见(jiàn)光的形(xíng)式所存(cún)在，我们无(wú)法(fǎ)看(kàn)到。最诡异的是，在测(cè)量速度(dù)的过程(chéng)中，兹威基发现星系团(tuán)中很多星系的(de)速度比理论(lùn)上要快得多(duō)，按照(zhào)牛(niú)顿的(de)运动学(xué)定律，仅靠这些可见星系的(de)质量(liàng)所产生(shēng)的引力是无法将它们束缚在星系团(tuán)内的(de)，它们(men)早就应该被抛出星(xīng)系团之外了，除(chú)非(fēi)有(yǒu)一种神(shén)秘的力量在起(qǐ)作用，这(zhè)种(zhǒng)力量来(lái)源于某种隐形(xíng)的(de)物质。

据此，兹维基提出(chū)了这样部分不可(kě)见的(de)暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是(shì)它(tā)们却占据着宇(yǔ)宙中(zhōng)绝大部分(fēn)的质量。只是(shì)当时(shí)的人们(men)对这样的(de)一(yī)种说法不(bù)屑(xiè)一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯(kěn)特福特在观(guān)测仙女座(zuò)星(xīng)系中的恒星运动(dòng)。理论(lùn)上来说，距离中心越(yuè)远的恒星在其轨道上的(de)运行(xíng)速度就会越(yuè)慢。但是他(tā)们观测的结果(guǒ)却让人感(gǎn)到不可思(sī)议(yì)。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不(bù)变。可是根据牛顿的万有引力定律，在星系当(dāng)中如果没有足够大的质量来吸(xī)引它们，这(zhè)些(xiē)外围的(de)恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当(dāng)中了。基于这(zhè)种现(xiàn)象，科学家(jiā)们会使用(yòng)一种相对标准的方法来解释暗(àn)物质的存在，这种方法就是测量(liàng)星系当(dāng)中(zhōng)气(qì)体(tǐ)在X轴(zhóu)上距离星系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度(dù)。如果出(chū)现异(yì)常的结果，就认(rèn)为(wèi)是由(yóu)暗物质的(de)力量进入其(qí)中(zhōng)。

于是科学家们通(tōng)过(guò)射电望远镜(jìng)测量了(le)距离星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现它们的旋(xuán)转速度并(bìng)不符合牛顿的力学定律。我们的太阳(yáng)系也不例(lì)外，太阳系位于银河系的(de)第三悬臂之上，距离银河系(xì)中(zhōng)心(xīn)2.6万光年，根据万有引(yǐn)力(lì)定律进行计算，太(tài)阳系的运行速(sù)度应该(gāi)是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的速(sù)度(dù)围绕(rào)银河(hé)系旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实际速度(dù)远远(yuǎn)大于(yú)理论速度(dù)，那么产生(shēng)以上这种向心(xīn)加(jiā)速度的(de)原因很可能就是存(cún)在着一种我们看不(bù)到的物质，是这些暗物质(zhì)的(de)引(yǐn)力效应将(jiāng)星系聚集在了一起。

也是从这(zhè)时开始，越来(lái)越多(duō)的研究(jiū)人员开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根据星系外恒(héng)星轨道的速度，估算(suàn)在星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质(zhì)量占整个星系质量的(de过生日小寿星一般指几岁,十八岁可以叫小寿星吗，18岁生日可以叫小寿星吗)85%。但是，暗物(wù)质并不是唯一可以解释(shì)这个现象的原因。在一(yī)项(xiàng)新(xīn)的研究当中，科学(xué)家们发现，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥远恒(héng)星(xīng)之间，也会出现速度(dù)上的(de)微小差异。另外，天文学家还发现了(le)一个反常的(de)星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多，但是星系当中存在的恒(héng)星数量(liàng)却只有(yǒu)银河系(xì)的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使(shǐ)用最先(xiān)进的望(wàng)远镜对(duì)其(qí)进行了40个小时的详细测量(liàng)之后，发现星(xīng)系中(zhōng)的恒星运动是可以用正常的(de)物质和力学定律(lǜ)来(lái)解释的。那么又(yòu)有人提(tí)出，也(yě)许(xǔ)该星系的(de)暗(àn)物(wù)质，已经被附近的另一(yī)个(gè)大星系剥离了。奇(qí)怪(guài)的(de)是，它的附近(jìn)没有(yǒu)任何星(xīng)系(xì)存在。造成这(zhè)些现象(xiàng)的(de)除了暗物质的假说之外，另一(yī)种可能就(jiù)是人类(lèi)对引力的理解还(hái)不够(gòu)全面(miàn)，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(zhè)意味着(zhe)在行星系尺度(dù)中的天体(tǐ)会沿(yán)着(zhe)它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式运(yùn)动。但是(shì)上(shàng)升到星系和星团的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则是不(bù)同的方式。对于(yú)在星(xīng)系团之(zhī)间的(de)相互(hù)作用，科学家还引(yǐn)入了外部(bù)场效应(yīng)的概念，指的(de)是(shì)在数百(bǎi)万光年的规(guī)模(mó)上，巨(jù)大(dà)的质量(liàng)之间会(huì)产(chǎn)生(shēng)对彼此特殊的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味(wèi)着我们需(xū)要对现(xiàn)在(zài)的物理定律进行修正，这些发现也让很多(duō)人认为暗物(wù)质(zhì)假说(shuō)理论(lùn)就(jiù)此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物(wù)质存(cún)在的其(qí)他的理论证据(jù)，这些理论证据(jù)是(shì)蒙德理论所没(méi)法(fǎ)解(jiě)释的(de)“引力透(tòu)镜”。

径(jìng)向距离为37亿光(guāng)年的子弹星(xīng)系团(tuán)，由(yóu)两个(gè)碰撞(zhuàng)的(de)星(xīng)系(xì)团所组成，类似这样的星团(tuán)，它们(men)大部分的普通质(zhì)量都在星(xīng)系的气体当中。当星(xīng)团以(yǐ)1000万公(gōng)里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰(pèng)撞的时候，星际气体的相互作用(yòng)就会(huì)导致温度的(de)急剧(jù)升(shēng)高，速度大幅(fú)降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部(bù)分的(de)质(zhì)量将位于(yú)所有这些气体(tǐ)所在的(de)中间区域。那(nà)么我们通过什么来验(yàn)证(zhèng)它的质(zhì)量区域到(dào)底是不是集中(zhōng)在(zài)中间呢？前(qián)不久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯(sī)韦伯太空(kōng)望(wàng)远镜传回(huí)了宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一张全彩的(de)高清照片(piàn)，在照片中我们(men)可以(yǐ)明显地(dì)看到很多星(xīng)系似乎(hū)被(bèi)拉伸(shēn)产生了巨大(dà)的形变(biàn)。其实这些星系本身(shēn)并不是真(zhēn)的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出(chū)了(le)什(shén)么问题，而是这(zhè)样极(jí)遥远的天(tiān)体和我们地球上(shàng)的观测者之间。被(bèi)一个(gè)质量(liàng)超(chāo)级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西的引力(lì)，会使身后(hòu)更遥远星(xīng)系的光都发生了(le)扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜效应。这(zhè)个巨(jù)大的天(tiān)体可能是超大质量(liàng)的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹星系团观测的时候，发现它的大(dà)质量区域并不是在中(zhōng)间，而(ér)是在两侧(cè)。所以最(zuì)好的(de)解释方法就是当星团发(fā)生全部的(de)碰撞时(shí)，可被(bèi)观(guān)测到的(de)质量(liàng)气体被卡在了(le)中间，暗物质(zhì)则直接通(tōng)过(guò)了这个区域(yù)，并在两边形成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力透镜研究也被认为(wèi)是(shì)暗物(wù)质存(cún)在的迄今为止最(zuì)好的(de)理论(lùn)证(zhèng)据。

除此(cǐ)之外，还有来(lái)自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终(zhōng)于可以畅(chàng)通无阻(zǔ)地(dì)穿越在(zài)宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年(nián)之(zhī)后，这(zhè)些(xiē)光在宇宙空间背景上(shàng)留下了各相同性的微波辐射。其(qí)中(zhōng)红色的部分表示(shì)温度较高的区(qū)域，蓝色则(zé)表(biǎo)示相对(duì)较冷的(de)区域，但实际(jì)上(shàng)它们之间(jiān)的温差只有万(wàn)分(fēn)之一。

科学家(jiā)们通过对(duì)前(qián)景背景分离后的二值(zhí)图像进行连(lián)通域提取和标记之后发(fā)现(xiàn)，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质(zhì)，图形看起来不(bù)应该是(shì)这(zhè)样的，而随着暗物质的增加，一些(xiē)峰值(zhí)的(de)幅度会(huì)减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微(wēi)波背景辐射的测量值(zhí)，我们需(xū)要的暗物质大(dà)约(yuē)是(shì)普通物质的5倍(bèi)。这个数字与(yǔ)解释星(xīng)系当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例(lì)是一致的。这就意味(wèi)着。

用了一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地解(jiě)释(shì)了很多不(bù)同的观测(cè)结果。而暗物质的(de)本质就是宇宙当中存在(zài)着某种类型的粒子，它们不(bù)参(cān)与任何其他的(de)电磁作用(yòng)，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的(de)存在(zài)，就(jiù)相(xiāng)当(dāng)于(yú)找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证据(jù)。这种粒(lì)子到底(dǐ)是(shì)什么？科学(xué)家们已经(jīng)提出了数十种的假想目标(biāo)，而要(yào)寻找(zhǎo)这些(xiē)不同的目标粒子所(suǒ)需要的实验(yàn)方式(shì)也不相同。在过去的几十年当中，人类(lèi)为了(le)寻找这些(xiē)看不(bù)见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学(xué)家(jiā)们已(yǐ)经进行了超过50次的实验(yàn)，却没有(yǒu)任何实质性的发现，除了一个地方，意(yì)大利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处(chù)的地(dì)下矿井当中，藏(cáng)着地球上最(zuì)大的地学实验室，这(zhè)个实验(yàn)室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致(zhì)力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声(shēng)称观测到(dào)了某种信(xìn)号。经过了20多年的(de)数据收集，人们发现(xiàn)了(le)一个有趣(qù)的(de)事情(qíng)。探测(cè)率会在每年的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(zhōng)每年都(dōu)是一样(yàng)。一些科学家认为这(zhè)可能是人类(lèi)发现暗(àn)物质(zhì)的(de)第一个(gè)直接证(zhèng)据(jù)。

但是为什么暗物质(zhì)会产生周期性(xìng)的年度信号呢？刚才(cái)我(wǒ)们讲了太(tài)阳(yáng)系正(zhèng)在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着银河系进(jìn)行移动，那么(me)如果(guǒ)暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意(yì)味着我们也在以(yǐ)这样(yàng)的速度在穿越着暗物质流，这(zhè)个过程中会产生(shēng)相应的(de)振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒的速度围(wéi)绕(rào)太阳进(jìn)行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以有半(bàn)年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向(xiàng)是一致的，而另外半年(nián)则与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与太阳的方(fāng)向正好达(dá)到完全(quán)一致(zhì)，这是理论上地(dì)球穿越暗(àn)物质流(liú)最快的时段(duàn)。而在11月(yuè)份，又恰好达到了(le)最慢(màn)值(zhí)。尽管(guǎn)在(zài)实际(jì)的情况(kuàng)中，太阳(yáng)系相对银(yín)河系的(de)平面呈现了60度的倾(qīng)斜(xié)，但(dàn)是(shì)这并(bìng)不影响(xiǎng)这(zhè)个理论的(de)有效性。

因此科学家认为(wèi)这可以用来解(jiě)释，研究(jiū)人(rén)员们所(suǒ)观测到的(de)周期性(xìng)信(xìn)号。当然(rán)也(yě)可能有其他的情况，造(zào)成这种年度(dù)周期信号的差异也可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积雪(xuě)，甚至(zhì)连意大利游客的数量也符合(hé)这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球建立了一个几(jǐ)乎相(xiāng)同的实验室(shì)，这里的季节与之前的实(shí)验室正好(hǎo)相反，而在这里(lǐ)，地(dì)球穿过(guò)暗(àn)物质流的(de)运动特征和第一(yī)个实验室是一样的。

因此，如果(guǒ)在这(zhè)里可以得到相(xiāng)同的(de)信号，就可以成为暗物(wù)质(zhì)所存(cún)在的非常有力的(de)证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建(jiàn)成不久，所以截至目前还(hái)无(wú)法提供相应的数据支(zhī)持。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发(fā)射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽视场仪器提供的视野是哈(hā)勃红外(wài)仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太(tài)空望(wàng)远镜(jìng)其中一(yī)个(gè)关键的用途就是探索暗(àn)物质背(bèi)后的(de)奥秘，对于(yú)探测的结果，我们只能(néng)拭目以待了(le)。费米实验室粒子天体物理中心的(de)科(kē)学家丹(dān)琥珀和贾森斯特芬研究(jiū)发现，如果(guǒ)暗物(wù)质(zhì)存(cún)在，它们(men)极有(yǒu)可能拥有另(lìng)一种神秘的效应(yīng)，这种暗物(wù)质效应，会(huì)支持(chí)宇宙(zhòu)当中生命的诞(dàn)生，或(huò)者说是生命进化(huà)的一个重要因素。

如果(guǒ)这(zhè)一理论得到(dào)进一步的证实，那么(me)遍布(bù)宇宙当(dāng)中的(de)暗物(wù)质会(huì)不会意味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当(dāng)中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通(tōng)过这(zhè)样的效应(yīng)创造生命。当(dāng)然(rán)，这些推论的大前提是要先找(zhǎo)到(dào)暗(àn)物质存在的实际证据(jù)。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得(dé)暗(àn)物质到底存不(bù)存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是(shì)我(wǒ)更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：太仓网站建设,太仓网络公司,太仓网站制作,太仓网页设计,网站推广-昆山云度信息科技有限公司 过生日小寿星一般指几岁,十八岁可以叫小寿星吗，18岁生日可以叫小寿星吗