宇宙是(shì)“人为制(zhì)造”的？为何会存在科学(xué)无法解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了(le)寻找(zhǎo)暗物质存在的证(zhèng)据，科学家们在(zài)过去的(de)几十年当中进行了超过50次的长期实(shí)验(yàn)，但是却没有(yǒu)发现任何的(de)有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出(chū)版的自然哲学(xué)数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万(wàn)有引力(lì)定律，它揭示了宇宙中天体运动(dòng)的规律。往后的几(jǐ)百年来(lái)，当天文学(xué)家们发现某些天体运行轨道出(chū)现异(yì)常(cháng)，不(bù)符合万(wàn)有引力定律的时候(hòu)，他们就(jiù)会知道，周(zhōu)围一定有未知的天体通过引力在(zài)摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过(guò)天王星运(yùn)行(xíng)轨道的异常，推算(suàn)并且(qiě)发现了海王星(xīng)的存在。另外，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥王星的发(fā)现都是应用万有引力定(dìng)律所取(qǔ)得重大天文(wén)成就的(de)例子。但是这(zhè)些发现都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上(shàng)升到(dào)星系或者(zhě)是星团(tuán)的(de)尺度(dù)，事情(qíng)就(jiù)开始变(biàn)得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学(xué)家弗里茨(cí)兹威(wēi)基正在研(yán)究和(hé)测量后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千个星系(xì)所组成的巨大星系团，这些星(xīng)系被引力(lì)束缚在一起。测量星系团的(de)质量一(yī)般会使用(yòng)到(dào)两种方法，当两(liǎng)种方法(fǎ)结果一致，就(jiù)可(kě)以确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要(yào)的数据是测(cè)量各(gè)个(gè)星系(xì)的光度。

第二种是(shì)动(dòng)力(lì)学质(zhì)量的计算，是利(lì)用光谱(pǔ)红(hóng)移测(cè)量星系团中(zhōng)的各(gè)个星系相对于星(xīng)系(xì)团(tuán)的运动速度(dù)。当测(cè)量结(jié)果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可见光的形(xíng)式所存在，我们(men)无法看到(dào)。最诡异的是(shì)，在测(cè)量速度的过(guò)程(chéng)中(zhōng)，兹威基发现星系(xì)团中很多星系的速度比理(lǐ)论上要快得多，按照牛顿的运(yùn)动学定律，仅(jǐn)靠这些(xiē)可见星(xīng)系的质量所产(chǎn)生(shēng)的引(yǐn)力是无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它们早(zǎo)就应该被抛出星系(xì)团之外了(le)，除(chú)非有一(yī)种(zhǒng)神秘的力量在(zài)起作用，这种力量来源于(yú)某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部(bù)分(fēn)不可见的(de)暗质，它(tā)不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们(men)却占据(jù)着宇宙中(zhōng)绝大(dà)部分的(de)质(zhì)量(liàng)。只是当时(shí)的人(rén)们(men)对这样的(de)一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再一次(cì)出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座(zuò)星(xīng)系中的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论上来说，距离中心越远的恒(héng)星在其轨(guǐ)道上的运行(xíng)速度就会越慢。但是他们观测的结(jié)果(guǒ)却让(ràng)人(rén)感到不可思议。

随着与中心距离的增(zēng)加，恒(héng)星的旋转速(sù)度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛顿(dùn)的万有引力定律，在星系当(dāng)中如果没有(yǒu)足够大的质量来吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早就(jiù)被甩到(dào)宇宙当中了。基于这种现象，科(kē)学家(jiā)们会使用一(yī)种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方法(fǎ)来解释暗物质的存阴肖有哪几个生肖在，这种(zhǒng)方法就(jiù)是测量星(xīng)系当中(zhōng)气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以及(jí)在Y轴上气(qì)体的旋转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就(jiù)认为是由(yóu)暗物质的力量进(jìn)入其中(zhōng)。

阴肖有哪几个生肖ng="async" data-ratio="0.46758039008961516" data-type="jpeg" data-w="1897" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

于是科学家们通过射(shè)电望远(yuǎn)镜(jìng)测量(liàng)了(le)距(jù)离星系中(zhōng)心(xīn)更远(yuǎn)距离的(de)氢元(yuán)素，发现(xiàn)它们的(de)旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们的太(tài)阳系(xì)也不例(lì)外，太阳(yáng)系位于银河系的(de)第三(sān)悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万(wàn)光年，根(gēn)据万有引力定律进行计(jì)算，太阳系的(de)运行速度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千米(mǐ)/秒的速度(dù)围绕(rào)银河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于理论速(sù)度，那(nà)么产生以上这种向心(xīn)加速度(dù)的原因很可能就是存在着一种我(wǒ)们看不到的物质，是(shì)这(zhè)些暗物质(zhì)的引力(lì)效应将星系(xì)聚集(jí)在了一起。

也(yě)是从这(zhè)时开始，越来越多(duō)的研(yán)究人(rén)员开始(shǐ)相信暗(àn)物质(zhì)的存在。科(kē)学家(jiā)根据星系外恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系当中暗物质的质(zhì)量占整个(gè)星系质量的85%。但(dàn)是(shì)，暗物质并(bìng)不是唯一可以解释这个现象的原因(yīn)。在一项新(xīn)的研究当中，科学(xué)家们发(fā)现，几乎没有引力(lì)效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的(de)微小差(chà)异。另外(wài)，天文学(xué)家还发现了一个反(fǎn)常(cháng)的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约(yuē)2.5亿(yì)光年，大小和银河系(xì)不多，但是星系(xì)当中存(cún)在的恒(héng)星数量却只有(yǒu)银河系的千分之(zhī)一。

所以在理论(lùn)上，该星系(xì)必(bì阴肖有哪几个生肖)须(xū)存在暗物(wù)质，否则就会(huì)分崩离(lí)析。但(dàn)是科学家们使(shǐ)用最先进的望远镜对其(qí)进(jìn)行了40个小(xiǎo)时的(de)详细(xì)测量之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的物质和力学(xué)定(dìng)律来解释的。那么又有(yǒu)人(rén)提出，也许该星(xīng)系的(de)暗(àn)物质，已经被附近的另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有任何星系(xì)存在。造成这(zhè)些现象的除了暗物质的假说之外，另(lìng)一种可能就是(shì)人类对(duì)引(yǐn)力的(de)理解还不(bù)够全面，引(yǐn)力很可能在(zài)不同尺度空间(jiān)中的工作方式(shì)是不同的(de)，这(zhè)意味着在行星(xīng)系尺(chǐ)度(dù)中(zhōng)的天体会沿(yán)着它(tā)们(men)的轨道，按(àn)照(zhào)我们所理解(jiě)的方式运动。但是上升到(dào)星系和星团(tuán)的(de)尺度，引力之间的相(xiāng)互作用则是不同的方式(shì)。对于在星(xīng)系团之间(jiān)的相互作用(yòng)，科学家还引(yǐn)入了外部场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的(de)是在数百(bǎi)万光年的规模上，巨大(dà)的质量之(zhī)间会产生对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着(zhe)我们需要(yào)对现在的物理定律进(jìn)行修(xiū)正，这些发(fā)现也让很多(duō)人认(rèn)为暗物质假说理论就此终结。但是在宇宙当中还有关(guān)于暗物(wù)质存在(zài)的其他的理论证(zhèng)据，这些(xiē)理论证据是蒙德理论所(suǒ)没(méi)法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距(jù)离为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由(yóu)两(liǎng)个碰撞的星系团所组成，类似(shì)这样的星(xīng)团，它们大部分的普通质量都在星系的(de)气体当(dāng)中。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气(qì)体(tǐ)的相互作(zuò)用(yòng)就会导致温(wēn)度的急剧升(shēng)高，速度(dù)大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大(dà)部分(fēn)的质量将(jiāng)位于所有这些气体所在的中间区域。那(nà)么我们通(tōng)过什(shén)么来验证它(tā)的质量区域到底是不是(shì)集中在中间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太空(kōng)望远(yuǎn)镜(jìng)传(chuán)回(huí)了宇宙(zhòu)当中第一张(zhāng)全彩(cǎi)的(de)高清照片，在照片中我们可以明显地(dì)看到很多星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体(tǐ)和(hé)我们地(dì)球上的观测(cè)者之间。被一个质量(liàng)超级巨(jù)大的(de)天体(tǐ)遮(zhē)挡，这(zhè)个超大(dà)质量(liàng)的东(dōng)西的引力，会(huì)使身后更(gèng)遥远(yuǎn)星系的光都发生了(le)扭曲。这个现象就是引力(lì)透镜效(xiào)应(yīng)。这(zhè)个(gè)巨(jù)大的天体可能是超大质量的黑(hēi)洞或者是暗物(wù)质(zhì)。

所以当人们对子弹星系(xì)团观测(cè)的时(shí)候，发现它的大质量区域(yù)并不是在中间(jiān)，而(ér)是在(zài)两侧。所(suǒ)以(yǐ)最好的解释方(fāng)法就(jiù)是当(dāng)星(xīng)团(tuán)发生全(quán)部的碰撞时，可(kě)被观测到的(de)质量(liàng)气体被卡在(zài)了中间，暗(àn)物质(zhì)则直接通过了这(zhè)个区域，并在两边(biān)形成了(le)引力透镜。对子弹星系团的引力(lì)透镜研(yán)究也(yě)被(bèi)认为是暗物质存(cún)在的迄今(jīn)为止最好的(de)理论证据。

除(chú)此之(zhī)外，还有(yǒu)来(lái)自宇宙当中最(zuì)古老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙(zhòu)当(dāng)中了。经过了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空间背(bèi)景(jǐng)上留下了各相同性(xìng)的微波辐射。其中红色(sè)的(de)部(bù)分表示温度(dù)较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之间的温差(chà)只有万分(fēn)之一。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分离后的(de)二值图像进(jìn)行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图(tú)形看起来不应(yīng)该(gāi)是这样的，而(ér)随着暗物(wù)质的增加，一(yī)些峰(fēng)值的幅度会减小(xiǎo)，才变(biàn)得看起(qǐ)来“和谐”。为了(le)匹配(pèi)宇(yǔ)宙微波背(bèi)景(jǐng)辐(fú)射的测量值，我们(men)需(xū)要的暗物质(zhì)大约(yuē)是普(pǔ)通(tōng)物质的5倍。这(zhè)个数字与解释星系当中恒星运动所需要的(de)暗(àn)物质比例是一(yī)致的。这就意味着。

用(yòng)了一个简单的理论框架，就很好地解释了很(hěn)多不(bù)同的观(guān)测结果。而暗物质的本质就是宇宙当(dāng)中存在着(zhe)某种类型的粒子，它(tā)们不参与(yǔ)任何其(qí)他(tā)的电磁作用，只通过引力(lì)来相互作用(yòng)。所以如果能够找到这种(zhǒng)粒(lì)子的存在(zài)，就相当于找(zhǎo)到了暗物(wù)质存在的实际证据。这种粒(lì)子到底是(shì)什么(me)？科学(xué)家们已经提出了数十(shí)种的假想(xiǎng)目标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这些(xiē)不同的目标粒子所(suǒ)需要的实(shí)验方式也不相同。在过(guò)去的几十(shí)年当(dāng)中，人类为(wèi)了寻找这些看不(bù)见、摸不到，几(jǐ)乎(hū)不会与常规物质相(xiāng)互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们(men)已经进行(xíng)了超过(guò)50次(cì)的实验(yàn)，却没有任何实质性的发现，除了一个(gè)地方，意大(dà)利(lì)的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的地下矿(kuàng)井当中，藏着地球上最大(dà)的地学(xué)实验(yàn)室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探(tàn)测器，一直致力于寻找暗物质粒子(zi)的周期性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学(xué)家声称观测到了某(mǒu)种信号。经过了20多年的(de)数(shù)据收集，人们发(fā)现(xiàn)了一(yī)个有趣(qù)的事(shì)情。探测率会在每年(nián)的6月份达到(dào)峰值，然后在11月(yuè)降到(dào)最低，而且在20年当(dāng)中(zhōng)每年都是一样。一些科学家认(rèn)为这可能是人(rén)类发现暗物质的(de)第一个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物(wù)质会产生周期性的年度信号(hào)呢？刚才我们讲了太阳(yáng)系正在以220公里/秒(miǎo)的(de)速度围(wéi)绕(rào)着银河系进(jìn)行移动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙(zhòu)当中，这(zhè)意(yì)味着我(wǒ)们(men)也在以这(zhè)样的(de)速(sù)度在穿越着暗(àn)物质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时地(dì)球又(yòu)以30公里/秒的(de)速度围绕(rào)太阳(yáng)进行旋转。所以有半(bàn)年的时间，地(dì)球围(wéi)绕太阳(yáng)的方(fāng)向与(yǔ)太(tài)阳环绕银河系(xì)的方(fāng)向是一致的(de)，而另外半年则(zé)与之相反。

而在6月份的时(shí)候(hòu)，地球与(yǔ)太阳的(de)方向(xiàng)正(zhèng)好达到完全一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管在实际的(de)情(qíng)况(kuàng)中，太(tài)阳系相对银(yín)河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这(zhè)个理论的有效性(xìng)。

因此(cǐ)科学家认(rèn)为这可以用(yòng)来解释，研究人(rén)员们所(suǒ)观测到的周期性信号。当然也(yě)可能有其他的情况，造成这(zhè)种年度周(zhōu)期(qī)信号的差(chà)异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山(shān)上的积雪，甚(shèn)至连意(yì)大利游客(kè)的(de)数量也(yě)符(fú)合这个(gè)周期(qī)的规(guī)律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球建立了一个几乎相同的实验室，这(zhè)里的季节与(yǔ)之前的(de)实(shí)验(yàn)室正好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质流的(de)运动特(tè)征(zhēng)和(hé)第(dì)一个实验室(shì)是一样的。

因(yīn)此，如果在这里可(kě)以得到相同的信号，就(jiù)可以成为暗(àn)物质(zhì)所存(cún)在的非常有力的证据了(le)。但是(shì)由于这个(gè)实验室(shì)刚刚(gāng)建成(chéng)不久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目(mù)前还无法提(tí)供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜，这(zhè)台太空望(wàng)远镜叫(jiào)做“南希格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它(tā)的主镜大小跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜(jìng)相同，但(dàn)它(tā)的宽视场仪器提(tí)供(gōng)的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格(gé)雷斯罗曼(màn)太(tài)空望远镜其中一个(gè)关(guān)键的用(yòng)途就是探索(suǒ)暗(àn)物(wù)质背后的奥秘，对于探测(cè)的结果，我们只能拭目(mù)以(yǐ)待了。费米实(shí)验(yàn)室(shì)粒子天体物理中心的(de)科学家(jiā)丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果暗(àn)物质存在(zài)，它们极有可能(néng)拥有另一种神秘的效应，这(zhè)种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生命的(de)诞生(shēng)，或者(zhě)说是生命(mìng)进化(huà)的(de)一(yī)个(gè)重(zhòng)要(yào)因素。

如果这(zhè)一理论得到(dào)进一步的(de)证实，那么(me)遍布(bù)宇宙当中的暗(àn)物质会不会意味着人类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落(luò)的行星上，暗物(wù)质(zhì)正在(zài)通过这样的(de)效应(yīng)创造生(shēng)命。当然(rán)，这(zhè)些推论的大前提是要先找到暗(àn)物质存在(zài)的实际(jì)证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更新(xīn)的动(dòng)力(lì)！

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