宇宙是(shì)“人为制造”的？为(wèi)何会存(cún)在(zài)科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类(lèi)为了寻找暗物质存在(zài)的证据，科学家(jiā)们在过去的几(jǐ)十年当中进行了超过50次(cì)的长期(qī)实验，但是却(què)没有发(fā)现任何的有效证据。除(chú)了一(yī)个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学(xué)数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定律(lǜ)，它揭示(shì)了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体(tǐ)运(yùn)动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天文学家们发现某些天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异(yì)常，不符合万(wàn)有(yǒu)引力定律的时候(hòu)，他(tā)们(men)就会(huì)知道，周(zhōu)围(wéi)一定有未知(zhī)的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通过天王星(xīng)运行轨(guǐ)道的异常，推算(suàn)并且发现了海王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星(xīng)的发现都(dōu)是(shì)应(yīng)用万(wàn)有引力(lì)定律所取得重大天文成(chéng)就(jiù)的例(lì)子。但是这(zhè)些发现都是在恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上升到星系或者(zhě)是(shì)星团的尺度，事情就(jiù)开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹(zī)威基正在研究和(hé)测量(liàng)后发星系团(tuán)的质(zhì)量。这是一(yī)个由数千个星系所(suǒ)组成的巨大(dà)星系团，这些(xiē)星系(xì)被引力束(shù)缚在一起。测量星系团的质(zhì)量一(yī)般会使(shǐ)用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就可(kě)以(yǐ)确定(dìng)其质量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的(de)质量"，需要的数据(jù)是测量各个星系的光(guāng)度。

第(dì)二种是动力学(xué)质量的计算(suàn)，是利(lì)用光谱红移测(cè)量(liàng)星系团中的各个(gè)星系相对于星系团的(de)运动速度。当测量结(jié)果出来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这(zhè)意(yì)味着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的(de)形(xíng)式所存在(zài)，我们(men)无法看到。最诡异的(de)是，在(zài)测量(liàng)速度的过程中，兹威基发现星(xīng)系团中很(hěn)多星系的(de)速度比理论上要快得多(duō)，按(àn)照牛(niú)顿的运动(dòng)学定律(lǜ)，仅靠这些可(kě)见(jiàn)星(xīng)系(xì)的质量所产(chǎn)生的引力是(shì)无法(fǎ)将它(tā)们束(shù)缚在(zài)星系团内的(de)，它们早(zǎo)就应(yīng)该(gāi)被抛出星系团(tuán)之外了，除非(fēi)有一种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不(bù)可见的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却(què)占据着宇(yǔ)宙中绝大部(bù)分的质量。只是当时(shí)的人们(men)对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再(zài)一次出现。天文学(xué)家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和肯特(tè)福特在观测仙(xiān)女座星(xīng)系(xì)中的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论上来说(shuō)，距离(lí)中心越远的恒(héng)星(xīng)在(zài)其轨(guǐ)道上的(de)运行速度就会越慢。但是他们观测(cè)的结果(guǒ)却让人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随着与中心距(jù)离(lí)的增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保持不(bù)变。可是根据(jù)牛(niú)顿的万(wàn)有引力(lì)定律，在(zài)星系当中(zhōng)如(rú)果没有足够大的质量来吸引它们，这些(xiē)外(wài)围的恒(héng)星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基(jī)于这(zhè)种现象，科学(xué)家们会使用一(yī)种相对标(biāo)准的方法来解释暗物质的(de)存(cún)在(zài)，这种(zhǒng)方法(fǎ)就是测量星系当中(zhōng)气体在X轴(zhóu)上距离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度(dù)。如果出现异常的(de)结果，就认为是由暗物(wù)质的力(lì)量(liàng)进入其中。

于是科学家们通过射(shè)电望远镜测量了距离(lí)星系中心更(gèng)远距(jù)离的氢元素，发现它们的旋转速(sù)度并不符(fú)合牛顿的(de)力学(xué)定律(lǜ)。我们的太阳系也(yě)不例外，太阳系位于银河系的(de)第(dì)三悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力(lì)定律进(jìn)行(xíng)计算，太阳系(xì)的运行(xíng)速(sù)度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的速(sù)度围绕银河系(xì)旋转，这个(gè)实(shí)际速度远远大于理论(lùn)速度(dù)，那么产生(shēng)以(yǐ)上这种向心(xīn)加速度的(de)原因很可能(néng)就(jiù)是存在着一种(zhǒng)我们看不到的物质，是这些暗(àn)物质的引力(lì)效应将星系聚(jù)集在了(le)一(yī)起。

也(yě)是从这时开始，越(yuè)来越多的研究(jiū)人(rén)员开始相信暗物质(zhì)的存在。科学家根据星(xīng)系外恒(héng)星(xīng)轨道的速度，估算(suàn)在(zài)星系当中(zhōng)暗(àn)物(wù)质的质量占整个星(xīng)系质(zhì)量的85%。但是，暗物(wù)质(zhì)并不(bù)是唯一可以(yǐ)解(jiě)释这个现象的(de)原因。在一项新的(de)研(yán)究当(dāng)中，科学家(jiā)们发(fā)现，几乎没有引力效(xiào)应的遥远恒(héng)星(xīng)之间，也会出现速度(dù)上的微(wēi)小差(chà)异。另外(wài)，天文学家还发(fā)现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离(lí)地球大(dà)约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒星数量却只(zhǐ)有银河系的千分(fēn)之(zhī)一。

所(suǒ)以(yǐ)在理(lǐ)论上，该(gāi)星系必须存(cún)在(zài)暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使用最先进的(de)望远镜对其进加滕鹰是谁 加滕鹰是哪国行了40个小时(shí)的详细测量(liàng)之后，发现(xiàn)星系中(zhōng)的恒(héng)星运动是可以用正常的物质和力学定律来解(jiě)释的。那么又有人提加滕鹰是谁 加滕鹰是哪国出，也许(xǔ)该星(xīng)系的暗(àn)物(wù)质(zhì)，已经被附近的(de)另一(yī)个大星系剥离了(le)。奇怪的(de)是，它的附近没有(yǒu)任何(hé)星系(xì)存在。造成这些现象的除(chú)了(le)暗物质的假说(shuō)之(zhī)外，另(lìng)一种可(kě)能就是(shì)人类(lèi)对引力(lì)的理解还不够全面(miàn)，引力(lì)很(hěn)可能在(zài)不(bù)同尺度(dù)空间(jiān)中(zhōng)的工作方式是不(bù)同的，这意(yì)味(wèi)着在(zài)行星系尺度中的(de)天(tiān)体会沿着(zhe)它们的轨道，按照我(wǒ)们所理(lǐ)解的方式运动。但是上升到(dào)星系和星团的尺度，引力之间的相(xiāng)互作用(yòng)则是(shì)不同的方式(shì)。对于(yú)在星系团之间(jiān)的相互(hù)作用，科学家(jiā)还引(yǐn)入了外部场效(xiào)应的(de)概念(niàn)，指的是(shì)在数百万光(guāng)年的规模(mó)上，巨大的质(zhì)量(liàng)之(zhī)间会(huì)产生(shēng)对彼此特殊(shū)的(de)效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这(zhè)意味着我们需要对现在的物(wù)理定律进行(xíng)修正，这些发现也让很多(duō)人认为暗物质(zhì)假说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还(hái)有关(guān)于暗物(wù)质存在的(de)其(qí)他的理论证据，这些(xiē)理论(lùn)证据是蒙德理论所没法解(jiě)释(shì)的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的(de)子弹星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似这样的(de)星(xīng)团，它们(men)大部分的(de)普通质量都(dōu)在星系的气体当中。当星(xīng)团以1000万公(gōng)里/小时发生(shēng)碰撞的时候(hòu)，星(xīng)际(jì)气体的(de)相互(hù)作用就会导致温度的急剧(jù)升(shēng)高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大部(bù)分的质量将位(wèi)于(yú)所有这(zhè)些气体(tǐ)所在(zài)的中间区域。那么我们通过什么来验证它的质量(liàng)区域到底是不是(shì)集(jí)中在中间呢？前不(bù)久，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太空望远镜传(chuán)回(huí)了宇(yǔ)宙当中第一(yī)张全(quán)彩的高清(qīng)照片，在照片中我(wǒ)们可以(yǐ)明显地看到很多星系似乎被(bèi)拉(lā)伸产生了巨大的形变。其(qí)实这些星系本身并不是(shì)真的被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出(chū)了(le)什(shén)么问(wèn)题，而是这样(yàng)极遥(yáo)远的天体和我(wǒ)们(men)地(dì)球上的观测者(zhě)之(zhī)间。被一(yī)个(gè)质量超级(jí)巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超大质量的东西(xī)的引力(lì)，会使身后更(gèng)遥远(yuǎn)星系的光(guāng)都发生(shēng)了扭曲(qū)。这个现象就是引力(lì)透镜效应。这个(gè)巨大的天体可(kě)能是超大质量的黑洞或者是暗物(wù)质。

所(suǒ)以当人(rén)们(men)对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区(qū)域(yù)并不是在中间，而是在两侧(cè)。所以(yǐ)最好的解释方(fāng)法(fǎ)就(jiù)是(shì)当星团发生全部的碰撞时(shí)，可被观(guān)测到的质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了(le)这(zhè)个区(qū)域(yù)，并在两(liǎng)边形成了引(yǐn)力(lì)透镜。对子(zi)弹(dàn)星系团的(de)引(yǐn)力透镜研(yán)究也(yě)被认为是暗物质存在的(de)迄(qì)今(jīn)为止最好(hǎo)的(de)理论证据。

除(chú)此之外(wài)，还有来自(zì)宇宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万(wàn)年之后(hòu)，可见(jiàn)光(guāng)终(zhōng)于(yú)可(kě)以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当中了。经(jīng)过(guò)了130多(duō)亿年之(zhī)后(hòu)，这(zhè)些光(guāng)在宇宙空间背景(jǐng)上留(liú)下了各相同(tóng)性的微(wēi)波辐射。其中红色的部分(fēn)表示温度较高(gāo)的(de)区域，蓝(lán)色则表示(shì)相(xiāng)对较冷的(de)区域，但实际(jì)上它们之间的温差只有万分之一。

科(kē)学家们(men)通过对前(qián)景背景分离后的二(èr)值图像(xiàng)进行连通(tōng)域提(tí)取和标记之后发(fā)现，如果宇(yǔ)宙当中没有(yǒu)暗物质(zhì)，图形看起来(lái)不应该是这(zhè)样的(de)，而随着暗物质的(de)增加，一些峰(fēng)值的幅度(dù)会减小(xiǎo)，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背(bèi)景辐射的测量(liàng)值，我们(men)需要的暗物(wù)质(zhì)大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中恒星运动(dòng)所需要的暗物质(zhì)比例是一致的(de)。这(zhè)就意(yì)味着(zhe)。

用了一个(gè)简单(dān)的理论(lùn)框架，就很好地(dì)解(jiě)释了很多(duō)不同的观(guān)测(cè)结果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是宇宙(zhòu)当中(zhōng)存在着某种类(lèi)型的粒子(zi)，它们不参与任(rèn)何其他的电磁(cí)作用，只通过引(yǐn)力来相互作用。所以(yǐ)如果能够找到这种粒(lì)子的(de)存在，就相(xiāng)当于(yú)找到了(le)暗物质存在的实(shí)际证(zhèng)据。这(zhè)种粒(lì)子到底是什么？科学(xué)家(jiā)们(men)已经提出了数(shù)十种的假想目标(biāo)，而(ér)要(yào)寻(xún)找这(zhè)些不同的目标粒子所需要的(de)实验方式也不相(xiāng)同。在过去(qù)的(de)几十年当中(zhōng)，人类为了寻(xún)找这些看不见、摸不(bù)到，几乎不会与常(cháng)规物质相互作用(yòng)的(de)“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实(shí)验，却没有任(rèn)何实质性的发现，除了一个地方(fāng)，意大利的格兰(lán)萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏着地球上(shàng)最大的(de)地(dì)学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的(de)探测(cè)器，一(yī)直致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的(de)科(kē)学家声称观测到了(le)某种信号。经过了20多年的数据(jù)收(shōu)集，人们发现了一个(gè)有趣(qù)的事(shì)情。探测率(lǜ)会在每年的6月份(fèn)达到(dào)峰值，然后(hòu)在11月降到(dào)最低，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一些科学家认为这可(kě)能是人(rén)类(lèi)发现暗物(wù)质的第一个直接证据(jù)。

但是(shì)为(wèi)什么暗物质会产生周期性的(de)年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在(zài)以220公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕着银河(hé)系进行移动(dòng)，那么(me)如果暗物质存在(zài)宇宙当中，这意味着我(wǒ)们也在以这(zhè)样(yàng)的速(sù)度在穿越着暗(àn)物质流，这个过程中会产生(shēng)相(xiāng)应的振荡，同(tóng)时地球(qiú)又以30公(gōng)里/秒的速(sù)度(dù)围(wéi)绕太阳进(jìn)行旋转。所(suǒ)以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳(yáng)的方向与太阳(yáng)环绕(rào)银河系的方(fāng)向是一(yī)致的，而另(lìng)外半年则与(yǔ)之(zhī)相反。

而(ér)在6月(yuè)份的时候，地球与太阳的方(fāng)向正(zhèng)好达到完全一致(zhì)，这是理论上(shàng)地(dì)球穿越暗物质流(liú)最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰(qià)好(hǎo)达到了最慢(màn)值(zhí)。尽管在实际(jì)的情况中，太阳系相对银(yín)河(hé)系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响这(zhè)个(gè)理(lǐ)论的有效性。

因此(cǐ)科学(xué)家认为(wèi)这可以用(yòng)来解释，研(yán)究人员(yuán)们所观测到的周期性信号。当然也可(kě)能有其他(tā)的情况，造(zào)成(chéng)这(zhè)种年度(dù)周期信号(hào)的(de)差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高(gāo)山(shān)上(shàng)的积(jī)雪，甚(shèn)至连意大(dà)利游客(kè)的数(shù)量也符合这(zhè)个周期的规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学(xué)家们又在南(nán)半球建(jiàn)立(lì)了(le)一个几乎相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的实验(yàn)室正(zhèng)好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物(wù)质流的运动特征和第一个实(shí)验室是一(yī)样的。

因此，如果在这里可以得(dé)到(dào)相(xiāng)同的信(xìn)号，就可以成为暗(àn)物质所存在(zài)的非常有力(lì)的证据了。但是(shì)由于(yú)这个实验室刚刚(gāng)建成不久，所以截至(zhì)目前还无法(fǎ)提供相应的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发(fā)射一(yī)台新的望远镜(jìng)，这台太(tài)空望(wàng)远镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷(léi)斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟(gēn)哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场(chǎng)仪(yí)器提供的视野是(shì)哈(hā)勃红外仪(yí)器的100倍。南希(xī)格(gé)雷(léi)斯(sī)罗(luó)曼(màn)太空望远(yuǎn)镜其(qí)中一个关键的用途就是探索暗物(wù)质背后的(de)奥秘，对于探(tàn)测的结(jié)果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实(shí)验室粒(lì)子天体物(wù)理中(zhōng)心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如果暗物(wù)质(zhì)存在，它们极(jí)有可能拥有(yǒu)另一种神(shén)秘(mì)的效应，这种暗物(wù)质效应，会支持宇(yǔ)宙当中生命(mìng)的诞生，或者说(shuō)是(shì)生命进化的一(yī)个重要因素。

如果(guǒ)这一理(lǐ)论得到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中(zhōng)的暗物(wù)质(zhì)会不会意(yì)味(wèi)着人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正(zhèng)在通过这样的效(xiào)应(yīng)创造生命。当然，这(zhè)些推论(lùn)的大(dà)前提是(shì)要先找到暗物质存(cún)在的实际(jì)证据。那(nà)么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质到底存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持是我更(gèng)新(xīn)的动力！

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 加滕鹰是谁 加滕鹰是哪国