宇宙是“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何会存在科学无法解释(shì)的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类为了(le)寻找暗物质(zhì)存在的(de)证据(jù)，科学家们在(zài)过去的几十年当中进行了超过50次的(de)长期实验，但是却(què)没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自(zì)然哲学(xué)数(shù)学(xué)原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后的几(jǐ)百年来(lái)，当天文学家们发现某些天体运行轨道(dào)出现异常，不符合(hé)万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律的时候，他们就(jiù)会(huì)知道，周围一定有未知的天体通过(guò)引力(lì)在摄(shè)动它(tā)的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维耶就通(tōng)过(guò)天王(wáng)星(xīng)运行轨道的异(yì)常，推(tuī)算并且发现了海王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现都(dōu)是应用万有引(yǐn)力定(dìng)律所取得重大天文成(chéng)就的例子。但是(shì)这些发(fā)现都是在恒星系统的尺度(dù)当中(zhōng)，可当(dāng)我(wǒ)们上(shàng)升到(dào)星系或者(zhě)是星团(tuán)的尺(chǐ)度，事情就开始变得(dé)诡异(yì)了。

1933年，瑞(ruì)士的物理(lǐ)学家弗里(lǐ)茨兹(zī)威基正在研究(jiū)和测量(liàng)后发星系团的质(zhì)量。这是一个由数千(qiān)个星系所组成(chéng)的(de)巨大星系团(tuán)，这些(xiē)星系(xì)被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到(dào)两种(zhǒng)方(fāng)法，当两种方法结果(guǒ)一致，就(jiù)可(kě)以确定其质量(liàng)的(de)范围。

第(dì)一种是(shì)获得其(qí)"光度学(xué)的质量"，需要(yào)的数据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是(shì)动力学质量的计(jì)算，是(shì)利用(yòng)光谱红移(yí)测量星系团中的各个星系相对于(yú)星系团(tuán)的运动(dòng)速度。当测量(liàng)结果(guǒ)出来(lái)之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然(rán)是“光度(dù)学质量”的(de)400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以可见光的形式(shì)所存在，我们无(wú)法(fǎ)看到。最诡异的是(shì)，在测量速度的(de)过程中(zhōng)，兹威(wēi)基(jī)发现星系团中(zhōng)很多(duō)星系(xì)的速度比理论上要快得(dé)多(1分米等于多少米，1分米等于多少米厘米duō)，按照牛(niú)顿的(de)运动学定(dìng)律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质量(liàng)所(suǒ)产生的(de)引(yǐn)力是(shì)无法将它们束缚在星(xīng)系团内(nèi)的，它(tā)们早就应该被抛出星系(xì)团(tuán)之(zhī)外了，除非有一种神秘(mì)的力量在起作(zuò)用，这种力量来源于某(mǒu)种隐形的(de)物质(zhì)。

据此，兹维基提出(chū)了这(zhè)样(yàng)部(bù)分不可见的暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝大部分(fēn)的质(zhì)量。只是当时的人们对(duì)这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这(zhè)个词(cí)才(cái)再(zài)一次(cì)出现。天文学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特(tè)在观测仙女(nǚ)座星系(xì)中(zhōng)的恒星(xīng)运(yùn)动。理(lǐ)论(lùn)上来(lái)说，距离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上(shàng)的(de)运行速度就会越慢。但是(shì)他(tā)们观测的结果却(què)让人感到不可思议。

随着与(yǔ)中(zhōng)心距离的(de)增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力(lì)定律，在星系当中(zhōng)如果没有足够大的质量来吸引它(tā)们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中了。基(jī)于这种现象，科(kē)学家们会(huì)使用一种(zhǒng)相对(duì)标准(zhǔn)的方(fāng)法来解释暗物质(zhì)的(de)存在，这种(zhǒng)方法就是测量(liàng)星(xīng)系当(dāng)中气体在X轴上距离星系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上气(qì)体的(de)旋(xuán)转速度(dù)。如果出现异(yì)常的结果(guǒ)，就认为是由暗物(wù)质的力量进入其中。

于是科学家们通过(guò)射电望远镜测量了距离星系中(zhōng)心更远距离的(de)氢(qīng)元素，发现它们的旋转速(sù)度并不符合(hé)牛(niú)顿的(de)力(lì)学定(dìng)律。我们的太阳系也不(bù)例外，太阳系位于(yú)银(yín)河系(xì)的第三悬(xuán)臂(bì)之上，距(jù)离银河(hé)系中心2.6万光年(nián)，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系(xì)的运行速(sù)度应该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系正在(zài)以(yǐ)220千米/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银河(hé)系(xì)旋(xuán)转，这(zhè)个实(shí)际速度远远大(dà)于(yú)理论速度，那么产生以上这(zhè)种向心加速度的原(yuán)因很(hěn)可能(néng)就(jiù)是存(cún)在着一种我们(men)看(kàn)不(bù)到(dào)的物质，是(shì)这些暗物质的引力效应将星系聚(jù)集在了一起。

也是从这时开(kāi)始(shǐ)，越来越(yuè)多的研究(jiū)人员开(kāi)始相信(xìn)暗物质的存(cún)在。科学(xué)家根据星系外(wài)恒星轨道的速度，估算在(zài)星系当(dāng)中(zhōng)暗物质(zhì)的质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以解释这个现象的(de)原因。在一项新的(de)研究当中，科学家(jiā)们发现，几乎(hū)没有(yǒu)引力效应(yīng)的遥远(yuǎn)恒(héng)星之(zhī)间，也会出现速(sù)度(dù)上的微小差异。另外，天文学家还发现了一(yī)个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿(yì)光年，大小和银(yín)河系(xì)不(bù)多，但是星系当中存在的恒(héng)星(xīng)数量(liàng)却只(zhǐ)有银河系(xì)的(de)千(qiān)分之一。

所(suǒ)以在理论上，该(gāi)星系必须(xū)存在(zài)暗物(wù)质，否则(zé)就会分崩离析。但(dàn)是科(kē)学家们使用最先进的望(wàng)远镜对其进行了40个小时(shí)的详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒星运动是可以用正常的(de)物(wù)质和力学定(dìng)律来解释的。那么又有人(rén)提出(chū)，也(yě)许该星(xīng)系(xì)的暗物质，已经被附(fù)近(jìn)的(de)另一(yī)个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它(tā)的(de)附近没有(yǒu)任何星(xīng)系存在(zài)。造成这些现象的除了暗物质的(de)假说(shuō)之外，另一(yī)种可能就是人类对引力的理(lǐ)解还(hái)不够全(quán)面，引力(lì)很可能在不同尺度空间中的工(gōng)作方式是不同(tóng)的，这意味着(zhe)在(zài)行星系尺度中的(de)天体(tǐ)会(huì)沿着它(tā)们的轨道，按(àn)照我们所(suǒ)理解(jiě)的方式运动(dòng)。但是上升到星系和星团的(de)尺度(dù)，引力(lì)之间的相互作用则是(shì)不同(tóng)的方式。对于在星系团之间的相互(hù)作用，科学家(jiā)还引入(rù)了外部场效(xiào)应的概念(niàn)，指的是(shì)在数百万光年(nián)的规模(mó)上，巨大(dà)的质(zhì)量之(zhī)间会产生(shēng)对彼此特殊的效(xiào)果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德(dé)理论(lùn)成立，这意(yì)味着我们(men)需要对现在的物理定(dìng)律进行修正(zhèng)，这些发现也让很多人认为(wèi)暗(àn)物质假(jiǎ)说(shuō)理论就此终结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存在的其他的理(lǐ)论证据，这些(xiē)理(lǐ)论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年(nián)的子弹星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似这样(yàng)的星团，它们大部分的普通质量都在(zài)星系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里/小时(shí)发(fā)生(shēng)碰(pèng)撞的时候(hòu)，星际气体(tǐ)的相互作用就会(huì)导致温度的急(jí)剧升高，速度大幅降低(dī)。所以在(zài)理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团大部分的(de)质量将位于所有这(zhè)些气体所(suǒ)在的中间区域(yù)。那么我们通过什1分米等于多少米，1分米等于多少米厘米么来(lái)验证它的质量区域到底是不是集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太(tài)空望远镜(jìng)传回了宇宙当中第一(yī)张全彩(cǎi)的高清照片，在(zài)照(zhào)片(piàn)中我们(men)可以明显地看到很多星系似(shì)乎(hū)被拉伸产生(shēng)了巨(jù)大的形(xíng)变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么(me)问(wèn)题，而(ér)是(shì)这样(yàng)极(jí)遥远的天体(tǐ)和我们地球上的观测者之间(jiān)。被一(yī)个质量(liàng)超级巨大(dà)的天体遮挡，这个(gè)超(chāo)大质(zhì)量的东西的引力(lì)，会使身后更遥(yáo)远星系的光都发生了扭曲(qū)。这(zhè)个(gè)现象就是引力透镜效(xiào)应。这个(gè)巨大的(de)天(tiān)体可能是超大质量的(de)黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人(rén)们(men)对子(zi)弹星(xīng)系团观测的时候，发现它的(de)大(dà)质量区域并(bìng)不是在中间，而是(shì)在两侧。所以(yǐ)最好的解释方法就(jiù)是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则直接通过了(le)这个(gè)区域，并在(zài)两(liǎng)边(biān)形成了引力透镜。对子弹星系团(tuán)的(de)引力(lì)透镜研究也(yě)被认为是(shì)暗物质存在的(de)迄今(jīn)为止最好的(de)理论证据。

除此之(zhī)外，还有来自(zì)宇宙当中最(zuì)古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之后(hòu)，可见(jiàn)光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿(yì)年之后，这些(xiē)光在宇宙(zhòu)空间背景(jǐng)上留下了各相同性(xìng)的微波辐射(shè)。其中红色的部分表(biǎo)示温度较高的区域，蓝色则表示(shì)相对(duì)较冷(lěng)的区域，但(dàn)实际上它们之间的温差(chà)只有万分之一。

科学(xué)家们通过对(duì)前景(jǐng)背景分离后的二值图(tú)像进行(xíng)连通域提(tí)取(qǔ)和标记之后(hòu)发(fā)现(xiàn)，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物(wù)质，图(tú)形看起(qǐ)来不应(yīng)该是这(zhè)样(yàng)的，而随着暗物质(zhì)的增加，一些(xiē)峰值(zhí)的(de)幅度会减(jiǎn)小，才(cái)变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗物质(zhì)大约是普(pǔ)通(tōng)物(wù)质的5倍。这个数字与解释(shì)星系(xì)当中恒星运(yùn)动所需要(yào)的(de)暗物质比例是一(yī)致的。这就意味着。

用了(le)一个(gè)简(jiǎn)单的(de)理论(lùn)框架，就很好地解释了(le)很多不同(tóng)的观测(cè)结果(guǒ)。而暗(àn)物质的(de)本质就是宇(yǔ)宙当中(zhōng)存在着某种类(lèi)型的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互作(zuò)用。所以如果能(néng)够找到这种粒(lì)子的存在(zài)，就相当于找(zhǎo)到了(le)暗(àn)物质存(cún)在的实际证据。这(zhè)种(zhǒng)粒子到底是什么(me)？科学家们已经提出(chū)了数十(shí)种的假想目(mù)标，而要寻找这些(xiē)不(bù)同的目(mù)标(biāo)粒(lì)子所需要的实验方(fāng)式(shì)也不相同。在(zài)过去的几十(shí)年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规(guī)物质相(xiāng)互作用的“暗(àn)物质”，科学(xué)家们已经(jīng)进(jìn)行了(le)超(chāo)过50次的实验，却没有任何实质性的(de)发(fā)现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯(sī)山(shān)脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着(zhe)地(dì)球上最大的地学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探测器，一直(zhí)致(zhì)力于寻找暗(àn)物质粒(lì)子的周期(qī)性(xìng)震荡(dàng)。

自(zì)1997年以(yǐ)来(lái)，这(zhè)里的科学(xué)家声称观测(cè)到了某种信号。经过了(le)20多(duō)年的数据收集，人们发现了一个有趣的(de)事情。探测率会在(zài)每年(nián)的6月(yuè)份(fèn)达到峰值，然后在11月降(jiàng)到(dào)最低，而且(qiě)在20年当中每年都(dōu)是一(yī)样。一些科(kē)学(xué)家认为这可能是人类发现暗物质的(de)第一个直接证据(jù)。

但是(shì)为(wèi)什(shén)么暗(àn)物质会(huì)产生周(zhōu)期性的年度信(xìn)号呢(ne)？刚才我们讲(jiǎng)了太阳(yáng)系正(zhèng)在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系进行移动，那么(me)如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的(de)速(sù)度(dù)在穿越着暗物质流，这个(gè)过(guò)程中会产生(shēng)相(xiāng)应(yīng)的振荡，同时地球又以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳进行(xíng)旋转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半年的时间，地球围绕太阳的方向(xiàng)与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与(yǔ)之(zhī)相(xiāng)反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太阳的方(fāng)向正好达到(dào)完(wán)全一致，这是理(lǐ)论上地球穿(chuān)越暗物质(zhì)流(liú)最(zuì)快(kuài)的时段。而在(zài)11月份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际的(de)情况中，太(tài)阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但(dà1分米等于多少米，1分米等于多少米厘米n)是(shì)这并(bìng)不影响这(zhè)个理论(lùn)的有效性。

因此(cǐ)科学家认为这(zhè)可(kě)以用来(lái)解(jiě)释，研(yán)究人(rén)员(yuán)们所观测(cè)到(dào)的周(zhōu)期性信号。当然也可能有其他的情(qíng)况，造(zào)成这种(zhǒng)年(nián)度(dù)周期信号(hào)的差(chà)异也可能是温度(dù)、湿(shī)度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客(kè)的(de)数量也符合(hé)这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南(nán)半球(qiú)建立了一个(gè)几乎相同的实验室，这里的季节(jié)与(yǔ)之前的实验室正好相反(fǎn)，而在(zài)这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗(àn)物质(zhì)流的(de)运动特征和第一个实(shí)验(yàn)室是一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这(zhè)里可以得到相(xiāng)同的信(xìn)号，就可(kě)以成为暗物质(zhì)所存在的(de)非(fēi)常有(yǒu)力(lì)的(de)证据了(le)。但是由于这(zhè)个实验室刚刚建成不久，所以截(jié)至目前(qián)还无法提供(gōng)相应(yīng)的数(shù)据(jù)支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的望远(yuǎn)镜，这台(tái)太空望(wàng)远镜叫做“南希格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃(bó)望远镜相同(tóng)，但它的宽视(shì)场仪器(qì)提供的视野是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷(léi)斯罗曼太(tài)空(kōng)望远镜其中一个关(guān)键的用(yòng)途就是(shì)探(tàn)索暗物质(zhì)背后的(de)奥秘，对(duì)于探测的结果，我们(men)只能拭目以待(dài)了(le)。费米实(shí)验(yàn)室粒子天体物(wù)理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特(tè)芬研究发(fā)现，如果暗物质存(cún)在(zài)，它们极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应，这(zhè)种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的一个重(zhòng)要因素(sù)。

如(rú)果这(zhè)一理(lǐ)论得到进(jìn)一步的证实(shí)，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会不会(huì)意味着人类并不孤单呢？或(huò)许在宇(yǔ)宙当中某个角落(luò)的行(xíng)星上(shàng)，暗物(wù)质正(zhèng)在通过这(zhè)样的效(xiào)应创造(zào)生命(mìng)。当然，这些推(tuī)论(lùn)的(de)大前(qián)提是要先找到暗物质存在的实际证据(jù)。那(nà)么小伙伴们，你们(men)觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持是(shì)我更新的(de)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 1分米等于多少米，1分米等于多少米厘米