宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为(wèi)何(hé)会存在科(kē)学(xué)无(wú)法解(jiě)释的“暗(àn)物质”？暗(àn)物质又究(jiū)竟是什么(me)？人类(lèi)为(wèi)了寻找暗物质存在的证据，科学家们在过去的几十年当中进行(xíng)了(le)超过50次的(de)长期实(shí)验，但是却没有(yǒu)发现任何的有效证据。除(chú)了一个地方(fāng)，在1687年出版的(de)自然哲学(xué)数(shù)学原(yuán)理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万(wàn)有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天(tiān)体运动的规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学家们发(fā)现某些(xiē)天体(tǐ)运行轨道出(chū)现(xiàn)异(yì)常，不符合(hé)万有引力定律的时(shí)候，他们就会知(zhī)道，周围一定有未知(zhī)的天(tiān)体通过引力在摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算(suàn)并且发现了海王星的存在(zài)。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星(xīng)的(de)发现都是应用万有引力定(dìng)律(lǜ)所取得重(zhòng)大(dà)天(tiān)文成就的例子(zi)。但是这些发现都是在恒星系统(tǒng)的尺度当中，可当我们上升到星系或者是(shì)星团的(de)尺度，事情就开始(shǐ)变得(dé)诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发星系团的质量。这是一个(gè)由数千(qiān)个(gè)星系所组成(chéng)的(de)巨(jù)大星系团，这(zhè)些星系被引力(lì)束(shù)缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一致，就可(kě)以确定其质量(liàng)的范围。

第(dì)一种是获得其"光度学的质量"，需要(yào)的(de)数据(jù)是测量(liàng)各个(gè)星(xīng)系的光度(dù)。

第二种是动力(lì)学质量的计(jì)算(suàn)，是(shì)利用光(guāng)谱红移测量(liàng)星系团中的各个星系相对(duì)于星(xīng)系(xì)团的运(yùn)动(dòng)速度(dù)。当测量结(jié)果出来之后(hòu)，兹威(wēi)基(jī)彻(chè)底(dǐ)懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光(guāng)度(dù)学质量(liàng)”的(de)400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消(xiāo)失(shī)了，或者说(shuō)这99%的质量并(bìng)不以(yǐ)可(kě)见(jiàn)光的形式所存在，我们无法看(kàn)到(dào)。最诡异(yì)的是(shì)，在测量(liàng)速度的(de)过程中，兹威(wēi)基发现星(xīng)系团中很多(duō)星系的速度比理论上要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生(shēng)的引(yǐn)力是无(wú)法将它(tā)们束缚在星(xīng)系团内的，它们早就(jiù)应该被抛出星(xīng)系团之外(wài)了，除非(fēi)有一(yī)种神(shén)秘的力量在(zài)起(qǐ)作(zuò)用，这种力量(liàng)来源于(yú)某(mǒu)种(zhǒng)隐形的物质。

据(jù)此，兹维(wéi)基提(tí)出了(le)这样部分(fēn)不可(kě)见的(de)暗(àn)质(zhì)，它(tā)不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却占据着(zhe)宇宙中绝(jué)大部分的质量(liàng)。只是当(dāng)时的人们对(duì)这样的(de)一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中的恒(héng)星运动(dòng)。理(lǐ)论(lùn)上来说，距离(lí)中心越远的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是(shì)他们观(guān)测(cè)的结果却(què)让人感到不可思议。

随着与中心距(jù)离的(de)增(zēng)加，恒星的旋转速度几乎(hū)保持不变。可是根据牛顿的万有引力定律(lǜ)，在(zài)星系当中(zhōng)如果没(méi)有足够大的质(zhì)量来吸引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种现象，科学家们会使用一种(zhǒng)相对标(biāo)准的(de)方法来解释暗物质(zhì)的存在，这种方法就是测量(liàng)星系当中气体在X轴上距离(lí)星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的(de)旋转速度。如果出现(xiàn)异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物(wù)质的力量进入其中。

于(yú)是(shì)科(kē)学家们通过(guò)射(shè)电望(wàng)远镜(jìng)测量了距离星系中心更远距离的(de)氢元素(sù)，发现它们的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力学(xué)定(dìng)律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂之上，距(jù)离银河系(xì)中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定律进行计算(suàn)，太(tài)阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大(dà)于理论速度，那么(me)产生以上这种向心(xīn)加速度的原因(yīn)很可(kě)能就是存在着一种我们(men)看不(bù)到的(de)物(wù)质(zhì)，是这些暗物(wù)质的引力效应将星(xīng)系聚集在了一起。

也是(shì)从这时开始，越来越多的(de)研究人员开(kāi)始相信暗物质的存在。科学家根据星(xīng)系外恒星轨道(dào)的速度(dù)，估(gū)算在(zài)星系当中(zhōng)暗物质的质量占整个星系质(zhì)量(liàng)的85%。但是，暗物质(zhì)并不是(shì)唯一可以解(jiě)释这个现象的原因(yīn)。在一项新的研究当中，科学(xué)家们发现，几乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速(sù)度上的微小差异。另外，天文学家还发现了一(yī)个反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不(bù)多，但(dàn)是星系当中存在的恒星数(shù)量(liàng)却(què)只有银(yín)河(hé)系的(de)千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系必须存在暗物质，否则就会(huì)分崩(bēng)离析(xī)。但是科学家们使用(yòng)最先进的(de)望(wàng)远镜对其进行了40个小(xiǎo)时的详细(xì)测量之(zhī)后(hòu)，发现星系中的恒星运动是(shì)可以用正(zhèng)常的物质和(hé)力学定律(lǜ)来(lái)解释的(de)。那么又有(yǒu)人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗物质，已经(jīng)被附近的另一个大(dà)星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成这些(xiē)现(xiàn)象的除了暗物质的假说之外(wài)，另一(yī)种可能就是人类对引力的理解还不够(gòu)全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间中的工(gōng)作(zuò)方式是不(bù)同的，这(zhè)意味着在行星系尺度中的(de)天体(tǐ)会沿着它(tā)们的轨道，按照我(wǒ)们所理解的(de)方式运(yùn)动。但是上升(shēng)到星(xīng)系(xì)和(hé)星团的尺度，引力之间(jiān)的相互作用则是不同的方式。对于在星系团(tuán)之间的相(xiāng)互作用(yòng)，科学(xué)家还引入了外部场效应(yīng)的概念，指(zhǐ)的是在数百万(wàn)光年的规模上，巨大(dà)的(de)质量之间会产生(shēng)对彼此特(tè)殊的效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙(méng)德理论成立(lì)，这意(yì)味着我们需要对现在的(de)物理定律进行修(xiū)正，这(zhè)些(xiē)发现也让很多人认为(wèi)暗物质假说理论(lùn)就此(cǐ)终结(jié)。但(dàn)是(shì)在宇(yǔ)宙当中还有关(guān)于暗(àn)物质(zhì)存在的其他的理论证据，这些(xiē)理论证据(jù)是(shì)蒙德理(lǐ)论所没(méi)法解释的“引(yǐn)力透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年(nián)的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这样的(de)星团，它(tā)们(men)大(dà)部(bù)分(fēn)的普通质量都在星系(xì)的气体当(dāng)中。当星团以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰(pèng)撞的时候，星际气体(tǐ)的相互作用就会导(dǎo)致温度的(de)急剧升高，速度大(dà)幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在理论上，在碰(pèng)撞之(zhī)后，子弹星系团大(dà)部分的质(zhì)量(liàng)将位于所有这些气体所在的(de)中间(jiān)区域。那么(me)我们通过(guò)什么(me)来(lái)验(yàn)证它的质量区域到底是(shì)不是集中在(zài)中间呢？前不(bù)久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第(dì)一(yī)张(zhāng)全彩的(de)高清(qīng)照片(piàn)，在照片中(zhōng)我们(men)可以明显地看(kàn)到很多星系似(shì)乎被拉伸产生了(le)巨大的形变。其实这些星(xīng)系本身并(bìng)不是(shì)真的被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了什(shén)么问题(tí)，而是这(zhè)样极遥远(yuǎn)的天体和我们地球上的观测者(zhě)之(zhī)间。被一个质量超级巨大(dà)的天体遮(zhē)挡，这个超(chāo)大质量(liàng)的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远(yuǎn)星(xīng)系的光都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大的(de)天(tiān)体可能是超(chāo)大(dà)质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量(liàng)区域并(bìng)不是在中间，而是在两侧。所以最好的解释方法就是当(dāng)星(xīng)团(tuán)发生全部的(de)碰撞(zhuàng)时，可被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质则直接(jiē)通过了这个区(qū)域，并在两边形成了引力(lì)透(tòu)镜。对子弹星系团的(de)引力透镜(jìng)研究也被认为是暗物质存在的迄今为止(zhǐ)最好(hǎo)的理论证(zhèng)据。

除(chú)此(cǐ)之(zhī)外，还有来(lái)自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆炸(zhà)开(kāi)始，38万年(nián)之后(hòu)，可见光终于可(kě)以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当(dāng)中(zhōng)了。经过了130多亿(yì)年之后(hòu)，这些光在宇宙空间背景上留下了各(gè)相同性的微(wēi)波辐射。其中红色的部分表示温度较(jiào)高的(de)区域，蓝(lán)色则(zé)表示相对较冷(lěng)的区域，但实际上它(tā)们之间的温差只有万分之一(yī)。

科(kē)学家们(men)通过对前景背景分(fēn)离后的(de)二值图(tú)像进(jìn)行连(lián)通域提取(qǔ)和标记(jì)之后发现，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该(gāi)是这样的，而随(suí)着暗物(wù)质的增加，一些(xiē)峰值的幅度会减小，才变得看(kàn)起来“和(hé)谐(xié)”。为(wèi)了匹配宇宙微(wēi)波(bō)背景辐(fú)射的测量值，我(wǒ)们需(xū)要(yào)的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数(shù)字与(yǔ)解释星(xīng)系当中(zhōng)恒星运动(dòng)所(suǒ)需要的暗(àn)物质比(bǐ)例是一致的。这就(jiù)意味着。

用(yòng)了一个简单(dān)的理论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测(cè)结果(guǒ)。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙当中存在着某(mǒu)种类型(xíng)的粒子，它们不参与(yǔ)任何(hé)其他的电磁(cí)作用，只通过引力来相(xiāng)互(hù)作用。所以如果(guǒ)能够找到这种粒(lì)子的存在，就相当(dāng)于找到了暗物(wù)质存在(zài)的实际(jì)证据。这种粒子到底是什么？科学家们(men)已经提(tí)出了数十种的假想目标(biāo)，而要寻(xún)找这些不同的目标粒子所需(xū)要的实验方式也不相同。在(zài)过去的几十年当中，人(rén)类(lèi)为了寻找这些看不(bù)见、摸不(bù)到，几乎(hū)不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过(guò)50次的实验，却没有(yǒu)任(rèn)何实质性(xìng)的(de)发现，除了一个地方，意(yì)大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏(cáng)着(zhe)地球(qiú)上(shàng)最大的地学实验(yàn)室，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一个(gè)三层(céng)楼(l伊朗打工一个月多少钱，伊朗工资多少钱一个月óu)高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周(zhōu)期性(xìng)震(zhèn)荡(dàng)。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观(guān)测到了某种信号(hào)。经过(guò)了20多年的数据(jù)收集，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测(cè)率会在每年的6月份达到峰值(zhí)，然后(hòu)在(zài)11月(yuè)降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家认为这可能(néng)是人类发(fā)现(xiàn)暗物质的第一个直接证据。

但是(shì)为什么暗物质会产生(shēng)周期性的(de)年(nián)度(dù)信(xìn)号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公(gōng)里(lǐ)/秒的(de伊朗打工一个月多少钱，伊朗工资多少钱一个月)速度围(wéi)绕着银河系进行移动(dòng)，那么(me)如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在(zài)以(yǐ)这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过程(chéng)中会(huì)产(chǎn)生(shēng)相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳进(jìn)行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有(yǒu)半年的时间，地球围绕太(tài)阳的方向与(yǔ)太阳环绕(rào)银(yín)河系(xì)的方向是一致(zhì)的，而另外(wài)半年则与之(zhī)相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正好达(dá)到完全一致，这是(shì)理论上地球穿越暗物质流最快(kuài)的时段(duàn)。而在(zài)11月(yuè)份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的(de)情(qíng)况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对银河系的平面(miàn)呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这(zhè)并不影(yǐng)响(xiǎng)这个(gè)理论的(de)有效性(xìng)。

因(yīn)此科学家认为这(zhè)可以用来解释(shì)，研究人员(yuán)们所观测到的周期(qī)性信号。当然也可能有其他的(de)情况，造成(chéng)这(zhè)种年度(dù)周(zhōu)期信号的(de)差(chà)异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪，甚至连意(yì)大利游客的(de)数量也符合这个(gè)周(zhōu)期的规律(lǜ)。

所以，科学(xué)家们(men)又在南(nán)半球建立了一(yī)个几乎相同的实验室，这里(lǐ)的季节与(yǔ)之前的实验室正好(hǎo)相反，而在(zài)这(zhè)里，地(dì)球穿(chuān)过暗物质流(liú)的运动特征和第(dì)一个实验室是一样的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在这里可以得(dé)到相同的信号，就可以成为暗物质所存(cún)在(zài)的非常有力的证(zhèng)据了。但是由于(yú)这个实验室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目(mù)前还(hái)无法(fǎ)提供(gōng)相应的(de)数据支持。另(lìng)外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望(wàng)远(yuǎn)镜，这台(tái)太(tài)空望远镜(jìng)叫做(zuò)“南希格雷斯(sī)罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的(de)宽视(shì)场(chǎng)仪(yí)器提供的视(shì)野是哈勃(bó)红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼(màn)太空望远(yuǎn)镜其中一个关键(jiàn)的用途就(jiù)是探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于探测的结果，我们只能拭目以待了。费米(mǐ)实验(yàn)室粒子天体物理中心的科(kē)学(xué)家(jiā)丹琥珀(pò)和(hé)贾(jiǎ)森斯特(tè)芬(fēn)研究发现(xiàn)，如果暗(àn)物质存在(zài)，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神(shén)秘的效应(yīng)，这(zhè)种暗物质(zhì)效应，会(huì)支(zhī)持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或者说是生命进化(huà)的一(yī)个重(zhòng)要因素。

如果这一(yī)理(lǐ)论得到进一步的证实，那么(me)遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不会意味着人类并不(bù)孤(gū)单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质(zhì)正在通过这样的(de)效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论的(de)大(dà)前提是(shì)要先找(zhǎo)到(dào)暗物(wù)质存在的实际证(zhèng)据(jù)。那(nà)么小伙伴(bàn)们，你(nǐ)们(men)觉得(dé)暗(àn)物质到底存不存在呢(ne)？喜欢请点赞(zàn)，你(nǐ)的支(zhī)持是(shì)我更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：腾众软件科技有限公司 伊朗打工一个月多少钱，伊朗工资多少钱一个月