宇(yǔ)宙是“人为(wèi)制造”的？为何会(huì)存在科(kē)学无(wú)法解释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟(jìng)是什(shén)么？人(rén)类为(wèi)了寻找暗物质(zhì)存在的证据，科学(xué)家们在过去的几十年当(dāng)中进行(xíng)了超过50次的长期(qī)实验(yàn)，但是(shì)却没有发现任何的有(yǒu)效(xiào)证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原理一(yī)书中，埃萨(sà)克牛顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年(nián)来，当(dāng)天文学家(jiā)们发现某些天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现(xiàn)异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时候，他(tā)们就(jiù)会知道，周围(wéi)一(yī)定有未知(zhī)的(de)天体通过引力在摄动它的轨(guǐ)道。比如(rú)在1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶(yé)就通过(guò)天王星运(yùn)行轨(guǐ)道的异常(cháng)，推算(suàn)并且(qiě)发现了(le)海王星(xīng)的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥(míng)王星的发(fā)现都是(shì)应用万(wàn)有引力定律(lǜ)所(suǒ)取(qǔ)得重(zhòng)大天文成就的例子(zi)。但是这些发(fā)现都(dōu)是在(zài)恒(héng)星系统的尺度当中，可当(dāng)我(wǒ)们上升到(dào)星(xīng)系(xì)或(huò)者是星团的尺度，事(shì)情就(jiù)开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞(ruì)士的(de)物理学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测量后发星系团的质(zhì)量。这是一个由数千(qiān)个星系(xì)所组成的巨(jù)大星(xīng)系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起。测量星系团的(de)质(zhì)量一般(bān)会使用(yòng)到两种方法，当两(liǎng)种方法结果一致，就可以确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的质量(liàng)"，需要的数据是测量(liàng)各(gè)个星系的光度。

第二种是动力学质(zhì)量的计算，是利用光谱(pǔ)红(hóng)移(yí)测(cè)量星系团中的(de)各个星系相对(duì)于星系团的运(yùn)动(dòng)速度。当测量(liàng)结(jié)果(guǒ)出来之后，兹威(wēi)基(jī)彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座(zuò)星系(xì)团有99%的质(zhì)量消(xiāo)失了，或者(zhě)说这99%的(de)质量并不(bù)以可见光的形(xíng)式所(suǒ)存在，我们(men)无法看到。最(zuì)诡异的(de)是，在测量(liàng)速度的过程中，兹(zī)威基(jī)发现(xiàn)星(xīng)系团中(zhōng)很多星(xīng)系的(de)速度比(bǐ)理论上要(yào)快得多(duō)，按照牛顿的运动学(xué)定律，仅靠这些可见星系的质量(liàng)所产(chǎn)生(shēng)的引力是无法将它(tā)们束缚在星系团内(nèi)的(de)，它们(men)早就(jiù)应该被抛出星(xīng)系团之外了(le)，除非有一种神(shén)秘的力量在起作用，这种力量来源于某种隐形(xíng)的物质(zhì)。

据(jù)此，兹维基提出了这(zhè)样(yàng)部分不可见(jiàn)的暗(àn)质，它不发散(sàn)光(guāng)、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占据着宇宙中绝大(dà)部(bù)分(fēn)的(de)质量(liàng)。只是当(dāng)时的(de)人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现。天文学家(jiā)维(wéi)拉鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙(xiān)女座(zuò)星系中的恒星运动(dòng)。理(lǐ)论上来说(shuō)，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的(de)运行(xíng)速度就会(huì)越慢。但是(shì)他们观测的(de)结果(guǒ)却让人感到不可(kě)思(sī)议。

随(suí)着(zhe)与中(zhōng)心距离的增加(jiā)，恒星的旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保(bǎo)持不变。可是根据(jù)牛(niú)顿的万有引力定律，在星系当中(zhōng)如果没有足(zú)够大的质(zhì)量来(lái)吸(xī)引它们，这(zhè)些外围的恒(héng)星(xīng)早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种现(xiàn)象(xiàng)，科学家们会使用一种(zhǒng)相对标(biāo沈阳所有中专学校名单一览表，沈阳所有中专学校名单表)准的方法(fǎ)来解释暗物质的(de)存在，这种方法就是测量星系当中(zhōng)气体在X轴上距离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果出现异常的结果，就认为(wèi)是(shì)由暗物质(zhì)的力量进入其中。

于(yú)是科学家(jiā)们通过射电望远镜测量了(le)距离星系中心(xīn)更远(yuǎn)距(jù)离的氢元素，发现它们的旋(xuán)转速度并不符合(hé)牛顿的力(lì)学(xué)定律。我们的(de)太(tài)阳系(xì)也不(bù)例外，太(tài)阳系位于(yú)银河系(xì)的第三悬臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运行(xíng)速(sù)度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实(shí)际(jì)上(shàng)，太阳系正在(zài)以220千米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转，这个实际速(sù)度远(yuǎn)远大于(yú)理论速(sù)度，那么产(chǎn)生(shēng)以上这种(zhǒng)向(xiàng)心(xīn)加速度(dù)的(de)原因很可(kě)能就是存在着一种我(wǒ)们(men)看(kàn)不到的物质，是这(zhè)些暗物(wù)质的引(yǐn)力(lì)效应将星系聚集在了一起。

也是从这时(shí)开始，越来越(yuè)多的研究人员开始相(xiāng)信暗(àn)物质的存(cún)在。科学家根据星系外恒星轨道(dào)的速度，估算(suàn)在星系当中暗物质的质(zhì)量(liàng)占整个星(xīng)系质量的85%。但是(shì)，暗(àn)物质并(bìng)不是唯一可(kě)以解释这个现象(xiàng)的(de)原因。在一项(xiàng)新的研究当中，科学家们发(fā)现，几(jǐ)乎(hū)没(méi)有(yǒu)引力效应的(de)遥远恒星之间，也会出现速度上的微(wēi)小差异(yì)。另外(wài)，天文学家还发现了(le)一个(gè)反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地球大约2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多(duō)，但是星(xīng)系(xì)当中存在的恒星数(shù)量却只有银河系的(de)千分之一。

所以在(zài)理论上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则就(jiù)会(huì)分崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先进的望远镜对其进(jìn)行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的恒星运动是(shì)可以用(yòng)正常(cháng)的物质和(hé)力(lì)学定律来解释的。那么又有人(rén)提出，也许该星系的暗(àn)物(wù)质，已经被附近(jìn)的另(lìng)一(yī)个大星系剥离(lí)了(le)。奇(qí)怪的是，它(tā)的(de)附(fù)近没有任何星系(xì)存在。造成这些现象的除了暗物(wù)质的(de)假说之(zhī)外(wài)，另一(yī)种可能就是人(rén)类(lèi)对引力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面(miàn)，引(yǐn)力(lì)很(hěn)可能(néng)在不同尺度(dù)空间中(zhōng)的工作方式(shì)是不同(tóng)的，这意(yì)味着(zhe)在行(xíng)星系尺(chǐ)度(dù)中的天体(tǐ)会沿着它(tā)们的轨道，按照(zhào)我们所理解的方式运动(dòng)。但是上升到星系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引力之间的相(xiāng)互作用则是不同的方(fāng)式。对于(yú)在星系团(tuán)之间的相互作用，科学家还引入了外部场效应的(de)概念，指的(de)是在数百(bǎi)万光年的(de)规模上，巨(jù)大的质量(liàng)之间会产生对彼此特殊(shū)的效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意(yì)味着我(wǒ)们需(xū)要对(duì)现在的物理定(dìng)律进行修正，这些发现也(yě)让(ràng)很多人认为暗物质假说(shuō)理(lǐ)论就此(cǐ)终结。但是在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)还(hái)有关(guān)于暗物质存在的其他的理论证据，这(zhè)些(xiē)理论证据是蒙德理(lǐ)论所没法(fǎ)解释的(de)“引力透镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿光(guāng)年的(de)子弹(dàn)星系团，由(yóu)两(liǎng)个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类似这(zhè)样(yàng)的星团，它们大部分的普通质(zhì)量(liàng)都在(zài)星系的(de)气体当中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公里/小时(shí)发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体的相互作用就会(huì)导致(zhì)温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团(tuán)大(dà)部分(fēn)的(de)质量将位于所有这些气(qì)体(tǐ)所在的中间区域(yù)。那么我们(men)通过什么来验证(zhèng)它的(de)质量区域到(dào)底是不是(shì)集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦(wéi)伯(bó)太空望远镜传回了(le)宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全彩(cǎi)的高清照片，在照片中我们可以明显地看到很多星系(xì)似乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨大的形变。其实(shí)这些(xiē)星系本(běn)身(shēn)并不是真的(de)被扭曲了，也不是韦(wéi)伯望远镜出了什(shén)么问题，而是这样极遥远的天体和我们地(dì)球上的观测者之间(jiān)。被一个(gè)质(zhì)量(liàng)超级(jí)巨大的天体遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的(de)引(yǐn)力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都(dōu)发生了扭曲。这(zhè)个(gè)现象就是引力透镜效应。这个(gè)巨大的天体可(kě)能是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对(duì)子弹星系团观(guān)测的时候，发(fā)现它的大(dà)质量区域(yù)并(bìng)不(bù)是在中间，而是在(zài)两侧。所以最好的解释(shì)方法就是当(dāng)星团发(fā)生全部(bù)的碰撞时，可被(bèi)观测(cè)到的质量气(qì)体被(bèi)卡在(zài)了中间，暗物质则直接(jiē)通过了(le)这(zhè)个区域(yù)，并在(zài)两边形成了引力透镜(jìng)。对子弹(dàn)星系团的引(yǐn)力透镜研究也被认(rèn)为是(shì)暗物质存在(zài)的迄今为止最好(hǎo)的(de)理论证据(jù)。

除此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的光。从宇宙(zhòu)大爆(bào)炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终于可(kě)以畅通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿(yì)年之后，这些(xiē)光在宇宙空(kōng)间背景(jǐng)上留下(xià)了各相同性的微波辐(fú)射。其中红色的部分(fēn)表示温(wēn)度较高(gāo)的区域，蓝(lán)色则表(biǎo)示相对较冷的区域，但实际上它们之间的温差只(zhǐ)有万分之一(yī)。

科学家们通过对前景背景分(fēn)离后(hòu)的(de)二值图像进行连(lián)通域提取和标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当(dāng)中没有(yǒu)暗物(wù)质，图形(xíng)看起来(lái)不应该(gāi)是这样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些(xiē)峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变(biàn)得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微(wēi)波背景辐射的测量值(zhí)，我们需要(yào)的(de)暗物质大约是普(pǔ)通(tōng)物(wù)质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星运动(dòng)所需要(yào)的(de)暗(àn)物质比例是一致的。这就(jiù)意味(wèi)着。

用了一个简单的理(lǐ)论框(kuāng)架，就很好地(dì)解释(shì)了很多(duō)不同的观(guān)测结果。而暗物质的(de)本质就是(shì)宇宙当(dāng)中存在着(zhe)某种(zhǒng)类型的(de)粒子，它(tā)们不参(cān)与任何(hé)其他的电磁作用，只通过引(yǐn)力来相(xiāng)互作(zuò)用。所以如果(guǒ)能够找到(dào)这种粒(lì)子的存在，就相当(dāng)于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科(kē)学家们已经提出(chū)了(le)数十种的假想目(mù)标，而要(yào)寻(xún)找这些(xiē)不同的目标粒子(zi)所(suǒ)需要的实验方式也(yě)不相(xiāng)同。在过去的几十年当(dāng)中，人类为了寻找(zhǎo)这些(xiē)看不(bù)见(jiàn)、摸不到，几乎(hū)不会与常规(guī)物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次的实验，却没(méi)有任何(hé)实质性的发现，除了一个(gè)地方，意大利的格兰(lán)萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着(zhe)地球上(shàng)最(zuì)大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一个三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的(de)周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家(jiā)声称观测到了某种信号(hào)。经过了20多年的数据收集，人们(men)发(fā)现了一个(gè)有趣的(de)事情。探测率会(huì)在(zài)每年的6月份达(dá)到峰值，然(rán)后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一些(xiē)科学家认为这(zhè)可能是人类发现暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但是为什么暗物(wù)质(zhì)会产生(shēng)周(zhōu)期性的年度信号呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕着银河(hé)系进行移动，那么(me)如果(guǒ)暗物质(zhì)存在(zài)宇宙当中，这意味(wèi)着(zhe)我们(men)也在以(yǐ)这样(yàng)的速度在穿越着暗物质流，这个过(guò)程中会产生(shēng)相应的振荡(dàng)，同时地球(qiú)又以30公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕(rào)太阳进行旋转。所以有半(bàn)年(nián)的(de)时间，地球围(wéi)绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕银河(hé)系的(de)方向是一致的(de)，而另外(wài)半年则与之相反。

而在6月(yuè)份的时候，地球与太阳的(de)方向(xiàng)正好达(dá)到完全一致，这是(shì)理论上(shàng)地球穿越暗物质(zhì)流最快的时段(duàn)。而在(zài)11月份，又恰好(hǎo)达到了最(zuì)慢值。尽管(guǎn)在实际的情况中(zhōng)，太阳系相对银河系(xì)的(de)平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并不(bù)影响这个理论的(de)有效性。

因此(cǐ)科学家(jiā)认为这可以用来(lái)解释，研究(jiū)人(rén)员们所观(guān)测到的周期性信号。当然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种(zhǒng)年度周期信号的差异(yì)也(yě)可(kě)能是(shì)温度、湿度(dù)、土壤(rǎng)中(zhōng)的水分(fēn)、高山上的积雪，甚至(zhì)连意(yì)大利游(yóu)客(kè)的数量也符合这个(gè)周期的规律。

所以，科学家们又(yòu)在(zài)南半球建立了一(yī)个几乎相同的实验室，这里的(de)季节与之前的实验室正好(hǎo)相反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗物质流的(de)运动特征(zhēng)和第一个实验室是(shì)一样(yàng)的。

因此，如果(guǒ)在这里可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为暗物质(zhì)所存(cún)在的非(fēi)常有(yǒu)力的(de)证据(jù)了。但是由(yóu)于这个(gè)实验(yàn)室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目前还无法提供相应的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它(tā)的宽视场仪器提供的(de)视野是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键的用途就是探索暗物(wù)质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待了。费米实(shí)验室粒(lì)子天(tiān)体(tǐ)物(wù)理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研(yán)究发(fā)现，如(rú)果(guǒ)暗物(wù)质(zhì)存(cún)在，它(tā)们(men)极有可能拥有(yǒu)另一种(zhǒng)神秘(mì)的(de)效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的(de)诞生，或者说是(shì)生(shēng)命(mìng)进化(huà)的一(yī)个重要因素。

如果这一理论得(dé)沈阳所有中专学校名单一览表，沈阳所有中专学校名单表到进(jìn)一(yī)步的证(zhèng)实，那(nà)么(me)遍(biàn)布宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味着(zhe)人类并不孤(gū)单呢(ne)？或许在宇宙当中某个角落(luò)的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命(mìng)。当然，这些推论的大前(qián)提是要先找(zhǎo)到暗物质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们(men)觉(jué)得暗物质到底存不存在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点赞(zàn)，你的(de)支持是我(wǒ)更新的动力(lì)！

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