宇宙是“人为制造”的？为何会(huì)存在科学无法(fǎ)解释(shì)的(de)“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么(me)？人类为了寻找暗(àn)物质存(cún)在的证据，科学家们在过(guò)去(qù)的几十年(nián)当(dāng)中进行了超(chāo)过(guò)50次的长期实验，但是却(què)没有发现任何的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版的(de)自然哲学数学原理一书中，埃萨克(kè)牛顿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(jǐ)百年来，当天文(wén)学(xué)家们(men)发现某些天体运(yùn)行轨道出现异常(cháng)，不符合万有(yǒu)引力定律的时(shí)候，他(tā)们就(jiù)会知(zhī)道，周围一定(dìng)有未(wèi)知的天体通过引力(lì)在摄动它(tā)的轨道。比如(rú)在1846年(nián)，奥(ào)本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发现都(dōu)是应用万有引力定(dìng)律所取(qǔ)得(dé)重(zhòng)大天文成就的例子。但是这些发(fā)现都是在恒星系统的尺度(dù)当中(zhōng)，可当(dāng)我们(men)上升到(dào)星系(xì)或者是星团的尺度，事(shì)情就开始变(biàn)得诡异(yì)了(le)。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里茨兹威基正在研究和(hé)测(cè)量(liàng)后发星系团的质量。这是一个由(yóu)数千(qiān)个星系所组成的巨大星系团，这(zhè)些星系(xì)被(bèi)引力(lì)束缚在(zài)一(yī)起(qǐ)。测量星系团(tuán)的质(zhì)量一般会使用(yòng)到两(liǎng)种方法，当两种方法(fǎ)结(jié)果(guǒ)一(yī)致，就可以确定其质(zhì)量的范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的质量"，需要的数据是测(cè)量各个(gè)星系(xì)的光(guāng)度(dù)。

第二种是(shì)动力学质量的计算，是利用(yòng)光谱红移测量星系(xì)团中的各个星系相对于(yú)星系(xì)团的(de)运动速度。当测量结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有(yǒu)99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的质量并不以(yǐ)可见光(guāng)的形式(shì)所(suǒ)存在，我们(men)无法看到。最诡异的是(shì)，在测量速度的过(guò)程中，兹威基(jī)发现星系团中很(hěn)多(duō)星系(xì)的速度比(bǐ)理论上(shàng)要快得多(duō)，按照(zhào)牛顿的运动(dòng)学(xué)定律(lǜ)，仅靠这些(xiē)可见星系的(de)质量所产(chǎn)生(shēng)的引力(lì)是无法将它们(men)束缚在星(xīng)系团(tuán)内(nèi)的，它们早就(jiù)应该被抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力量在(zài)起作(zuò)用，这(zhè)种(zhǒng)力量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出(chū)了这样(yàng)部分不可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们(men)却(què)占据创造的意思是什么三年级下册，创造的意思是什么最佳答案着宇(yǔ)宙中绝大部分的质量。只是(shì)当(dāng)时的人们对这样(yàng)的一种说法不屑一顾(gù)。

直到(dào)40年(nián)之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这个词才再(zài)一(yī)次出现。天(tiān)文(wén)学家维(wéi)拉鲁宾和肯(kěn)特福特(tè)在观测仙女座星系中(zhōng)的恒星运动。理论(lùn)上来说，距(jù)离中心越远的恒星在其(qí)轨道上的运行速度就会越慢。但是(shì)他们(men)观测(cè)的结果却让(ràng)人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心距离的增加(jiā)，恒星的旋转速(sù)度几(jǐ)乎(hū)保持(chí)不变。可是(shì)根(gēn)据(jù)牛顿的万有引力定律(lǜ)，在星系当(dāng)中(zhōng)如果没有足(zú)够大(dà)的质量来吸(xī)引它们(men)，这些外围的(de)恒星早就被甩(shuǎi)到(dào)宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。基于这种现象，科学家们会使用一(yī)种(zhǒng)相(xiāng)对(duì)标(biāo)准的(de)方法来解释暗物(wù)质(zhì)的存在，这(zhè)种方法就是测量星系当中气体在X轴上距(jù)离星系中心的距离，以及在(zài)Y轴(zhóu)上气(qì)体的旋转速度。如果出(chū)现(xiàn)异常的结(jié)果，就(jiù)认为是由暗(àn)物质(zhì)的力量进入其中(zhōng)。

于(yú)是(shì)科(kē)学(xué)家们(men)通过射电望(wàng)远镜测量了距离星(xīng)系中心(xīn)更(gèng)远距离的氢元素，发现它们的旋转速度并(bìng)不符合牛顿的力学定律。我们的太(tài)阳系也(yě)不例外，太阳系位于银河系(xì)的第三(sān)悬臂之(zhī)上，距离(lí)银河系中心(xīn)2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的(de)运行速(sù)度应该是(shì)160千米(mǐ)/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速(sù)度围绕(rào)银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于理(lǐ)论速度，那么产生以上这种向心加速度的原因很可能(néng)就是存在着一(yī)种我们(men)看不(bù)到的物质(zhì)，是这些(xiē)暗(àn)物质的(de)引力效应将星系聚集在了一起。

也是(shì)从这时开始(shǐ)，越来越多的研(yán)究人员开始相(xiāng)信暗物质的存在(zài)。科学家(jiā)根据星(xīng)系外恒星轨(guǐ)道的速度(dù)，估算(suàn)在星系当中暗物(wù)质的质(zhì)量占整个星系(xì)质量的85%。但是，暗物质(zhì)并(bìng)不是唯一(yī)可以解释这(zhè)个现象(xiàng)的(de)原因。在一项新的研究当中，科学家(jiā)们(men)发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会(huì)出(chū)现速(sù)度上的微小差异。另外，天文学家还发(fā)现(xiàn)了(le)一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多(duō)，但是星(xīng)系当中存在的(de)恒(héng)星数量却只有银河系(xì)的千(qiān)分之一(yī)。

所以(yǐ)在理论上(shàng)，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科学家(jiā)们使(shǐ)用最先进的望(wàng)远镜(jìng)对(duì)其进(jìn)行(xíng)了(le)40个(gè)小时的详细测(cè)量之后，发(fā)现星系(xì)中的恒星运动是可(kě)以用正常的物(wù)质和力(lì)学(xué)定(dìng)律(lǜ)来解释的。那么又有人提出(chū)，也许(xǔ)该星系的暗物质(zhì)，已经被附近的另一(yī)个大星系剥(bō)离了。奇怪的(de)是(shì)，它的附近没有任何星系存在(zài)。造成这些现象的除了(le)暗(àn)物质(zhì)的假说之(zhī)外，另(lìng)一种可能就是人(rén)类对引(yǐn)力的理解还不(bù)够全面，引力(lì)很可(kě)能(néng)在(zài)不同尺度空间中的工(gōng)作方式是不(bù)同的，这意味着在行星系尺度中的天(tiān)体(tǐ)会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理解的(de)方(fāng)式运动。但是上升(shēng)到(dào)星系和星团的尺度，引力之间的相互作用则是不同的方式。对于在星系团之(zhī)间的相(xiāng)互作(zuò)用，科学家还引入了外(wài)部场(chǎng)效(xiào)应(yīng)的概念(niàn)，指的是在数百万(wàn)光年的规模(mó)上，巨大(dà)的质量之间会(huì)产(chǎn)生对彼此特殊的(de)效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需要对现在的(de)物理定律进行修正，这些发现也让很多人认(rèn)为暗物质假(jiǎ)说理论就此终结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存(cún)在(zài)的其他的理(lǐ)论证据，这些理论证(zhèng)据是蒙德(dé)理论所没(méi)法解释的“引力透镜(jìng)”。

径向距(jù)离为37亿光年的子(zi)弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所组成(chéng)，类似这样的(de)星团，它们大部分的普通质量都(dōu)在(zài)星系(xì)的气体当(dāng)中。当星团以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发(fā)生碰撞(zhuàng)的(de)时(shí)候(hòu)，星际气体(tǐ)的相互作用就会导致温度的急剧升高(gāo)，速度(dù)大(dà)幅(fú)降低。所(suǒ)以在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞之(zhī)后(hòu)，子弹星系(xì)团大(dà)部(bù)分的质(zhì)量(liàng)将(jiāng)位于所(suǒ)有这(zhè)些气体所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过(guò)什么来验(yàn)证它的质量区域到底是(shì)不是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回了(le)宇宙(zhòu)当中第一张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我们(men)可以明显地看到很多星系似乎(hū)被(bèi)拉伸产生了(le)巨(jù)大的形(xíng)变。其实这些星系本身(shēn)并(bìng)不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦(wéi)伯望远镜出了什(shén)么(me)问(wèn)题，而是这样极遥(yáo)远的天(tiān)体和我们地(dì)球上(shàng)的(de)观测者之间。被一个质量(liàng)超(chāo)级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超大质量的东西的(de)引力，会使身后更遥(yáo)远星系(xì)的光都发生了扭曲。这个现象(xiàng)就(jiù)是引力透(tòu)镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质量(liàng)的黑洞或者是暗(àn)物质。

所(suǒ)以当人们对子(zi)弹星系团(tuán)观测的时候，发现它(tā)的大质量区域并(bìng)不是在中间，而(ér)是在(zài)两侧。所以最(zuì)好的(de)解释(shì)方(fāng)法就是当(dāng)星团发生全部(bù)的碰撞时，可被观(guān)测到的质量气体(tǐ)被(bèi)卡(kǎ)在了(le)中间(jiān)，暗物质则直接通过了这个(gè)区域，并(bìng)在(zài)两边形成了引力透镜。对(duì)子弹星系团(tuán)的引力透镜(jìng)研究也被认为是暗(àn)物质存在(zài)的迄(qì)今为止最好的理论(lùn)证据(jù)。

除此(cǐ)之外，还有来(lái)自(zì)宇宙当(dāng)中最(zuì)古老的(de)光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之(zhī)后，可见光终于(yú)可以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年(nián)之后(hòu)，这些光在宇宙(zhòu)空间(jiān)背(bèi)景上留下了各相同性(xìng)的(de)微波辐(fú)射。其中红色的部(bù)分(fēn)表示温度较(jiào)高的区域，蓝色(sè)则表示相对较冷的区域，但实际(jì)上它(tā)们之间的(de)温差只有万(wàn)分之一。

科(kē)学(xué)家们(men)通过对(duì)前(qián)景背景(jǐng)分离后(hòu)的(de)二值图像进行连通域提取(qǔ)和标记之后发现，如(rú)果宇宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗物质，图(tú)形看起来不应该(g创造的意思是什么三年级下册，创造的意思是什么最佳答案āi)是(shì)这样的(de)，而随着(zhe)暗物(wù)质的增加，一些峰(fēng)值的(de)幅度会减小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的测量值，我们需要(yào)的暗物质大约是普(pǔ)通物质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中恒星运(yùn)动所需(xū)要(yào)的(de)暗物质(zhì)比例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的(de)理论框架(jià)，就很好地(dì)解释了很多不同的(de)观测结果。而(ér)暗(àn)物质的(de)本质就是宇宙当中存(cún)在着(zhe)某种类型的粒子，它们(men)不参与任何(hé)其(qí)他的电磁作用(yòng)，只通过引力来相互(hù)作用。所以(yǐ)如果(guǒ)能够(gòu)找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于找(zhǎo)到(dào)了暗物(wù)质存在的实(shí)际证据。这种粒子到底是(shì)什么？科学家们已经(jīng)提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标粒(lì)子所需要的(de)实验方式也不相同(tóng)。在过去的(de)几十(shí)年当中，人类为了寻找这些看不见、摸(mō)不到，几乎不会(huì)与常规物质相互作用的(de)“暗物(wù)质”，科(kē)学(xué)家们已经(jīng)进(jìn)行了(le)超(chāo)过50次的实验，却没有任(rèn)何实质(zhì)性(xìng)的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着地(dì)球(qiú)上最大的地(dì)学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探(tàn)测器，一直致(zhì)力于(yú)寻找暗物质粒(lì)子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称观测到了某种信(xìn)号。经(jīng)过了20多年(nián)的数(shù)据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率会(huì)在(zài)每(měi)年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月(yuè)降(jiàng)到最低，而且在(zài)20年当中每年都是一样。一些科学家(jiā)认为这(zhè)可能(néng)是人类发现(xiàn)暗物质的第一个直接证据。

但(dàn)是为什么暗(àn)物质会(huì)产(chǎn)生周期(qī)性的(de)年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的速度围绕着银(yín)河系进行移(yí)动，那么(me)如(rú)果暗物(wù)质存在宇宙(zhòu)当中，这(zhè)意味着我们也在以这(zhè)样的速度(dù)在穿(chuān)越着暗(àn)物(wù)质(zhì)流，这个过程中会(huì)产(chǎn)生相应的(de)振荡，同时(shí)地球(qiú)又以30公里/秒的速(sù)度(dù)围(wéi)绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有半年的时间，地球围绕太阳(yáng)的方向与太阳环绕银河系(xì)的(de)方向是一致的，而另(lìng)外半年则(zé)与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球(qiú)与太阳的方向正好达到完全(quán)一致，这是(shì)理论(lùn)上地球穿越暗物质流最(zuì)快的时段。而在11月(yuè)份，又恰(qià)好达(dá)到了最慢值。尽(jǐn)管在实际(jì)的情况中(zhōng)，太(tài)阳系相对银(yín)河系的平面呈(chéng)现(xiàn)了(le)60度(dù)的倾斜，但是这并不影响这个(gè)理论的有效性。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可以用来(lái)解(jiě)释，研(yán)究人员(yuán)们所(suǒ)观测到的(de)周期(qī)性信(xìn)号。当然(rán)也可能(néng)有其他(tā)的(de)情(qíng)况，造(zào)成这种(zhǒng)年度周期信(xìn)号的(de)差异也可(kě)能是温度、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的水(shuǐ)分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这个周期的规律。

所以(yǐ)，科(kē)学家们又(yòu)在南半球建(jiàn)立了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里(lǐ)的季(jì)节与(yǔ)之前的实(shí)验(yàn)室(shì)正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质流的运动特征和第一个(gè)实(shí)验室(shì)是一样的。

因此，如(rú)果在这里可(kě)以得到相(xiāng)同(tóng)的(de)信号(hào)，就可以成为暗物质所存在的非常(cháng)有力的(de)证(zhèng)据了(le)。但是由于这个实验(yàn)室刚刚建成不久，所以截(jié)至(zhì)目前还(hái)无法提(tí)供(gōng)相应的数据支持。另(lìng)外(wài)，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台新的望远镜，这(zhè)台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼(màn)”，它的(de)主镜大小跟(gēn)哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南(nán)希格雷斯罗曼(màn)太空(kōng)望远镜(jìng)其中一个关键的用途就是探索暗物质背后(hòu)的奥(ào)秘(mì)，对于探测(cè)的结果，我(wǒ)们只能拭目(mù)以待了。费米实(shí)验室粒子(zi)天体物理中心的科学(xué)家丹琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬研(yán)究(jiū)发现，如果暗(àn)物(wù)质存(cún)在，它们极有可能拥有另一种神(shén)秘的(de)效应，这种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当(dāng)中生命(mìng)的诞生，或者说(shuō)是生命(mìng)进化的一个重要因素。

如(rú)果这一(yī)理论得到进一(yī)步的证实(shí)，那(nà)么(me)遍布宇(yǔ)宙当中的(de)暗物(wù)质会不会意(yì)味着人类并(bìng)不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某(mǒu)个(gè)角(jiǎo)落的行星上，暗物质(zhì)正在通过(guò)这样的效应创造生命(mìng)。当然，这(zhè)些推(tuī)论的大前提是(shì)要先找到暗物(wù)质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物(wù)质到(dào)底存不存在(zài)呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新的(de)动力(lì)！

未经允许不得转载：重庆三峡中心医院、三峡中心医院、中心医院 创造的意思是什么三年级下册，创造的意思是什么最佳答案