宇(yǔ)宙是(shì)“人为制造”的？为何会存(cún)在科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么(me)？人类为了寻(xún)找(zhǎo)暗物质存在的证(zhèng)据，科学家们在过去的几(jǐ)十年当中(zhōng)进行了超过50次的长期实(shí)验，但是却没有发现任何的有效证据。除(chú)了一个地方，在1687年出(chū)版的自然哲学数学(xué)原(yuán)理一书中，埃(āi)萨(sà)克牛顿(dùn)发表了(le)万有引力(lì)定律，它揭示了(le)宇宙中天体运(yùn)动(dòng)的(de)规律。往后的几(jǐ)百(bǎi)年来(lái)，当天文学家们发现(xiàn)某些天体运行轨道出现(xiàn)异常，不符合万有引力定律的时候，他们就(jiù)会知道，周(zhōu)围一定有未知的天体通(tōng)过引力(lì)在摄(shè)动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨(guǐ)道的异常，推算并(bìng)且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现都(dōu)是应(yīng)用(yòng)万(wàn)有引力定律所取(qǔ)得重大家里放什么东西蛇不敢来，家里有蛇放什么东西最怕天(tiān)文成就的例子。但是这些(xiē)发现都是在恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我(wǒ)们上升到星系或者是(shì)星(xīng)团的(de)尺度(dù)，事情就开始变(biàn)得诡(guǐ)异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹威基正在研究和测(cè)量后(hòu)发星系团的质量(liàng)。这是一个由数(shù)千个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这(zhè)些星系被(bèi)引力束缚在一起。测(cè)量星系(xì)团的质量一(yī)般会使用到两种方法，当两(liǎng)种方法(fǎ)结果一致，就可以确定(dìng)其质量的范围。

第(dì)一种(zhǒng)是获得其"光(guāng)度(dù)学的质量"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二种是(shì)动(dòng)力(lì)学质量的计算(suàn)，是利用光谱(pǔ)红移(yí)测量星系团中的各个(gè)星系相对于星系团的(de)运动(dòng)速度(dù)。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然是(shì)“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味着，后发(fā)座(zuò)星系团有99%的质(zhì)量消失了，或(huò)者说这(zhè)99%的(de)质量并不以可见光的形式所存在，我们(men)无法(fǎ)看到。最诡异的是(shì)，在测(cè)量(liàng)速度的(de)过程中(zhōng)，兹威基发现(xiàn)星系团(tuán)中(zhōng)很多星(xīng)系的速度(dù)比(bǐ)理论上要快得多(duō)，按照(zhào)牛顿的运动学(xué)定律，仅靠(kào)这些可见星(xīng)系的质量所产(chǎn)生的引(yǐn)力是无法(fǎ)将(jiāng)它们束缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该被抛出星(xīng)系团之外了，除非有一种神秘的(de)力量在起作(zuò)用，这种力量来源于某种隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据此，兹(zī)维基提出了这样部分不(bù)可见的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但(dàn)是它们却占据着宇宙(zhòu)中绝大部分的质量。只是当(dāng)时的人们对这样的一种说(shuō)法不屑一(yī)顾。

直到(dào)40年之(zhī)后，“暗物质”这个词(cí)才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距离中心越(yuè)远的恒(héng)星在其轨道上的运行速度就(jiù)会越(yuè)慢。但是(shì)他们(men)观测的结果却让人感到不可思议(yì)。

随着与中心距离(lí)的增加，恒星的旋转速度几乎保持不(bù)变(biàn)。可是根据牛顿的(de)万有引(yǐn)力定律，在星系(xì)当中(zhōng)如(rú)果没有足(zú)够(gòu)大(dà)的(de)质量来吸引(yǐn)它们，这些外围的(de)恒星早(zǎo)就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于(yú)这(zhè)种现象，科(kē)学家们会使用一种相对(duì)标准的方法(fǎ)来解释暗物质的存在，这种(zhǒng)方法就(jiù)是测量星系当中(zhōng)气(qì)体在X轴上(shàng)距离星(xīng)系中心的(de)距离，以及在(zài)Y轴(zhóu)上气体的旋(xuán)转速(sù)度(dù)。如(rú)果出现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物质的(de)力量进入其中(zhōng)。

于是科学家们通过射电望远镜测量(liàng)了距离星系(x家里放什么东西蛇不敢来，家里有蛇放什么东西最怕ì)中心更远距离的氢元素，发现它(tā)们(men)的(de)旋转速(sù)度并(bìng)不符合牛顿的(de)力学(xué)定律。我(wǒ)们的太阳系(xì)也不例外，太阳系(xì)位于银河系(xì)的第(dì)三悬臂之(zhī)上，距(jù)离银河系中心2.6万光(guāng)年(nián)，根据万有引力定律进(jìn)行计(jì)算(suàn)，太阳系(xì)的运行速度应该(gāi)是160千(qiān)米/秒，但实(shí)际上(shàng)，太阳(yáng)系正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕(rào)银河(hé)系(xì)旋转，这个实(shí)际速度(dù)远远大于理论速度，那么产生以上这种向(xiàng)心加(jiā)速度的原因很可能就是存在着(zhe)一种(zhǒng)我(wǒ)们看不到的(de)物质，是这些(xiē)暗物质的引(yǐn)力效应(yīng)将(jiāng)星系聚集(jí)在了一起。

也是从这时开始，越来越多的(de)研究(jiū)人员开始(shǐ)相信暗物质的存在(zài)。科学家根(gēn)据星系外(wài)恒星轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物质的质量占整个星系质量(liàng)的(de)85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解(jiě)释这个现(xiàn)象的原因。在(zài)一项新的研究当中，科学(xué)家们(men)发现，几(jǐ)乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥远恒(héng)星之间，也会(huì)出(chū)现速(sù)度上的微小(xiǎo)差异。另外(wài)，天文(wén)学家还发(fā)现(xiàn)了一个(gè)反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大(dà)约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量却只有银河系的千分(fēn)之一。

所(suǒ)以在(zài)理论上，该星系必须存在(zài)暗物质(zhì)，否(fǒu)则就会(huì)分崩离析。但是科学家(jiā)们使用最先进的望远(yuǎn)镜对其进行了40个小(xiǎo)时的详细测量(liàng)之(zhī)后(hòu)，发现星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动是可(kě)以用正常的(de)物质和力(lì)学(xué)定律(lǜ)来(lái)解释的。那么又(yòu)有人提出，也(yě)许该星(xīng)系的暗物质，已经被附近的另(lìng)一个大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它(tā)的附(fù)近(jìn)没有任(rèn)何(hé)星系存在。造成这(zhè)些现象(xiàng)的除了暗(àn)物质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人类对引力的理解(jiě)还不够全面(miàn)，引力很(hěn)可(kě)能(néng)在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意(yì)味着在行星系尺度(dù)中的天体会沿着它们(men)的轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式(shì)运(yùn)动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺度(dù)，引力之间的相互作(zuò)用(yòng)则是不同的(de)方式。对于在(zài)星系团之间(jiān)的相互作(zuò)用，科学家还引入了外(wài)部场效应的(de)概(gài)念，指的是在(zài)数百万(wàn)光年的规模上，巨大的质量之间(jiān)会产生(shēng)对彼此特(tè)殊的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着我们需要对现在(zài)的物理定律进(jìn)行(xíng)修正，这(zhè)些发现也让很多人认为暗(àn)物质假说(shuō)理论就此终结(jié)。但是在宇(yǔ)宙(zhòu)当中还有(yǒu)关(guān)于暗(àn)物(wù)质存在(zài)的其(qí)他的理论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙德理论所没(méi)法解释的“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所组成，类似(shì)这(zhè)样的(de)星(xīng)团，它(tā)们大部分的普通质量都在星系(xì)的气体当(dāng)中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的(de)时(shí)候，星际气(qì)体(tǐ)的相互作用就会导致温度的急(jí)剧升高(gāo)，速度大幅降低。所以(yǐ)在理(lǐ)论(lùn)上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大部(bù)分(fēn)的质(zhì)量将位于所有这(zhè)些(xiē)气体(tǐ)所在的中(zhōng)间区域。那么我们通过什么来验(yàn)证它的(de)质量(liàng)区(qū)域到底(dǐ)是不是(shì)集中在中间(jiān)呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回了宇宙(zhòu)当中第一张全彩(cǎi)的高(gāo)清照片，在照片中(zhōng)我(wǒ)们可(kě)以明显地看到很多星系似乎被拉伸产(chǎn)生了巨大的形(xíng)变。其实这些星(xīng)系本(běn)身(shēn)并不是(shì)真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯望远镜出了什么(me)问(wèn)题(tí)，而是(shì)这(zhè)样极(jí)遥远的天体和我们地球上的观测者之(zhī)间。被一个质量超级(jí)巨大(dà)的(de)天(tiān)体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使身后(hòu)更(gèng)遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这个现象就是引力(lì)透(tòu)镜效应。这(zhè)个巨大的天(tiān)体可(kě)能是超(chāo)大质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区(qū)域并不是在(zài)中间，而是(shì)在两侧。所以最好的解释(shì)方(fāng)法(fǎ)就是当星团发生全(quán)部的碰(pèng)撞时，可(kě)被观(guān)测到的(de)质量气体被卡在了(le)中间，暗物(wù)质则直(zhí)接通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成了引力(lì)透镜。对(duì)子弹星系团的(de)引力(lì)透镜研究也被认(rèn)为(wèi)是(shì)暗(àn)物(wù)质存(cún)在的迄今为(wèi)止(zhǐ)最(zuì)好的理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当(dāng)中最古(gǔ)老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终(zhōng)于可(kě)以畅(chàng)通无阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年之后(hòu)，这(zhè)些光在宇宙(zhòu)空间背(bèi)景上(shàng)留下了各相(xiāng)同性的微(wēi)波辐射。其中红色的部(bù)分表示温度较高的(de)区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的(de)区域，但(dàn)实际上它们之(zhī)间的(de)温差只有(yǒu)万分之一(yī)。

科学(xué)家(jiā)们通过对(duì)前(qián)景背景分离后的二值图(tú)像进行(xíng)连(lián)通域提取和标(biāo)记(jì)之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些(xiē)峰(fēng)值的幅(fú)度(dù)会减小，才变(biàn)得看(kàn)起(qǐ)来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波(bō)背景辐射的测(cè)量值，我们需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中恒(héng)星运动(dòng)所(suǒ)需要的暗物质比(bǐ)例是一致的(de)。这就(jiù)意(yì)味着。

用(yòng)了一(yī)个(gè)简单的(de)理论框架，就很好地(dì)解释了很多不同的观测结果。而暗物(wù)质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着某(mǒu)种类(lèi)型的粒(lì)子(zi)，它们不参与(yǔ)任(rèn)何其(qí)他(tā)的(de)电(diàn)磁作用(yòng)，只通(tōng)过引力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于找(zhǎo)到(dào)了暗物质(zhì)存在(zài)的实际证据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底是什么？科学(xué)家们已经提(tí)出了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻(xún)找这些不同的目标(biāo)粒(lì)子所需要的实验方式(shì)也不相同。在过去的几(jǐ)十年当(dāng)中，人类为(wèi)了寻找这些看不见(jiàn)、摸不到(dào)，几乎不会与常(cháng)规物质(zhì)相(xiāng)互作用的(de)“暗物质”，科学家们已经(jīng)进(jìn)行了超过50次的(de)实(shí)验，却没(méi)有任何实(shí)质性的发(fā)现(xiàn)，除了一(yī)个地方，意大利的(de)格兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山脉(mài)。

在山下1400米(mǐ)处(chù)的地下矿井当中，藏着地球上(shàng)最大的(de)地学实(shí)验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层楼(lóu)高(gāo)的探测器，一直(zhí)致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的(de)科学家声称观(guān)测(cè)到了某种信号。经过了20多年的数据收集，人们发(fā)现了一个有趣的事情。探(tàn)测(cè)率会在每(měi)年的6月份达(dá)到峰值(zhí)，然后在(zài)11月降到最低，而且(qiě)在20年(nián)当(dāng)中每年都(dōu)是(shì)一样(yàng)。一些科学家认(rèn)为这可能是人类(lèi)发现暗(àn)物(wù)质的(de)第一个直接证据。

但是为(wèi)什么(me)暗物质会产(chǎn)生(shēng)周期(qī)性的年度信号呢？刚才我们讲了(le)太(tài)阳系正在以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银河(hé)系进行移动，那么(me)如果暗物质存在宇宙当中，这意味(wèi)着我(wǒ)们也在(zài)以这样的速度在(zài)穿越着暗(àn)物(wù)质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以(yǐ)有半年(nián)的(de)时间，地球围绕太阳的方向与太(tài)阳环(huán)绕银河系(xì)的(de)方向(xiàng)是一(yī)致(zhì)的，而另外(wài)半年则(zé)与(yǔ)之(zhī)相反。

而在(zài)6月份的时(shí)候，地球与太阳(yáng)的方向(xiàng)正好达到完全一致，这是(shì)理论上(shàng)地球穿越(yuè)暗物质(zhì)流最快的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到(dào)了最(zuì)慢值。尽(jǐn)管在实际的情况中，太阳(yáng)系相对银河系的(de)平(píng)面呈现了(le)60度的(de)倾斜(xié)，但是这并不影响这个理论的有效性。

因(yīn)此科(kē)学(xué)家认为这可以用来解释，研究人员们所(suǒ)观(guān)测到的周期(qī)性信号。当(dāng)然也可能有(yǒu)其(qí)他的情(qíng)况，造成这种(zhǒng)年(nián)度周期信号的差(chà)异也可能是温(wēn)度、湿度、土(tǔ)壤中的水(shuǐ)分、高山上的(de)积雪(xuě)，甚至连意(yì)大利游客(kè)的数量也符合这个周期的规律。

所以，科学家们(men)又在南(nán)半球建立了一个几乎相同(tóng)的(de)实验室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质(zhì)流的运动(dòng)特征和第一个实验室是一样的。

因(yīn)此，如果在这里可以得到相同(tóng)的信号，就可以(yǐ)成为(wèi)暗(àn)物质所存在的非(fēi)常(cháng)有力的(de)证据了。但是(shì)由于这(zhè)个实验室刚刚建成不久，所以截至目(mù)前还无法提(tí)供相应(yīng)的数据支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发(fā)射(shè)一(yī)台新(xīn)的望远镜，这台太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的(de)主镜大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但(dàn)它的宽视场(chǎng)仪器提(tí)供的视野是哈勃(bó)红外(wài)仪器的100倍(bèi)。南希格(gé)雷斯罗(luó)曼太空望(wàng)远(yuǎn)镜其中一个关键的用途就是探索(suǒ)暗物(wù)质背(bèi)后的奥(ào)秘，对于探测的(de)结果(guǒ)，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实验室(shì)粒子天体物(wù)理中心(xīn)的(de)科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发(fā)现(xiàn)，如果暗(àn)物质(zhì)存在，它们极(jí)有(yǒu)可能(néng)拥有另(lìng)一种(zhǒng)神秘的(de)效应(yīng)，这种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者(zhě)说是生命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一(yī)理论得(dé)到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙(zhòu)当(dāng)中的(de)暗物质会(huì)不会意味着人(rén)类并(bìng)不孤单(dān)呢？或许在宇宙当(dāng)中某个角落(luò)的行星上，暗物质正在通过(guò)这样的(de)效应(yīng)创造生(shēng)命。当然，这些推论的(de)大前提是要先找到(dào)暗物质存(cún)在的实际证据。那(nà)么小伙(huǒ)伴(bàn)们，你们觉得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你的支持是(shì)我(wǒ)更新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 家里放什么东西蛇不敢来，家里有蛇放什么东西最怕