宇宙是“人(rén)为制造”的？为何会存在科学(xué)无法解(jiě)释(shì)的“暗(àn)物质”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人类为(wèi)了寻找(zhǎo)暗物质存在的证(zhèng)据，科学家们(men)在(zài)过去的几十年当中进行了(le)超过50次的(de)长期实验，但是却没有(yǒu)发现任何(hé)的有效证据。除了一个(gè)地(dì)方(fāng)，在(zài)1687年(nián)出(chū)版的自然(rán)哲学数学(xué)原理一书中，埃萨(sà)克牛顿(dùn)发表了万(wàn)有引(yǐn)力定(dìng)律，它(tā)揭示了宇宙中天体运动的规(guī)律。往(wǎng)后的(de)几百年来，当(dāng)天文学(xué)家们发现(xiàn)某(mǒu)些天体运行轨道出现异常，不符(fú)合万有引力(lì)定律(lǜ)的时候，他们就会知(zhī)道，周围一定有未知的天体通(tōng)过(guò)引力(lì)在摄动(dòng)它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维耶(yé)就通过天王星运行轨(guǐ)道的异常，推算(suàn)并且(qiě)发现了海王星(xīng)的(de)存在(zài)。另外(wài)，哈雷(léi)彗(huì)星(xīng)、冥(míng)王(wáng)星的发(fā)现都是应用万有引力(lì)定律所取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是(shì)在恒(héng)星(xīng)系统的尺度(dù)当中，可当我们上升到(dào)星系或者是星(xīng)团的尺度，事(shì)情就开始(shǐ)变(biàn)得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和(hé)测量(liàng)后发(fā)星(xīng)系团的质(zhì)量(liàng)。这是一个(gè)由数千个星系所组(zǔ)成的(de)巨大星系团(tuán)，这些星(xīng)系被引(yǐn)力束缚在一起。测量星系(xì)团的质量一般(bān)会使用到两种方法，当两(liǎng)种方法结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确(què)定其质量的范围。

第(dì)一种是获得其"光度(dù)学的质量"，需要的数(shù)据是测量各(gè)个星系(xì)的光度。

第二种是动力(lì)学质(zhì)量的计算，是利(lì)用(yòng)光(guāng)谱红移(yí)测(cè)量星(xīng)系团中的各(gè)个星系相(xiāng)对于(yú)星系团的运(yùn)动速度(dù)。当测量结果出来(lái)之后，兹威(wēi)基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后发座(zuò)星系(xì)团有99%的(de)质量消失了，或者说这99%的质(zhì)量并不(bù)以可(kě)见光的(de)形式(shì)所存在，我(wǒ)们无法看(kàn)到(dào)。最诡异的是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹(zī)威基发(fā)现星(xīng)系团中很多(duō)星系的速(sù)度比(bǐ)理论上要快得(dé)多(duō)，按照牛顿的运动学(xué)定律，仅靠这些可(kě)见(jiàn)星系的质量(liàng)所(suǒ)产生的引力是无法将它们束缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该(gāi)被抛出星系团之外了，除(chú)非有一种神秘的力量(liàng)在(zài)起(qǐ)作用，这(zhè)种力量来源于某种隐(yǐn)形的物质。

据此(cǐ)，兹(zī)维(wéi)基提出了这样(yàng)部分(fēn)不可见(jiàn)的暗质，它不发(fā)散光(guāng)、吸光、反射光，但(dàn)是它(tā)们却(què)占据着宇宙中绝大部(bù)分的质量。只是当时的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这(zhè)个词(cí)才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙女座(zuò)星系中的恒(héng)星运(yùn)动。理论上来(lái)说，距离中心越远的恒星在其(qí)轨(guǐ)道上的运行速度就会越(yuè)慢。但是他们观测的结(jié)果却让人感到不可思议。

随着与中心距离(lí)的增加(jiā)，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变(biàn)。可是(shì)根(gēn)据牛顿的万(wàn)有引力(lì)定律(lǜ)，在星系当中如(rú)果没有足够大的质量来(lái)吸(xī)引它们，这些外围的(de)恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。基(jī)于这种现象，科(kē)学家们会(huì)使用一种相(xiāng)对标准的(de)方法(fǎ)来解释(shì)暗物质的存在，这种(zhǒng)方法就是测量星系当中(zhōng)气体在X轴上距离(lí)星(xīng)系中心的距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转(zhuǎn)速(sù)度。如果出现(xiàn)异常的结果，就(jiù)认(rèn)为是(shì)由暗(àn)物质的(de)力量进入其中。

于是科学家们(men)通过射电望(wàng)远镜(jìng)测(cè)量(liàng)了距离星(xīng)系中心(xīn)更远距离的氢元素(sù)，发(fā)现它(tā)们的旋转(zhuǎn)速度(dù)并不(bù)符(fú)合牛顿的力学(xué)定律。我(wǒ)们的太阳系(xì)也不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂之(zhī)上，距离(lí)银河系(xì)中心2.6万(wàn)光年，根据万有引(yǐn)力定律进行(xíng)计算，太阳(yáng)系的运行速度应(yīng)该(gāi)是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转(zhuǎn)，这个实(shí)际速度远(yuǎn)远大于(yú)理论速度，那么产生以(yǐ)上这(zhè)种向心加速度的原因很可能就是存(cún)在(zài)着一(yī)种我(wǒ)们看(kàn)不(bù)到的物质，是这些暗物(wù)质的引力效应将星系聚(jù)集(jí)在了一起。

也是从这(zhè)时开始，越(yuè)来(lái)越多的研究人员开(kāi)始相(xiāng)信(xìn)暗物质的(de)存(cún)在。科学家(jiā)根(gēn)据星系(xì)外恒(héng)星(xīng)轨道的速度(dù)，估(gū)算在星系当中暗物质的质量(liàng)占(zhàn)整个星系质量的85%。但是，暗物质并不(bù)是唯一可以解(jiě)释这个现象(xiàng)的原(yuán)因。在(zài)一项新(xīn)的(de)研究当(dāng)中，科(kē)学家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引力效应(yīng)的遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速度上(shàng)的微(wēi)小差异(yì)。另外(wài)，天文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离(lí)地球(qiú)大约2.5亿(yì)光年(nián)，大(dà)小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银河系(xì)的千分(fēn)之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上，该(gāi)星(xīng)系必须存在(zài)暗物质，否则就(jiù)会分崩(bēng)离析。但(dàn)是科学家们使用最先(xiān)进的望(wàng)远镜对(duì)其进行(xíng)了(le)40个小时的详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒星运动是可以用(yòng)正常的物质(zhì)和力(lì)学定律来解释(shì)的。那么(me)又有人提出(chū)，也许该星系的(de)暗(àn)物质，已经被附近的另(lìng)一个大星系剥离了(le)。奇怪(guài)的是，它的附(fù)近没(méi)有任何(hé)星系存在。造成(chéng)这些现(xiàn)象(xiàng)的(de)除了暗物(wù)质的假说之外，另一种可能就是人(rén)类对引力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空(kōng)间中的(de)工作方(fāng)式是不同的，这意(yì)味(wèi)着在行星系尺(chǐ)度(dù)中(zhōng)的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理(lǐ)解的方式运动。东北电力大学专科什么专业最好就业，东北电力大学专科什么专业最好找工作但是上升到星(xīng)系和星(xīng)团的尺度，引力之间的相互(hù)作用则是不同的方(fāng)式。对于在(zài)星系团(tuán)之间的相互作用，科(kē)学家还引入了外部场效应(yīng)的概念(niàn)，指的(de)是在数百万光年的规模(mó)上，巨大的质量之间会(huì)产生对彼此特殊的(de)效果，这个(gè)理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论(lùn)成立，这意味(wèi)着我们(men)需要(yào)对(duì)现在(zài)的物理(lǐ)定律进(jìn)行修正，这些发现(xiàn)也让很多人认为暗(àn)物(wù)质假(jiǎ)说理论就此终结(jié)。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗(àn)物质存在的其他的(de)理论证(zhèng)据(jù)，这些理论证据是蒙德理(lǐ)论所没法解释的“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似这样的星团，它们大部分的普通质量都在星(xīng)系(xì)的气体当(dāng)中。当星团以1000万公里/小时发(fā)生(shēng)碰(pèng)撞的时(shí)候(hòu)，星(xīng)际气体的相互作用(yòng)就会导致温度的急剧升高(gāo)，速度(dù)大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹星(xīng)系(xì)团大部(bù)分的质量(liàng)将(jiāng)位于所有这些气体所在(zài)的中间(jiān)区域(yù)。那么(me)我们通过什么来验证它(tā)的(de)质量(liàng)区域到(dào)底是(shì)不是(shì)集中在中(zhōng)间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇(yǔ)宙当(dāng)中第一张(zhāng)全彩(cǎi)的高清照片，在照片中我们可以明显地看到很多(duō)星系似(shì)乎被拉伸产(chǎn)生了巨大的形变。其实这些(xiē)星系本身并不是真(zhēn)的被扭曲(qū)了(le)，也(yě)不是韦伯望远镜出了(le)什么问题，而是这(zhè)样极遥远的(de)天体和我们地(dì)球上的观测者之间。被一个质(zhì)量超(chāo)级巨大的天体遮(zhē)挡，这个超大质量的东西的引(yǐn)力(lì)，会使身后(hòu)更(gèng)遥(yáo)远星系的(de)光都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力(lì)透镜效(xiào)应(yīng)。这(zhè)个巨大(dà)的天体(tǐ)可能是超大质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是(shì)暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星(xīng)系(xì)团观测(cè)的时(shí)候，发现它的大质(zhì)量区域并不是(shì)在中间(jiān)，而是在(zài)两侧。所(suǒ)以(yǐ)最好的解释方法就(jiù)是当星团(tuán)发生全部的碰撞时(shí)，可被观测到的(de)质量气体(tǐ)被卡在了(le)中(zhōng)间，暗(àn)物质则直接通过(guò)了这个区域，并(bìng)在两边形成了引力透(tòu)镜。对子弹星系(xì)团的(de)引力透镜研究也(yě)被认为是暗物质(zhì)存在的迄(qì)今为(wèi)止最好的理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙当中最古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。经过了130多亿(yì)年之(zhī)后，这些光在宇宙空间背景上留(liú)下了各相同性的微(wēi)波辐射。其中红色的部分表示(shì)温度(dù)较(jiào)高的(de)区域(yù)，蓝(lán)色(sè)则表示相对(duì)较冷的区域，但实际上(shàng)它们之间的温差只(zhǐ)有万分之一(yī)。

科(kē)学家们通过对前景(jǐng)背景分离后的二值图像进行连通(tōng)域提取(qǔ)和标记之后发现，如果宇宙当(dāng)中没(méi)有暗物质，图形看(kàn)起来不应该是(shì)东北电力大学专科什么专业最好就业，东北电力大学专科什么专业最好找工作这样的，而(ér)随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅(fú)度会减(jiǎn)小，才变得看起来(lái)“和谐(xié)”。为了匹(pǐ)配宇宙微波(bō)背景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗(àn)物质大约(yuē)是普通物质的(de)5倍(bèi)。这个数字与解释(shì)星系当(dāng)中恒星(xīng)运动所需要的暗物(wù)质比例是一致的(de)。这就意(yì)味着。

用(yòng)了一(yī)个简(jiǎn)单的(de)理论框(kuāng)架，就(jiù)很好地解释了很多不同(tóng)的观测结果。而暗物质的本质(zhì)就是宇(yǔ)宙当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任(rèn)何其他的电磁作(zuò)用，只(zhǐ)通(tōng)过(guò)引(yǐn)力(lì)来(lái)相互作(zuò)用。所(suǒ)以如果能够找到这种粒子的存(cún)在，就相当于找到了暗(àn)物质存在(zài)的实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出(chū)了数十种(zhǒng)的假想(xiǎng)目标，而(ér)要寻找(zhǎo)这些(xiē)不同的目标粒(lì)子所需要的实验方式也不相同。在过去的几十年当中，人类为了(le)寻找这些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎不会与常规物(wù)质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行了超过50次的实验，却没有任何(hé)实质性的发现，除了一(yī)个地(dì)方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山脉(mài)。

在山(shān)下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地球上最大(dà)的地学实(shí)验室，这个(gè)实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层楼(lóu)高的探测器，一直致力于寻(xún)找暗物质粒(lì)子(zi)的周(zhōu)期性(xìng)震荡。

自(zì)1997年(nián)以来，这里的(de)科学家声(shēng)称观测(cè)到(dào)了(le)某(mǒu)种信号。经过了20多年(nián)的数据收(shōu)集，人们(men)发现了一个(gè)有趣的事情。探测率(lǜ)会在每(měi)年的6月份(fèn)达到(dào)峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样。一些科(kē)学家认为这(zhè)可能(néng)是人类发(fā)现(xiàn)暗物质的(de)第一个直接证据。

但(dàn)是为什(shén)么暗物(wù)质(zhì)会产生(shēng)周期性(xìng)的年(nián)度(dù)信号呢？刚才我们(men)讲了(le)太阳系(xì)正在以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的速度围绕着银河(hé)系进(jìn)行移动(dòng)，那么(me)如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这(zhè)样的速度在穿越着暗物质流(liú)，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(dù)围绕太阳(yáng)进行旋转。所以有(yǒu)半(bàn)年的时(shí)间，地(dì)球(qiú)围(wéi)绕(rào)太阳的方向与太(tài)阳环绕银河(hé)系的方向(xiàng)是一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与(yǔ)太(tài)阳的(de)方(fāng)向正好达到完全(quán)一致，这(zhè)是理论上地球穿越暗物(wù)质(zhì)流最快的时段。而在11月份，又恰(qià)好达到了最慢值(zhí)。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河系的平(píng)面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这(zhè)并不(bù)影响(xiǎng)这个理论的有效性。

因此科(kē)学家(jiā)认为这可以用来解释(shì)，研究人(rén)员们(men)所(suǒ)观测到的周期性信号。当(dāng)然也可能有其(qí)他的情(qíng)况(kuàng)，造成这种年度(dù)周期(qī)信号的差异(yì)也(yě)可能是温(wēn)度、湿度(dù)、土壤(rǎng)中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游(yóu)客的数量(liàng)也符(fú)合这个周(zhōu)期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南(nán)半球建立了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季(jì)节与之前的实验室正好相反，而在(zài)这里，地球穿过暗(àn)物质流的(de)运动特征和第(dì)一(yī)个实验室是(shì)一样的。

因此，如果在这里(lǐ)可(kě)以得(dé)到相同的信号，就可以成为(wèi)暗物质所存(cún)在的非(fēi)常有力的证据(jù)了。但是由于这(zhè)个实验室刚(gāng)刚(gāng)建(jiàn)成不久，所以截至(zhì)目前(qián)还无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南(nán)希格(gé)雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望(wàng)远镜相同，但它(tā)的宽视场仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的(de)100倍。南(nán)希(xī)格雷斯(sī)罗曼太空望远镜其(qí)中(zhōng)一个关(guān)键(jiàn)的用途就是(shì)探索暗(àn)物质背后的奥秘，对于(yú)探测的结(jié)果，我们只能拭目以待(dài)了。费(fèi)米(mǐ)实(shí)验室粒子天(tiān)体物(wù)理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它们极有可能(néng)拥有另一种神(shén)秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当(dāng)中生命的诞生(shēng)，或者(zhě)说是生命进(jìn)化的一(yī)个重要因素。

如果这(zhè)一(yī)理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物质会不会(huì)意(yì)味着人类并不(bù)孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某(mǒu)个角(jiǎo)落(luò)的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的(de)效应创造(zào)生命。当然，这些推论的大前提是要先找到(dào)暗物质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们(men)，你们觉(jué)得(dé)暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 东北电力大学专科什么专业最好就业，东北电力大学专科什么专业最好找工作