宇宙是“人(rén)为制造”的(de)？为何会存(cún)在科学(xué)无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类(lèi)为了寻找暗(àn)物质存在(zài)的证据，科学家们(men)在(zài)过去的几十年当中进行了超过50次的长期实验(yàn)，但是(shì)却(què)没有发现任何的有效证据。除了(le)一个地方(fāng)，在1687年出版的自(zì)然哲学数(shù)学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发(fā)表(biǎo)了(le)万有引力定律，它(tā)揭示了宇宙中天体运(yùn)动(dòng)的(de)规律。往(wǎng)后的(de)几百年(nián)来，当天文学(xué)家们发(fā)现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常，不符合万有引力定(dìng)律的时候，他们就会知道(dào)，周围一定(dìng)有未知的天体通过(guò)引力在摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶(yé)就通(tōng)过天王星(xīng)运行轨道的异常，推算并(bìng)且发(fā)现(xiàn)了海王星的存在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有(yǒu)引力(lì)定律所取得重大天(tiān)文成就的例子。但是这些发现都(dōu)是在恒星系统的尺度(dù)当中(zhōng)，可当我(wǒ)们上升到星(xīng)系或者是(shì)星(xīng)团的(de)尺度，事情(qíng)就开始变(biàn)得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威基(jī)正在研(yán)究和(hé)测量后发星(xīng)系团的(de)质(zhì)量。这是(shì)一个由(yóu)数千(qiān)个星系所组(zǔ)成的(de)巨大(dà)星系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起。测(cè)量星系团的质量(liàng)一(yī)般会使用到(dào)两(liǎng)种方法，当两种方法结果(guǒ)一致(zhì)，就(jiù)可以确定(dìng)其质量的范围。

第(dì)一种是(shì)获(huò)得其"光度学的质量"，需要(yào)的数据是(shì)测量各个星系的(de)光度(dù)。

第二(èr)种是动(dòng)力学(xué)质量的(de)计(jì)算，是利用光(guāng)谱红移(yí)测量(liàng)星系团中的各个星系相对于(yú)星系团的运动(dòng)速度。当测(cè)量(liàng)结果出来之后(hòu)，兹威基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动(dòng)力(lì)学质(zhì)量”竟然(rán)是“光度(dù)学质量(liàng)”的(de)400倍。这意(yì)味着，后发座星(xīng)系团有99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的(de)质量并不以可见光的(de)形(xíng)式所存在(zài)，我们(men)无法(fǎ)看到。最诡异(yì)的是，在测量速度的过程中，兹威基发(fā)现星系团中很(hěn)多星系的速度比理论(lùn)上(shàng)要快得多，按照牛顿的(de)运动学(xué)定律，仅靠(kào)这些可见星系(xì)的质(zhì)量所产生(shēng)的引(yǐn)力是无法(fǎ)将(jiāng)它(tā)们束缚在星系(xì)团内的，它(tā)们早就应该被(bèi)抛出(chū)星系团之外了，除非有(yǒu)一种神秘的(de)力量在起作用，这种(zhǒng)力量来源(yuán)于(yú)某(mǒu)种隐形的(de)物质。

据此，兹维基提出了(le)这样(yàng)部分不(bù)可见的暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝(jué)大部分(fēn)的质量。只是(shì)当时的人们(men)对(duì)这样的(de)一种说法不屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天文学(xué)家维(wéi)拉鲁宾和肯(kěn)特福特在(zài)观测仙女座星系中(zhōng)的(de)恒星运动。理论上来(lái)说，距离中心(xīn)越远的恒星在其(qí)轨道上的运(yùn)行(xíng)速度就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到不可思议(yì)。

随着与中心距离的增(zēng)加，恒(héng)星的(de)旋(xuán)转速度几乎保持(chí)不变。可是根据牛顿(dùn)的万有引力定(dìng)律，在星系当(dāng)中如果没有足够大的质(zhì)量来吸引(yǐn)它(tā)们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基(jī)于这种现象，科学家们会(huì)使用(yòng)一种(zhǒng)相对标准的(de)方法(fǎ)来解释暗物质(zhì)的(de)存在，这种方法就是测量星系当(dāng)中气体在X轴上距离星系中心的(de)距离，以及在Y轴上气体的(de)旋转速度。如(rú)果出(chū)现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物质的力(lì)量进入其中。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜(jìng)测量了距离星系中心(xīn)更远(yuǎn)距离的氢元素，发现它们(men)的旋转速(sù)度并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系(xì)的(de)第三悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定(dìng)律进行计算，太阳系的运行速度(dù)应该是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际(jì)上(shàng)，太阳系正在(zài)以(yǐ)220千(qiān)米/秒的速(sù)度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于理论(lùn)速度(dù)，那么产生(shēng)以上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就是存在着一(yī)种我们看不到的物质，是这些暗物(wù)质的(de)引力效(xiào)应(yīng)将星系(xì)聚集在(zài)了一起。

也是从这(zhè)时(shí)开始，越来(lái)越多(duō)的研究人员开始相(xiāng)信(xìn)暗物质的存在。科(kē)学家根据星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质(zhì)量占整个星系(xì)质(zhì)量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个现(xiàn)象的原因。在一(yī)项新(xīn)的(de)研究当(dāng)中，科学(xué)家(jiā)们发现，几乎没有引力效(xiào)应的(de)遥(yáo)远恒星之间，也会出现(xiàn)速度上的微小(xiǎo)差异(yì)。另外，天文学家(jiā)还发现了一个反(fǎn)常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿(yì)光年，大小和银河系(xì)不多，但是星系当中(zhōng)存(cún)在(zài)的(de)恒(héng)星数量却(què)只(zhǐ)有银河(hé)系(xì)的千分之一。

所以(yǐ)在理(lǐ)论上(shàng)，该星系必须存在暗(àn)物质，否则就会分崩(bēng)离析(xī)。但是科学家(jiā)们使用最(zuì)先进(jìn)的望远镜(jìng)对其进行了40个(gè)小时的详(xiáng)细(xì)测量之(zhī)后，发现星(xīng)系中的恒星运动是(shì)可以用正常的(de)物质和力学定律来解释的。那么(me)又有人提出，也许该星系的暗物质，已(yǐ)经被附(fù)近的另一个大星系(xì)剥(bō)离了。奇怪的(de)是(shì)，它的附近没有任何星系存在(zài)。造(zào)成这些现象的(de)除了暗物(wù)质(zhì)的(de)假说(shuō)之外(wài)，另一种(zhǒng)可(kě)能就是人(rén)类(lèi)对(duì)引力的理解还(hái)不够(gòu)全面，引力很可能在不(bù)同尺度空(kōng)间中的工作方式(shì)是不(bù)同的，这意味着在(zài)行(xíng)星系尺度中的(de)天体会沿着(zhe)它们的(de)轨道，按照我们(men)所理解的方式运动(dòng)。但是上升到星系和星(xīng)团的尺度，引力之(zhī)间的(de)相互作用(yòng)则是不(bù)同的(de)方式(shì)。对(duì)于在星系团(tuán)之间的相互(hù)作(zuò)用(yòng)，科学家还(hái)引入(rù)了外部场效应的概念，指的是在数(shù)百(bǎi)万光年(nián)的规模上，巨大的质量之间会产生对彼此特殊的效果，这个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意(yì)味着我们需要对现在的物理定律进(jìn)行修正，这些发(fā)现也(yě)让很(hěn)多人(rén)认为暗物(wù)质假说理(lǐ)论就此终(zhōng)结(jié)。但是在(zài)宇宙当中(zhōng)还有(yǒu)关于暗物质存在的其他的(de)理论证(zhèng)据，这些(xiē)理论证据是蒙(méng)德理论所(suǒ)没法解(jiě)释(shì)的“引力(lì)透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光(guāng)年(nián)的子(zi)弹星系团，由(yóu)两个(gè)碰撞(zhuàng)的星系团所(suǒ)组(zǔ)成(chéng)，类似这(zhè)样的(de)星团，它们大部(bù)分的普通(tōng)质量都在星系的(de)气体(tǐ)当中。当星团以1000万公(gōng)里(lǐ)/小时发生碰(pèng)撞的时(shí)候，星际气体的相互作用就会导致(zhì)温度的急剧升高，速度大(dà)幅降低。所(suǒ)以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星(xīng)系团大部分(fēn)的质量(liàng)将位于所有(yǒu)这些(xiē)气体所在的中间(jiān)区域。那么我们通过(guò)什么(me)来(lái)验证它(tā)的质(zhì)量区域到(dào)底是不是集中在中(zhōng)间(jiān)呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太(tài)空望远镜传回了(le)宇宙当中第一张全彩(cǎi)的高清照片，在照片中我们(men)可以明显(xiǎn)地看到很多星系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的形(xíng)变。其(qí)实(shí)这些(xiē)星(xīng)系本身并不是(shì)真的被扭曲了，也不是(shì)韦(wéi)伯(bó)望(wàng)远镜出(chū)了什么问题(tí)，而(ér)是这(zhè)样极遥远的天体和(hé)我们地球上的观测者之间。被一个质量(liàng)超级巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质量的(de)东西(xī)的引力，会使身后更遥远星系的光都发生了扭(niǔ)曲(qū)。这(zhè)个(gè)现象就是引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大质量(liàng)的黑洞或者是暗物质。

所(suǒ)以(yǐ)当人(rén)们对子弹星系团观测的时候，发现它的大(dà)质量区域并不是(shì)在(zài)中间，而是在两(liǎng)侧(cè)。所以(yǐ)最好的解释方(fāng)法就是当星团发生(shēng)全部的碰(pèng)撞时，可(kě)被观测(cè)到的质量气体被卡在了中间，暗物质(zhì)则直接通过了这个(gè)区域，并(bìng)在两边形成了引力透镜。对子(zi)弹星系(xì)团的(de)引力透镜研究也被(bèi)认(rèn)为是暗物质存在(zài)的迄(qì)今为(wèi)止最(zuì)好的理论证据(jù)。

除此之外，还(hái)有来自宇(yǔ)宙当中最(zuì)古(gǔ)老的光(guāng)。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于可以畅(chàng)通无阻地(dì)穿(chuān)越在(zài)宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿(yì)年之后，这些光在(zài)宇宙空间背景上留(liú)下了各相同性的(de)微波辐射(shè)。其中红色(sè)的部(bù)分表示温度较高的区域(yù)，蓝色(sè)则(zé)表示相对较冷的区域，但实际上它们之(zhī)间的温差只有(yǒu)万分之(zhī)一。

科(kē)学家(jiā)们通过(guò)对前景背景分离后的二值(zhí)图像(xiàng)进行连通域提取(qǔ)和(hé)标记之后发现，如(rú)果宇宙当(dāng)中没有暗物(wù)质，图(tú)形看起(qǐ)来不应(yīng)该(gāi)是这样(yàng)的，而随着暗(àn)物(wù)质的增加，一些峰值的幅度(dù)会减小，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微(wēi)波背景辐射的(de)测量值(zhí)，我们(men)需要的暗物(wù)质大约是普通物质的5倍。这(zhè)个数(shù)字与解释星系当(dāng)中恒星运动所(suǒ)需(xū)要的暗物质比例是(shì)一致(zhì)的。这(zhè)就意味(wèi)着(zhe)。

用了一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地解释了很多不同(tóng)的观测结(jié)果。而暗物质(zhì)的本质就是宇(yǔ)宙当中存(cún)在(zài)着某(mǒu)种类型的粒子，它们不参(cān)与任何其他的电(diàn)磁作用，只通过引(yǐn)力来相互(hù)作(zuò)用。所以如果能(néng)够找到这种粒(lì)子(zi)的存(cún)在，就相当于找到(dào)了(le)暗(àn)物质存在(zài)的实际证据。这种(zhǒng)粒(lì)子到底是什(shén)么？科(kē)学家们已经提出了数十(shí)种的假想目(mù)标，而要寻找这些不同的(de)目标粒子所需要的实验方式也不相同。在过去的几十年(nián)当(dāng)中，人类为了(le)寻找这些看不见、摸(mō)不(bù)到，几乎(hū)不会与常(cháng)规物质相互作(zuò)用的“暗物质(zhì)”，科学(xué)家们已经进行了超过50次的实验，却(què)没有任何实质性的发现，除了一个(gè)地方，意大利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着(zhe)地(dì)球上(shàng)最(zuì)大的(de)地学(xué)实验室，这个(gè)实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探(tàn)测器，一直(zhí)致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科(kē)学家声称观测(cè)到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数(shù)据收集，人们发现了一个有趣(qù)的事情。探测率会在每年的6月(yuè)份达到(dào)峰值(zhí)，然(rán)后在11月降到(dào)最低，而且在20年(nián)当中每年都是(shì)一样。一些科学家认为(wèi)这可能(néng)是人类发现(xiàn)暗物(wù)质的第(dì)一个直接证(zhèng)据。

但是(shì)为什么暗物(wù)质会产生周期性的年度信号呢？刚才(cái)我们讲了(le)太(tài)阳系正在以(yǐ)220公里/秒的(de)速度围(wéi)绕着银河系进行移动，那(nà)么(me)如果暗(àn)物质(zhì)存在宇(yǔ)宙当(dāng)中，这意味着我们也在以(yǐ)这样的(de)速(sù)度在穿越(yuè)着暗物质流，这个(gè)过程中(zhōng)会产生相(xiāng)应(yīng)的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的(de)速度围绕(rào)太阳进(jìn)行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以(yǐ)有半年的(de)时间，地球(qiú)围(wéi)绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的(de)方向是一致的，而另外(wài)半年则(zé)与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正好达到(dào)完(wán)全一致，这是理(lǐ)论(lùn)上地(dì)球穿越暗物(wù)质流最快的(de)时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情(qíng)况中，太阳(yáng)系相对(duì)银河系的平面呈现了60度三沙市有多少人口2022，目前三沙市有多少人口的倾斜，但是(shì)这并(bìng)不影响这(zhè)个(gè)理(lǐ)论(lùn)的有效性。

因此(cǐ)科学家认为这可以(yǐ)用来解(jiě)释，研究人(rén)员们所观测到的(de)周期性信号。当然也(yě)可能(néng)有(yǒu)其他的(de)情况，造成这(zhè)种年度周期(qī)信(xìn)号的差异也(yě)可能(néng)是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山上的积(jī)雪，甚至连(lián)意大利游(yóu)客的数量(liàng)也符(fú)合(hé)这个周期的(de)规律(lǜ)。

所以，科学家(jiā)们(men)又在南半球建立了一个几乎(hū)相同(tóng)的实验室，这(zhè)里的(de)季节与之前的实验室正(zhèng)好相反，而在这(zhè)里(lǐ)，地球穿过暗物质(zhì)流的运(yùn)动特征和(hé)第一个实验室是一(yī)样的。

因此，如果在这里可以(yǐ)得到相同的信号，就(jiù)可(kě)以成为(wèi)暗物(wù)质(zhì)所存在的非常有力(lì)的证据了。但是由于(yú)这个实验室刚刚(gāng)建成不(bù)久(jiǔ)，所以截至目前(qián)还(hái)无法(fǎ)提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射(shè)一台新的(de)望远镜，这台太(tài)空(kōng)望远镜叫做“南(nán)希格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈(hā)勃望远镜相(xiāng)同，但(dàn)它(tā)的宽视场仪器(qì)提供的视野(yě)是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其(qí)中(zhōng)一个关键的用途就是探索暗物(wù)质背后的奥秘，对于探测的结果，我们(men)只能(néng)拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子三沙市有多少人口2022，目前三沙市有多少人口天体物理中心(xīn)的科学家(jiā)丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它(tā)们极(jí)有可能(néng)拥有另一种神(shén)秘的效应，这种暗物(wù)质效(xiào)应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的诞(dàn)生，或者说(shuō)是(shì)生命进(jìn)化的一个(gè)重要因素(sù)。

如果这一理论(lùn)得到进一步的证实，那(nà)么(me)遍(biàn)布(bù)宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中的暗(àn)物质会不(bù)会意味着人类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中某个(gè)角落的行(xíng)星上，暗物质正在(zài)通(tōng)过这样(yàng)的(de)效(xiào)应(yīng)创造生(shēng)命。当然，这(zhè)些推论的大前提是(shì)要先找到暗物质存在的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们(men)，你们(men)觉得暗物(wù)质到底(dǐ)存不存在(zài)呢？喜欢请(qǐng)点赞(zàn)，你的支持是我更新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 三沙市有多少人口2022，目前三沙市有多少人口