宇宙(zhòu)是“人为(wèi)制造”的？为(wèi)何会存在科(kē)学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质(zhì)又究(jiū)竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物质存在(zài)的证据，科学(xué)家们在过去的几十年当(dāng)中(zhōng)进行了超过50次的长期实验，但(dàn)是(shì)却(què)没(méi)有发(fā)现任何的有效(xiào)证(zhèng)据。除了一个地(dì)方，在1687年出版(bǎn)的(de)自(zì)然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天(tiān)体运动的规律。往(wǎng)后的几百年(nián)来，当天文学家们(men)发现(xiàn)某些天体运行轨(guǐ)道出现异常，不符合万有引力定律的时(shí)候(hòu)，他们就会(huì)知道，周围一定有未知的天体通(tōng)过引力(lì)在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶(yé)就通过天王星(xīng)运行轨(guǐ)道的(de)异(yì)常(cháng)，推算并(bìng)且发现了海王(wáng)星的存在。另(lìng)外(wài)，哈(hā)雷彗(huì)星、冥王星的发(fā)现都(dōu)是应用万(wàn)有(yǒu)引力定律所取得(dé)重大天文成就(jiù)的例子。但是这些发(fā)现都是在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上升(shēng)到星系(xì)或者是星团(tuán)的尺度(dù)，事情就开(kāi)始(shǐ)变得(dé)诡异了(le)。

1933年，瑞士的物(wù)理(lǐ)学家弗里茨兹(zī)威(wēi)基正在研究和(hé)测量(liàng)后发星系(xì)团(tuán)的质(zhì)量。这是一个由数千个星系所组成(chéng)的巨大(dà)星系团，这(zhè)些星系被引力束(shù)缚在一起。测(cè)量星系团的质(zhì)量一般会使用到(dào)两种方(fāng)法，当两种方法结果一致(zhì)，就可以确定(dìng)其质(zhì)量的范(fàn)围。

第一种是(shì)获得其"光度学(xué)的质量"，需要的数据(jù)是测量各个星系的(de)光(guāng)度。

第(dì)二种是动力学质量的计(jì)算，是利用光(guāng)谱(pǔ)红移测量星系团中的各个星系相对于星系团的运动速度。当测(cè)量结果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟然(rán)是“光度(dù)学质量”的(de)400倍。这意(yì)味着(zhe)，后发座(zuò)星系(xì)团有(yǒu)99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式所存在，我们无法(fǎ)看到(dào)。最(zuì)诡异(yì)的是，在测量速度(dù)的过程中，兹(zī)威(wēi)基发(fā)现(xiàn)星系团中很多星(xīng)系(xì)的速度比理(lǐ)论上要快得(dé)多，按照(zhào)牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些可见星(xīng)系的(de)质量(liàng)所(suǒ)产生的(de)引(yǐn)力(lì)是无法将它们束(shù)缚在(zài)星系团内(nèi)的，它们早就(jiù)应该被抛出(chū)星系团之外了，除非有一种神秘(mì)的力量在起作用(yòng)，这(zhè)种力(lì)量来源于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基(jī)提出(chū)了这样部分(fēn)不可见的暗质(zhì)，它不(bù)发(fā)散光、吸光(guāng)、反射光(guāng)，但是它(tā)们(men)却(què)占(zhàn)据着宇宙中绝大部(bù)分的质量。只是当(dāng)时(shí)的(de)人们对这样的一(yī)种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特(tè)福特(tè)在观(guān)测仙女座星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中(zhōng)心越远的恒星在其轨道上(shàng)的运行(xíng)速度就会越慢。但(dàn)是他们观测(cè)的结果却让人(rén)感到不可思议(yì)。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒星的旋(xuán)转速度(dù)几乎(hū)保持(chí)不变。可是(shì)根据牛顿的万有引力定律，在星系当中如(rú)果没有足够大的质量来吸引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这种现象，科(kē)学家们会(huì)使用一种相对标(biāo)准的方法来解释暗物质(zhì)的存在，这种(zhǒng)方法就是测量星(xīng)系(xì)当中气体在X轴上距离(lí)星系中心的距离，以(yǐ)及在Y轴(zhóu)上气(qì)体的旋(xuán)转(zhuǎn)速度。如果出现异常(cháng)的结果，就(jiù)认为(wèi)是由暗物质的力(lì)量进(jìn)入其(qí)中。

于是科学家们(men)通过射(shè)电望远镜测量了距离星系中(zhōng)心(xīn)更(gèng)远距(jù)离的氢元素，发现它(tā)们的旋转(zhuǎn)速度(dù)并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的(de)太(tài)阳(yáng)系也不例外，太阳(yáng)系位于银河(hé)系的(de)第(dì)三悬臂之(zhī)上(shàng)，距(jù)离银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万光年(nián)，根据万有引力(lì)定律进行计(jì)算，太阳系的运(yùn)行速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太阳系正在(zài)以(yǐ)220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋(xuán)转，这个实(shí)际速度远远大于(yú)理论速(sù)度，那么产生(shēng)以上(shàng)这种向心加速度的原因很可能就是存在着一种(zhǒng)我们(men)看不(bù)到的(de)物质，是(shì)这些暗物质的引力效应将(jiāng)星(xīng)系聚(jù)集在了一起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研究人员开始相信暗物质(zhì)的存在(zài)。科学(xué)家根据(jù)星系(xì)外恒星(xīng)轨道(dào)的(de)速度(dù)，估算在(zài)星系当中暗物质的质量占(zhàn)整个星系质量的(de)85%。但是(shì)，暗物质并不是唯(wéi)一可以解(jiě)释(shì)这个现象的原因。在一项新的研究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥远恒星之(zhī)间，也(yě)会出现速度上的微小(xiǎo)差(chà)异。另(lìng)外，天文学家还发现了一(yī)个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球(qiú)大约2.5亿(yì)光年，大小和银河系不(bù)多，但(dàn)是星(xīng)系当中存(cún)在的恒星数量(liàng)却(què)只有银河(hé)系的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该星(xīng)系(xì)必须(xū)存在暗物质，否则就会分崩离析。但是(shì)科学家们使用最先进的(de)望(wàng)远(yuǎn)镜对其(qí)进行(xíng)了40个小时的详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒星运(yùn)动是可以(yǐ)用正常的物质(zhì)和(hé)力(lì)学定律来(lái)解释(shì)的(de)。那么又(yòu)有人提(tí)出(chū)，也许(xǔ)该星(xīng)系的暗(àn)物质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任(rèn)何星系存(cún)在。造(zào)成(chéng)这些现象的(de)除了暗物(wù)质的假说之外，另一(yī)种可能(néng)就是人类对引力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面，引力很可能在(zài)不同尺度空间(jiān)中的工作方式是不同的，这意味着(zhe)在行星(xīng)系尺度中的天体会沿着它(tā)们的(de)轨道，按照(zhào)我们所(suǒ)理(lǐ)解(jiě)的方式运动。但是上升到星系和星团的尺度(dù)，引力之(zhī)间的相互(hù)作用则是不(bù)同(tóng)的方式(shì)。对于在(zài)星(xīng)系(xì)团之间的相互作用，科学家还(hái)引入了(le)外部场效(xiào)应的概念(niàn)，指的是在数百万光年的(de)规模上(shàng)，巨大(dà)的质量之间会产生对彼此特殊(shū)的效果，这个(gè)理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论成(chéng)立，这意味(wèi)着(zhe)我们(men)需要对现(xiàn)在的物理定律(lǜ)进行修正，这些发现也让(ràng)很多(duō)人认为暗物质假说理论(lùn)就此终结(jié)。但是在(zài)宇(yǔ)宙当中还有(yǒu)关瓦格纳是哪个国家的，瓦格纳集团是什么组织于(yú)暗(àn)物(wù)质存在的其他的(de)理(lǐ)论(lùn)证(zhèng)据，这些(xiē)理论证(zhèng)据是蒙德(dé)理论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年(nián)的子弹星系团，由两个碰撞的星(xīng)系(xì)团所组成，类似这样的星团，它们大(dà)部分(fēn)的普(pǔ)通质量都(dōu)在星系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星(xīng)际(jì)气体的相互(hù)作(zuò)用就会导致温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大部分的质(zhì)量将(jiāng)位于(yú)所有这(zhè)些气(qì)体所(suǒ)在的中间(jiān)区域。那么(me)我(wǒ)们通(tōng)过什么来(lái)验证(zhèng)它(tā)的质(zhì)量区域到底是不(bù)是(shì)集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全彩(cǎi)的高清照片，在照片中我们可(kě)以明(míng)显地看到很多星(xīng)系似乎被拉(lā)伸(shēn)产生了巨大的形变(biàn)。其实这(zhè)些(xiē)星系本身并不(bù)是(shì)真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯望远镜出了(le)什么问(wèn)题，而是(shì)这样极遥远(yuǎn)的(de)天体(tǐ)和(hé)我们(men)地球上的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东(dōng)西(xī)的引(yǐn)力，会使(shǐ)身后更遥远星系的(de)光(guāng)都发生了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨大(dà)的天体可能(néng)是超大(dà)质量(liàng)的黑洞或者是(shì)暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当人们对子弹星系团观测(cè)的(de)时候(hòu)，发现它(tā)的(de)大质量(liàng)区域并不是在(zài)中间，而是在两侧。所以最好的解释方法就是(shì)当星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被观(guān)测到的质量气体(tǐ)被卡在了(le)中间(jiān)，暗物质(zhì)则直接通(tōng)过了这个区域(yù)，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子弹星系团(tuán)的引力(lì)透镜(jìng)研究也被(bèi)认为是暗物质存在的(de)迄今为止最好的理(lǐ)论(lùn)证据(jù)。

除(chú)此之(zhī)外(wài)，还有来自(zì)宇宙(zhòu)当中最古老的光(guāng)。从(cóng)宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可(kě)见(jiàn)光(guāng)终于可以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这(zhè)些(xiē)光在宇(yǔ)宙空间背景上留下(xià)了(le)各(gè)相同性(xìng)的(de)微波辐射。其中红色的部分(fēn)表示(shì)温度较高的区域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷(lěng)的区域(yù)，但实(shí)际上它(tā)们之间的温(wēn)差(chà)只有(yǒu)万(wàn)分(fēn)之一。

科学(xué)家们通过对前(qián)景背景(jǐng)分(fēn)离后(hòu)的二(èr)值图像进行(xíng)连(lián)通域提取和标记(jì)之后(hòu)发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物(wù)质，图形看起来不应该是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅(fú)度会减小，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景辐射的测(cè)量值，我们需要的(de)暗(àn)物质(zhì)大约是普通物质的5倍。这个数字与(yǔ)解释星系当中恒星(xīng)运动所(suǒ)需要(yào)的暗物质比例(lì)是一致的。这就意味着。

用了(le)一(yī)个简单的理论框架，就(jiù)很好(hǎo)地解释了很多不同的观测结果。而(ér)暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存(cún)在着某种类型的粒子，它们不参与任(rèn)何其他的电磁作用，只通过引力来相互作(zuò)用(yòng)。所以(yǐ)如果能够(gòu)找到这种粒子的(de)存在，就相当于找(zhǎo)到(dào)了暗(àn)物(wù)质存在的实际(jì)证据。这(zhè)种粒子到(dào)底是什么？科学家(jiā)们已经提出了数(shù)十种的假想目标，而要寻找这些不同的目(mù)标粒子所需要的实验(yàn)方(fāng)式也不相同(tóng)。在(zài)过去的(de)几十年(nián)当中，人类为(wèi)了(le)寻找(zhǎo)这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的(de)“暗物(wù)质”，科学家们已经进行了超过50次(cì)的实验，却(què)没有任何(hé)实质(zhì)性的发(fā)现，除了(le)一(yī)个地方，意大利的(de)格兰萨索(suǒ)山(shān)，隶属(shǔ)于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球上最(zuì)大(dà)的(de)地(dì)学(xué)实(shí)验室(shì)，这个实(shí)验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直(zhí)致力于寻找暗物质粒子的周期(qī)性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来，这里的科(kē)学家声称(chēng)观测到了某(mǒu)种(zhǒng)信号。经过(guò)了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率会在每年的(de)6月份(fèn)达(dá)到峰(fēng)值，然后在(zài)11月(yuè)降到最低，而(ér)且在20年当中每年都是一样。一些科学家(jiā)认为(wèi)这可(kě)能是(shì)人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为什么(me)暗物(wù)质会产生周期性的年度信号呢？刚才我(wǒ)们(men)讲了太阳系(xì)正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系(xì)进(jìn)行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着(zhe)我们(men)也在以这样的速度在穿越着暗物(wù)质流，这(zhè)个过程中会(huì)产生相应的振(zhèn)荡(dàng)，同时(shí)地球又(yòu)以(yǐ)30公里/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳环(huán)绕银河(hé)系的方向是一致(zhì)的，而另外半年则与之(zhī)相(xiāng)反。

而在(zài)6月份的时候，地球与太阳的方向(xiàng)正(zhèng)好达到完(wán)全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越暗(àn)物质流最快的(de)时段。而在(zài)11月份(fèn)，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管在实际的(de)情(qíng)况中(zhōng)，太阳系相(xiāng)对银河系的平面呈现了60度(dù)的倾(qīng)斜，但是这并不(bù)影响这个(gè)理论的有效性。

因此科学家(jiā)认为(wèi)这可以用来解(jiě)释，研究人员们(men)所观测到的周期(qī)性(xìng)信号。当(dāng)然也可能有其他的情况，造(zào)成这种年度周期信(xìn)号的(de)差(chà)异也(yě)可能是温度(dù)、湿度、土(tǔ)壤中的(de)水分、高(gāo)山上的积雪，甚(shèn)至连意大(dà)利游(yóu)客的数量也符(fú)合这个(gè)周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们又在南半球建(jiàn)立了一个几乎(hū)相同的(de)实(shí)验室(shì)，这里的季节与之前的实(shí)验室正好(hǎo)相反，而(ér)在(zài)这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特征和第一个实验室是一(yī)样(yàng)的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这里可以得到相同的信号，就可以成为(wèi)暗物质所存在的非常有力的证(zhèng)据了(le)。但(dàn)是由于这个实验室刚刚建成不(bù)久(jiǔ)，所(suǒ)以截(jié)至目前还(hái)无(wú)法(fǎ)提供相应的数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一(yī)台新的望远镜，这台太(tài)空望(wàng)远镜(jìng)叫(jiào)做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它的(de)主镜大小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远镜(jìng)相同，但它(tā)的宽视(shì)场仪器提供(gōng)的视野是(shì)哈(hā)勃红外(wài)仪器(qì)的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太(tài)空望远镜其中一个(gè)关键的(de)用(yòng)途就是探(tàn)索(suǒ)暗物质(zhì)背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待了(le)。费米实验室粒子天体物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们(men)极有可能拥有另一种(zhǒng)神秘(mì)的(de)效应(yīng)，这(zhè)种暗物质效应(yīng)，会(huì)支持宇宙当中生命的(de)诞生(shēng)，或者(zhě)说是生命进化的(de)一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质会(huì)不会(huì)意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中某(mǒu)个角落(luò)的行(xíng)星上，暗物(wù)质正在(zài)通过(guò)这样(yàng)的效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要先找到暗(àn)物质(zhì)存在的(de)实际证据。那么小伙伴们，你们(men)觉(jué)得暗物质到底(dǐ)存不(bù)存在(zài)呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的(de)支持是我(wǒ)更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 瓦格纳是哪个国家的，瓦格纳集团是什么组织