宇宙是“人为制造”的(de)？为何会存在科学无(wú)法解(jiě)释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗物(wù)质存在的证据，科学(xué)家(jiā)们在过去(qù)的几十年当中(zhōng)进(jìn)行(xíng)了超(chāo)过50次的(de)长期(qī)实验，但是却没有发现(xiàn)任何的有(yǒu)效证据。除了(le)一个地(dì)方，在1687年出(chū)版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有(yǒu)引力定律(lǜ)，它(tā)揭示了宇宙中天体运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当天文学家(jiā)们发现某些天体运(yùn)行轨道出现异常，不符(fú)合万有引力定律的时(shí)候(hòu)，他们(men)就(jiù)会知道，周围(wéi)一定有未知的天体通过引力在摄动(dòng)它的(de)轨道。比如在1846年(nián)，奥本(běn)勒(lēi)维耶就(jiù)通(tōng)过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并(bìng)且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的(de)发现(xiàn)都是应用(yòng)万有引力定(dìng)律所取得(dé)重(zhòng)大天文成就的例(lì)子。但是这些发(fā)现都(dōu)是在恒星(xīng)系统的(de)尺度当中，可当我们上升到星系或(huò)者是星团(tuán)的尺度(dù)，事(shì)情就(jiù)开始变得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物理学家(jiā)弗里(lǐ)茨兹威基(jī)正(zhèng)在(zài)研究(jiū)和测机要邮寄档案怎么查询进度，机要邮寄档案怎么查询信息(cè)量后发星(xīng)系团的(de)质量。这是一(yī)个由(yóu)数千个星系所(suǒ)组(zǔ)成的(de)巨(jù)大星系团(tuán)，这些星系被引力束(shù)缚在(zài)一(yī)起(qǐ)。测量星系团的质(zhì)量一(yī)般会(huì)使(shǐ)用到两种方法，当两种方(fāng)法结(jié)果一致，就可以确定其(qí)质(zhì)量的范(fàn)围。

第一(yī)种是获得其"光度学的(de)质量"，需(xū)要的数据是测量各个星(xīng)系的(de)光(guāng)度。

第二(èr)种是(shì)动力(lì)学质量的(de)计算，是(shì)利用光(guāng)谱红移测量星系团中的各个星系相对于星系团的(de)运动速(sù)度。当测量结果出(chū)来之后，兹威(wēi)基(jī)彻(chè)底懵了，“动力(lì)学质(zhì)量”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍。这(zhè)意味着(zhe)，后(hòu)发座星系团(tuán)有99%的质量消失了，或者说这99%的质(zhì)量(liàng)并不(bù)以可见光的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们(men)无法看到(dào)。最诡异(yì)的(de)是，在测量速度的过程中，兹威(wēi)基发(fā)现星系(xì)团中(zhōng)很(hěn)多(duō)星(xīng)系的速度比理论上要(yào)快得多，按照(zhào)牛顿的(de)运动学(xué)定(dìng)律，仅靠这些(xiē)可见星系(xì)的质量(liàng)所产生的引力(lì)是无法将(jiāng)它们束(shù)缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该被(bèi)抛(pāo)出(chū)星系(xì)团之外了，除非有一(yī)种神秘(mì)的力量在(zài)起(qǐ)作用，这种力(lì)量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐形的(de)物质。

据此，兹维基提出了这样部(bù)分不可见(jiàn)的暗质，它(tā)不发散光(guāng)、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝(jué)大部分的质量。只是当时的人们对这(zhè)样的一种(zhǒng)说(shuō)法不(bù)屑(xiè)一顾(gù)。

直(zhí)到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才(cái)再一次出现。天文学家维(wéi)拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论(lùn)上来(lái)说，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的(de)运行速度就会越慢。但是他们观测的结果却让人(rén)感到(dào)不可思议(yì)。

随着(zhe)与中心距离的增(zēng)加，恒星的旋转(zhuǎn)速度(dù)几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在星系当中如(机要邮寄档案怎么查询进度，机要邮寄档案怎么查询信息rú)果没有足够(gòu)大的(de)质量(liàng)来吸引它们(men)，这(zhè)些外围的(de)恒星早就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家们会(huì)使用一种相(xiāng)对标准的方(fāng)法(fǎ)来(lái)解释暗物质(zhì)的存(cún)在，这种方法就是测量(liàng)星(xīng)系当中(zhōng)气体在X轴上距离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果(guǒ)出现(xiàn)异常的结(jié)果，就认为是由暗(àn)物(wù)质的(de)力(lì)量进入其中。

于(yú)是科(kē)学家(jiā)们通过射电(diàn)望远镜测(cè)量(liàng)了距离(lí)星系中心更远距离的氢(qīng)元(yuán)素，发(fā)现它们的旋转速度并(bìng)不(bù)符合牛顿的力学定律。我们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银河(hé)系(xì)的第三悬臂之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力(lì)定(dìng)律进行计算，太阳系的运(yùn)行速(sù)度应该(gāi)是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河(hé)系(xì)旋转，这个实际速(sù)度远(yuǎn)远大于(yú)理(lǐ)论速度，那(nà)么产生(shēng)以上这种(zhǒng)向(xiàng)心加速度的原(yuán)因(yīn)很可能就(jiù)是存在着一种我们看不到的物质，是这(zhè)些暗物质的引力效应(yīng)将(jiāng)星系聚(jù)集在了一起。

也是从这时开始(shǐ)，越来越多(duō)的研究人(rén)员开始(shǐ)相信暗(àn)物质的存在(zài)。科学家根据星(xīng)系外恒星轨(guǐ)道的速(sù)度(dù)，估算在星系当中暗物(wù)质的质量占整个(gè)星系质(zhì)量的85%。但是，暗物(wù)质并不是唯(wéi)一可以解释这个现(xiàn)象的原(yuán)因。在一项新的(de)研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引(yǐn)力效应的(de)遥远恒(héng)星之(zhī)间，也(yě)会出现速(sù)度(dù)上的微小差异。另外(wài)，天文学家(jiā)还(hái)发现(xiàn)了一个(gè)反常(cháng)的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量却只有(yǒu)银河系的千分之一(yī)。

所以在(zài)理论上，该星系必须(xū)存(cún)在暗物质，否(fǒu)则就(jiù)会分崩离析。但(dàn)是科学家(jiā)们使用最先进(jìn)的望远镜对其进行了40个小时的详细测量(liàng)之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的(de)物质和力学(xué)定律来解释的(de)。那么又有(yǒu)机要邮寄档案怎么查询进度，机要邮寄档案怎么查询信息人提出(chū)，也许该星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它的(de)附近(jìn)没有(yǒu)任何星(xīng)系(xì)存在。造成这些(xiē)现象的除(chú)了暗物质(zhì)的假说之外，另一种可能就(jiù)是(shì)人类对(duì)引力的理(lǐ)解还(hái)不够全(quán)面(miàn)，引力很可能在不(bù)同(tóng)尺(chǐ)度空间中(zhōng)的工作方(fāng)式是不同的，这(zhè)意味着在(zài)行(xíng)星系尺度中的天体(tǐ)会(huì)沿着它(tā)们的轨(guǐ)道，按照(zhào)我们所(suǒ)理解(jiě)的方(fāng)式运(yùn)动。但是上(shàng)升到星(xīng)系和星团的尺度，引力之间的相(xiāng)互(hù)作用则是不同的方(fāng)式(shì)。对于在星系团之间的(de)相(xiāng)互作用(yòng)，科学家还引入(rù)了(le)外部场效应的概念，指的是在数(shù)百(bǎi)万光年的规(guī)模上，巨大的质量(liàng)之间会产生对(duì)彼此特殊的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现在的(de)物(wù)理定(dìng)律进行修正(zhèng)，这些(xiē)发现也(yě)让很多人认为暗物质假(jiǎ)说理(lǐ)论就(jiù)此(cǐ)终结。但(dàn)是在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关于暗物质(zhì)存(cún)在的(de)其他的理论证(zhèng)据，这(zhè)些(xiē)理论(lùn)证(zhèng)据是(shì)蒙德理(lǐ)论所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光(guāng)年的子(zi)弹星(xīng)系团(tuán)，由两个(gè)碰(pèng)撞的星系(xì)团所组成，类似这样的星团，它们大部分(fēn)的普(pǔ)通(tōng)质量都在星系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际(jì)气(qì)体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低(dī)。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的质(zhì)量将位(wèi)于所有这些气体所在(zài)的中间区域。那么我们通过什么来验(yàn)证(zhèng)它的质量区(qū)域到底是(shì)不是(shì)集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回(huí)了宇宙(zhòu)当中第一张(zhāng)全彩的高(gāo)清(qīng)照片，在照片(piàn)中(zhōng)我们可以明(míng)显地(dì)看到(dào)很多星系似乎被拉(lā)伸产(chǎn)生了巨大(dà)的形变(biàn)。其实(shí)这些星(xīng)系本(běn)身并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出(chū)了什么问(wèn)题(tí)，而是(shì)这样(yàng)极遥远的天体和我(wǒ)们地球(qiú)上的观(guān)测者之间(jiān)。被一个质量(liàng)超级巨大的天体(tǐ)遮(zhē)挡，这个超大质量(liàng)的东(dōng)西的(de)引力，会使身后(hòu)更(gèng)遥(yáo)远星系的光都发(fā)生了(le)扭(niǔ)曲(qū)。这个现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的天体可(kě)能是(shì)超(chāo)大质(zhì)量的黑洞或(huò)者是暗物质(zhì)。

所以当人们(men)对子(zi)弹星系团观测的时候，发现它的大质量(liàng)区域(yù)并(bìng)不是在(zài)中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好的(de)解释(shì)方法就是当星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量(liàng)气体(tǐ)被卡(kǎ)在了(le)中间(jiān)，暗物(wù)质则直接通过了(le)这个(gè)区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子弹星系团(tuán)的引力透镜研究也被认为是暗物质存在的(de)迄今为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古(gǔ)老的(de)光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万(wàn)年之后，可见光终于可(kě)以畅通无阻地穿(chuān)越在(zài)宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空间(jiān)背景上留下了(le)各(gè)相同(tóng)性的微波(bō)辐射。其中红色的部(bù)分(fēn)表示温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的(de)区域，但实际上它们(men)之间的(de)温差(chà)只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科学家们通(tōng)过对前景背景分离后的二值图像进行连(lián)通域提取(qǔ)和标(biāo)记之(zhī)后发现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看(kàn)起来不应(yīng)该是(shì)这样的，而随着暗物质的增加，一(yī)些峰值(zhí)的幅(fú)度(dù)会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背景(jǐng)辐射的测量值，我们需要的暗物质大约(yuē)是(shì)普(pǔ)通(tōng)物(wù)质的5倍。这个数(shù)字(zì)与解释(shì)星系当中恒星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是一(yī)致的。这就(jiù)意(yì)味着。

用了(le)一个(gè)简单(dān)的理论框架(jià)，就很好(hǎo)地解(jiě)释(shì)了很多不同的观测(cè)结果(guǒ)。而暗物质的本质就(jiù)是宇宙当中存在着某种(zhǒng)类型的(de)粒子，它们不(bù)参与任何其他的电磁(cí)作(zuò)用，只通过引力来相互作(zuò)用。所以如(rú)果能够找到这种粒(lì)子的存在，就相(xiāng)当于找到了暗物质存在的实际(jì)证(zhèng)据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十种的假想目(mù)标，而要(yào)寻找这些(xiē)不同的目标粒子所需要的实验(yàn)方式也不相同(tóng)。在过去的几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会(huì)与(yǔ)常(cháng)规物质相互作用的“暗物(wù)质”，科(kē)学家们已(yǐ)经进(jìn)行了超(chāo)过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的(de)地学(xué)实验室，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物(wù)质粒子的(de)周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称观测到了(le)某(mǒu)种信号。经过(guò)了(le)20多年的数据收集，人(rén)们(men)发现了一个(gè)有趣的事情。探测(cè)率会在每(měi)年的6月(yuè)份达(dá)到峰值，然后(hòu)在11月降到最低，而且(qiě)在20年当中每年都是一样。一些科学家认为这可(kě)能(néng)是人类发现暗物质的第(dì)一个直接证(zhèng)据(jù)。

但(dàn)是为什么暗物质会产(chǎn)生周(zhōu)期性的年(nián)度信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒的(de)速度围绕着(zhe)银河系(xì)进行移动，那(nà)么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样的速(sù)度在穿越着(zhe)暗(àn)物质流，这(zhè)个过程中会产生相应的振荡，同(tóng)时(shí)地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳进行旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球围(wéi)绕太阳的方向与太阳环绕银河系的(de)方向是一致的，而另(lìng)外半(bàn)年则与之相反(fǎn)。

而在(zài)6月(yuè)份的时候，地(dì)球与太阳的方向正好达(dá)到完全一致，这是(shì)理论上地球(qiú)穿越暗物质流(liú)最(zuì)快的时段。而(ér)在11月(yuè)份，又恰好达(dá)到了最慢(màn)值。尽管在实(shí)际(jì)的(de)情况中(zhōng)，太阳系相对银河系(xì)的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并(bìng)不影响(xiǎng)这个理论(lùn)的有效性(xìng)。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究人员们所(suǒ)观(guān)测(cè)到的周(zhōu)期(qī)性信号。当然也可能有其他(tā)的情况，造成这(zhè)种年度周期(qī)信(xìn)号的差异也可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山上的积雪，甚(shèn)至连意(yì)大利游(yóu)客的数量(liàng)也符合这个(gè)周期(qī)的规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家(jiā)们(men)又在南半球(qiú)建立了一个几乎相同的(de)实验室(shì)，这里的(de)季节与之前的(de)实验室正好相反(fǎn)，而在这里(lǐ)，地(dì)球穿(chuān)过暗物质流的(de)运动(dòng)特征和第(dì)一个实验(yàn)室是一样的。

因(yīn)此，如果在这里可(kě)以得到相同的信号，就(jiù)可以成(chéng)为暗物质所存(cún)在的非常有力的证据了(le)。但是由于这个实验室刚刚(gāng)建成不久(jiǔ)，所以截至(zhì)目前还无法(fǎ)提供相应(yīng)的数据(jù)支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射(shè)一台新的(de)望远镜，这(zhè)台太空(kōng)望远镜(jìng)叫做(zuò)“南(nán)希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器提供(gōng)的视野是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷(léi)斯(sī)罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就是探索(suǒ)暗物(wù)质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测的结果(guǒ)，我们只(zhǐ)能拭目(mù)以(yǐ)待了。费米(mǐ)实(shí)验室粒(lì)子(zi)天体物理中心(xīn)的科(kē)学(xué)家丹(dān)琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果(guǒ)暗物(wù)质(zhì)存在，它们极有可能拥有另(lìng)一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命(mìng)的诞生(shēng)，或者说是(shì)生(shēng)命进化的一个重要(yào)因素。

如(rú)果这一理论(lùn)得(dé)到进一步的(de)证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会(huì)意味着(zhe)人(rén)类并不孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中某(mǒu)个角落的行星上，暗物质正在通过这样(yàng)的(de)效应(yīng)创造生(shēng)命。当(dāng)然，这些(xiē)推论的大前(qián)提是要先(xiān)找到暗物质存在的实际证(zhèng)据。那(nà)么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存(cún)在(zài)呢(ne)？喜(xǐ)欢(huān)请点赞(zàn)，你的支持是我更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 机要邮寄档案怎么查询进度，机要邮寄档案怎么查询信息