1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基(jī)正在(zài)研究(jiū)和(hé)测(cè)量后发星(xīng)系(xì)团的质量。这是一个由数千个星系(xì)所组成的巨(jù)大星系团，这些星系被引力束缚在一起。测(cè)量星系团(tuán)的(de)质量一(yī)般会使用到两(liǎng)种方(fāng)法，当两种(zhǒng)方法结果(guǒ)一致，就可以确定其质量(liàng)的范围(wéi)。

第一(yī)种是获得其"光度学的(de)质量"，需要的数(shù)据是测量各个星系的光度。

第二(èr)种是(shì)动(dòng)力(lì)学质(zhì)量的计算，是(shì)利用光谱红(hóng)移(yí)测量星(xīng)系(xì)团中的各(gè)个星系相对于星系团(tuán)的运动速度。当测量结果出来(lái)之(zhī)后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质(zhì)量消(xiāo)失(shī)了(le)，或者说(shuō)这99%的质量并(bìng)不以可见光的形式所存在，我们(men)无法(fǎ)看到。最(zuì)诡异的是，在测量速度的过(guò)程(chéng)中，兹威基发现(xiàn)星系团中(zhōng)很多星系的速(sù)度比理(lǐ)论上要快得多，按(àn)照牛顿的(de)运动学定律，仅靠这些可见星系(xì)的质(zhì)量(liàng)所产生的引力是无法将(jiāng)它们束缚(fù)在星(xīng)系团内(nèi)的，它们(men)早就(jiù)应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一(yī)种神秘的力(lì)量在起作用(yòng)，这种力量(liàng)来源于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹(zī)维基提出了这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是(shì)它们却占(zhàn)据着宇(yǔ)宙中绝(jué)大部分的质(zhì)量。只是(shì)当(dāng)时(shí)的人(rén)们(men)对这样的一种(zhǒng)说法不屑一顾(gù)。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这个词才再(zài)一(yī)次出(chū)现。天文(wén)学家维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福特在观(guān)测(cè)仙女座星系(xì)中的(de)恒星运(yùn)动。理(lǐ)论(lùn)上(shàng)来说，距(jù)离(lí)中心越(yuè)远的(de)恒星在其轨道上的运行速(sù)度(dù)就会越(yuè)慢。但是他们观测的(de女生冷淡考验一般多久，女孩考验男生的10个套路)结果却让人(rén)感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增加(jiā)，恒(héng)星的旋转速(sù)度几乎保(bǎo)持不(bù)变。可(kě)是根据牛顿的万有引力定律，在星系当中如(rú)果没有(yǒu)足够大(dà)的质量来吸引(yǐn)它(tā)们，这些(xiē)外围(wéi)的恒星早(zǎo)就被(bèi)甩到(dào)宇宙当中了。基于(yú)这(zhè)种现象，科学家们会使用一(yī)种相对(duì)标准的方法来(lái)解释暗(àn)物(wù)质的存在，这种(zhǒng)方法就是测量星(xīng)系(xì)当中气体在X轴上距(jù)离(lí)星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋转(zhuǎn)速度。如(rú)果出现(xiàn)异(yì)常的结(jié)果(guǒ)，就认为是由暗物质的力量进入其中(zhōng)。

于是科学家(jiā)们通过射电望远(yuǎn)镜(jìng)测量(liàng)了距离(lí)星(xīng)系中心更远距离的氢元素(sù)，发现它们的旋转速度(dù)并(bìng)不符合牛(niú)顿的力学定律。我们(men)的太阳系也不例外，太阳系位于(yú)银河系的第三(sān)悬(xuán)臂之(zhī)上，距离银河系中心2.6万光年(nián)，根据万有引力定律进行计算，太阳系的运行速度(dù)应该是160千米/秒，但(dàn)实际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大于理论速度，那(nà)么(me)产生以上(shàng)这种(zhǒng)向心加速度的(de)原因(yīn)很(hěn)可能(néng)就(jiù)是存在着一种我们看不到的物质(zhì)，是这些暗物质(zhì)的(de)引力效应将(jiāng)星系聚集在了一起。

也是从这(zhè)时开(kāi)始，越来越多的研究人员开始相信暗物(wù)质的存在。科学家根据星系外(wài)恒星轨(guǐ)道的速(sù)度，估算在星系(xì)当中(zhōng)暗物质的(de)质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不(bù)是唯(wéi)一(yī)可以解释这个现象的原因。在一项新(xīn)的(de)研(yán)究当中，科(kē)学家们发现，几乎没有引(yǐn)力(lì)效应(yīng)的(de)遥远恒星之(zhī)间(jiān)，也(yě)会出现速度上(shàng)的微(wēi)小(xiǎo)差异(yì)。另(lìng)外，天(tiān)文(wén)学家还发(fā)现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大(dà)约2.5亿光年，大小和银河(hé)系(xì)不(bù)多，但是星系当中存在的恒星数量(liàng)却只有银河(hé)系的千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该星(xīng)系必须(xū)存在(zài)暗物质，否则就会分崩离(lí)析。但(dàn)是科学(xué)家们使用最先(xiān)进的望远镜对(duì)其(qí)进(jìn)行(xíng)了40个小时的详细测量之后，发现星系(xì)中的(de)恒(héng)星运动(dòng)是(shì)可以用正(zhèng)常的物质(zhì)和力学定律来解释(shì)的(de)。那(nà)么又(yòu)有人(rén)提(tí)出(chū)，也许该星(xīng)系的(de)暗物质，已(yǐ)经(jīng)被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附近没(méi)有任何星(xīng)系存(cún)在。造(zào)成这些(xiē)现象的除了暗物(wù)质(zhì)的假说之(zhī)外，另(lìng)一种可能就是人类对引力的理解还不(bù)够全面，引力(lì)很可(kě)能在不(bù)同尺度空(kōng)间中的工作方式是(shì)不同的(de)，这意(yì)味着在(zài)行星系尺(chǐ)度中的天(tiān)体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解(jiě)的方式运动。但是(shì)上(shàng)升到星系(xì)和星团(tuán)的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则是不同的方(fāng)式。对(duì)于(yú)在星系团之间的(de)相互作用，科学(xué)家(jiā)还引入了外部(bù)场效应的概念，指的是在数百万光年(nián)的规模上，巨大的质量之间会产(chǎn)生对彼(bǐ)此特殊的效果，这(zhè)个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙(méng)德理(lǐ)论成立，这(zhè)意(yì)味着我们需要对现(xiàn)在的物理定律(lǜ)进行(xíng)修正(zhèng)，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质(zhì)假说理论就此终结。但是在宇宙当中还有关于(yú)暗(àn)物质存在的其他的理论证(zhèng)据，这(zhè)些理论(lùn)证据是蒙德(dé)理论所没法解释的“引力透镜(jìng)”。

径向(xiàng)距离(lí)为37亿光(guāng)年的子弹星系(xì)团(tuán)，由两个(gè)碰(pèng)撞的(de)星(xīng)系团所组成，类似这样的星团，它们大部分的普通质量都在(zài)星(xīng)系的(de)气体当(dāng)中。当星团以1000万公里/小时(shí)发(fā)生碰撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用就(jiù)会导致温度的急(jí)剧升高，速度大幅(fú)降低。所(suǒ)以(yǐ)在(zài)理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系(xì)团大部分的质量将位于所有这(zhè)些气体所在的中间区域(yù)。那么我们通(tōng)过什么来验证它的质量区域到底(dǐ)是不是(shì)集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩(cǎi)的(de)高(gāo)清照片(piàn)，在照片中我(wǒ)们可以明显地看到很多(duō)星(xīng)系似(shì)乎被拉伸(shēn)产生了(le)巨大(dà)的形变(biàn)。其实这(zhè)些星(xīng)系本身(shēn)并不是真的被扭曲了(le)，也不是韦伯(bó)望远镜出了什(shén)么问题，而是(shì)这样极遥远的天体和我们地球上(shàng)的观测者之间(jiān)。被一个质(zhì)量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质量的(de)东西的引力，会使(shǐ)身后更遥远星系的光都发(fā)生了扭曲(qū)。这(zhè)个现象就是引(yǐn)力透镜效(xiào)应(yīng)。这个巨大(dà)的(de)天(tiān)体(tǐ)可能(néng)是超大质(zhì)量(liàng)的黑洞或者是暗物质。

所以当(dāng)人们对子弹星系(xì)团观测的时候，发现它的大质量区域(yù)并不是在中间，而是在两侧(cè)。所以最(zuì)好的解(jiě)释方法就是当星团(tuán)发生全(quán)部的(de)碰撞时，可(kě)被观(guān)测到的质量气体被卡在了中间，暗(àn)物质则直(zhí)接(jiē)通过(guò)了这个区域，并在(zài)两边(biān)形(xíng)成(chéng)了引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也(yě)被认为是(shì)暗(àn)物质存在的迄今为止最好的理(lǐ)论(lùn)证据。

除此(cǐ)之(zhī)外，还有来自宇宙当中最古老的光(guāng)。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开始(shǐ)，38万年之(zhī)后，可见光终于可(kě)以畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年(nián)之(zhī)后(hòu)，这些(xiē)光(guāng)在宇宙空间背(bèi)景上留下了(le)各相同(tóng)性的(de)微波辐射。其(qí)中(zhōng)红色的部分表示温度较高的区域(yù)，蓝色则表示相对(duì)较冷的区(qū)域，但实际(jì)上它们(men)之间的温差(chà)只有(yǒu)万分之一。

科学(xué)家们通(tōng)过对前景背景分离(lí)后的二值(zhí)图像进(jìn)行连通域(yù)提取和标(biāo)记之后(hòu)发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当(dāng)中没有暗物(wù)质，图(tú)形看起来不(bù)应该(gāi)是(shì)这样的，而随(suí)着(zhe)暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景辐(fú)射的测量值，我(wǒ)们需(xū)要的(de)暗物质大(dà)约是(shì)普通物质(zhì)的5倍。这个数(shù)字(zì)与解释星系(xì)当中恒星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物(wù)质比(bǐ)例是一致(zhì)的(de)。这就意味着。

用了一(yī)个简(jiǎn)单(dān)的理(lǐ)论框架，就(jiù)很好地解(jiě)释了很多(duō)不(bù)同的观(guān)测结果。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙当中存在(zài)着某种类型的粒子，它们不参与任何(hé)其(qí)他的(de)电磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就(jiù)相当于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到(dào)底是什么？科学家们已(yǐ)经提出了(le)数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目(mù)标，而要寻找(zhǎo)这些不(bù)同(tóng)的(de)目标粒子所需(xū)要(yào)的实(shí)验方式也(yě)不相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找(zhǎo)这些看不(bù)见、摸不到(dào)，几乎不会与常规物(wù)质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了(le)超过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，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在(zài)山下1400米(mǐ)处(chù)的地下矿井当中，藏着地(dì)球上最(zuì)大的地学(xué)实(shí)验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层楼高的探测器，一(yī)直致力于寻(xún)找暗物(wù)质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以(yǐ)来(lái)，这(zhè)里的(de)科学家声称观测到(dào)了某(mǒu)种(zhǒng)信(xìn)号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的事情(qíng)。探测率会在(zài)每年(nián)的(de)6月(yuè)份(fèn)达到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家认为这(zhè)可(kě)能是人类(lèi)发现(xiàn)暗物(wù)质的第(dì)一个直接(jiē)证据(jù)。

但是为(wèi)什么暗物质会(huì)产生(shēng)周(zhōu)期性的年(nián)度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们讲了太(tài)阳系(xì)正在(zài)以220公(gōng)里/秒的速(sù)度围绕着(zhe)银(yín)河系进(jìn)行移动，那(nà)么如果暗物(wù)质存在宇(yǔ)宙(zhòu)当中，这意(yì)味着(zhe)我们也在(zài)以这样的(de)速度在穿越着(zhe)暗(àn)物质流，这个过程中(zhōng)会产(chǎn)生相应(yīng)的振荡，同时地(dì)球又以(yǐ)30公(gōng)里/秒的(de)速度围绕(rào)太阳进行旋转。所以有(yǒu)半年的时间，地球围绕太(tài)阳的方向(xiàng)与(yǔ)太阳(yáng)环(huán)绕银河系的方(fāng)向是一致的(de)，而(ér)另外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月份(fèn)的(de)时(shí)候，地球与太阳的方向正(zhèng)好达到完全(quán)一致，这是理论上地球(qiú)穿(chuān)越暗物质流最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好(hǎo)达到了最慢值(zhí)。尽管在(zài)实际的情(qíng)况中，太(tài)阳系相对银河系的平面呈(chéng)现(xiàn)了(le)60度的倾斜，但是(shì)这并(bìng)不影响(xiǎng)这个(gè)理论的有效性。

因此科(kē)学(xué)家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员(yuán)们所观测(cè)到(dào)的(de)周期性信号(hào)。当然也可(kě)能有(yǒu)其他的情况，造成这种年度周期信号的差异(yì)也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的(de)水分、高山上的积(jī)雪，甚至连(lián)意大利游客的数量也符合(hé)这(zhè)个周期的规律。

所(suǒ)以，科学(xué)家们又在南半球建立了一个几乎相(xiāng)同的实验室(shì)，这(zhè)里的季节与之前的实验室正好相反(fǎn)，而在(zài)这里，地球(qiú)穿过(guò)暗物(wù)质流的运动特(tè)征和第一(yī)个实(shí)验室是一样的。

因此，如果在这里可(kě)以得到相同的信号(hào)，就可(kě)以成(chéng)为暗(àn)物质所(suǒ)存(cún)在的非常有(yǒu)力的证据(jù)了。但是(shì)由于这个实验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至目前还无(wú)法提供相(xiāng)应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射(shè)一(yī)台新的望远镜，这台太空望远镜(jìng)叫做“南希(xī)格雷斯罗(luó)曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视(shì)场仪器提供的视野是哈勃红外(wài)仪器的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗曼(màn)太空望远(yuǎn)镜其中(zhōng)一(yī)个关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘(mì)，对于(yú)探测的结(jié)果(guǒ)，我们只能(néng)拭目(mù)以待(dài)了。费米实(shí)验室粒子天体(tǐ)物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质存(cún)在，它们极有可能拥有另一种神秘的(de)效应，这种暗物(wù)质效应，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生命的诞(dàn)生，或者说(shuō)是生命进化(huà)的一个重要因(yīn)素。

如果(guǒ)这一理论得到进(jìn)一步的证(zhèng)实(shí)，那么遍(biàn)布宇(yǔ)宙当中的(de)暗(àn)物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中某个(gè)角落的(de)行(xíng)星(xīng)上，暗物质正在通(tōng)过这样的(de)效(xiào)应创造生命。当然，这些推论的大前提(tí)是要(yào)先找到暗物质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 女生冷淡考验一般多久，女孩考验男生的10个套路