宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质又究竟是(shì)什么？人(rén)类为了寻找暗物质存在(zài)的证据，科学家们(men)在过(guò)去的几十年当中进行了超过50次的(de)长期(qī)实验，但(dàn)是却(què)没有发(fā)现任何的(de)有(yǒu)效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出(chū)版的自然哲学数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定(dìng)律，它揭示(shì)了宇宙(zhòu)中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文(wén)学(xué)家们发现某些天体运行轨道出(chū)现异常，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未知(zhī)的天体(tǐ)通过引力在摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过(guò)天王星运行轨(guǐ)道的异常，推算(suàn)并且(qiě)发现(xiàn)了(le)海(hǎi)王(wáng)星的存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现都是应用万有引力定律所取得重大天文成就的(de)例(lì)子。但是这些发现(xiàn)都是在恒星系(xì)统的尺(chǐ)度当(dāng)中，可当我们上升到星系(xì)或者是(shì)星团的尺度，事(shì)情就(jiù)开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗(fú)里茨兹威基正在研究和测量后发星系(xì)团的质量。这(zhè)是一个由数千个星系所组成的巨大星(xīng)系团，这些星系被引力束缚(fù)在一起。测量星系团的质(zhì)量一般会使用(yòng)到两种方法，当(dāng)两(liǎng)种方(fāng)法结果一致(zhì)，就可以确定其(qí)质量的范(fàn)围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要的(de)数(shù)据(jù)是测(cè)量各个星系的光(guāng)度。

第二种是动(dòng)力学质(zhì)量的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量星系团中的各个(gè)星系相对于星系团的运动速度。当测量结果出来之后，兹(zī)威(wēi)基彻(chè)底懵了，“动力(lì)学质量”竟然(rán)是“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有(yǒu)99%的质量消失了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可(kě)见光的形式所(suǒ)存在(zài)，我们无法看到。最(zuì)诡异(yì)的是，在测量速度的(de)过程中，兹威基发(fā)现星(xīng)系团中很多(duō)星系(xì)的(de)速度比理论上要(yào)快得(dé)多，按(àn)照牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些可见星系(xì)的(de)质量(liàng)所(suǒ)产生的引力是无法将它(tā)们(men)束(shù)缚在星(xīng)系团内的(de)，它们早就(jiù)应该被抛出星系团之外了，除非有一种神(shén)秘的力量在起作(zuò)用，这种(zhǒng)力量来(lái)源(yuán)于某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维基提出(chū)了这样部分不(bù)可见的暗质，它不发散光(guāng)、吸(xī)光、反射金典保质期一般是多久啊 金典牛奶过期了几天还能喝吗光，但是它(tā)们却占据着宇宙中绝(jué)大部分(fēn)的质量。只是当时的人们对(duì)这样的一种说(shuō)法不(bù)屑一(yī)顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质(zhì)”这个词(cí)才(cái)再(zài)一次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座(zuò)星(xīng)系中的恒星(xīng)运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨道上的运行速度就会(huì)越慢(màn)。但是他们观(guān)测的(de)结果却让人感到不可(kě)思(sī)议。

随着与中心距离(lí)的(de)增加，恒星的旋转速度几乎(hū)保持不(bù)变。可是根(gēn)据牛顿的万有引(yǐn)力定(dìng)律，在星系当中如(rú)果没有足够大的质量来(lái)吸引它(tā)们，这(zhè)些外围的恒星早就(jiù)被(bèi)甩到(dào)宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。基于这种现象，科学家们会使用一种(zhǒng)相(xiāng)对(duì)标准的(de)方(fāng)法来解释暗物质的存在，这种方法就是测量(liàng)星系当中(zhōng)气体在(zài)X轴(zhóu)上距离星系中(zhōng)心的距离，以及(jí)在Y轴上气(qì)体的旋转速度。如果出现异常的结果，就认为是由暗物质(zhì)的(de)力量进入(rù)其中。

于(yú)是科学(xué)家们通过(guò)射(shè)电望(wàng)远镜测量了距离(lí)星系(xì)中心更远距离(lí)的氢(qīng)元素，发(fā)现(xiàn)它(tā)们的旋转(zhuǎn)速度并不(bù)符合(hé)牛顿的力学定律。我们的太(tài)阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银河(hé)系的第三悬臂之上，距离银(yín)河系中心(xīn)2.6万(wàn)光年(nián)，根(gēn)据万有引(yǐn)力(lì)定律进(jìn)行计算，太阳系的运(yùn)行速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度(dù)远远大(dà)于(yú)理论速度，那(nà)么(me)产生(shēng)以(yǐ)上这种(zhǒng)向心加速度的(de)原因很可能就是(shì)存(cún)在着一(yī)种我们看不到的(de)物质(zhì)，是这些暗物质的引力(lì)效应将星系聚集(jí)在了一起(qǐ)。

也是(shì)从这时开始(shǐ)，越(yuè)来越多(duō)的研(yán)究人员(yuán)开(kāi)始相信暗物质(zhì)的存(cún)在。科(kē)学家根据星(xīng)系(xì)外恒星轨道的速度，估算在星系当(dāng)中暗物质的质(zhì)量占整个星系(xì)质量的(de)85%。但是，暗(àn)物质并不是唯(wéi)一可以解(jiě)释(shì)这个现(xiàn)象的原因。在一项(xiàng)新(xīn)的(de)研究当(dāng)中，科(kē)学家们发现，几乎没有引力效(xiào)应的(de)遥远恒星之间(jiān)，也会出现速(sù)度上(shàng)的微小差异(yì)。另(lìng)外，天文学家还发(fā)现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大(dà)约2.5亿光年，大(dà)小和(hé)银河系不多(duō)，但是星(xīng)系当(dāng)中存在(zài)的恒星数(shù)量(liàng)却只有银河系的千(qiān)分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使(shǐ)用最(zuì)先(xiān)进的望(wàng)远镜对其进行(xíng)了40个小(xiǎo)时的详(xiáng)细测量(liàng)之后，发现星系中的恒星(xīng)运(yùn)动是可以(yǐ)用(yòng)正常的(de)物质和力学定(dìng)律来解释的。那么又(yòu)有(yǒu)人提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造成这些现象的除了暗(àn)物质(zhì)的假说之外，另一种可能就是(shì)人类(lèi)对(duì)引力的(de)理解(jiě)还不(bù)够(gòu)全面，引力(lì)很可能(néng)在不同尺度(dù)空间中的工作方式是不(bù)同的(de)，这(zhè)意味着在(zài)行星系(xì)尺度中的天体会(huì)沿着(zhe)它们(men)的轨道，按照我们所理解的方式(shì)运动。但是(shì)上升到星系和(hé)星(xīng)团的(de)尺度，引力之(zhī)间的相互(hù)作(zuò)用(yòng)则(zé)是不同的(de)方式。对(duì)于在星系团之间的相(xiāng)互作用，科学(xué)家(jiā)还引入了外(wài)部场效应的(de)概念(niàn)，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨大(dà)的质量之间会产生对彼此特殊的效果，这个(gè)理论(lùn)叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着(zhe)我们需要对(duì)现在(zài)的物理定(dìng)律进(jìn)行修(xiū)正，这些发现也让(ràng)很(hěn)多(duō)人认为暗(àn)物质(zhì)假(jiǎ)说理论就此终结。但(dàn)是在宇宙当(dāng)中还有关于(yú)暗物质存在的(de)其他的(de)理论证据(jù)，这些(xiē)理(lǐ)论证据是蒙(méng)德理论(lùn)所没法(fǎ)解(jiě)释的“引力透镜(jìng)”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿光年的子(zi)弹星系(xì)团，由两(liǎng)个碰撞的星系团所组成，类似(shì)这样的星团，它(tā)们大部分(fēn)的普通质量都在星(xīng)系的(de)气体当中。当星团(tuán)以1000万(wàn)公里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星际气体的相互作用就会导致温度的(de)急剧升高，速度大幅(fú)降低。所以在理论(lùn)上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系(xì)团大部分的质量(liàng)将位于所有这些气体所在的中间区域(yù)。那么我们通过什么(me)来验证它的质量(liàng)区域到底是不是集(jí)中在中间(jiān)呢？前(qián)不久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦(wéi)伯太空望远镜(jìng)传(chuán)回了(le)宇(yǔ)宙当(dāng)中第(dì)一张全彩的高(gāo)清(qīng)照(zhào)片，在照片中我们可以明显(xiǎn)地看到很多星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨(jù)大的形(xíng)变。其实这些星系本身(shēn)并不(bù)是真的被(bèi)扭曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是(shì)这样极遥远的天体和我们地球上的观测(cè)者之(zhī)间。被(bèi)一个(gè)质量超(chāo)级(jí)巨大的天(tiān)体遮挡，这个超大质量的(de)东西(xī)的(de)引力，会使(shǐ)身后更(gèng)遥远星系(xì)的(de)光都发生(shēng)了(le)扭(niǔ)曲(qū)。这个现(xiàn)象就是引力透镜效应(yīng)。这(zhè)个巨大(dà)的(de)天体可能是超大质量的黑洞或(huò)者(zhě)是暗物质。

所以当人们(men)对子弹星系团观测(cè)的时(shí)候，发现它的大质量区域并(bìng)不是在中间(jiān)，而(ér)是在(zài)两侧。所(suǒ)以最好的解释方(fāng)法就是当(dāng)星团发生全部的(de)碰(pèng)撞时，可被(bèi)观测到(dào)的质量气(qì)体被卡(kǎ)在了中(zhōng)间，暗物(wù)质则直接通(tōng)过了(le)这(zhè)个区域，并在(zài)两边形成了引力(lì)透镜。对子(zi)弹星系团的引力透镜研究(jiū)也被认为是暗(àn)物(wù)质存在的(de)迄今为止最(zuì)好的理论证据(jù)。

除(chú)此(cǐ)之外(wài)，还有来自宇宙(zhòu)当中最古(gǔ)老的(de)光。从宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通无(wú)阻地穿(chuān)越在宇宙(zhòu)当中了。经(jīng)过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背(bèi)景上留下了各相同性的微波辐射。其中(zhōng)红色(sè)的部分表示温度(dù)较高的区(qū)域，蓝色则(zé)表示相(xiāng)对较冷的区域，但实际上它们之(zhī)间的温差(chà)只有万分(fēn)之一。

科学(xué)家们(men)通过(guò)对前景背景分离后的二值图像进行连(lián)通(tōng)域提取和(hé)标记之后(hòu)发(fā)现，如(rú)果宇宙当(dāng)中没有(yǒu)暗物质，图形看(kàn)起来不应该(gāi)是(shì)这样的(de)，而随着暗物质的增(zēng)加，一(yī)些峰(fēng)值的幅度会减(jiǎn)小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景辐射(shè)的测量(liàng)值，我们需要的(de)暗物质大约是(shì)普通物质的(de)5倍。这(zhè)个数字(zì)与解(jiě)释星系当中恒星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗(àn)物质比例是一致的。这就意(yì)味着。

用了一个(gè)简单(dān)的理论框(kuāng)架，就很好地解释了很多(duō)不同的观(guān)测(cè)结果。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙当中存(cún)在(zài)着某种类型的(de)粒子，它(tā)们不(bù)参与任何其(qí)他的(de)电(diàn)磁作用，只通过(guò)引力来相互作用。所(suǒ)以如果能够找到(dào)这种粒(lì)子的存在(zài)，就相当(dāng)于找到了(le)暗物质存在的实际(jì)证据。这种粒(lì)子到(dào)底是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不(bù)同的(de)目(mù)标粒子所需要的实(shí)验(yàn)方式(shì)也不相同(tóng)。在过去的几十年当中，人类为(wèi)了(le)寻找这些看不见、摸不到(dào)，几乎不(bù)会与常规物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行了超过50次的实(shí)验(yàn)，却没有(yǒu)任何实质性的(de)发现，除(chú)了一个(gè)地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的(de)地下(xià)矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大的地学(xué)实验(yàn)室，这个(gè)实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的探测器，一直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子(zi)的周期性震荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这里的科(kē)学(xué)家声称观测到了某种(zhǒng)信(xìn)号。经(jīng)过(guò)了20多(duō)年(nián)的数据收(shōu)集，人(rén)们(men)发现了一个有(yǒu)趣的事情。探测率会在每(měi)年的6月份达到峰值，然(rán)后在11月降到最(zuì)低(dī)，而且在20年当中(zhōng)每年都是一样。一些科学家认(rèn)为(wèi)这可能(néng)是人类发现暗物质(zhì)的第一(yī)个(gè)直接证据(jù)。

但是为什(shén)么暗物质会(huì)产生周(zhōu)期性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚(gāng)才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系进行移动，那(nà)么如果(guǒ)暗(àn)物(wù)质存在(zài)宇宙当中，这(zhè)意味着(zhe)我们也(yě)在以这样(yàng)的速度在穿越着暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相应(yīng)的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋(xuán)转。所(suǒ)以有(yǒu)半年的时间(jiān)，地球围绕太(tài)阳(yáng)的方(fāng)向(xiàng)与太阳环绕银河系(xì)的方(fāng)向(xiàng)是(shì)一致(zhì)的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太(tài)阳的方向正好达到完全一致(zhì)，这(zhè)是理论上地球穿(chuān)越暗物质(zhì)流最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的(de)情况中，太阳系相对银河系的平面(miàn)呈(chéng)现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这个理论的有(yǒu)效性。

因(yīn)此科学家认为这可(kě)以用(yòng)来解释，研究人员们所(suǒ)观测到的周期性信号。当然也可(kě)能有其他(tā)的(de)情况，造(zào)成这种(zhǒng)年度周期信(xìn)号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至连意大利(lì)游客(kè)的数(shù)量也符合这个周期(qī)的规(guī)律。

所以(yǐ)，科学家(jiā)们又在南半球建立了(le)一个几乎相同的实(shí)验室，这里的季节与(yǔ)之前的实验室正(zhèng)好相反，而在这里(lǐ)，地球穿(chuān)过暗物质流的运动特征和第一个实验室是一样的。

因此(cǐ)，如果在这里可以得到相同的信(xìn)号，就可以成为(wèi)暗物(wù)质(zhì)所存在的非常有力的证据了。但(dàn)是由于这(zhè)个实(shí)验(yàn)室刚刚(gāng)建成不久，所以截至目前还无法提(tí)供相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太空(kōng)望远镜叫(jiào)做(zuò)“南(nán)希格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的主镜大(dà)小跟哈(hā)勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯(sī)罗曼太(tài)空望远镜其中一个关键的用途(tú)就是探索暗物质背后的奥秘(mì)，对于探测的结果，我们只能拭目以(yǐ)待(dài)了。费(fèi)米实验室粒(lì)子天体物理中(zhōng)心(xīn)的科学家丹琥(hǔ)珀(pò)和贾森斯特(tè)芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神秘(mì)的(de)效应，这种暗物(wù)质效(xiào)应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当(dāng)中生(shēng)命的诞生(shēng)，或者(zhě)说是生命进化的一(yī)个重要因(yīn)素。

如果(guǒ)这(zhè)一理论(lùn)得(dé)到进一(yī)步的证实(shí)，那么遍(biàn)布宇宙(zhòu)当中的暗物质会不会(huì)意味着人类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中(zhōng)某个(gè)角(jiǎo)落的(de)行星上，暗物质(zhì)正在通过这样的(de)效应创造生命。当然，这些推论的大前(qián)提(tí)是要(yào)先找到暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的实际(jì)证据。那么(me)小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到(dào)底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支持是我(wǒ)更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 金典保质期一般是多久啊 金典牛奶过期了几天还能喝吗