宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制(zhì)造”的？为何会(huì)存在科学无(wú)法解释(shì)的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找暗(àn)物质存在的证据，科学家们在过去的几(jǐ)十年(nián)当(dāng)中进行了超过50次的长期(qī)实验，但(dàn)是却没有发现(xiàn)任何的有效证据。除(chú)了一个地方，在1687年出版的自然哲(zhé)学数学原(yuán)理一(yī)书中，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它(tā)揭示了宇宙中天体运动的规律(lǜ)。往后的几百(bǎi)年来，当天文学家们发现某些天(tiān)体运行轨道出现异常，不(bù)符合万有引力定(dìng)律(lǜ)的(de)时候，他们就会知道(dào)，周围一定有未知的天体通过引力在摄(shè)动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维(wéi)耶就通过(guò)天王(wáng)星运行轨道(dào)的异常，推算并(bìng)且发现了海王星的(de)存在(zài)。另外，哈雷(léi)彗(huì)星、冥王星(xīng)的发现都(dōu)是应用万有引力定律所取得重大天文(wén)成就的(de)例子。但(dàn)是这些发现都是在(zài)恒(héng)星(xīng)系统(tǒng)的尺度当中，可当我们上升到(dào)星系或(huò)者是星团的尺度(dù)，事情就(jiù)开始变得诡异(yì)了(le)。

中国允许士兵投降吗 如果打仗了警察用上吗 decoding="async" data-ratio="0.5500910746812386" data-type="jpeg" data-w="1647" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/7e58e8fcd62ac7f.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

1933年，瑞士(shì)的物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研(yán)究和测量后发星系团的质(zhì)量(liàng)。这(zhè)是(shì)一个(gè)由数(shù)千个星系(xì)所(suǒ)组成的(de)巨大星(xīng)系团，这些星系(xì)被引力(lì)束缚在一起。测量星系(xì)团(tuán)的质量一般(bān)会(huì)使用到两种方法，当(dāng)两(liǎng)种方(fāng)法结(jié)果一致，就可以(yǐ)确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要(yào)的(de)数据是(shì)测量各个星系的光(guāng)度。

第二(èr)种是动力学质量的计(jì)算，是(shì)利用光谱红(hóng)移测量星系(xì)团中的各个星(xīng)系相对于星(xīng)系团的运(yùn)动(dòng)速度。当测量结果出(chū)来之后，兹威基彻(chè)底懵(měng)了，“动(dòng)力学质量”竟然(rán)是“光(guāng)度学质量”的400倍。这(zhè)意味着(zhe)，后发座星(xīng)系团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式所存在，我们无法看到。最诡异的是，在测(cè)量速度的过程(chéng)中(zhōng)，兹(zī)威基发现星(xīng)系团中很多(duō)星系的速度(dù)比理论上(shàng)要快得(dé)多，按照牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠这(zhè)些(xiē)可见(jiàn)星(xīng)系的(de)质量所产生(shēng)的引力(lì)是无法(fǎ)将它们(men)束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出星(xīng)系(xì)团之外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量在(zài)起作用，这种(zhǒng)力量来源于某种(zhǒng)隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基提出了这(zhè)样部分不可见的(de)暗(àn)质，它(tā)不发散光(guāng)、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中(zhōng)绝大部分的质(zhì)量。只(zhǐ)是当时的人们对这样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这个词才再一(yī)次出现。天(tiān)文学家维拉(lā)鲁宾(bīn)和肯(kěn)特福特在观测仙女(nǚ)座(zuò)星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说，距离中(zhōng)心越远(yuǎn)的(de)恒星在其(qí)轨道上的运行(xíng)速度就会越慢(màn)。但是他们观(guān)测的结果却让人(rén)感到不可思议。

随着与(yǔ)中(zhōng)心(xīn)距离的增(zēng)加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万(wàn)有引(yǐn)力定律，在星系当中如果(guǒ)没(méi)有足够(gòu)大(dà)的质量来(lái)吸(xī)引它(tā)们，这些(xiē)外围的(de)恒星早就被甩到(dào)宇宙当中了(le)。基于(yú)这种现象，科学家们会(huì)使用一种相对(duì)标(biāo)准(zhǔn)的方法来解释暗物质的(de)存在，这种(zhǒng)方法就是测量星系当中(zhōng)气(qì)体(tǐ)在X轴上距离星系(xì)中(zhōng)心(xīn)的距(jù)离，以及(jí)在Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果出现异常的结果，就认为是由暗物质的力(lì)量(liàng)进入(rù)其中。

于是科(kē)学家们通过射(shè)电(diàn)望远镜测量了距离星系中心更远距(jù)离的氢元素(sù)，发现(xiàn)它们的(de)旋转速度并不符合牛顿(dùn)的(de)力学(xué)定律。我(wǒ)们的太阳系也不例外，太(tài)阳系位于银(yín)河系的第(dì)三悬臂之上，距(jù)离银河系(xì)中心(xīn)2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)进行计算，太阳系的运行速度应该是(shì)160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银(yín)河系旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实际速度(dù)远(yuǎn)远大于理论(lùn)速度，那么产生以上这种向心加速度(dù)的原因很可能就是存在着一种(zhǒng)我(wǒ)们看不到的(de)物(wù)质，是这些(xiē)暗物质(zhì)的引力效应将(jiāng)星系聚集在了(le)一(yī)起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多(duō)的研(yán)究(jiū)人员开始相(xiāng)信暗物质的(de)存在。科(kē)学(xué)家根(gēn)据星系外(wài)恒星轨道的速度，估(gū)算(suàn)在星系当中暗物(wù)质(zhì)的质量(liàng)占整个星系(xì)质量的(de)85%。但是，暗(àn)物(wù)质并不是唯(wéi)一(yī)可以解释这个现(xiàn)象(xiàng)的原因(yīn)。在一项新的(de)研究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引(yǐn)力效应的遥远(yuǎn)恒(héng)星(xīng)之间，也会出现速度上的(de)微小(xiǎo)差(chà)异。另外，天文学家还发现了一个(gè)反常(cháng)的星(xīng)系(xì)，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球(qiú)大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小和(hé)银河系不多，但是(shì)星系当中存在的(de)恒星数量却只有银河系的(de)千分之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上，该(gāi)星系(xì)必须存在暗物质，否(fǒu)则就会(huì)分(fēn)崩离析。但是科学家们使用最(zuì)先进的望远镜对其进(jìn)行(xíng)了40个小时(shí)的详细测量之后，发现星系(xì)中的恒星运动是可以(yǐ)用正常的物质和力(lì)学定律来解释的(de)。那(nà)么(me)又有人提出，也许该星系的暗(àn)物质，已(yǐ)经被(bèi)附近(jìn)的另一个大星系(xì)剥离(lí)了。奇(qí)怪的(de)是，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造(zào)成(chéng)这(zhè)些现象(xiàng)的除(chú)了(le)暗物(wù)质(zhì)的假(jiǎ)说之外(wài)，另一种可能(néng)就是人类对(duì)引力的理解还不(bù)够全面(miàn)，引力很可(kě)能(néng)在不同尺度(dù)空间中的工作(zuò)方(fāng)式是(shì)不同的，这意味着在行星系尺(chǐ)度中的(de)天(tiān)体会沿着它们的轨道(dào)，按照(zhào)我们所理解的方式运动。但(dàn)是上(shàng)升到星系和星团的尺度，引力之间的相互作用(yòng)则是(shì)不(bù)同的(de)方(fāng)式(shì)。对于在星系团之间的(de)相互(hù)作(zuò)用，科学家还引入了(le)外部场效(xiào)应的概念，指的是在数(shù)百(bǎi)万(wàn)光年的规(guī)模上，巨大(dà)的质量之间会产生对彼此特殊的(de)效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果MOND蒙(méng)德(dé)理论成立，这(zhè)意味着我们(men)需要对现在(zài)的物(wù)理定律进行修正，这些发(fā)现(xiàn)也让很多人(rén)认为暗物质假说(shuō)理论就(jiù)此终结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存在(zài)的(de)其他的(de)理论证据，这些(xiē)理论证(zhèng)据是(shì)蒙德(dé)理(lǐ)论所没法解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离(lí)为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组成(chéng)，类(lèi)似这样的星团，它们大部分的普通(tōng)质量都在星(xīng)系的(de)气体当中。当(dāng)星团(tuán)以1000万公(gōng)里/小时(shí)发生碰撞的(de)时候，星际气(qì)体的相互作(zuò)用就会导致温度的急剧(jù)升高，速(sù)度大幅降低(dī)。所以在理论上，在(zài)碰撞之后(hòu)，子弹星系团大部分的质量将(jiāng)位于所有这些气(qì)体所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过什(shén)么来(lái)验(yàn)证它(tā)的(de)质(zhì)量区域到底是不是集中在(zài)中(zhōng)间(jiān)呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯太(tài)空(kōng)望远镜(jìng)传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的高(gāo)清照片，在照片中我们(men)可以明(míng)显(xiǎn)地看到很多星系似(shì)乎被拉伸产生了(le)巨大(dà)的形变。其(qí)实这些(xiē)星系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜(jìng)出(chū)了什么问(wèn)题，而(ér)是(shì)这样极(jí)遥远的(de)天体和我们地球上(shàng)的观(guān)测者之(zhī)间。被一个质量超级巨(jù)大(dà)的天体遮(zhē)挡，这个超大质量的东西(xī)的(de)引力，会使身后更遥远星(xīng)系的光都发生了(le)扭曲(qū)。这个现象就(jiù)是(shì)引力(lì)透镜效应。这个巨大的天体(tǐ)可能是超(chāo)大质(zhì)量的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹(dàn)星(xīng)系团观测的时候，发现它的大(dà)质量(liàng)区域并不是在(zài)中间，而是在两侧。所以(yǐ)最(zuì)好(hǎo)的解释方法就是当星团发生全部的(de)碰撞时(shí)，可被(bèi)观(guān)测到的(de)质(zhì)量(liàng)气体被(bèi)卡在(zài)了中间，暗物质(zhì)则直(zhí)接通过了这个区域(yù)，并在两边形成了引力透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被认为是暗物质存(cún)在的(de)迄今为止最好的理论证据。

除(chú)此之(zhī)外，还(hái)有来自宇宙当中最古(gǔ)老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万年之后(hòu)，可见光终于可以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间(jiān)背景上留下了各相同性的微波辐射。其中红(hóng)色的部分(fēn)表示温(wēn)度较高的(de)区域，蓝(lán)色则(zé)表示(shì)相(xiāng)对(duì)较冷的区域，但(dàn)实际上它(tā)们(men)之间的温(wēn)差只有万分(fēn)之一。

科学家们通(tōng)过对前景背景分离后的二值图像(xiàng)进行(xíng)连通域提取(qǔ)和标记之后发现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形看起来(lái)不应该是这样(yàng)的，而随着暗(àn)物质的(de)增加(jiā)，一些峰值的(de)幅度会(huì)减小，才变得看(kàn)起来“和谐(xié)”。为(wèi)了匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测(cè)量值，我们需要的暗物质(zhì)大约是普通物(wù)质的5倍。这个数字与(yǔ)解(jiě)释星系当中(zhōng)恒星运动所需要的暗(àn)物质(zhì)比例(lì)是一致的。这就(jiù)意(yì)味着(zhe)。

用了一个简单的理(lǐ)论(lùn)框架，就(jiù)很好地解释(shì)了很多不(bù)同的观测(cè)结果。而暗(àn)物质的(de)本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它们不参与任何其他(tā)的电磁作(zuò)用，只通(tōng)过引力来相(xiāng)互作用。所以如(rú)果能够找到这(zhè)种粒(lì)子的(de)存在，就相当于找到了暗物质存在(zài)的实际证据。这种粒子到底是什么(me)？科学家们已(yǐ)经提(tí)出了(le)数十种(zhǒng)的假想目标，而(ér)要寻找这些不同的目标粒(lì)子所需(xū)要(yào)的实验方式也不相同。在过(guò)去的几十年当中，人(rén)类为了寻(xún)找这(zhè)些看不(bù)见、摸不到，几(jǐ)乎不(bù)会与常规物质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们(men)已经进行了超过(guò)50次的实验，却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，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的(de)地下(xià)矿井当中，藏着地(dì)球(qiú)上最大的地学(xué)实验(yàn)室(shì)，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼(lóu)高的探测(cè)器(qì)，一(yī)直致力于寻找暗物质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家声称观测(cè)到了某种信号。经过了20多年的(de)数据收集，人们(men)发(fā)现了一个有趣(qù)的(de)事情。探测率会在每(měi)年的6月份达(dá)到峰值(zhí)，然后(hòu)在11月降到(dào)最低，而且在20年当中每年都是一样(yàng)。一些科学家认为这可能是(shì)人类发现暗物质(zhì)的第一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周期性的年度信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕着(zhe)银河系进(jìn)行移动，那么如(rú)果暗物质存在(zài)宇宙当中，这意(yì)味着我们也在以(yǐ)这样的速度在穿越着暗物质(zhì)流(liú)，这个(gè)过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同(tóng)时地球又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进行(xíng)旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半年的时(shí)间(jiān)，地球围绕太阳的方向与太阳环(huán)绕(rào)银(yín)河系的方(fāng)向是一(yī)致的，而另外半(bàn)年则(zé)与之(zhī)相反。

而在6月份(fèn)的时候，地(dì)球(qiú)与太阳的方向正好达(dá)到完全一致，这是理论(lùn)上地球穿(chuān)越(yuè)暗(àn)物质流最快(kuài)的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达(dá)到(dào)了最慢值。尽(jǐn)管在实际的情况(kuàng)中，太(tài)阳系(xì)相对银河(hé)系的(de)平面(miàn)呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这(zhè)并不(bù)影响这个理论的(de)有效(xiào)性。

因此科学家认为这可(kě)以用(yòng)来解释，研究(jiū)人员们所观测(cè)到(dào)的周期性信号(hào)。当(dāng)然也可(kě)能(néng)有其他的情况，造成这种年度周期信号的差异也可(kě)能是(shì)温度、湿度(dù)、土壤(rǎng)中的水(shuǐ)分(fēn)、高(gāo)山上的积雪，甚至连(lián)意大(dà)利游(yóu)客的数量也符合这个周期的规律。

所以，科学家们又在南半球建立了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的(de)季节与之前的(de)实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第(dì)一个实验室是一样(yàng)的(de)。

因此，如果在这(zhè)里可以(yǐ)得到相同(tóng)的(de)信号(hào)，就可(kě)以成为(wèi)暗物质所存(cún)在的非(fēi)常有力的证据了。但是中国允许士兵投降吗 如果打仗了警察用上吗x;'>中国允许士兵投降吗 如果打仗了警察用上吗由于这个实(shí)验室刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还无法提(tí)供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射(shè)一台(tái)新(xīn)的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器(qì)提(tí)供(gōng)的视(shì)野是哈勃红(hóng)外仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太(tài)空望远镜其中一个(gè)关键(jiàn)的用途(tú)就是探索暗物质(zhì)背后(hòu)的奥秘(mì)，对于(yú)探测(cè)的结果(guǒ)，我们只能拭目以待了。费米(mǐ)实验(yàn)室粒子(zi)天(tiān)体(tǐ)物理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质存(cún)在，它们极有(yǒu)可(kě)能(néng)拥有(yǒu)另一(yī)种神秘的(de)效应，这种暗物质效应(yīng)，会(huì)支持(chí)宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的诞生(shēng)，或者说是生命进(jìn)化的一个(gè)重要因(yīn)素。

如果这一理(lǐ)论得到(dào)进一步的证实，那(nà)么(me)遍布宇宙当中的暗(àn)物质(zhì)会(huì)不会意味着人类并不孤单呢(ne)？或(huò)许在宇宙当(dāng)中(zhōng)某个角落的行星上，暗物质正(zhèng)在通过这样的效(xiào)应创造生命(mìng)。当然，这些推论(lùn)的大前提是要先找到(dào)暗物质(zhì)存在的(de)实际证(zhèng)据。那(nà)么(me)小(xiǎo)伙(huǒ)伴们，你们(men)觉(jué)得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支(zhī)持是我更(gèng)新(xīn)的动(dòng)力！

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