宇(yǔ)宙是“人为制造”的(de)？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物(wù)质又究竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗物质(zhì)存(cún)在的(de)证(zhèng)据，科学家们(men)在过去的(de)几十年当中进行了超(chāo)过50次的(de)长期实验(yàn)，但是却没有发现任何的有(yǒu)效证据。除了一个地方，在1687年出版的(de)自然哲学(xué)数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引力定律，它揭(jiē)示了(le)宇宙中(zhōng)天(tiān)体运动的规律。往后的几(jǐ)百年来，当天文学家们发现某些(xiē)天(tiān)体运行轨道出现异常，不(bù)符(fú)合万(wàn)有(yǒu)引力定(dìng)律(lǜ)的(de)时候，他们就会知道，周围一(yī)定有未(wèi)知的天体通过引(yǐn)力在摄动(dòng)它的(de)轨道。比如(rú)在1846年，奥(ào)本(běn)勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推(tuī)算并且(qiě)发(fā)现了海王星(xīng)的(de)存(cún)在。另外，哈雷(léi)彗(huì)星、冥王星的发现(xiàn)都(dōu)是应(yīng)用万(wàn)有引力定(dìng)律所取得重大(dà)天文(wén)成就(jiù)的例(lì)子。但是这些发现都(dōu)是在(zài)恒(héng)星系统的尺(chǐ)度当(dāng)中，可当我们上升到星系或者是星团(tuán)的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物理学(xué)家(jiā)弗(fú)里茨兹(zī)威(wēi)基正(zhèng)在研(yán)究和测(cè)量后发星系团的质量。这是(shì)一个由数千个星(xīng)系所(suǒ)组成的巨大星系(xì)团，这些星系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星系团的(de)质量一般会(huì)使用到两种方法，当两(liǎng)种方(fāng)法结(jié)果一致(zhì)，就可以确(què)定其质量的(de)范(fàn)围。

第一种是获得其"光度学的(de)质(zhì)量"，需(xū)要的数据是测量各个星系的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是动(dòng)力(lì)学(xué)质量的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量星系团中(zhōng)的各个星(xīng)系(xì)相对于星系团的(de)运动速度(dù)。当(dāng)测量结果出(chū)来之后，兹(zī)威基彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意味(wèi)着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可见光的形式所存在，我们(men)无法看到(dào)。最诡异的是(shì)，在测(cè)量速(sù)度(dù)的过程中(zhōng)，兹威(wēi)基发现星系团中很多星(xīng)系的速度(dù)比理论上要快得多(duō)，按照牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产(chǎn)生的(de)引力(lì)是无法(fǎ)将它们束缚(fù)在星系团内(nèi)的，它(tā)们早就应该被抛出星系团之外了(le)，除非有一种(zhǒng)神(shén)秘的力量在起作(zuò)用(yòng)，这种力量来源于某种隐形(xíng)的物质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样部分不(bù)可见(jiàn)的(de)暗质，它不发散(sàn)光、吸(xī)光、反射光，但是(shì)它们(men)却占据着(zhe)宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只(zhǐ)是当(dāng)时的人(rén)们对这样(yàng)的一种说(shuō)法不(bù)屑一(yī)顾。

直到(dào)40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再(zài)一次出现。天文学家(jiā)维(wéi)拉鲁宾和肯特(tè)福(fú)特在(zài)观(guān)测仙女(nǚ)座星系中的恒(héng)星(xīng)运动。理(lǐ)论上来(lái)说，距离(lí)中心越远的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会越慢。但是(shì)他(tā)们观测的结果却让人感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增加(jiā)，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保(bǎo)持不(bù)变。可(kě)是根(gēn)据(jù)牛顿的万有(yǒu)引力定律，在星系当中如果没有足够大的质量(liàng)来吸引它(tā)们(men)，这些外围的恒(héng)星早就(jiù)被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种现象，科学家们(men)会使用一种相对标准的方(fāng)法(fǎ)来(lái)解释暗物质的存在(zài)，这种方法(fǎ)就是测量(liàng)星系当(dāng)中气体在X轴(zhóu)上距离星系(xì)中(zhōng)心的距离(lí)，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的(de)旋转速度。如果出现异常的结果，就认为是(shì)由暗(àn)物(wù)质的力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜(jìng)测量了(le)距(jù)离星系(xì)中(zhōng)心更远距离的(de)氢元素，发(fā)现(xiàn)它们的旋转速度并不(bù)符合(hé)牛顿(dùn)的力学定律。我(wǒ)们的太阳系也不例外(wài)，太阳系位于银河(hé)系(xì)的第(dì)三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进(jìn)行计算，太(tài)阳系的运行速度应(yīng)该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但实(shí)际上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以(yǐ)220千米/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理论速(sù)度，那么产(chǎn)生(shēng)以上这种向心加速度(dù)的原因(yīn)很(hěn)可能就是存在着(zhe)一种(zhǒng)我们看不到的物质，是(shì)这些(xiē)暗物(wù)质的引(yǐn)力效应(yīng)将星(xīng)系(xì)聚集在(zài)了一起。

也是从这时开始，越来(lái)越多的(de)研究(jiū)人员开始相信暗物(wù)质的存(cún)在。科学(xué)家根据星系外恒星轨道的(de)速度，估(gū)算在星系当中(zhōng)暗物(wù)质的质量占整(zhěng)个星系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释(shì)这个(gè木铎金声是什么意思在论语中，木铎金声的意思)现象的原因。在一(yī)项新(xīn)的研(yán)究(jiū)当(dāng)中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速(sù)度上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系(xì)不(bù)多，但是星(xīng)系当中存在的恒星(xīng)数量却(què)只(zhǐ)有银河系的(de)千分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则(zé)就(jiù)会分(fēn)崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系中的恒星(xīng)运(yùn)动是可以用正常的物(wù)质和力(lì)学(xué)定律(lǜ)来解释的。那么又有人提出，也许该(gāi)星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离了(le)。奇怪的(de)是，它的(de)附(fù)近(jìn)没有任何星系存在。造成这些现象(xiàng)的除了暗物质的假说之外，另一种可(kě)能就是人类(lèi)对(duì)引力的理解还不够(gòu)全面，引力很(hěn)可能在不同(tóng)尺度(dù)空(kōng)间(jiān)中的(de)工作方式是不同的(de)，这意味着在(zài)行星(xīng)系尺度中(zhōng)的天(tiān)体会沿(yán)着它们的(de)轨道(dào)，按照我们所理解的方式运动。但是上升到星系和星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力(lì)之间(jiān)的相互作(zuò)用则是不同的方(fāng)式。对于在(zài)星(xīng)系团之(zhī)间的相(xiāng)互(hù)作用，科学家还引入了外部场(chǎng)效应的概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大的质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊(shū)的效果(guǒ)，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立(lì)，这意味着(zhe)我们需要对现(xiàn)在的物理定律进(jìn)行修正，这些(xiē)发(fā)现也让很多人认(rèn)为暗物质假说(shuō)理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的(de)其他(tā)的理论证据，这些理论证据是蒙德理论所没法(fǎ)解(jiě)释的“引力(lì)透(tòu)镜”。

径向距(jù)离为37亿光(guāng)年的(de)子弹星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似这样的星团，它们大部分的普通质量都在星系(xì)的气(qì)体(tǐ)当(dāng)中。当星团(tuán)以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞的时候(hòu)，星际气体的相(xiāng)互作用就会导致温度的(de)急剧(jù)升高，速度大(dà)幅降低。所以(yǐ)在理(lǐ)论(lùn)上(shàng)，在(zài)碰撞(zhuàng)之后，子(zi)弹星系(xì)团(tuán)大部(bù)分的(de)质(zhì)量将位于所有这些气体所在(zài)的中间区域。那(nà)么我们(men)通过什么(me)来(lái)验(yàn)证它的质(zhì)量区域到底(dǐ)是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太(tài)空(kōng)望远镜传回了宇宙(zhòu)当(dāng)中第一(yī)张全彩的高清照片，在照片中我(wǒ)们可以明显(xiǎn)地(dì)看到(dào)很(hěn)多(duō)星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大(dà)的形变。其实这(zhè)些星系本身(shēn)并不(bù)是真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯望远(yuǎn)镜出(chū)了什(shén)么问题，而(ér)是这样极(jí)遥(yáo)远的天(tiān)体和我们地球(qiú)上的观测(cè)者之间。被一个(gè)质量超级(jí)巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量(liàng)的东西的引力，会使身(shēn)后更(gèng)遥(yáo)远星系的光都(dōu)发生(shēng)了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效(xiào)应(yīng)。这个(gè)巨(jù)大(dà)的天体可能是超大质量的黑洞(dòng)或者(zhě)是暗物质(zhì)。

所以当(dāng)人们对子弹星系团观测的时(shí)候，发现(xiàn)它(tā)的大(dà)质量区域并不(bù)是在(zài)中间(jiān)，而(ér)是在两侧。所以(yǐ)最好的(de)解释方法就是(shì)当星团发生全部(bù)的碰撞时，可被观测到(dào)的(de)质量气体被卡(kǎ)在(zài)了中间，暗(àn)物质则直接通过(guò)了这(zhè)个(gè)区域，并在两(liǎng)边形成了引力(lì)透镜(jìng)。对子弹星系团的(de)引力透镜(jìng)研究也被认为(wèi)是(shì)暗(àn)物质存在的迄今为止最好的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之(zhī)外，还有(yǒu)来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终(zhōng)于可以畅通(tōng)无阻(zǔ)地穿越在(zài)宇宙当中了(le)。经过(guò)了130多亿年之后，这(zhè)些(xiē)光(guāng)在宇(yǔ)宙空间背景上留下了各相同(tóng)性的(de)微波(bō)辐射。其(qí)中红色(sè)的(de)部分(fēn)表(biǎo)示温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际上它们(men)之间(jiān)的温差只(zhǐ)有万分之一(yī)。

科学家(jiā)们(men)通过对前景背景分(fēn)离后的二值图像进行连(lián)通(tōng)域提取和标(biāo)记之(zhī)后(hòu)发现(xiàn)，如(rú)果宇宙(zhòu)当中没(méi)有(yǒu)暗(àn)物质，图(tú)形看起(qǐ)来(lái)不应该是这样(yàng)的，而(ér)随着(zhe)暗物质的增加，一些(xiē)峰值的幅度会减小，才变(biàn)得看(kàn)起来“和谐”。为(wèi)了匹配(pèi)宇(yǔ)宙微波(bō)背景辐射的测量(liàng)值，我们需要(yào)的暗物质大(dà)约是普通物质的5倍。这个(gè)数字与解释星系当中(zhōng)恒星运动(dòng)所需要(yào)的暗物质比例(lì)是一(yī)致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质的本质(zhì)就是(shì)宇宙(zhòu)当中存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们(men)不(bù)参与任何其(qí)他的(de)电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能够(gòu)找到这种粒子的(de)存在，就相当于(yú)找到了暗物质(zhì)存在的(de)实(shí)际(jì)证据(jù)。这种粒子到底是什么？科(kē)学家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目(mù)标(biāo)，而(ér)要寻(xún)找这些不同的目(mù)标粒(lì)子所需要的(de)木铎金声是什么意思在论语中，木铎金声的意思实验(yàn)方式(shì)也不相同(tóng)。在(zài)过去的几十年当中，人类为了(le)寻找这些看不见、摸(mō)不到(dào)，几乎(hū)不会(huì)与常规(guī)物质(zhì)相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经进行了超(chāo)过50次(cì)的实验(yàn)，却没(méi)有任(rèn)何(hé)实质(zhì)性的(de)发现，除了一个地(dì)方(fāng)，意大(dà)利的格(gé)兰萨索山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井(jǐng)当中，藏着地(dì)球上(shàng)最大的地学(xué)实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探(tàn)测器，一直致力(lì)于寻找(zhǎo)暗(àn)物质粒子的(de)周(zhōu)期性震(zhèn)荡(dàng)。

自1997年(nián)以来(lái)，这(zhè)里的科学家声称观测(cè)到(dào)了某种信(xìn)号。经过了20多(duō)年的(de)数据收集，人们发现了(le)一(yī)个(gè)有趣(qù)的事情。探测率会在每(měi)年的(de)6月份达到峰值，然后(hòu)在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样。一些(xiē)科学家认为(wèi)这可能是人(rén)类发(fā)现暗物质的第一个直接证据。

但(dàn)是为(wèi)什么暗(àn)物质会产生周期性(xìng)的年度(dù)信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系(xì)正(zhèng)在以(yǐ)220公(gōng)里/秒的(de)速度围绕着银河系进(jìn)行(xíng)移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着我(wǒ)们也(yě)在以(yǐ)这样的速度(dù)在穿(chuān)越着暗物质(zhì)流(liú)，这(zhè)个过(guò)程中会产生相应的(de)振荡(dàng)，同时(shí)地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋(xuán)转。所以有半年的(de)时(shí)间，地球围绕太阳(yáng)的方(fāng)向与(yǔ)太阳环(huán)绕银河系的方向(xiàng)是(shì)一致的，而(ér)另外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地(dì)球与太阳(yáng)的方向(xiàng)正好(hǎo)达到完全(quán)一致，这是(shì)理论上地球(qiú)穿越暗物(wù)质(zhì)流最快(kuài)的时段(duàn)。而在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值(zhí)。尽管在实际的情况中，太阳(yáng)系(xì)相对(duì)银河系的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但是这并不影响(xiǎng)这个(gè)理论的有效性。

因此科学家认为(wèi)这可以用(yòng)来解释，研究人员们(men)所观测到的周期性(xìng)信号。当(dāng)然(rán)也可能有其他的情况，造成这种年度周期信号的差异也可(kě)能是温度(dù)、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山上的积雪，甚至连意大利(lì)游客的数量(liàng)也符合这(zhè)个周期的规律。

所以，科学家们又(yòu)在(zài)南半球建(jiàn)立了一个几(jǐ)乎相(xiāng)同的实验室，这里的季节与之前的实验(yàn)室正好相反，而在这里，地球木铎金声是什么意思在论语中，木铎金声的意思穿(chuān)过暗物质(zhì)流的运动特征和第(dì)一(yī)个实(shí)验(yàn)室是一样的。

因此，如果在(zài)这(zhè)里可以得到相同的(de)信(xìn)号，就可以成为暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但是由于这(zhè)个实验(yàn)室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目(mù)前还无法提供相(xiāng)应的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈(hā)勃望远镜相同(tóng)，但它(tā)的宽视场(chǎng)仪器提供的视野(yě)是哈勃红(hóng)外仪(yí)器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其(qí)中一个关(guān)键的(de)用途就是探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于探测(cè)的结果(guǒ)，我(wǒ)们(men)只能(néng)拭目(mù)以待了。费(fèi)米(mǐ)实验室粒子天体物(wù)理中心的科(kē)学(xué)家(jiā)丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一(yī)种(zhǒng)神(shén)秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支(zhī)持(chí)宇宙当中生命的诞生，或(huò)者说是生命进(jìn)化的一个重要因素(sù)。

如果这一理(lǐ)论得到(dào)进一步的证(zhèng)实(shí)，那么遍布宇宙当中的暗物质会(huì)不会意味(wèi)着人类并不(bù)孤单(dān)呢？或许在(zài)宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落的行(xíng)星(xīng)上，暗物质正在(zài)通过这样的效应创造生命。当然，这(zhè)些推论的大前提是要先找到暗物(wù)质(zhì)存在的实际(jì)证据(jù)。那(nà)么小伙伴们，你们觉得暗物质(zhì)到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支(zhī)持是我更新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 木铎金声是什么意思在论语中，木铎金声的意思