宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为(wèi)何(hé)会存在(zài)科(kē)学无法解(jiě)释的“暗物质”？暗(àn)物(wù)质又究竟是什么(me)？人类为了(le)寻找暗物质(zhì)存在的(de)证据(jù)，科学家(jiā)们在(zài)过去的几十(shí)年当(dāng)中进行了超过(guò)50次的长期(qī)实(shí)验(yàn)，但是却(què)没有发(fā)现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的(de)自然哲学(xué)数(shù)学(xué)原理一书中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表了万(wàn)有引力定律，它揭示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往后的几百年(nián)来，当天文学家(jiā)们发(fā)现某些天体(tǐ)运(yùn)行轨(guǐ)道出现异常(cháng)，不符合万有引力定律的时候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有(yǒu)未知的天体通过(guò)引(yǐn)力在(zài)摄(shè)动它的(de)轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王星运行轨(guǐ)道的异常，推算并(bìng)且(qiě)发现了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王(wáng)星的发现都是应用(yòng)万有引(yǐn)力定律所取得重大(dà)天文成就的例子。但是这(zhè)些发现都是在恒星系统的尺度当中(zhōng)，可当(dāng)我们上升到(dào)星(xīng)系或者(zhě)是星团的(de)尺度，事(shì)情(qíng)就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家(jiā)弗里茨(cí)兹威(wēi)基正在研究和(hé)测量(liàng)后发(fā)星系团的(de)质量。这是(shì)一个(gè)由数千个星(xīng)系所组成的巨大星(xīng)系团，这些星系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星(xīng)系团的质量一般会(huì)使(shǐ)用(yòng)到两种方(fāng)法，当(dāng)两(liǎng)种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其质量的范围。

第一种是获得其"光度学的质(zhì)量"，需要的数据是测量(liàng)各个(gè)星系的光度(dù)。

第二种是(shì)动力学(xué)质量的(de)计(jì)算，是利用(yòng)光(guāng)谱红(hóng)移测量星(xīng)系团中的各个星(xīng)系相(xiāng)对(duì)于(yú)星系团的运动速(sù)度。当测量结果出(chū)来之后，兹威(wēi)基彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度学质量(liàng)”的400倍。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的(de)质量消失了，或(huò)者(zhě)说这99%的质量并不以可(kě)见(jiàn)光的(de)形(xíng)式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡(guǐ)异的是，在测(cè)量(liàng)速度(dù)的过程中，兹威基发现星系(xì)团中(zhōng)很多星系的速度(dù)比理(lǐ)论上要(yào)快得多，按照牛顿的运动学定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些可见星(xīng)系的(de)质(zhì)量所产生的引力是无法将(jiāng)它们束缚在星(xīng)系(xì)团内的，它们早就应该被抛(pāo)出星系团(tuán)之外了，除(chú)非有一种神秘的力量(liàng)在起作用，这(zhè)种(zhǒng)力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不(bù)可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸(xī)光、反射光，但是它们(men)却占据(jù)着(zhe)宇(yǔ)宙中绝大部分的(de)质量。只是当时的(de)人们对这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才(cái)再一(yī)次出现。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯(kěn)特福特在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离(lí)中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上(shàng)的运行速度就会越(yuè)慢。但是他们观(guān)测的结果却(què)让人(rén)感(gǎn)到不(bù)可思议。

随着与中心距(jù)离的增加，恒(héng)星的旋转速度几乎保(bǎo)持(chí)不变。可(kě)是根据牛(niú)顿的万有引力定律，在星系当中(zhōng)如果没有足够(gòu)大的质量(liàng)来吸引它们，这些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到(dào)宇宙(zhòu)当中了(le)。基于这种现象(xiàng)，科学(xué)家们会使用一种相对标(biāo)准(zhǔn)的方法(fǎ)来(lái)解释暗(àn)物质的存在，这种方法就是测(cè)量星(xīng)系当(dāng)中气体在X轴上距离星(xīng)系中(zhōng)心的距离，以及在(zài)Y轴上气(qì)体的(de)旋转速度。如果出现异常的结(jié)果，就认为是(shì)由暗物质的力量进入其中(zhōng)。

于(yú)是科学家们通过(guò)射电望远镜测量了距离星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现它们的旋转速度并(bìng)不符(fú)合牛顿(dùn)的力学定律。我们的(de)太(tài)阳系也哈巴狗是什么意思，哈基米是什么意思(yě)不例外，太阳系(xì)位于(yú)银河系(xì)的第三悬臂(bì)之上，距离银河系(xì)中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力(lì)定律进行计算，太(tài)阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以220千(qiān)米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕银(yín)河系(xì)旋转，这个实际速度远远大(dà)于理论速度(dù)，那么产生(shēng)以上这种向心加速度的原因很(hěn)可能就是存在着一种我们(men)看不(bù)到(dào)的物质，是(shì)这些暗(àn)物(wù)质的引力效应将星(xīng)系(xì)聚集在(zài)了(le)一起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多(duō)的研究人员(yuán)开始相信暗物质(zhì)的存在(zài)。科学家根据(jù)星系外(wài)恒星轨(guǐ)道的速度(dù)，估算在(zài)星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一可以解释这个(gè)现象的原因。在一(yī)项(xiàng)新的研究当中，科学(xué)家(jiā)们发现，几乎没有引力(lì)效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发现(xiàn)了一个(gè)反常(cháng)的星系，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距离地(dì)球大(dà)约(yuē)2.5亿(yì)光年，大小和(hé)银河系不多(duō)，但是星系当中存在(zài)的(de)恒(héng)星数量却只有银(yín)河系(xì)的千分之一。

所以在(zài)理论上，该(gāi)星系必须(xū)存在暗物(wù)质，否则就会分崩(bēng)离(lí)析。但是科学家们使用最先(xiān)进的望远镜对其进行了40个(gè)小时的详细测量之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的物质(zhì)和力(lì)学定律(lǜ)来解(jiě)释的。那么又有人提出，也(yě)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)，它的附近没有(yǒu)任何星系存在。造(zào)成这些现(xiàn)象的除了(le)暗物质(zhì)的假(jiǎ)说之(zhī)外，另一种可能就是人类(lèi)对引力的(de)理解还不够全面，引力很可能(néng)在(zài)不同(tóng)尺度空间(jiān)中的工作方式(shì)是不(bù)同的，这意(yì)味(wèi)着在(zài)行星系尺度中(zhōng)的(de)天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们(men)所理解(jiě)的方式运动。但是上(shàng)升到星系和(hé)星团(tuán)的尺度，引(yǐn)力之间的相互作用则是不(bù)同的方式。对于在星系团之间(jiān)的相(xiāng)互作用，科(kē)学家还(hái)引入了外部场效应的(de)概念，指的是在数百万光年的规模(mó)上，巨大的质量之间会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们需要对现(xiàn)在的物理定律(lǜ)进行修正，这些(xiē)发现也让很多人认(rèn)为暗物(wù)质(zhì)假(jiǎ)说理(lǐ)论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质存(cún)在的其他(tā)的理论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离(lí)为37亿(yì)光年的子弹星(xīng)系团，由两个碰撞的(de)星系团所(suǒ)组(zǔ)成，类似这样的(de)星团，它(tā)们大部分的(de)普(pǔ)通(tōng)质(哈巴狗是什么意思，哈基米是什么意思zhì)量(liàng)都在星系的气(qì)体当(dāng)中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候(hòu)，星际气体的相(xiāng)互(hù)作用(yòng)就会导致温度的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所以在理(lǐ)论(lùn)上，在碰撞之后，子(zi)弹(dàn)星系团大部(bù)分的质(zhì)量将位于所有这些气体所在的(de)中间区(qū)域。那么(me)我们通过(guò)什么(me)来验(yàn)证它的质量区(qū)域到底是不(bù)是集中在中间(jiān)呢？前(qián)不久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太空(kōng)望远镜传回(huí)了宇宙当(dāng)中第一张全彩的高(gāo)清照(zhào)片，在照片中我(wǒ)们可以明显(xiǎn)地看(kàn)到很多(duō)星(xīng)系似乎被拉(lā)伸(shēn)产(chǎn)生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜(jìng)出了什么问(wèn)题，而是这样极遥(yáo)远的天体和我们地球上(shàng)的观测者之(zhī)间。被(bèi)一个质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这(zhè)个超大质量的东(dōng)西的引(yǐn)力(lì)，会使身后更遥远星(xīng)系的(de)光(guāng)都发生了(le)扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的(de)天(tiān)体可(kě)能(néng)是(shì)超(chāo)大质量的黑洞(dòng)或(huò)者(zhě)是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团观(guān)测的时候，发现(xiàn)它的大质量区域(yù)并不是在(zài)中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好的解(jiě)释方法就是当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时(shí)，可被观测到的质量气(qì)体被(bèi)卡在了中间(jiān)，暗(àn)物质则(zé)直(zhí)接通过了这(zhè)个(gè)区域，并在两边形成(chéng)了引(yǐn)力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透(tòu)镜(jìng)研究(jiū)也被认为(wèi)是暗物质(zhì)存在的迄今为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的(de)光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了(le)。经过(guò)了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空间背景上留下了(le)各相同性的微波辐(fú)射。其中红色的(de)部分表示温度较高的(de)区域，蓝色则(zé)表示相(xiāng)对较冷(lěng)的(de)区域(yù)，但实(shí)际(jì)上它们之间的温差(chà)只有万分(fēn)之(zhī)一。

科(kē)学(xué)家们(men)通过(guò)对前(qián)景(jǐng)背景分(fēn)离后(hòu)的二(èr)值图像(xiàng)进行连通域提取(qǔ)和(hé)标(biāo)记之后发现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形(xíng)看起(qǐ)来不应该是这样的(de)，而随着暗物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会减小，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的测量值，我们需要的暗物质(zhì)大约是普通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解释星系当中恒星运动所需要的(de)暗物质(zhì)比(bǐ)例(lì)是一(yī)致的(de)。这(zhè)就(jiù)意味着。

用了(le)一(yī)个简单的(de)理论(lùn)框架，就很好地解释(shì)了很多不同(tóng)的观测结(jié)果。而(ér)暗物质的本(běn)质就是(shì)宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒子，它们不(bù)参与任何其(qí)他的(de)电磁(cí)作用，只通过引力来(lái)相(xiāng)互作用。所以如果(guǒ)能够(gòu)找到这种粒子(zi)的(de)存在，就相当于找到了暗物(wù)质存(cún)在的(de)实际证据(jù)。这种粒子到底是什么(me)？科(kē)学家(jiā)们(men)已经提出了数十种的假想目标，而(ér)要(yào)寻找这些不同的(de)目标(biāo)粒子所需要(yào)的(de)实验方式也不相(xiāng)同。在(zài)过去的几十(shí)年当中，人类为(wèi)了寻(xún)找这些看不见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎不会(huì)与常(cháng)规物(wù)质相互(hù)作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超(chāo)过50次的实(shí)验(yàn)，却没(méi)有任何实质性的发(fā)现，除了一个地方(fāng)，意(yì)大利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处的地(dì)下矿井当(dāng)中，藏着(zhe)地球上最大的地学实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一个三层楼高(gāo)的探测(cè)器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期(qī)性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这里的科学家声称(chēng)观测到了某种信号。经过了20多年的数据收集，人们发现(xiàn)了一个有(yǒu)趣的事情。探测率(lǜ)会在(zài)每年的6月份达(dá)到峰值(zhí)，然后(hòu)在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中(zhōng)每(měi)年都是(shì)一样。一些科学家(jiā)认(rèn)为(wèi)这可能是人类(lèi)发现暗物质(zhì)的(de)第一(yī)个直接证(zhèng)据(jù)。

但是(shì)为什(shén)么暗物质会(huì)产(chǎn)生周期性(xìng)的年度信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳(yáng)系正在(zài)以220公里/秒的速度围绕(rào)着银河系进(jìn)行移动(dòng)，那么如果暗物质存(cún)在宇宙(zhòu)当(dāng)中，这意味着我们也在以这样(yàng)的速度在(zài)穿越着(zhe)暗物质流(liú)，这(zhè)个过(guò)程中(zhōng)会产生(shēng)相应的振荡，同时(shí)地球(qiú)又(yòu)以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半年(nián)的时间，地球围(wéi)绕太阳(yáng)的方向与太(tài)阳环绕银河系的方向是一致的(de)，而另(lìng)外半(bàn)年则(zé)与(yǔ)之相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳(yáng)的(de)方向正(zhèng)好达到完全(quán)一致，这是理论上地(dì)球穿越暗物(wù)质流最快的时段(duàn)。而在11月份(fèn)，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现(xiàn)了60度的倾斜(xié)，但是这并不影(yǐng)响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科(kē)学家认为这(zhè)可(kě)以用来解(jiě)释，研究人(rén)员们所观(guān)测到的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其(qí)他的情况，造(zào)成这种年度周期信号的差异也可能(néng)是温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高(gāo)山上的积雪，甚至连意大(dà)利游客(kè)的数量也符合这(zhè)个周期的规(guī)律。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们又在南半(bàn)球建立了(le)一个几乎相同的实验室，这(zhè)里(lǐ)的(de)季节与之前的实验室正好相反，而(ér)在这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗物(wù)质(zhì)流的(de)运动特征和第一个(gè)实验(yàn)室是一样的。

因此，如(rú)果在(zài)这(zhè)里(lǐ)可以得到(dào)相同(tóng)的(de)信号(hào)，就可(kě)以成为暗物(wù)质(zhì)所存在的(de)非常有力的(de)证据了。但是由(yóu)于这个实验室刚刚建成不久，所以(yǐ)截至(zhì)目前还无法(fǎ)提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射一台(tái)新的(de)望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟(gēn)哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相(xiāng)同，但它的宽视场仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格(gé)雷斯罗(luó)曼太空(kōng)望远(yuǎn)镜(jìng)其中一个关键(jiàn)的用途就(jiù)是探(tàn)索(suǒ)暗物(wù)质背后的奥秘，对于探测的(de)结(jié)果，我们只(zhǐ)能拭目以(yǐ)待了。费(fèi)米实(shí)验室粒(lì)子天(tiān)体物理中心的(de)科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬研(yán)究发(fā)现，如(rú)果暗(àn)物质存(cún)在(zài)，它(tā)们极(jí)有可能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇(yǔ)宙当中(zhōng)生命的诞生，或者说是生命进(jìn)化的一个重要因素。

如果这一(yī)理(lǐ)论(lùn)得到进一步的证实(shí)，那么遍布(bù)宇宙当中的暗(àn)物(wù)质会不会意味(wèi)着(zhe)人类(lèi)并(bìng)不孤单呢(ne)？或许在宇宙(zhòu)当中(zhōng)某个角落的行星上，暗物质正在(zài)通过这样的效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论的大前(qián)提(tí)是要先(xiān)找到暗物质存在的实际证据。那么小伙伴(bàn)们(men)，你们觉得暗物(wù)质到(dào)底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持(chí)是我更新的动(dòng)力(lì)！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 哈巴狗是什么意思，哈基米是什么意思