宇宙是“人为制造”的(de)？为何会存在(zài)科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟(jìng)是什么？人(rén)类为了寻(xún)找暗物质存在的(de)证据，科学(xué)家们在过去的(de)几十(shí)年当中进行了超过50次的长期实验，但是却(què)没(méi)有发现任(rèn)何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有(yǒu)引力定律，它揭(jiē)示了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往后(hòu)的几百年(nián)来，当天文学(xué)家们发现(xiàn)某些天体运(yùn)行轨道(dào)出现(xiàn)异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会(huì)知道，周围(wéi)一定有未知的天体(tǐ)通(tōng)过(guò)引(yǐn)力在摄动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并且发现了海(hǎi)王星的存在(zài)。另外，哈(hā)雷(léi)彗星、冥王星的(de)发现都是应用万有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)所取得重大(dà)天文成(chéng)就的例子(zi)。但(dàn)是这(zhè)些发现都是在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上升到星系(xì)或者是星团的(de)尺(chǐ)度，事情就开始变得(dé)诡(guǐ)异(yì)了。

1933年，瑞士(shì)的物理学(xué)家(jiā)弗里茨兹威基(jī)正在(zài)研究和测量后发星系团的质量。这是一个由数千个星系所组成的巨大(dà)星系团，这些星(xīng)系被引力束缚在(zài)一起(qǐ)。测量星系团的质量一般会(huì)使用(yòng)到两种方法，当两种方法(fǎ)结果一致，就可(kě)以确定其质量的范(fàn)围(wéi)。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质量(liàng)"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二种是动(dòng)力学质(zhì)量的计算，是(shì)利用(yòng)光(guāng)谱红移(yí)测量星(xīng)系团中的各个星系(xì)相对于星系团的运动速度。当测(cè)量结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹(zī)威基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然(rán)是“光度(dù)学质量”的(de)400倍。这(zhè)意味着，后发座星(xīng)系团有(yǒu)99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可(kě)见光的形(xíng)式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测(cè)量速度的过程(chéng)中，兹威基发现星系团中很多星(xīng)系的速度比理(lǐ)论上要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学(xué)定律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所产生的引力是无法将它(tā)们束缚(fù)在星系(xì)团内的，它(tā)们早就(jiù)应(yīng)该被抛出星系团之(zhī)外了，除非有一(yī)种(zhǒng)神(shén)秘的力量在起(qǐ)作用(yòng)，这种力量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐(yǐn)形的(de)物(wù)质。

据此(cǐ)，兹(zī)维基提出了这样(yàng)部分不可(kě)见的(de)暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光(guāng)，但(dàn)是它们却占据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只是当时的人们对(duì)这(zhè)样的一种说法(fǎ)不屑一顾(gù)。

直到(dào)40年(nián)之后，“暗物(wù)质(zhì)”这个词才再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙女座星(xīng)系中的恒星(xīng)运动。理论上(shàng)来说，距离中心越远的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢(màn)。但是他们观测的结(jié)果(guǒ)却让人感到不可思议(yì)。

随着(zhe)与中心距离的(de)增加，恒(héng)星的旋转速(sù)度几(jǐ)乎保持不变(biàn)。可(kě)是(shì)根据牛(niú)顿的万有(yǒu)引力定律，在星系当中(zhōng)如果(guǒ)没有(yǒu)足够大的质量来(lái)吸引(yǐn)它(tā)们(men)，这些外围的(de)恒(héng)星早就被甩到(dào)宇宙当中了。基(jī)于这(zhè)种现象(xiàng)，科学家们会使用一种相对(duì)标准(zhǔn)的(de)方法来(lái)解释暗(àn)物质的存在，这种方法就是测量星系当(dāng)中气体在(zài)X轴上距离星系中心(xīn)的(de)距(jù)离(lí)，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速(sù)度。如果出现异(yì)常的结果，就认为是由(yóu)暗物质(zhì)的力(lì)量进(jìn)入其(qí)中。

于是(shì)科(kē)学家(jiā)们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离(lí)星系(xì)中心更远距离的氢元(yuán)素，发现它们(men)的旋(xuán)转速(sù)度并(bìng)不符合牛顿的(de)力学定律。我们的太阳(yáng)系也(yě)不例外(wài)，太阳(yáng)系位于银河(hé)系(xì)的第三悬臂之(zhī)上(shàng)，距离银河系中(zhōng)心2.6万(wàn)光年，根据万有引(yǐn)力(lì)定律进行计算，太阳系(xì)的运行(xíng)速度应该(gāi)是160千米/秒，但(dàn)实际(jì)上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米/秒的速(sù)度(dù)围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于理论速度(dù)，那么产生(shēng)以上这种向心加(jiā)速(sù)度的原因很(hěn)可(kě)能就是存在着一种我们看不到(dào)的物质(zhì)，是(shì)这些暗物(wù)质的引(yǐn)力效应将星系(xì)聚(jù)集(jí)在了一起。

也(yě)是从这时开始，越来越多的(de)研究人(rén)员开始(shǐ)相信暗物质的存(cún)在。科学家(jiā)根据星系(xì)外恒(héng)星轨道(dào)的速度，估算在星系当(dāng)中暗物质(zhì)的质量(liàng)占整个星系(xì)质量的85%。但是(shì)，暗物质并(bìng)不是唯(wéi)一可以解释这(zhè)个现象的原因。在一(yī)项(xiàng)新的研究当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速度(dù)上的微小差异。另外，天文(wén)学家(jiā)还(hái)发(fā)现(xiàn)了一(yī)个(gè)反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离(lí)地(dì)球大(dà)约2.5亿光(guāng)年，大小和银(yín)河系不多，但是(shì)星(xīng)系当中存(cún)在的恒星数量却只有银河(hé)系的千分(fēn)之一。

所以在理论上，该星系(xì)必须存(cún)在(zài)暗物质，否则就会分(fēn)崩离(lí)析。但是科学家们使用最先进的(de)望远镜(jìng)对其进行了40个(gè)小时的(de)详细测量(liàng)之后(hòu)，发现星系中的(de)恒星运动是可以用(yòng)正(zhèng)常的物(wù)质和力学定律来(lái)解释的。那么又有(yǒu)人提(tí)出，也许该星系的暗物质，已经(jīng)被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的(de)是(shì)，它(tā)的附近没有任何星(xīng)系存在。造(zào)成这些现象的除了暗物(wù)质的假说(shuō)之(zhī)外，另(lìng)一种可能就是人类(lèi)对引(yǐn)力的理(lǐ)解还不够全面，引力很可能在(zài)不(bù)同尺度空间中的工(gōng)作方式是不同的，这意(yì)味着(zhe)在行星系(xì)尺(chǐ)度(dù)中(zhōng)的天(tiān)体会沿着它们的轨道，按照我们(men)所(suǒ)理解的方(fāng)式运(yùn)动。但是(shì)上升(shēng)到星系和星团的(de)尺度，引力(lì)之间的相互作用则(zé)是不(bù)同的方(fāng)式(shì)。对(duì)于(yú)在星系(xì)团(tuán)之间(jiān)的相(xiāng)互(hù)作用(yòng)，科学家还引入了外部场(chǎng)效应的概念(niàn)，指的是在数百万光年的规模上，巨(jù)大的质量之间会产(chǎn)生对彼(bǐ)此特(tè)殊的效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也(yě)让很(hěn)多人认(rèn)为暗物质假(jiǎ)说理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙(zhòu)当中(zhōng)还有关于暗物质存在的其(qí)他的理论证据，这些理(lǐ)论(lùn)证据(jù)是(shì)蒙德理(lǐ)论所没法解释(shì)的(de)“引力(lì)透(tòu)镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的(de)星(xīng)系(xì)团所组成，类似这样的(de)星(xīng)团(tuán)，它们大部(bù)分(fēn)的普(pǔ)通质量都在星(xīng)系(xì)的气(qì)体当中(zhōng)。当星团以(yǐ)1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞(zhuàng)的时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导致温(wēn)度的急剧升(shēng)高(gāo)，速度大幅(fú)降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大部分的质(zhì)量将(jiāng)位于所有(yǒu)这些气体所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过什(shén)么来验证它的质量区域到(dào)底是不(bù)是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当中第(dì)一张全彩的高清(qīng)照片，在(zài)照片中(zhōng)我们可以明显地看到很多(duō)星系似(shì)乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形变。其(qí)实这(zhè)些星系本身并不是真(zhēn)的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯(bó)望(wàng)远镜出了(le)什么问题，而是这样极遥(yáo)远的天体(tǐ)和(hé)我们(men)地球上的观测者之(zhī)间。被(bèi)一(yī)个质(zhì)量超级巨(jù)大的(de)天体遮挡(dǎng)，这(zhè)个超大质量的东西的(de)引(yǐn)力，会使身后更遥远星系的(de)光(guāng)都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体(tǐ)可(kě)能(néng)是超大(dà)质(zhì)量的黑洞或(huò)者是暗(àn)物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团观(guān)测的(de)时候，发现它的大质量区域并不是在中间，而是在两(liǎng)侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的解释方法就是当星团发(fā)生全(quán)部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的质量气体被卡在了中间(jiān)，暗物质则直接通过了这个区域(yù)，并在两边形成了引力透镜。对子(zi)弹星(xīng)系(xì)团的引力透(tòu)镜研(yán)究也被认为是(shì)暗物质存在的(de)迄(qì)今(jīn)为止最(zuì)好的理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开(kāi)始，38万年(nián)之(zhī)后，可见光终(zhōng)于可(kě)以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了(le)130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景(jǐng)上留下了各相同性的微波辐射。其(qí)中红色的部分表示温度较高(gāo)的区域，蓝色(sè)则表示(shì)相对较冷的区(qū)域(yù)，但(dàn)实(shí)际上(shàng)它们之间的(de)温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通过(guò)对前景背景分离后的二值图像进行连(lián)通(tōng)域提取(qǔ)和标记之后(hòu)发现，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没(méi)有暗物(wù)质，图(tú)形看起(qǐ)来不应该是(shì)这(zhè)样的，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙(zhòu)微(wēi)波背景(jǐng)辐射的测量(liàng)值，我们需要的(de)暗(àn)物质大约是(shì)普通物质的5倍。这个数字与解(jiě)释(shì)星系当中(zhōng)恒星运(yùn)动所需要的(de)暗(àn)物质比例(lì)是一致的(de)。这就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论(lùn)框架(jià)，就很好地(dì)解释(shì)了很多(duō)不(bù)同(tóng)的观测结果。而暗(àn)物质的本(běn)质就是宇宙当中存(cún)在着某种类(lèi)型(xíng)的粒(lì)子，它们(men)不参与任何其(qí)他(tā)的电磁作用(yòng)，只通过引力来相互作用。所以如果(guǒ)能够找到(dào)这种粒子的存(cún)在，就相(xiāng)当于(yú)找到(dào)了(le)暗物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底(dǐ)是什(shén)么？科学家们已经提出(chū)了数十种的假想目标，而要寻找这些不(bù)同(tóng)的(de)目标(biāo)粒子(zi)所需要的实验(yàn)方(fāng)式也不(bù)相同。在(zài)过(guò)去的几十年当中，人类(lèi)为了(le)寻找这些看不见、摸不到(dào)，高山流水是什么意思服务项目，服务里面高山流水是什么意思几乎不会与(yǔ)常规物质相(xiāng)互作用的“暗(àn)物质”，科(kē)学家们已(yǐ)经进行了超过50次(cì)的(de)实验，却没有(yǒu)任(rèn)何实质性的发现(xiàn)，除了一(yī)个地方，意大利的(de)格(gé)兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米(mǐ)处的地下矿井当(dāng)中，藏着(zhe)地球(qiú)上(shàng)最(zuì)大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有(yǒu)一个三层(céng)楼(lóu)高的探测(cè)器，一(yī)直致力于寻找暗物质粒(lì)子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数(shù)据收集，人们发(fā)现了一个有(yǒu)趣的事(shì)情。探测率(lǜ)会在(zài)每年(nián)的6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一(yī)样(yàng)。一些科学家认(rèn)为这可能(néng)是人(rén)类发现暗物(wù)质的第(dì)一(yī)个直接证(zhèng)据。

但是为(wèi)什么(me)暗物质(zhì)会产(chǎn)生周期性的(de)年(nián)度信号呢？刚才我们讲了(le)太(tài)阳系(xì)正在以220公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕着银河系(xì)进行移动，那么如果暗(àn)物质(zhì)存在宇宙当中，这意(yì)味着我们也(yě)在(zài)以这样的(de)速(sù)度在穿(chuān)越着暗(àn)物质流，这个(gè)过(guò)程中会产生相应的振荡，同时地(dì)球又以30公(gōng)里/秒的(de)速度围(wéi)绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河(hé)系的(de)方向是(shì)一致的(de)，而另(lìng)外半年则与之相(xiāng)反。

而(ér)在6月(yuè)份的时候，地球与太阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这(zhè)是理论上地球穿越暗物质(zhì)流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢值(zhí)。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银河系(xì)的平(píng)面呈现了60度的(de)倾(qīng)斜，但(dàn)是这(zhè)并不影(yǐng)响(xiǎng)这个理论的(de)有效(xiào)性。

因此科学(xué)家认为这可以(yǐ)用来解(jiě)释，研究人员们所(suǒ)观测到的周期性信号。当然也可能有其(qí)他的情(qíng)况，造(zào)成这种年度周期信号的差异也可能是(shì)温(wēn)度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连(lián)意(yì)大利游客(kè)的数量也符合这个周期的规(guī)律(lǜ)。

所以(yǐ)，科(kē)学家们(men)又在南半球建立了一个几乎相(xiāng)同的实(shí)验室(shì)，这里的季节(jié)与之前的实(shí)验室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗(àn)物质(zhì)流的运动(dòng)特征和第一(yī)个实验室是一样的。

因此，如(rú)果在这(zhè)里可以得到相同的(de)信号，就可以(yǐ)成为暗物质所存在的非常(cháng)有(yǒu)力(lì)的(de)证据了。但(dàn)是由于这(zhè)个实验室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前还无法提供相应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜，这台太(tài)空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它的宽视场仪器提供的(de)视野是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷斯罗(luó)曼(màn)太空望远镜其(qí)中一(yī)个关键的用途就是探索暗物(wù)质背后的奥(ào)秘，对于探(tàn)测的结果(guǒ)，我(wǒ)们只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒(lì)子天(tiān)体(tǐ)物理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯(sī)特(tè)芬(fēn)研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能(néng)拥有另(lìng)一(yī)种神秘的(de)效应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持宇(yǔ)宙当中(zhōng)生命的(de)诞生，或(huò)者说是生命(mìng)进化的一个重要因素(sù)。

如果这一理(lǐ)论得到进一步(bù)的证实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗物质会不(bù)会(huì)意味着(zhe)人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通(tōng)过这(zhè)样的效应(yīng)创造(zào)生命。当然，这些推论的大前提是要先找(zhǎo)到暗(àn)物(wù)质存在的(de)实际证据。那(nà)么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是(shì)我更新(xīn)的动(dòng)力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 高山流水是什么意思服务项目，服务里面高山流水是什么意思