宇(yǔ)宙是“人(rén)为制造”的(de)？为何会(huì)存(cún)在科学无(wú)法(fǎ)解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的(de)证据，科学家们(men)在过去的(de)几十(shí)年(nián)当中进行了超(chāo)过50次(cì)的长期实验，但是却没(méi)有发现任(rèn)何的(de)有效证据(jù)。除了(le)一个地方，在1687年出版(bǎn)的(de)自然哲学(xué)数学原理一(yī)书中，埃萨(sà)克(kè)牛顿发表了(le)万有引力定律，它揭示了(le)宇宙中(zhōng)天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来(lái)，当天文学家们发现某些天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引力(lì)定律的时候，他们就(jiù)会知道，周围一定有未知的(de)天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运行轨道的异常，推算并且发(fā)现了海王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的(de)发现都是(shì)应用万有引力定律所取(qǔ)得重大天文(wén)成就(jiù)的例(lì)子。但是这些发(fā)现都是(shì)在恒星系(xì)统的尺度当中，可当我们上升到星系(xì)或(huò)者是星团的尺度，事情(qíng)就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家弗里茨(cí)兹(zī)威基(jī)正(zhèng)在(zài)研究和测量后发星系团(tuán)的质量。这是一(yī)个由数(shù)千个星系所组成的巨大(dà)星(xīng)系团，这些星(xīng)系被(bèi)引力束缚(fù)在(zài)一起。测量星系团的质量一般会使用(yòng)到两种方法，当两种方法结果一致，就可以确定其(qí)质量的范围。

第一种是获(huò)得其"光度学的质量"，需(xū)要的数据是测量各个星系的(de)光度。

第二种是(shì)动力学质量的计(jì)算(suàn)，是(shì)利(lì)用光谱(pǔ)红移测量星系团中的各个星系相对(duì)于星系团的运动速度(dù)。当测量结果(guǒ)出(chū)来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学(xué)质(zhì)量”竟然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这(zhè)意味(wèi)着(zhe)，后发座星系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可见光(guāng)的形式所存在，我们无(wú)法看到。最(zuì)诡异的是，在测量速度(dù)的(de)过(guò)程中，兹威(wēi)基发现星系团(tuán)中很多(duō)星系(xì)的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运(yùn)动学定(dìng)律，仅靠(kào)这些(xiē)可见星系的质量所(suǒ)产(chǎn)生的引力是无法(fǎ)将它们束缚在星系团(tuán)内的，它们早就应该被(bèi)抛(pāo)出(chū)星系团(tuán)之(zhī)外了，除非有一种神秘的力量(liàng)在(zài)起作用，这种力量来源于(yú)某种隐形的物(wù)质(zhì)。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分(fēn)不可见的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中绝(jué)大部分的质量。只是(shì)当时的(de)人们对这样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗(àn)物质”这个词才再(zài)一次出现。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙女(nǚ)座星系中(zhōng)的恒(héng)星运动。理论上来说，距离(lí)中心越(yuè)远的恒星在其轨道上的(de)运(yùn)行速度就(jiù)会越(yuè)慢(màn)。但是他(tā)们观测(cè)的(de)结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离(lí)的增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在(zài)星(xīng)系(xì)当中如果(guǒ)没有足(zú)够大的质量来吸引它们，这些(xiē)外围的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于(yú)这(zhè)种现象(xiàng)，科学家们会使用一种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的(de)方(fāng)法来解释暗物质(zhì)的(de)存在，这种方法(fǎ)就是测量星系当中气体在X轴上距离(lí)星系(xì)中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体的(de)旋转速度(dù)。如果出现(xiàn)异常的(de)结(jié)果，就认为是由暗物(wù)质(zhì)的力量进入其中(zhōng)。

于是(shì)科学家们通过射(shè)电望远镜(jìng)测量了距离(lí)星系(xì)中心更(gèng)远距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速度(dù)并(bìng)不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们(men)的太阳系(xì)也不例外，太阳系位(wèi)于(yú)银河(hé)系(xì)的第三悬臂之上，距(jù)离(lí)银(yín)河系中心(xīn)2.6万(wàn)光年，根据万有(yǒu)引力定(dìng)律进行(xíng)计算，太(tài)阳系的(de)运行(xíng)速(sù)度应该是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒(miǎo)的速(sù)度围绕(rào)银(yín)河(hé)系旋转，这个实际速(sù)度远(yuǎn)远(yuǎn)大(dà)于理论(lùn)速度，那么产生以上这种向心加速度的原(yuán)因很可能就是存(cún)在(zài)着一种我们看不(bù)到的物质，是这些暗物质(zhì)的(de)引力效应将星系聚集(jí)在(zài)了一(yī)起(qǐ)。

也是从这(zhè)时开始(shǐ)，越来越多(duō)的研究人员开始相信暗物质(zhì)的(de)存在。科学家根据星(xīng)系外(wài)恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当(dāng)中暗物质的质量占整(zhěng)个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一(yī)可以(yǐ)解释这个现象的原因。在一(yī)项(xià蓝宝石的寓意是什么ng)新的研究当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反常(cháng)的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多，但(dàn)是星系当中存在的恒(héng)星数量却只有(yǒu)银河系(xì)的千分之一。

所以在理论上，该星系必(bì)须存在暗物质，否则(zé)就会分崩离析(xī)。但是科学家们使(shǐ)用(yòng)最(zuì)先进的望远镜对其进(jìn)行了40个小(xiǎo)时的详细测量之(zhī)后，发现(xiàn)星系中的恒星(xīng)运动是可以用正常的(de)物质和力学定律来(lái)解释的。那么又有(yǒu)人提出，也许该(gāi)星系(xì)的暗物质，已经被附近的(de)另一个大星系剥(bō)离(lí)了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成(chéng)这些(xiē)现象的(de)除了暗物质的假说之(zhī)外(wài)，另一(yī)种可能就是人类对引(yǐn)力(lì)的理解还不够全面(miàn)，引力很可(kě)能在不(bù)同尺度空间中的工作方式是不同的，这意味着(zhe)在(zài)行星系尺度中(zhōng)的(de)天(tiān)体会沿着它们的轨(guǐ)道，按(àn)照我们所理解的方式运动(dòng)。但是上升到星(xīng)系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引力之(zhī)间的相互作用则是不同的(de)方式。对于在(zài)星系(xì)团之间的相互作用(yòng)，科学家(jiā)还引(yǐn)入(rù)了外部场效应的概念，指的是在数百(bǎi)万光年的规模上，巨大的(de)质(zhì)量(liàng)之间会产生对彼此特(tè)殊的(de)效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德(dé)理(lǐ)论成立，这意味着我们需要对现在的物(wù)理定律进行修正，这些(xiē)发(fā)现(xiàn)也让很多人认为暗物质假说(shuō)理论就此终(zhōng)结(jié)。但是在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中还有关于暗(àn)物质存在(zài)的其他的理论证据(jù)，这些理论证据是蒙德(dé)理论(lùn)所没法(fǎ)解释的(de)“引(yǐn)力透镜”。

径向距(jù)离(lí)为37亿光(guāng)年的子弹星系(xì)团，由(yóu)两个碰撞的星系(xì)团所组成，类似(shì)这(zhè)样的星(xīng)团，它们大部分的普通(tōng)质量都在星系的(de)气体当(dāng)中。当星(xīng)团以(yǐ)1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的时候，星际(jì)气体的相互作用就会导致温度的急剧(jù)升(shēng)高，速度大(dà)幅降低。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星(xīng)系团大部分的质量(liàng)将位于所有(yǒu)这些气体所在的中间区域(yù)。那么(me)我们通过什么(me)来(lái)验证它的质量区域到底是不是集(jí)中在(zài)中(zhōng)间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了(le)宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照片中我们可以(yǐ)明(míng)显地看(kàn)到(dào)很多(duō)星(xīng)系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这(zhè)些(xiē)星系本身并不是(shì)真的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被一个质量超级巨大(dà)的天(tiān)体遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量的东西(xī)的引力(lì)，会使身(shēn)后更(gèng)遥远星系(xì)的光都发生了扭曲。这(zhè)个(gè)现(xiàn)象就是引(yǐn)力(lì)透镜(jìng)效应。这(zhè)个巨大的天体可(kě)能是超大质量的黑洞或者(zhě)是暗(àn)物质。

所以当(dāng)人(rén)们对子弹(dàn)星系团观测的时(shí)候，发现(xiàn)它的(de)大质量区(qū)域并(bìng)不是(shì)在中间，而是在两侧(cè)。所(suǒ)以(yǐ)最(zuì)好的解释方(fāng)法就是当(dāng)星团发生全(quán)部(bù)的(de)碰(pèng)撞时(shí)，可(kě)被(bèi)观(guān)测到的质量(liàng)气体被卡(kǎ)在了中间，暗(àn)物质则直接通过了(le)这个区域，并在两边形成了(le)引力透镜。对子弹(dàn)星系团的(de)引力透镜研究也被认(rèn)为是(shì)暗(àn)物质存(cún)在的(de)迄今(jīn)为止最好(hǎo)的理论证据。

除此(cǐ)之(zhī)外，还有来自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙(zhòu)大(dà)爆(bào)炸开始，38万年之后，可见光终(zhōng)于可(kě)以畅通无(wú)阻地穿(chuān)越在宇宙当中了(le)。经过了130多亿(yì)年之后(hòu)，这些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射。其中红色的(de)部(bù)分表示温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的(de)区域，但实际上它们(men)之间的(de)温差只有万分(fēn)之一。

科学家们(men)通过(guò)对前景(jǐng)背景分(fēn)离后(hòu)的二值(zhí)图像进行连通域提取和标记(jì)之后发现(xiàn)，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看起来不应该是这(zhè)样的，而随(suí)着(zhe)暗物质的(de)增加，一些峰值(zhí)的幅度(dù)会减小，才变(biàn)得看起来(lái)“和谐(xié)”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐(fú)射的测量值，我们(men)需要的暗(àn)物质大约是普通物质的5倍。这个数(shù)字(zì)与(yǔ)解释星系当(dāng)中恒星运动所(suǒ)需(xū)要的暗物(wù)质比例是(shì)一致的。这就意味着(zhe)。

用(yòng)了一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地解释了(le)很多不同的观测结果。而暗物(wù)质的本质就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子，它(tā)们(men)不(bù)参与任何其(qí)他(tā)的电磁作用(yòng)，只(zhǐ)通过(guò)引力来相互(hù)作用(yòng)。所以如果能够找(zhǎo)到这种粒子的(de)存(cún)在(zài)，就(jiù)相当于找到(dào)了暗物质存在的(de)实际证据。这种(zhǒng)粒(lì)子到底是什么？科学家蓝宝石的寓意是什么(jiā)们(men)已经提出(chū)了数(shù)十种的假想目(mù)标(biāo)，而要(yào)寻(xún)找这(zhè)些不(bù)同(tóng)的目标(biāo)粒子所需(xū)要(yào)的实验方式也不相同。在过去(qù)的几十年当(dāng)中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超(chāo)过50次的实验，却没有任何实质(zhì)性的发现，除(chú)了一个地(dì)方，意大利的格兰萨索山(shān)，隶属于(yú)阿(ā)尔(ěr)卑斯(sī)山(shān)脉。

在(zài)山下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家(jiā)声称观测到了某种信号(hào)。经(jīng)过了(le)20多年(nián)的数据收集(jí)，人们发现了一个有趣的(de)事情。探测率(lǜ)会在(zài)每年的6月份(fèn)达(dá)到峰值(zhí)，然后在11月降到(dào)最低，而且(qiě)在20年(nián)当中每年都是一(yī)样。一些科学家认(rèn)为这可能是人(rén)类发现暗物(wù)质的第一个直接(jiē)证据。

但是为什么暗物(wù)质会产生周期性的年度(dù)信号呢？刚才(cái)我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银河系(xì)进行移动，那么如果暗物(wù)质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的(de)速度在穿越着暗物质流，这个过程中(zhōng)会产生相应的(de)振(zhèn)荡，同时(shí)地球又以(yǐ)30公里/秒的速(sù)度(dù)围(wéi)绕太阳进行(xíng)旋转。所(suǒ)以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的(de)方向(xiàng)与太阳环绕(rào)银河系的方向是一致(zhì)的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的(de)时候(hòu)，地球与太阳的(de)方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理论上地球(qiú)穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际(jì)的情况中，太(tài)阳系(xì)相对(duì)银河系(xì)的平面(miàn)呈(chéng)现了60度(dù)的(de)倾斜(xié)，但是这并不(bù)影响这个理(lǐ)论的(de)有效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用(yòng)来解释，研究人(rén)员们所观测到(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(chà)异(yì)也(yě)可能(néng)是(shì)温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高山上的(de)积(jī)雪，甚至连意大利游(yóu)客(kè)的数量也(yě)符(fú)合这(zhè)个周期的(de)规(guī)律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家们又(yòu)在南半球建立了一个几乎(hū)相同的实验室(shì)，这里(lǐ)的季节与之(zhī)前的实验(yàn)室(shì)正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质流的运动特(tè)征和(hé)第一个(gè)实验室(shì)是一(yī)样的。

因此，如果在这里可以得到(dào)相同的信号，就(jiù)可以成(chéng)为暗物质所存在(zài)的(de)非常有(yǒu)力(lì)的证据了。但是由于这(zhè)个实验室(shì)刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所以截至目前还无法(fǎ)提供相应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小(xiǎo)跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈勃红(hóng)外(wài)仪(yí)器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就(jiù)是探索暗物质背后的奥秘(mì)，对于探(tàn)测的结果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体(tǐ)物理中(zhōng)心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究(jiū)发(fā)现，如果暗物(wù)质存在，它们极(jí)有可(kě)能(néng)拥有另一种神秘的效应，这种暗物(wù)质效应(yīng)，会支持宇宙当(dāng)中生(shēng)命的诞生，或(huò)者说是生(shēng)命(mìng)进化的一个重要因(yīn)素。

如果这一(yī)理论(lùn)得到进一步的证实，那(nà)么遍(biàn)布宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味着(zhe)人类(lèi)并不孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的(de)行(xíng)星(xīng)上，暗物质正(zhèng)在(zài)通过(guò)这样的(de)效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要先找(zhǎo)到(dào)暗(àn)物质存在的(de)实际(jì)证据(jù)。那(nà)么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更新的动力！

未经允许不得转载：北京老旧机动车解体中心 蓝宝石的寓意是什么