宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学(xué)无法解(jiě)释(shì)的“暗物质”？暗物质(zhì)又究(jiū)竟是什(shén)么？人类为了(le)寻找(zhǎo)暗物质(zhì)存在的(de)证据，科(kē)学家(jiā)们在过(guò)去的几十(shí)年(nián)当中进行了超过50次的长期实(shí)验，但是(shì)却没(méi)有发现任何的(de)有(yǒu)效证据(jù)。除了一个地方(fāng)，在1687年出版的自(zì)然哲学(xué)数学原理一(yī)书(shū)中，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引力定律(lǜ)，它揭示(shì)了宇宙中天体运(yùn)动的规(guī)律。往(wǎng)后的几百年来(lái)，当天文(wén)学家们发现(xiàn)某些(xiē)天体运行轨道出现异常，不符合(hé)万(wàn)有引(yǐn)力定律的时(shí)候，他们就会知道，周围一(yī)定有未(wèi)知的天体通过引力在摄(shè)动它(tā)的(de)轨道。比如在(zài)1846年(nián)，奥本(běn)勒维耶就通过(guò)天王星运(yùn)行轨道(dào)的(de)异常，推(tuī)算并(bìng)且(qiě)发(fā)现了海王星的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律所(suǒ)取得重大天文成就的例(lì)子。但是这些发(fā)现都是在恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我们上升到星系或者是星团的尺度，事情(qíng)就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和(hé)测量后发星(xīng)系团的质量。这是一(yī)个由数千个(gè)星系所(suǒ)组(zǔ)成的(de)巨大星系团，这些星系被引力束缚在一起。测(cè)量星系团的质(zhì)量一(yī)般会使用到两种方(fāng)法，当两种方法(fǎ)结果一致，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学(xué)的(de)质(zhì)量"，需要的(de)数据是测量各(gè)个星系(xì)的光度。

第二种是动力学质量的计算(suàn)，是利用光谱红(hóng)移测量星系(xì)团中的各个星系相(xiāng)对于(yú)星(xīng)系团的运动速(sù)度(dù)。当(dāng)测(cè)量结果出来之后，兹威基(jī)彻底(dǐ)懵了(le)，“动力学质量”竟(jìng)然是“光(guāng)度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座星(xīng)系团有99%的质量消失(shī)了(le)，或者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的(de)形式所存在，我们无(wú)法看(kàn)到。最诡异的是(shì)，在(zài)测量速度的过程中，兹威基发现星系团(tuán)中很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运(yùn)动学定律(lǜ)，仅靠这些可(kě)见星系(xì)的质(zhì)量所产(chǎn)生的(de)引力是无法将它们(men)束缚在(zài)星系团内的(de)，它(tā)们(men)早就应(yīng)该被抛出星(xīng)系团之外了，除非(fēi)有一(yī)种神秘的力(lì)量在起作用，这种力(lì)量来源于某种(zhǒng)隐形(xíng)的(de)物质。

据此(cǐ)，兹维(wéi)基提出了这样(yàng)部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它(tā)们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对(duì)这样的一种说法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学家(jiā)维(wéi)拉(lā)鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福特在观测仙女(nǚ)座星(xīng)系中的恒星运动。理(lǐ)论上来(lái)说(shuō)，距离中心越(yuè)远的恒星(xīng)在其轨道(dào)上的运行速(sù)度就会(huì)越慢(màn)。但是他们观测的结果却(què)让(ràng)人感到(dào)不可思议。

随(suí)着与中(zhōng)心距离的增加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的万有引力定律，在星(xīng)系当中如果(guǒ)没有足够大的质量来(lái)吸引它们，这(zhè)些外(wài)围的(de)恒星早就被上技校要多少钱学费，在技校上学一般要花多少学费甩到宇宙当(dāng)中了。基于(yú)这种(zhǒng)现象，科学家(jiā)们会使用一(yī)种相对标准的(de)方法来(lái)解释暗物质的存在，这(zhè)种方法(fǎ)就是测量(liàng)星系当(dāng)中气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体(tǐ)的旋(xuán)转(zhuǎn)速(sù)度。如(rú)果出现异常的结果，就(jiù)认为(wèi)是(shì)由暗(àn)物质的(de)力量进入其中。

于是科(kē)学家们通(tōng)过(guò)射电望远(yuǎn)镜测量了距离(lí)星系中心更远距(jù)离(lí)的氢(qīng)元素，发现它(tā)们的旋(xuán)转速度并不符合牛顿(dùn)的力学定律。我们(men)的太阳(yáng)系也不(bù)例(lì)外，太阳系位(wèi)于银河系(xì)的(de)第三(sān)悬臂之(zhī)上，距离(lí)银河系(xì)中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定(dìng)律(lǜ)进行计算，太(tài)阳系的(de)运行速(sù)度应该是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但(dàn)实际上(shàng)，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度围绕银(yín)河(hé)系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理论(lùn)速度，那么产生以上这种向心加速(sù)度的原因很可能(néng)就(jiù)是存在着一种我(wǒ)们看不(bù)到(dào)的物质(zhì)，是这些(xiē)暗(àn)物(wù)质(zhì)的引(yǐn)力效应将星系聚集(jí)在(zài)了(le)一起(qǐ)。

也是(shì)从这时开始，越来越多的研究(jiū)人员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在星(xīng)系当中暗物质的质量占整(zhěng)个星系质量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质并不是(shì)唯一可以(yǐ)解释这个现象的原因。在(zài)一项新的研究当中，科学家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没(méi)有引(yǐn)力(lì)效应(yīng)的遥远恒(héng)星之间，也会出现速度上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发(fā)现了一(yī)个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系(xì)当中(zhōng)存在(zài)的恒星数(shù)量却只有(yǒu)银河系的千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该星(xīng)系(xì)必须存在暗物(wù)质，否则就会分(fēn)崩离析。但是科学家(jiā)们(men)使用最(zuì)先进(jìn)的望(wàng)远镜对其(qí)进行了40个(gè)小时的详细测(cè)量之后，发现星系(xì)中的恒星运(yùn)动是(shì)可以用正常的物质和力学定律来(lái)解释(shì)的。那么又有(yǒu)人提(tí)出，也(yě)许该(gāi)星(xīng)系(xì)的暗物质，已经(jīng)被附近的(de)另一个大星系(xì)剥(bō)离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有任何(hé)星系存在。造(zào)成(chéng)这些现(xiàn)象的除(chú)了暗(àn)物(wù)质的假说之(zhī)外，另一种(zhǒng)可能就是人类对引力的理解还不够全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间中的工作方(fāng)式是不同的，这意味(wèi)着在行星(xīng)系尺度(dù)中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式运动(dòng)。但是上(shàng)升到(dào)星系和星团的尺度(dù)，引力(lì)之间(jiān)的相(xiāng)互作用则是(shì)不同(tóng)的方式。对于(yú)在(zài)星系团之间的相互(hù)作用，科(kē)学家(jiā)还引入(rù)了外部场效应(yīng)的概(gài)念，指的(de)是(shì)在数百万光(guāng)年的规模上(shàng)，巨大的质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论成立，这(zhè)意味着我们需要(yào)对现在(zài)的物理(lǐ)定(dìng)律进行修(xiū)正，这(zhè)些发现也让很多人认为暗物质假说理论就(jiù)此终结。但是在(zài)宇宙当中还(hái)有关于(yú)暗(àn)物质存在(zài)的其他的理论证据，这(zhè)些理论证据是(shì)蒙德(dé)理论所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的(de)子弹(dàn)星(xīng)系团，由两个碰撞的星系团所组成，类似这样的星团，它(tā)们大部分的普(pǔ)通质量都在星系(xì)的气体当中。当(dāng)星团(tuán)以(yǐ)1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞(zhuàng)的时(shí)候(hòu)，星际(jì)气体的相(xiāng)互(hù)作用就会导致(zhì)温度(dù)的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所(suǒ)有这些气体所(suǒ)在的(de)中间(jiān)区域。那么(me)我们(men)通(tōng)过什么(me)来验证(zhèng)它的质量区域到底是不(bù)是(shì)集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯(sī)韦伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇(yǔ)宙当中第一张全(quán)彩的高(gāo)清照片，在(zài)照片中我们可以明显地看到(dào)很(hěn)多星系似乎被拉(lā)伸(shēn)产生(shēng)了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的(de)被扭(niǔ)曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出(chū)了什么问题，而(ér)是这样极遥远的天体和我们(men)地球上的观测者之间。被一(yī)个质量超(chāo)级巨(jù)大的(de)天体(tǐ)遮挡，这个超(chāo)大质量(liàng)的东西(xī)的引(yǐn)力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天体可能是(shì)超(chāo)大质量(liàng)的黑洞或者(zhě)是暗物(wù)质。

所以当(dāng)人们对子弹星系团观测的(de)时候(hòu)，发现(xiàn)它的大(dà)质量区(qū)域并(bìng)不(bù)是在中间，而是在两侧。所以最好的解释方法就是当(dāng)星团(tuán)发生全部的碰撞时(shí)，可(kě)被观测到(dào)的质(zhì)量气(qì)体(tǐ)被卡在(zài)了中间，暗(àn)物质则直接(jiē)通过了(le)这(zhè)个(gè)区域(yù)，并在两边形(xíng)成了(le)引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力透镜研究(jiū)也(yě)被认为(wèi)是(shì)暗物质(zhì)存(cún)在的(de)迄今为止(zhǐ)最好的(de)理论证据。

除此(cǐ)之外，还(hái)有来自宇宙(zhòu)当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终于可(kě)以(yǐ)畅通无阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过(guò)了130多(duō)亿年之后，这(zhè)些光(guāng)在宇宙(zhòu)空间背景上留下了各相(xiāng)同性的微波辐射。其(qí)中(zhōng)红(hóng)色(sè)的部(bù)分(fēn)表示(shì)温度较高的区(qū)域(yù)，蓝色则表示相对较冷的区域(yù)，但(dàn)实际(jì)上它们(men)之间的温差只有万分之一。

科学家们(men)通过对前景背(bèi)景分离后的二值(zhí)图(tú)像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没(méi)有(yǒu)暗物质，图形看起来不应(yīng)该是这样(yàng)的，而随着暗物质的(de)增加，一些峰值的幅度(dù)会减小(xiǎo)，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景(jǐng)辐射的测量值，我们需(xū)要的暗物质大约是普通(tōng)物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解释星系当(dāng)中恒星运动(dòng)所需(xū)要的暗物质比例是一致的。这(zhè)就意味(wèi)着。

用(yòng)了一(yī)个简单的理论框架(jià)，就很好地解释了很多不同的(de)观测结(上技校要多少钱学费，在技校上学一般要花多少学费jié)果(guǒ)。而(ér)暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)存在着某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒子，它(tā)们不(bù)参与任何其他的电(diàn)磁作用，只通过(guò)引力来相(xiāng)互作用。所以如果(guǒ)能够找到这(zhè)种粒子的存在，就相当于找到了(le)暗物质存在(zài)的(de)实际证据。这种粒子到底是什(shén)么？科(kē)学(xué)家们(men)已经提出了数十(shí)种的假想目标(biāo)，而要寻找这些不同的目标(biāo)粒(lì)子(zi)所需要的实验方式也不相同。在过(guò)去的几十年当中(zhōng)，人(rén)类为了寻找这些(xiē)看不(bù)见、摸(mō)不(bù)到，几乎(hū)不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过(guò)50次的(de)实验，却没有(yǒu)任何实质性的发现，除了一个(gè)地方(fāng)，意(yì)大(dà)利的(de)格(gé)兰萨索山，隶属于阿(ā)尔(ěr)卑斯(sī)山脉(mài)。

在山下1400米(mǐ)处的地下(xià)矿(kuàng)井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球上最大的地学实(shí)验(yàn)室(shì)，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼(lóu)高的探测器，一直致力(lì)于(yú)寻找暗物(wù)质粒(lì)子的(de)周期性震荡(dàng)。

自1997年以来(lái)，这里(lǐ)的科学(xué)家(jiā)声称(chēng)观测到了某种信号。经(jīng)过(guò)了(le)20多年的(de)数据收集(jí)，人(rén)们发(fā)现了一个(gè)有趣的事情。探测率会在(zài)每年(nián)的6月份(fèn)达到峰值，然后在11月降到(dào)最低(dī)，而(ér)且在20年(nián)当中每年都是一样。一(yī)些科学(xué)家认(rèn)为这可(kě)能是人类发现暗物(wù)质的第(dì)一(yī)个直接(jiē)证据(jù)。

但是为什么暗物质会(huì)产生周期性的年度信(xìn)号(hào)呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围绕着银河(hé)系进行移(yí)动，那么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这(zhè)意味着我(wǒ)们也(yě)在以这样的(de)速度(dù)在(zài)穿越着暗物质(zhì)流(liú)，这(zhè)个过程(chéng)中会产生相应(yīng)的振荡，同时地(dì)球又以30公里/秒的速度围绕(rào)太阳(yáng)进(jìn)行旋转。所以有半年的时间，地球围(wéi)绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕(rào)银河系的方向(xiàng)是一致的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而在6月份的时候(hòu)，地球(qiú)与太阳的方向正好达到(dào)完全一致，这(zhè)是理论(lùn)上地球穿越(yuè)暗物质流最快的时(shí)段。而(ér)在11月(yuè)份，又恰好(hǎo)达到(dào)了最慢值。尽管在实际的情(qíng)况中，太阳系(xì)相(xiāng)对银河系的平(píng)面呈(chéng)现了(le)60度的倾斜(xié)，但是这(zhè)并(bìng)不影响这个理论的有效性。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究人员们所(suǒ)观测到的周期性信(xìn)号(hào)。当然也可能(néng)有其他的情况，造成这种年度周(zhōu)期信号(hào)的差异也可(kě)能是(shì)温度、湿度、土(tǔ)壤中的(de)水分、高山(shān)上的积(jī)雪，甚至连意大利游(yóu)客的数量也符合(hé)这(zhè)个周期(qī)的规(guī)律。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们又在南(nán)半球建立了一个几乎相(xiāng)同的(de)实验室(shì)，这里(lǐ)的季节与之前的实验(yàn)室正好相(xiāng)反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质(zhì)流的运(yùn)动特征和第一(yī)个实验(yàn)室是一样的(de)。

因此，如果在(zài)这里(lǐ)可以得到(dào)相同的信号，就(jiù)可以成为暗物(wù)质所存在的非常有力(lì)的证据了。但(dàn)是(shì)由于这个实验(yàn)室(shì)刚刚(gāng)建成不久，所以截至目前还无法提供相应的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器提(tí)供的视(shì)野是(shì)哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗(luó)曼太(tài)空望远镜其中一个关键的用途就是(shì)探索暗(àn)物质(zhì)背后的奥秘，对(duì)于探测的结果，我们只能拭目以待(dài)了(le)。费(fèi)米实验室(shì)粒子天体(tǐ)物理中心的(de)科学家(jiā)丹(dān)琥(hǔ)珀(pò)和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在(zài)，它们极有(yǒu)可能(néng)拥有(yǒu)另(lìng)一(yī)种神秘的效应，这(zhè)种(zhǒng)暗物质效应，会支持(chí)宇宙(zhòu)当中生(shēng)命的诞生，或者(zhě)说是生命进化(huà)的一个重要(yào)因素。

如(rú)果这一(yī)理论得到进一步的(de)证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会不会意味着(zhe)人类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个(gè)角落的行星上，暗(àn)物质正在通过这(zhè)样的(de)效应创(chuàng)造(zào)生(shēng)命。当然(rán)，这些推论(lùn)的大前(qián)提是要(yào)先找到暗物(wù)质存在的实(shí)际证(zhèng)据(jù)。那么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物(wù)质到(dào)底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持(chí)是我更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：北京老旧机动车解体中心 上技校要多少钱学费，在技校上学一般要花多少学费