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(zhì)”？暗物质(zhì)又究(jiū)竟是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科学家们在过(guò)去的(de)几十年当中(zhōng)进行了(le)超过(guò)50次(cì)的长期实验(yàn)，但是却(què)没有(yǒu)发现(xiàn)任何(hé)的有(yǒu)效证据(jù)。除了一(yī)个(gè)地方，在1687年(nián)出版的(de)自然哲学(xué)数学原(yuán)理一书中，埃萨(sà)克牛顿发表了(le)万有(yǒu)引力(lì)定律，它揭示了宇宙中天体运动的(de)规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文(wén)学家们(men)发现某些(xiē)天体运行轨道出现异常，不符(fú)合万(wàn)有引力定律的时候，他(tā)们就(jiù)会知道(dào)，周围一(yī)定有未知的天体通过(guò)引(yǐn)力(lì)在摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥(ào)本(běn)勒维耶就通过天王(wáng)星运行(xíng)轨道的(de)异常，推算并且发现了(le)海王星的存在。另外(wài)，哈(hā)雷彗星、冥王星(xīng)的发现都是应用(yòng)万有(yǒu)引力(lì)定律所取得重大天文(wén)成就的(de)例子。但是这些发现都(dōu)是在恒星系(xì)统的尺度(dù)当中(zhōng)，可当(dāng)我们上升(shēng)到星系或者是星团的尺度，事情就开(kāi)始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的(de)物理学家弗里(lǐ)茨兹威基(jī)正在研究和测(cè)量后发(fā)星(xīng)系团的质(zhì)量。这是(shì)一个由数千个星系所组成的巨大星系团，这些星系(xì)被(bèi)引(yǐn)力(lì)束(shù)缚(fù)在(zài)一起。测(cè)量星系团的质量一(yī)般会使用到两种方法(fǎ)，当(dāng)两种方法(fǎ)结果(guǒ)一致，就可以确定(dìng)其质量的范(fàn)围。

第一种是获得(dé)其"光度学的(de)质量"，需要的(de)数据是测量(liàng)各个星系的(de)光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱红(hóng)移测(cè)量星系团(tuán)中的各个星系(xì)相对(duì)于星系团的运动速度(dù)。当测量结果出来(lái)之后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然(rán)是“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星系团有99%的质量消(xiāo)失(shī)了，或(huò)者(zhě)说(shuō)这99%的质(zhì)量并不以可见光的形式所存在，我们(men)无法看到。最诡(guǐ)异的是(shì)，在测量速度(dù)的过程中，兹威基发现星(xīng)系团(tuán)中很(hěn)多星系的速度比理(lǐ)论(lùn)上要快得(dé)多，按照牛顿的(de)运动学定律，仅(jǐn)靠这(zhè)些可见星系的质量所(suǒ)产生的引力是无法(fǎ)将它(tā)们束(shù)缚在星(xīng)系(xì)团内的，它们早(zǎo)就应该被抛(pāo)出(chū)星系团(tuán)之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力量来(lái)源于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹维基提出了这样部分不可(kě)见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占(zhàn)据(jù)着宇宙中(zhōng)绝(jué)大部分(fēn)的质量。只是当时(shí)的人们(men)对这样(yàng)的一种说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这(zhè)个词才再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙(xiān)女座星系(xì)中的恒星(xīng)运动。理论(lùn)上来(lái)说，距(jù)离中心越远的恒星在其轨道上(shàng)的运行(xíng)速(sù)度就(jiù)会(huì)越慢。但是他们观测(cè)的结(jié)果却让人感(gǎn)到不可思议。

随着与(yǔ)中心距离(lí)的增加，恒星的旋转速度(dù)几乎保(bǎo)持不变。可是根据牛顿的万(wàn)有引(yǐn)力定律，在星系当中(zhōng)如果没有足够大的质量来吸引它们，这些外围的恒(héng)星早就被甩到宇宙当中(zhōng)了(le)。基(jī)于(yú)这种(zhǒng)现象，科学家们会使用一种相对标(biāo)准的方法来解释暗物(wù)质的存(cún)在，这种方法就是测(cè)量星系当(dāng)中气体在(zài)X轴上距离(lí)星系中心的(de)距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果出(chū)现异(yì)常的结果，就认为是由(yóu)暗物(wù)质的力量进入其(qí)中(zhōng)。

于(yú)是(shì)科(kē)学家们通(tōng)过射电望远镜测量(liàng)了距离星系中心更远距离的氢元素，发(fā)现它(tā)们(men)的旋(xuán)转速度(dù)并不符合牛顿的力学(xué)定(dìng)律。我们的太阳系也不例外，太(tài)阳(yáng)系位于银(yín)河系的第三悬臂之上，距(jù)离银河系(xì)中心(xīn)2.6万(wàn)光年，根据万有引力定律进行计算(suàn)，太阳系的运行速度应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速度(dù)围(wéi)绕银河系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个(gè)实际速度远远大于理论(lùn)速度，那么产(chǎn)生以上(shàng)这种向心加速度的原因很可能就(jiù)是存在着一(yī)种(zhǒng)我们看不到的物质，是这些暗(àn)物质(zhì)的引力效应将星系聚(jù)集在了一起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多(duō)的研究人(rén)员开始相信暗物(wù)质的存在。科学家(jiā)根(gēn)据星(xīng)系外(wài)恒星(xīng)轨道的(de)速度，估算在星系当(dāng)中暗物质的质量占(zhàn)整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物质并(bìng)不是(shì)唯一可以解释(shì)这个现象的原因(yīn)。在(zài)一项新的研究当中，科(kē)学(xué)家们(men)发现(xiàn)，几乎没有引力效应(yīng)的(de)遥远恒星之间，也会出(chū)现速(sù)度上的微小差异。另(lìng)外，天(tiān)文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不(bù)多，但(dàn)是星系当中存(cún)在的恒星数量却只有银(yín)河系(xì)的(de)千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须存在暗物(wù)质，否则(zé)就会分崩离析。但是(shì)科学(xué)家们使(shǐ)用最先进的望(wàng)远(yuǎn)镜对其进行(xíng)了40个小时的详细(xì)测量之后，发现星系中的恒星运动是(shì)可以用正常的物质和(hé)力学(xué)定(dìng)律(lǜ)来解释(shì)的。那(nà)么又有人提出，也许该星系(xì)的暗(àn)物质，已经(jīng)被附(fù)近(jìn)的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的(de)附近没有(yǒu)任何星(xīng)系存在(zài)。造成这些现象的除了暗物质(zhì)的假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力的理解还不(bù)够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度空(kōng)间(jiān)中的(de)工作方(fāng)式是不同的(de)，这意味着在行星系尺(chǐ)度中的天(ti文章千古事得失寸心知是谁的诗句名句，文章千古事 得失寸心知是谁的名句ān)体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但是上升到(dào)星系和星团的尺度，引(yǐn)力之间(jiān)的相互作用则是不同的方式。对于在星系团之间的相(xiāng)互作(zuò)用，科学家(jiā)还引入了(le)外部场效应的概念，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨(jù)大的质(zhì)量之间会产生对彼此(cǐ)特(tè)殊的效果(guǒ)，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立(lì)，这意味着我们需(xū)要对现在的物(wù)理定(dìng)律进行修(xiū)正，这(zhè)些(xiē)发(fā)现也让很多(duō)人(rén)认为暗物质假说理论就(jiù)此终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存(cún)在的(de)其他的(de)理论证据，这些(xiē)理论(lùn)证据是(shì)蒙德理论所没法解释的(de)“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星(xīng)系团(tuán)所组成，类似这样的(de)星团，它们(men)大(dà)部分(fēn)的普通质量都在(zài)星系的(de)气(qì)体当中。当星团(tuán)以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用就(jiù)会导致温度的(de)急剧升高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团大(dà)部分的质量将位于所有(yǒu)这(zhè)些气体所在(zài)的中间(jiān)区(qū)域。那么我们通过(guò)什么来(lái)验证它的质量区(qū)域到底是(shì)不是集中在(zài)中间呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传(chuán)回了宇(yǔ)宙当(dāng)中第(dì)一张全彩(cǎi)的(de)高(gāo)清照片，在照(zhào)片中我们可以明显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸(shēn)产生了(le)巨(jù)大的(de)形变。其(qí)实这些星系本身并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯望(wàng)远镜出了什么问题，而是(shì)这(zhè)样极遥远的天(tiān)体和我们地球(qiú)上(shàng)的观(guān)测者之间。被一个质量超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超(chāo)大质量的(de)东(dōng)西的引(yǐn)力，会使身(shēn)后更遥远星系的光(guāng)都(dōu)发生了扭曲。这个现(xiàn)象就(jiù)是引力(lì)透镜(jìng)效(xiào)应。这个巨大(dà)的天体可能是超大质量的黑洞或者是暗物(wù)质。

所以当人们(men)对子弹星系(xì)团观测的时候(hòu)，发现(xiàn)它的大质量区域并不是在中(zhōng)间，而是在两(liǎng)侧(cè)。所以最好的解释方法就是(shì)当星团发(fā)生全部的碰撞时，可被(bèi)观(guān)测到的质量(liàng)气(qì)体被卡在(zài)了中间，暗物质(zhì)则(zé)直接(jiē)通过了这(zhè)个区域，并在两边形成(chéng)了引力(lì)透镜。对(duì)子(zi)弹星系团的引力透镜研究也被(bèi)认为是暗(àn)物(wù)质存在的迄今为(wèi)止最好的理论(lùn)证据。

除此之外(wài)，还有(yǒu)来自宇宙当中最古(gǔ)老的(de)光(guāng)。从宇宙大(dà)爆炸(zhà)开始，38万(wàn)年之后，可见光(guāng)终于可以畅通(tōng)无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这(zhè)些光在宇宙空间背景上留下了各相同(tóng)性(xìng)的(de)微波辐射。其中(zhōng)红色(sè)的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝色则表(biǎo)示(shì)相对较冷的区(qū)域，但实际上它们之间的温(wēn)差只有万分之一。

科(kē)学(xué)家们通(tōng)过(guò)对前景背景分(fēn)离(lí)后的二(èr)值(zhí)图(tú)像进行连通域提取(qǔ)和标记之(zhī)后发(fā)现，如(rú)果宇宙当中没有(yǒu)暗物质(zhì)，图形看起(qǐ)来不应该是这样的，而随(suí)着暗(àn)物(wù)质(zhì)的增加(jiā)，一(yī)些峰值(zhí)的幅度(dù)会减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背(bèi)景辐射的测量值，我们需要的暗物质大约(yuē)是普(pǔ)通物(wù)质的5倍。这个数字与解释(shì)星系当中恒星运(yùn)动所(suǒ)需要的暗物质比例是一致(zhì)的。这就意味着。

用(yòng)了(le)一(yī)个(gè)简单(dān)的(de)理论框架，就(jiù)很好地解释了很多不同的(de)观测结果。而(ér)暗(àn)物质的本质就是宇(yǔ)宙当中存(cún)在着(zhe)某种类型的粒子(zi)，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以(yǐ)如果能够(gòu)找到这种粒子的存在(zài)，就(jiù)相当(dāng)于找到了暗物质(zhì)存(cún)在的实际证据。这种粒子到底是什么？科(kē)学家们(men)已(yǐ)经提出(chū)了数十种(zhǒng)的(de)假(jiǎ)想目(mù)标，而(ér)要(yào)寻(xún)找这些不同的(de)目标粒子所需要的实验方式也不相同。在(zài)过去的几十年当(dāng)中，人类为(wèi)了(le)寻(xún)找(zhǎo)这些看不见、摸(mō)不到，几(jǐ)乎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(chāo)过50次的实(shí)验，却没有任(rèn)何实质(zhì)性的(de)发现，除了一(yī)个(gè)地(dì)方，意(yì)大(dà)利的格(gé)兰萨索山，隶(lì)属于阿(ā)尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三(sān)层楼高的探测器，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称(chēng)观(guān)测到了(le)某种信号。经过(guò)了20多年的数据收集，人们发现了一个(gè)有趣的事情。探测率会在每年的6月份达(dá)到峰值，然后(hòu)在11月降到最(zuì)低，而(ér)且在20年当中每(měi)年都(dōu)是一样。一些(xiē)科学家认为这可能是(shì)人类发现暗物质(zhì)的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周期性的(de)年度信号呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了(le)太阳(yáng)系(xì)正(zhèng)在以220公(gōng)里/秒的(de)速(sù)度围绕着银河系进(jìn)行(xíng)移动，那么(me)如果暗(àn)物质(zhì)存在宇宙(zhòu)当中，这(zhè)意(yì)味着我(wǒ)们也在以这样的速(sù)度(dù)在穿越(yuè)着暗物质(zhì)流，这(zhè)个过(guò)程(chéng)中会产生相(xiāng)应(yīng)的振荡，同时(shí)地球又以(yǐ)30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进行(xíng)旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半年(nián)的时间，地球围绕(rào)太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而在6月(yuè)份的(de)时候，地球与太(tài)阳的方向正好达到完全一致，这是理论上地球(qiú)穿越(yuè)暗物质流最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好达到了(le)最慢值。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河系的(de)平面呈现(xiàn)了(le)60度的倾斜，但是这并不(bù)影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这(zhè)可(kě)以用来解释，研(yán)究(jiū)人员(yuán)们(men)所(suǒ)观(guān)测到的周期性(xìng)信号。当然也可能有其(qí)他(tā)的情况，造成这(zhè)种年度(dù)周(zhōu)期信号的差异(yì)也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上的积雪，甚(shèn)至连(lián)意(yì)大利(lì)游客的数(shù)量也符合这个周(zhōu)期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半球建立了(le)一个(gè)几乎相同(tóng)的实验室(shì)，这里的季节与(yǔ)之前(qián文章千古事得失寸心知是谁的诗句名句，文章千古事 得失寸心知是谁的名句)的实验(yàn)室正(zhèng)好相反，而在这里，地球(qiú)穿(chuān)过暗物质流(liú)的运(yùn)动特征和第(dì)一个实(shí)验室是(shì)一样(yàng)的。

因此，如果在这里(lǐ)可(kě)以得到(dào)相同的信号，就可以成(chéng)为暗物(wù)质(zhì)所(suǒ)存(cún)在的非常(cháng)有力(lì)的证据了。但是由于这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至目前还(hái)无法提供(gōng)相应(yīng)的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会(huì)发射(shè)一(yī)台新的望远镜，这(zhè)台太空望远(yuǎn)镜叫做“南(nán)希格雷(léi)斯(sī)罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同(tóng)，但(dàn)它(tā)的宽(kuān)视场仪器(qì)提供的视(shì)野是(shì)哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其中一个(gè)关键(jiàn)的用途就是探索暗物质(zhì)背后(hòu)的奥(ào)秘，对(duì)于探测的结(jié)果(guǒ)，我们(men)只能(néng)拭目以待(dài)了。费米实验(yàn)室粒子天体物理中心的科(kē)学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物(wù)质存在，它们极有(yǒu)可能拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗物质效应(yīng)，会支(zhī)持(chí)宇宙当中生命的诞生，或者(zhě)说是生(shēng)命(mìng)进化的一(yī)个重要因(yīn)素。

如果这一理论得到进一(yī)步的(de)证(zhèng)实，那么遍布(bù)宇宙当(dāng)中的暗物质(zhì)会不会意(yì)味着人类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落(luò)的行(xíng)星上，暗(àn)物质正(zhèng)在通过这样的效应(yīng)创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是要(yào)先找到暗(àn)物质存(cún)在的实(shí)际证(zhèng)据。那(nà)么小(xiǎo)伙伴们，你(nǐ)们(men)觉得暗(àn)物质(zhì)到底存(cún)不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你的(de)支持是我更(gèng)新(xīn)的动(dòng)力！

未经允许不得转载：济宁舞蹈培训学校_济宁洋娃娃舞蹈学校_济宁洋娃娃舞蹈学校官网 文章千古事得失寸心知是谁的诗句名句，文章千古事 得失寸心知是谁的名句