宇宙是“人(rén)为制造”的(de)？为何会存在(zài)科(kē)学(xué)无(wú)法解(jiě)释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟(jìng)是什么？人类为了寻找暗物质存在的(de)证(zhèng)据，科学家(jiā)们在过去的几十(shí)年当(dāng)中进行了超(chāo)过(guò)50次的长(zhǎng)期(qī)实验，但是却没(méi)有发现任何的有效证据。除了一(yī)个地方，在1687年出版的自(zì)然哲学数学原(yuán)理(lǐ)一书中，埃萨(sà)克牛顿发表了(le)万有引(yǐn)力定律，它(tā)揭示(shì)了宇宙中天体(tǐ)运动的规律(lǜ)。往后的几(jǐ)百年来，当天文学家们发(fā)现某些天体运行轨道出(chū)现(xiàn)异(yì)常，不符合万有引力定律(lǜ)的(de)时候，他(tā)们就会(huì)知道，周围一(yī)定有未(wèi)知(zhī)的天体通(tōng)过引力在摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶就通过天王星(xīng)运行轨道的异常，推(tuī)算并且(qiě)发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都(dōu)是应用万(wàn)有引力定律(lǜ)所取得(dé)重大(dà)天文成就的例(lì)子(zi)。但是这些发现(xiàn)都是(shì)在(zài)恒星系统的(de)尺度(dù)当中，可当我(wǒ)们上(shàng)升(shēng)到星系或者是(shì)星(xīng)团的尺(chǐ)度，事情就开始(shǐ)变(biàn)得诡(guǐ)异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的(de)物理学家弗里茨兹威基正在研究和(hé)测量后发星系团的质量。这是一个由数千个(gè)星(xīng)系所组成(chéng)的(de)巨大星系团，这些(xiē)星系被引力束缚在一起。测(cè)量星系团(tuán)的质量(liàng)一般会使用到两种方法，当(dāng)两种方法结果一致(zhì)，就可以确定其质量(liàng)的范围。

第(dì)一种是获得其"光(guāng)度(dù)学的(de)质量"，需要(yào)的数(shù)据(jù)是测量各个星系的光度。

第二种是动力学质量(liàng)的计算，是利用光(guāng)谱红(hóng)移测量星(xīng)系团中的(de)各个(gè)星系(xì)相对(duì)于星系团的运动速度(dù)。当测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵(měng)了(le)，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有(yǒu)99%的(de)质量消(xiāo)失了，或者说(shuō)这99%的(de)质量并(bìng)不(bù)以可(kě)见光的形式所(suǒ)存在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的是，在测量速度的(de)过程中(zhōng)，兹威(wēi)基发现(xiàn)星系团中很多(duō)星系的(de)速度比理论上要(yào)快得多，按(àn)照牛(niú)顿的运动(dòng)学定律，仅靠这(zhè)些可(kě)见星系的质(zhì)量所产生的引(yǐn)力是无法将它们束缚在星系团内(nèi)的，它们(men)早(zǎo)就(jiù)应该(gāi)被抛出星系团之(zhī)外了(le)，除非有一种神秘的力(lì)量在起(qǐ)作用，这种力量(liàng)来源于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基提出了这样部(bù)分不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但是它(tā)们却占(zhàn)据着宇宙中绝(jué)大部(bù)分的(de)质量。只(zhǐ)是(shì)当时的人们对这样(yàng)的一(yī)种(zhǒng)说法不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物(wù)质”这(zhè)个词(cí)才再一次出现。天文学(xué)家维(wéi)拉鲁宾和(hé)肯特福特在观(guān)测仙(xiān)女座星系中的恒星运动。理论上来说(shuō)，距离(lí)中心越远的恒星(xīng)在其轨道上的(de)运行速度就会越慢。但是(shì)他(tā)们观测(cè)的结果却让(ràng)人感到不可思议(yì)。

随着与(yǔ)中心距离的增(zēng)加(jiā)，恒(héng)星(xīng)的(de)旋(xuán)转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引(yǐn)力(lì)定律，在星系当中如果没有足够大的(de)质量来吸引它们(men)，这(zhè)些外围的恒星(xīng)早就(jiù)被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家(jiā)们会使用一种相对标(biāo)准的方法来解释暗物质的存在，这种方(fāng)法就是测量星系当中气体在X轴上距离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出现(xiàn)异常的结(jié)果，就认为是(shì)由暗物质的力量进(jìn)入(rù)其中。

于是科学家们通(tōng)过射电(diàn)望远镜测量(liàng)了距(jù)离星系中心更远距离的氢元素，发现它们(men)的旋转速度并(bìng)不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银河系的第(dì)三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年(nián)，根据万有(yǒu)引力定律进(jìn)行计算(suàn)，太阳系的(de)运行(xíng)速度应(yīng)该(gāi)是160千(qiān)米/秒，但实际上(shàng)，太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220千米/秒的速度(dù)围绕(rào)银(yín)河系旋转，这个实际速度远远大(dà)于理论速度，那么产生以上这(zhè)种向心加(jiā)速度的原(yuán)因很(hěn)可能就是存在着(zhe)一种(zhǒng)我们看(kàn)不到的物(wù)质，是(shì)这些暗物质的引力效应将星系聚集(jí)在了(le)一起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多(duō)的研究人员(yuán)开(kāi)始相信暗物质的(de)存在。科(kē)学家根据(jù)星(xīng)系外恒星轨(guǐ)道(dào)的速度，估算(suàn)在(zài)星系当中(zhōng)暗物质的质量占整个星系(xì)质量的85%。但是，暗物质(zhì)并不(bù)是唯一可以(yǐ)解释这个(gè)现象的原因。在一项(xiàng)新的研究当(dāng)中，科学(xué)家们(men)发现，几乎没有引力效应(yīng)的(de)遥远(yuǎn)恒(héng)星之间(jiān)，也会(huì)出(chū)现速度上的微小差(chà)异。另外，天文学(xué)家还发(fā)现了一个反(fǎn)常的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离(lí)地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和银(yín)河(hé)系不多，但(dàn)是星系当中存在的(de)恒星(xīng)数量却只有(yǒu)银河系的千分(fēn)之一。

所以在(zài)理论(lùn)上(shàng)，该星系(xì)必须存在(zài)暗物质，否则就会分崩离析。但是科(kē)学家们使用最(zuì)先进的望远(yuǎn)镜对(duì)其进行了40个小时的详细(xì)测量之后，发现星系中的恒星运动是可以(yǐ)用正常的物(wù)质和力学(xué)定(dìng)律来解释的。那么又有人(rén)提(tí)出，也许该星系的暗物质，已经被附近的(de)另一(yī)个(gè)大星系剥(bō)离了。奇怪(guài)的是，它的附(fù)近(jìn)没有任何(hé)星(xīng)系存在。造成这些现象的(de)除了暗物质的(de)假说之外，另一种可能就(jiù)是人(rén)类对引力的(de)理解还不够全面(miàn)，引力很可能(néng)在不同尺度空间中的工作方式(shì)是不同的，这意味着(zhe)在行(xíng)星系尺度中的天体会沿着它们的(de)轨(guǐ)道，按照(zhào)我们所(suǒ)理(lǐ)解(jiě)的方式运(yùn)动(dòng)。但是上升到(dào)星系和星团的尺度(dù)，引力之间(jiān)的(de)相互作用则(zé)是(shì)不(bù)同的方式(shì)。对于在(zài)星系团之间的相互作用，科学家还引入(rù)了外部场效应的(de)概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大的(de)质(zhì)量之间会产生对(duì)彼(bǐ)此(cǐ)特殊的效(xiào)果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意(yì)味着我们需要对现在(zài)的物(wù)理(lǐ)定律(lǜ)进(jìn)行修正(zhèng)，这(zhè)些发现也让很多(duō)人认(rèn)为暗物质(zhì)假说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当(dāng)中还(hái)有关于(yú)暗物质存在(zài)的其他(tā)的理论证据，这(zhè)些理(lǐ)论(lùn)证据是蒙德理论(lùn)所(suǒ)没(méi)法(fǎ)解(jiě)释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团，由两个(gè)碰撞(zhuàng)的(de)星系团所组成，类(lèi)似这样(yàng)的星(xīng)团(tuán)，它们大(华诞是华诞是什么意思,用在什么地方，生辰华诞是什么意思什么意思,用在什么地方，生辰华诞是什么意思dà)部(bù)分的(de)普通(tōng)质量都在星系的(de)气体当(dāng)中。当(dāng)星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气(qì)体的相互作(zuò)用(yòng)就会导致(zhì)温(wēn)度的(de)急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所以在(zài)理论上，在(zài)碰撞(zhuàng)之(zhī)后(hòu)，子弹(dàn)星系团大部分的质量将位于(yú)所有(yǒu)这些气体所(suǒ)在的中间区(qū)域。那么我们通过什么来验证它的质量区域到底是不是集(jí)中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望远(yuǎn)镜传回了宇(yǔ)宙(zhòu)当中第一张全彩(cǎi)的(de)高清(qīng)照片，在照片中我们可以明显地看到很多星系似乎(hū)被拉伸(shēn)产(chǎn)生(shēng)了巨大的形变。其实这些星系本身并(bìng)不是真的被扭(niǔ)曲(qū)了，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么问(wèn)题(tí)，而是这样极遥(yáo)远的天(tiān)体和我们地球(qiú)上的(de)观测者之间。被(bèi)一个质(zhì)量超级巨(jù)大的天(tiān)体(tǐ)遮(zhē)挡，这(zhè)个(gè)超大(dà)质量的东西的引力，会使身(shēn)后更(gèng)遥远星(xīng)系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是(shì)引(yǐn)力透(tòu华诞是什么意思,用在什么地方，生辰华诞是什么意思)镜(jìng)效应。这个(gè)巨大的天体可(kě)能是(shì)超大(dà)质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们(men)对子弹星系团(tuán)观测的时候，发现它的大质量区(qū)域并(bìng)不是在(zài)中间，而是在(zài)两(liǎng)侧。所以最好的(de)解(jiě)释方法就是当星(xīng)团发生全部(bù)的碰撞时(shí)，可被观(guān)测(cè)到的(de)质量气体(tǐ)被卡在了中间(jiān)，暗物(wù)质则直(zhí)接通(tōng)过了这个区域，并(bìng)在两(liǎng)边形成(chéng)了引(yǐn)力透(tòu)镜。对(duì)子(zi)弹星(xīng)系团的引(yǐn)力透镜研究也被(bèi)认为是(shì)暗(àn)物质存在的迄今(jīn)为止最(zuì)好的理论证据。

除此之外，还(hái)有(yǒu)来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之(zhī)后，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地穿(chuān)越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了。经过(guò)了(le)130多亿年之后(hòu)，这些(xiē)光在宇宙空(kōng)间背(bèi)景上(shàng)留下(xià)了各相同性的微波辐射。其中红色(sè)的部分表示温度(dù)较高的区域(yù)，蓝色则(zé)表示相对较(jiào)冷的区(qū)域，但实际上它们(men)之间的(de)温差只有万(wàn)分之一。

科(kē)学家(jiā)们通过对前景背景分离后(hòu)的二值(zhí)图像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看起来不(bù)应(yīng)该是这样的(de)，而(ér)随着暗物(wù)质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇宙微波背(bèi)景辐射(shè)的测量(liàng)值，我们需(xū)要的暗物(wù)质大约是普通物(wù)质(zhì)的5倍。这个数字与(yǔ)解(jiě)释星系当(dāng)中(zhōng)恒(héng)星运动(dòng)所需要的暗物(wù)质(zhì)比(bǐ)例是一致的。这就意味着。

用了(le)一个简单的(de)理论框架，就很(hěn)好地解释(shì)了很多不同(tóng)的观测结果。而暗物质的本质(zhì)就是(shì)宇宙当中存在着(zhe)某种类(lèi)型的粒子，它们不参与任(rèn)何其(qí)他的电磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过引力来相互作用。所以如(rú)果(guǒ)能够找到这(zhè)种粒子的存(cún)在(zài)，就(jiù)相当于找到了暗物质存在的(de)实(shí)际(jì)证据(jù)。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学家们已(yǐ)经提出(chū)了数十种的假想目标，而要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需要的实验方式也不(bù)相(xiāng)同。在过去的(de)几(jǐ)十(shí)年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进(jìn)行了超过50次的实(shí)验，却(què)没有任何实质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰(lán)萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处(chù)的地下矿(kuàng)井(jǐng)当中(zhōng)，藏着地球上(shàng)最大的地(dì)学实(shí)验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一(yī)直(zhí)致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称(chēng)观测到(dào)了某(mǒu)种信号。经过了20多年的数据收(shōu)集，人(rén)们发(fā)现了一个有趣的事情。探测率(lǜ)会在(zài)每年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一(yī)些(xiē)科(kē)学(xué)家(jiā)认为这可(kě)能是人类发(fā)现暗物质的第一个(gè)直接证(zhèng)据(jù)。

但是为什么暗(àn)物质会产生(shēng)周(zhōu)期性的年(nián)度信号呢？刚才我们(men)讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系进行移(yí)动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们(men)也在以这样的速度(dù)在穿越着暗(àn)物(wù)质流，这个过程中(zhōng)会产生相应(yīng)的振荡(dàng)，同时地球又(yòu)以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋(xuán)转。所以有半年的时(shí)间，地球围(wéi)绕太阳的方向与太阳环(huán)绕银(yín)河系的(de)方向是一致的，而另外(wài)半年则与之相(xiāng)反(fǎn)。

而(ér)在6月(yuè)份(fèn)的时候，地(dì)球与太阳的方向正(zhèng)好(hǎo)达(dá)到(dào)完全一致，这是理论(lùn)上地球(qiú)穿越暗物(wù)质(zhì)流最快的时段。而在(zài)11月份，又(yòu)恰好达到了最(zuì)慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际的情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系(xì)相对银河系(xì)的平面呈现了60度的倾斜，但是这(zhè)并不影响这个(gè)理论的有效性。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可(kě)以用来(lái)解释(shì)，研究人员们所观测到的(de)周期(qī)性信号(hào)。当然(rán)也可能有其他(tā)的情况，造成这(zhè)种年度周(zhōu)期信号的差异也(yě)可(kě)能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数(shù)量也符合这个周期的规律。

所以，科学(xué)家们又在南半球建立了一(yī)个(gè)几(jǐ)乎相同的实验室(shì)，这里的季节与之前的(de)实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动(dòng)特征(zhēng)和(hé)第一(yī)个实(shí)验(yàn)室是一样的。

因此，如(rú)果在这里可以得到相同(tóng)的信号，就可以成为暗物质(zhì)所存在的(de)非常有(yǒu)力的证据了。但(dàn)是由(yóu)于(yú)这个实(shí)验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至目(mù)前还无法提供(gōng)相应(yīng)的数据支(zhī)持。另外(wài)，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台新(xīn)的望远镜(jìng)，这台太空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃(bó)望(wàng)远镜相同，但(dàn)它的(de)宽视场仪器提供(gōng)的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太(tài)空望远镜其中(zhōng)一个关键(jiàn)的(de)用(yòng)途就是探索暗物质(zhì)背后的(de)奥秘，对于探测(cè)的结果(guǒ)，我们只能拭目以待了。费米实验(yàn)室粒(lì)子天(tiān)体物(wù)理(lǐ)中心的科学家(jiā)丹琥珀和贾(jiǎ)森(sēn)斯(sī)特(tè)芬(fēn)研究发(fā)现，如(rú)果(guǒ)暗物质存在(zài)，它们极有(yǒu)可能拥有另(lìng)一种神秘的效应，这种暗(àn)物(wù)质(zhì)效应，会支持宇宙(zhòu)当中生(shēng)命的诞生，或者说(shuō)是生命进(jìn)化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中(zhōng)的(de)暗物(wù)质会不会意(yì)味(wèi)着人类并不孤(gū)单(dān)呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当(dāng)然，这些(xiē)推论的大前提是要先找到暗物(wù)质存在(zài)的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗(àn)物质(zhì)到底存不存在(zài)呢？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，你的支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：河南钢构网--首页(钢结构、彩钢、活动房等等。河南钢构网是河南省最大的钢结构网站，为河南地市各钢结构公司提供产品信息、供求信息、人才信息，网址：http://www.hnganggou.com ) 华诞是什么意思,用在什么地方，生辰华诞是什么意思