宇宙(zhòu)是“人(rén)为制(zhì)造”的？为何会存(cún)在科学无(wú)法解释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗物质(zhì)又(yòu)究竟是什(shén)么？人类为(wèi)了寻找暗(àn)物(wù)质存(cún)在的证据，科学家们(men)在过去的几十年当中(zhōng)进行了(le)超(chāo)过50次的长期(qī)实验，但是却(què)没(méi)有发现任何(hé)的有效(xiào)证(zhèng)据。除(chú)了一个(gè)地(dì)方，在(zài)1687年出(chū)版的自(zì)然哲学数(shù)学原理(lǐ)一书(shū)中，埃萨(sà)克(kè)牛顿发表(biǎo)了万有引力(lì)定(dìng)律，它揭示了宇宙中天体运动(dòng)的规(guī)律。往后的几(jǐ)百年来，当(dāng)天(tiān)文学家们发现(xiàn)某些(xiē)天体(tǐ)运(yùn)行轨道出现异常，不符合(hé)万有引力定(dìng)律的(de)时候，他们就会(huì)知道(dào)，周围(wéi)一定有未(wèi)知的天体通(tōng)过引(yǐn)力在摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王(wáng)星运行轨道的异(yì)常，推算并且发现(xiàn)了海(hǎi)王星(xīng)的存(cún)在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用万有引力定律(lǜ)所(suǒ)取(qǔ)得重大天(tiān)文成就的例子。但(dàn)是(shì)这些发现(xiàn)都是在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当(dāng)我们上升(shēng)到星(xīng)系或者是星团的尺度，事(shì)情就开(kāi)始变得(dé)诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨(cí)兹威基(jī)正在研究和测量后发星系(xì)团(tuán)的质(zhì)量。这(zhè)是一(yī)个由(yóu)数千个星系所组成的巨(jù)大(dà)星系团，这些星系被(bèi)引(yǐn)力束(shù)缚在一起(qǐ)。测量星(xīng)系(xì)团(tuán)的质量一般(bān)会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方(fāng)法(fǎ)结果一致，就(jiù)可以确定其质量的范围。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质量"，需要的数据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动力学质(zhì)量(liàng)的计算，是(shì)利(lì)用光谱红移测量(liàng)星系团(tuán)中(zhōng)的各个星(xīng)系相对于星系团的运动速度(dù)。当测量结果出来之(zhī)后，兹威基(jī)彻(chè)底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度学质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了(le)，或者说这99%的质量(liàng)并不以可(kě)见光的形(xíng)式所(suǒ)存在(zài)，我(wǒ)们无法看到。最(zuì)诡异的(de)是，在测量速(sù)度的过程中，兹威(wēi)基(jī)发现星系团中很多星(xīng)系的速度比理(lǐ)论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见(jiàn)星系的质量所产生的引(yǐn)力是无法将它们(men)束缚在(zài)星系(xì)团(tuán)内的(de)，它(tā)们早就(jiù)应该被抛出星系团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘(mì)的力量(liàng)在起作用，这(zhè)种力(lì)量来(lái)源于某种隐(yǐn)形的物质(zhì)。

据此(cǐ)，兹维(wéi)基提出了这样(yàng)部分不可见(jiàn)的暗质，它不发散(sàn)光、吸光(guāng)、反射光，但(dàn)是它(tā)们(men)却(què)占据着宇宙中绝(jué)大部分的质量(liàng)。只是当时的(de)人们对这(zhè)样(yàng)的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再(zài)一(yī)次出现。天文(wén)学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女座星系中的恒星(xīng)运动(dòng)。理论上来说，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运行速度就会(huì)越慢。但是(shì)他们观测的结(jié)果却让(ràng)人感到不可思议(yì)。

随着(zhe)与中(zhōng)心距(jù)离的增(zēng)加，恒星(xīng)的旋转速度几乎(hū)保持(chí)不变。可(kě)是根据牛顿的(de)万有引力定律，在星系当中如果没有足够大(dà)的质量(liàng)来吸(xī)引(yǐn)它们，这些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了(le)。基于这种现象，科学(xué)家们会(huì)使用(yòng)一种相对标准的方法来(lái)解释暗物(wù)质的存(cún)在，这种方法就是测量星系当(dāng)中气体(tǐ)在X轴上(shàng)距离星系中心的(de)距(jù)离，以(yǐ)及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出现(xiàn)异(yì)常的结(jié)果(guǒ)，就认为是由暗物质的力量进入其中。

于是科学家们通过(guò)射电望远镜测(cè)量了距离星系中心更远距(jù)离的氢元素，发(fā)现它们的旋转速度并不符合牛顿(dùn)的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位(wèi)于(yú)银河系(xì)的第(dì)三悬臂之上(shàng)，距离银河系中(zhōng)心2.6万光(guāng)年，根据(jù)万有引力(lì)定律进行计(jì)算，太阳(yáng)系的运行速度应(yīng)该(gāi)是160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的速度(dù)围(wéi)绕银河系旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大于(yú)理论速度，那么(me)产生以(yǐ)上这种向心加速度的原因很可能就是存在(zài)着一种我们看(kàn)不到(dào)的物质，是这些暗(àn)物质的引力效应将星系聚集在了一起。

也是从这(zhè)时开始(shǐ)，越来越多的研究人员开始相信暗物(wù)质的(de)存在。科学家根据(jù)星系(xì)外(wài)恒星轨道的速(sù)度，估算在星系当(dāng)中暗物(wù)质(zhì)的质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物(wù)质并不(bù)是唯(wéi)一可以(yǐ)解释这个现象的原因。在一项(xiàng)新的(de)研究当中(zhōng)，科学(xué)家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有(yǒu)引力效应(yīng)的遥(yáo)远恒星之(zhī)间(jiān)，也(yě)会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量却只有银河系(xì)的千分之一(yī)。

所以(yǐ)在(zài)理论上，该星(xīng)系必须存在暗(àn)物质，否(fǒu)则(zé)就会分崩离析。但是(shì)科学家们使用最先进的(de)望远镜(jìng)对其进行了40个小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系中的恒星运动是可以用正常的物(wù)质(zhì)和力学定律来解释的。那么(me)又有人提出，也(yě)许该星系的暗(àn)物质(zhì)，已经被附近的(de)另一个大星系(xì)剥离了。奇怪(guài)的是，它(tā)的(de)附近没有任何星系存在。造成这(zhè)些现象的除了暗物质的(de)假(jiǎ)说之外(wài)，另一种(zhǒng)可能就是人(rén)类对引力的理解还不够全(quán)面，引力(lì)很可能在(zài)不同尺度空间中的工(gōng)作方式(shì)是不同的，这意味着在行星系尺度(dù)中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所(suǒ)理解的方式运动。但是上升到星系和星团的(de)尺度(dù)，引力之间的相互作用则是不同的方式(shì)。对(duì)于在星系团(tuán)之间(jiān)的相互(hù)作(zuò)用，科学家(jiā)还引(yǐn)入了外(wài)部场效(xiào)应(yīng)的概念(niàn)，指的是在数(shù)百万光年(nián)的规模上，巨大的质(zhì)量之(zhī)间会产(chǎn)生对(duì)彼此特殊的效果，这(zhè)个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意(yì)味着我们需要对现在的物理定律进行修(xiū)正，这些发(fā)现也让(ràng)很多人认为暗物(wù)质(zhì)假说理论就此终结(jié)。但是(shì)在宇宙(zhòu)当中还有关于暗(àn)物质(zhì)存在的其他的理论证据，这些(xiē)理论(lùn)证据是蒙德理(lǐ)论所没法解释的“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径向(xiàng)距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团，由两个(gè)碰撞(zhuàng)的星系团所组(zǔ)成，类似这样(yàng)的(de)星团，它们大部分的普通质量(liàng)都(dōu)在星系的(de)气体当(dāng)中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发(fā)生碰撞的时候(hòu)，星(xīng)际气体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在理(lǐ)论(lùn)上(shàng)，在碰撞之(zhī)后，子弹星(xīng)系团大部分的质量将位于(yú)所(suǒ)有这些气体所在的中间区(qū)域。那么我们通过什么来验(yàn)证(zhèng)它的质(zhì)量区域到(dào)底是不是集(jí)中在中间呢(ne)？前(qián)不久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦(wéi)伯太(tài)空望(wàng)远镜传(chuán)回了(le)宇宙当(dāng)中第一张(zhāng)全彩的高清照片，在照片中我们可以明显(xiǎn)地看到(dào)很(hěn)多星系似(shì)乎被拉(lā)伸产生了巨(jù)大的(de)形变。其实(shí)这些星系本身(shēn)并不是真的被扭(niǔ)曲了，也不是(shì)韦(wéi)伯望远镜出了什么问题，而是这(zhè)样(yàng)极遥远的天(tiān)体和我们地球(qiú)上的(de)观测者之间(jiān)。被一个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量的(de)东西(xī)的(de)引力，会使身后更遥远星系的光都(dōu)发生(shēng)了扭曲。这(zhè)个现象就是引力透镜效(xiào)应。这(zhè)个巨(jù)大的(de)天体可(kě)能(néng)是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当(dāng)人们对(duì)子弹星系团观测的时候(hòu)，发现它的大质(zhì)量区域并不(bù)是在中间，而是在(zài)两侧(cè)。所以最好(hǎo)的解释方法就是(shì)当星团发生(shēng)全(quán)部的(de)碰(pèng)撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡在(zài)了中间，暗物质则直接通(tōng)过了(le)这个区域(yù)，并(bìng)在两边形成了引力透镜(jìng)。对子弹星系团的引力(lì)透镜(jìng)研(yán)究(jiū)也被认为(wèi)是暗物质(zhì)存在的迄今(jīn)为止最(zuì)好(hǎo)的(de)理论(lùn)证据。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之(zhī)后，可见光(guāng)终(zhōng)于可以(yǐ)畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些(xiē)光在(zài)宇宙空间背(bèi)景上留下(xià)了各相同(tóng)性的微波辐射(shè)。其中红(hóng)色的部(bù)分表(biǎo)示温度较高的区(qū)域，蓝色则表示相对(duì)较冷的区域，但实际上(shàng)它(tā)们(men)之间的温差只有万分之(zhī)一。

科学家们(men)通过对前景背景分(fēn)离(lí)后的二值图像进行连通域(yù)提取和标记之后(hòu)发现(xiàn)，如果宇宙当(dāng)中没有暗(àn)物质，图形看起来不应该(gāi)是(shì)这样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值(zhí)的幅度会(huì)减小(xiǎo)，才变得看(kàn)起来“和(hé)谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量值(zhí)，我们需(xū)要的(de)暗物(wù)质(zhì)大约(yuē)是普通(tōng)物质(zhì)的(de)5倍。这个数字与解释(shì)星(xīng)系当(dāng)中恒(héng)星运(yùn)动所需要(yào)的暗物(wù)质(zhì)比例是(shì)一致的(de)。这就(jiù)意(yì)味着。

用了(le)一(yī)个简(jiǎn)单(dān)的理论框(kuāng)架，就(jiù)很好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当中(zhōng)存在着某种类型(xíng)的(de)粒子，它(tā)们不(bù)参(cān)与任(rèn)何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互(hù)作(zuò)用(yòng)。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到了暗(àn)物(wù)质存在(zài)的实际(jì)证据。这(zhè)种粒子到底是什么？科学家们已经提(tí)出了数十种的假想(xiǎng)目(mù)标(biāo)，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒(lì)子所需要(yào)的实验方式也不相同。在过去(qù)的几十年(nián)当中，人类为(wèi)了寻找(zhǎo)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(xué)家们已经进行(xíng)了超过50次(cì)的(de)实验，却没(méi)有任(rèn)何实(shí)质性的(de)发(fā)现，除了一(yī)个地方，意大利的格(gé)兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏着地球上(shàng)最大的地(dì)学实验室(shì)，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三(sān)层(céng)楼高的探测器，一直致力于(yú)寻找暗(àn)物质粒(lì)子的(de)周期(qī)性震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里(lǐ)的科学家(jiā)声称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多年的(de)数据(jù)收集，人们发现了一个有(yǒu)趣的事情(qíng)。探测率会在每年(nián)的6月份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而(ér)且在20年(nián)当中每年都是一样。一些科(kē)学家认为这可能是人类发现暗物质(zhì)的(de)第一(yī)个直(zhí)接证据(jù)。

但是为什么暗物(wù)质会产生(shēng)周期性的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在(zài)以(yǐ)220公里/秒的速(sù)度围绕(rào)着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物质(zhì)存在(zài)宇宙(zhòu)当中，上海梅林和中粮梅林的区别 中粮和梅林哪个更好这意(yì)味(wèi)着我们也在(zài)以这(zhè)样的速度在穿越(yuè)着暗物质流(liú)，这个过程(chéng)中会(huì)产(chǎn)生相应的振荡，同(tóng)时地(dì)球又以(yǐ)30公里/秒的速度(dù)围(wéi)绕太阳进行旋转。所以有半(bàn)年(nián)的时间(jiān)，地球围绕太(tài)阳的方向与太阳(yáng)环绕银河系的(de)方(fāng)向是一致的，而(ér)另外半年则与之(zhī)相反(fǎn)。

而在(zài)6月份的(de)时候，地球与太阳的(de)方向正好(hǎo)达到完全(quán)一致，这(zhè)是理论上地球(qiú)穿越暗(àn)物质流最快的时段(duàn)。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最慢值(zhí)。尽管在实(shí)际的情(qíng)况中，太阳系相(xiāng)对银河系的平面(mi上海梅林和中粮梅林的区别 中粮和梅林哪个更好àn)呈现了(le)60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可(kě)以用来解释，研究(jiū)人员们(men)所观测到的(de)周期性信号。当然(rán)也可能有其他的情(qíng)况，造成这(zhè)种年度周期信号的差异也可能是(shì)温度、湿(shī)度(dù)、土(tǔ)壤中的(de)水分、高山上的(de)积(jī)雪，甚至连(lián)意大利游(yóu)客的数量(liàng)也符合(hé)这个周(zhōu)期的(de)规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半球建立了(le)一(yī)个几乎相(xiāng)同(tóng)的实(shí)验室，这里的季节(jié)与之前的(de)实验室正好(hǎo)相反，而(ér)在这里，地球穿过暗物质流的运动(dòng)特征和(hé)第一个(gè)实验室是(shì)一样的。

因此，如果在这里可以(yǐ)得到(dào)相(xiāng)同的信(xìn)号，就可以成(chéng)为暗物质所存在的非常有力(lì)的证(zhèng)据(jù)了。但是由(yóu)于(yú)这个实验室刚刚建(jiàn)成(chéng)不(bù)久，所以(yǐ)截(jié)至(zhì)目前还(hái)无法提供相应的数据支(zhī)持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的望远镜(jìng)，这台太空(kōng)望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望(wàng)远镜相同，但它的宽视场仪器提(tí)供(gōng)的(de)视(shì)野(yě)是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键(jiàn)的用途(tú)就是探索暗物质背后的奥秘，对于(yú)探测的结果，我们只(zhǐ)能拭目以(yǐ)待了(le)。费(fèi)米(mǐ)实验室(shì)粒子天体物理中(zhōng)心(xīn)的科学(xué)家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研(yán)究发现，如(rú)果暗(àn)物质存在，它(tā)们极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质效应(yīng)，会(huì)支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说是生(shēng)命进化的一(yī)个重要(yào)因素。

如果(guǒ)这一(yī)理论得到进(jìn)一步(bù)的(de)证实，那么遍(biàn)布(bù)宇宙当中的暗物(wù)质会不会(huì)意味(wèi)着人(rén)类并不孤单呢？或(huò)许在(zài)宇宙当中某(mǒu)个角(jiǎo)落的行(xíng)星上，暗(àn)物质正在通过这样(yàng)的效应创(chuàng)造生命。当(dāng)然，这些推论的(de)大前提是要先找到暗物质存(cún)在的(de)实际证据。那么(me)小(xiǎo)伙伴们(men)，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持(chí)是我更新的动力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 上海梅林和中粮梅林的区别 中粮和梅林哪个更好