宇宙(zhòu)是“人为(wèi)制造(zào)”的？为何(hé)会存在科(kē)学无法解(jiě)释(shì)的(de)“暗物(wù)质”？暗(àn)物质(zhì)又(yòu)究竟是什么？人类为了(le)寻找暗物质存(cún)在的证据，科学(xué)家们在过去的几十年(nián)当中进(jìn)行了超(chāo)过50次的(de)长期(qī)实验(yàn)，但是却(què)没有发现任(rèn)何的有(yǒu)效证据。除(chú)了(le)一个地方，在1687年出(chū)版的(de)自然(rán)哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨(sà)克牛(niú)顿发表了(le)万(wàn)有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的规(guī)律。往后的几(jǐ)百(bǎi)年来，当天文学家(jiā)们发现(xiàn)某些天体(tǐ)运行轨(guǐ)道(dào)出现异(yì)常，不符合万有引力定律的时(shí)候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未知的天(tiān)体通过引(yǐn)力在(zài)摄动它的轨道(dào)。比如在1846年(nián)，奥本(běn)勒维耶就(jiù)通过天王(wáng)星运行轨道(dào)的异常(cháng)，推(tuī)算并且(qiě)发现了海(hǎi)王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用万有(yǒu)引力定律所取(qǔ)得重大天(tiān)文成(chéng)就的例子。但是这些发现都是在恒星系(xì)统(tǒng)的尺度(dù)当中，可当(dāng)我们(men)上升到星(xīng)系或者(zhě)是星团的尺度(dù)，事情就开始(shǐ)变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家弗里茨兹威基正在研(yán)究(jiū)和测(cè)量后发星系(xì)团的质量。这是一个由数千(qiān)个星系所(suǒ)组成的巨大星系团，这些(xiē)星系(xì)被引(yǐn)力束(shù)缚在(zài)一起。测量星(xīng)系团的质量一般会使用(yòng)到两种(zhǒng)方法，当两种方法结果(guǒ)一致(zhì)，就可以确定其质(zhì)量的范围。

第一(yī)种是获(huò)得其(qí)"光度学的(de)质量"，需要的数据是测(cè)量(liàng)各个星系的光(guāng)度。

第二种是动(dòng)力学质(zhì)量的计算，是利(lì)用光谱红移测(cè)量星系团中的各个(gè)星(xīng)系相对于星系团的(de)运动速度。当测量结(jié)果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光(guāng)度学质量(liàng)”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星(xīng)系(xì)团(tuán)有99%的质量消失(shī)了(le)，或(huò)者说这(zhè)99%的质(zhì)量并不以可见光的形式(shì)所存(cún)在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的是，在测(cè)量速度(dù)的(de)过(guò)程中，兹威(wēi)基(jī)发现(xiàn)星(xīng)系团中很(hěn)多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的(de)运动学(xué)定(dìng)律，仅靠这些可见(jiàn)星系的质量所产生的引力是无法将(jiāng)它们束缚在(zài)星(xīng)系团(tuán)内的(de)，它(tā)们(men)早就应该被抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量(liàng)在起作(zuò)用，这种力量来源于(yú)某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基(jī)提出(chū)了这样部分不可见的暗质(zhì)，它(tā)不发散光(guāng)、吸光、反射光，但是它们却占据着(zhe)宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对(duì)这样的(de)一(yī)种说法不(bù)屑一顾。

直到40年之(zhī)后(hòu)，“暗物质(zhì)”这(zhè)个词才再(zài)一(yī)次出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾(bīn)和肯(kěn)特福(fú)特(tè)在观测仙女(nǚ)座星系中(zhōng)的(de)恒星运动。理论上来说，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨(guǐ)道上(shàng)的运行速度(dù)就会越慢。但(dàn)是他(tā)们观测(cè)的结果却(què)让人(rén)感到不可思议。

随着(zhe)与(yǔ)中心距离的增加，恒星的旋转速(sù)度几乎保持不变。可是根据牛顿(dùn)的万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)，在星系当中如果没有足够大的质量来吸引它(tā)们，这些外围的恒星(xīng)早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科(kē)学家们会使用一种相对标准的方法(fǎ)来解释暗(àn)物(wù)质的存在，这种方法就是测量(liàng)星系(xì)当中气体在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度(dù)。如果出现异常(cháng)的(de)结(jié)果，就认为是由暗物质的力量进入(rù)其中。

于是(shì)科学家们通(tōng)过射(shè)电望(wàng)远镜测量(liàng)了距(jù)离星系中心更远距离的氢元素(sù)，发现它们(men)的旋转速度并(bìng)不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的(de)太阳系(xì)也不例(lì)外，太阳系位于银河(hé)系的第(dì)三(sān)悬臂之(zhī)上(shàng)，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)进行计算(suàn)，太(tài)阳系的运行速度应该是(shì)160千米/秒(miǎo)，但实(shí)际上，太阳系正在(zài)以(yǐ)220千米/秒的速(sù)度围(wéi)绕银河系旋转，这个实际速度远远大(dà)于理论速度，那么(me)产生(shēng)以上这种向心加速(sù)度(dù)的原因很可能就是存在着一种我们看不到的物质，是(shì)这些暗物质的引力效(xiào)应将星系聚集(jí)在了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开(kāi)始相信暗物质的(de)存在。科学家根据星系外恒星轨道的速(sù)度，估(gū)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，暗物质并(bìng)不(bù)是唯一(yī)可以(yǐ)解释这个(gè)现象(xiàng)的原因(y外科鼻祖是谁？īn)。在一项新(xīn)的研究当中，科学(xué)家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会(huì)出(chū)现速度上(shàng)的(de)微小差异。另外，天(tiān)文学家(jiā)还发现了一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距(jù)离地(dì)球大(dà)约2.5亿光年，大小(xiǎo)和(hé)银河系(xì)不(bù)多，但是星系当(dāng)中存在的恒星数(shù)量却只(zhǐ)有银河系的千分之一。

所以(yǐ)在理(lǐ)论上，该星系必(bì)须存在暗物质，否则就会分崩(bēng)离析(xī)。但(dàn)是科(kē)学家们使用(yòng)最(zuì)先进的望远镜对其(qí)进行了40个小时的详(xiáng)细测(cè)量之后，发现星系中的恒(héng)星运动是可(kě)以用正常的物质和力学(xué)定(dìng)律来解释的。那么又有人提出(chū)，也许该星系的暗物(wù)质，已经(jīng)被附近(jìn)的另一个大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质(zhì)的假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可(kě)能(néng)就是人类(lèi)对引力的理解(jiě)还不够全面(miàn)，引力很可能在不(bù)同(tóng)尺度空间中的(de)工作方式是不同的，这意味(wèi)着在行星系尺度中的天体(tǐ)会(huì)沿(yán)着它(tā)们的轨道，按(àn)照我(wǒ)们所理解(jiě)的(de)方式运(yùn)动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间的相互作用则是不同的(de)方(fāng)式。对于在星系团(tuán)之间(jiān)的相(xiāng)互作用，科学家还引入了外部(bù)场效(xiào)应的概念，指的是(shì)在数百万光年的规模上，巨(jù)大的质量之(zhī)间(jiān)会产生对彼此特(tè)殊(shū)的效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫做(zuò)MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们需(xū)要对现在(zài)的物理(lǐ)定律进行修正，这些发现也让很多人认为暗物质假说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还有关于暗物质存在(zài)的(de)其他(tā)的理论证据，这(zhè)些理论证据是(shì)蒙德理(lǐ)论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的(de)子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的(de)星系团(tuán)所(suǒ)组成(chéng)，类似这样的(de)星(xīng)团，它们大部分(fēn)的普通(tōng)质量都在(zài)星系的(de)气(qì)体当中。当星(xīng)团以1000万(wàn)公(gōng)里/小时发生碰(pèng)撞的(de)时候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧升(shēng)高，速(sù)度大(dà)幅降低。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的(de)质(zhì)量将位于所有这些气体所(suǒ)在(zài)的中间区域。那么(me)我(wǒ)们通过(guò)什么来验证它(tā)的质(zhì)量区域到底(dǐ)是不是集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回(huí)了(le)宇(yǔ)宙当中第一张全彩的(de)高清照片，在照片(piàn)中我们可以明显地看(kàn)到(dào)很多星(xīng)系似(shì)乎(hū)被拉伸产生(shēng)了巨大的形(xíng)变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是(shì)这样极遥远的天(tiān)体和我们地球上的观(guān)测(cè)者之间。被一个质(zhì)量超级巨大的(de)天体遮挡，这(zhè)个超大质(zhì)量的东西(xī)的(de)引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭(niǔ)曲。这个现象(xiàng)就是引力透镜(jìng)效应(yīng)。这个(gè)巨(jù)大的天体(tǐ)可能(néng)是超大(dà)质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们(men)对子弹星系团观测(cè)的时(shí)候，发(fā)现(xiàn)它的大质量区(qū)域并不是在中(zhōng)间，而是在两(liǎng)侧(cè)。所以最好的解(jiě)释方法就是当星团(tuán)发生(shēng)全部的碰(pèng)撞(zhuàng)时(shí)，可被观(guān)测到的质量气体被卡在了中间，暗物质(zhì)则直接(jiē)通(tōng)过了这个区域，并在两边形成了引(yǐn)力(lì)透镜。对子(zi)弹星系团的引(yǐn)力透镜研究也被认为是暗物质存在的迄今(jīn)为止最好的(de)理论证(zhèng)据。

除此之(zhī)外，还有来自(zì)宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙大(dà)爆(bào)炸开始，38万年之后，可(kě)见光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经过(guò)了130多(duō)亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空间背景上留下了各相同性的微波辐(fú)射(shè)。其(qí)中红色的部分表示温度(dù)较高(gāo)的区域，蓝色则表示相对(duì)较冷的区域，但实际上(shàng)它们(men)之(zhī)间(jiān)的温差只有(yǒu)万分(fēn)之一。

科学家们(men)通过对(duì)前景背景分离后的(de)二值图像(xiàng)进行连通域提取和标记(jì)之后发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗(àn)物质，图形看起来不(bù)应该(gāi)是这样(yàng)的，而随着(zhe)暗(àn)物质的增加，一些峰(fēng)值(zhí)的幅(fú)度(dù)会减小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量值(zhí)，我(wǒ)们需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中(zhōng)恒星运(yùn)动所(suǒ)需(xū)要的暗物质比例是一(yī)致的。这就意味着。

用了一个(gè)简(jiǎn)单(dān)的理论框架，就很好地解释(shì)了很多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是宇宙当中存在着某(mǒu)种类型的粒子，它(tā)们不参与任何(hé)其他(tā)的电(diàn)磁(cí)作用，只通(tōng)过引力来(lái)相互作用。所以如(rú)果能够找到这种粒(lì)子(zi)的存在，就相当于找到了暗物质存(cún)在(zài)的实际(jì)证据。这(zhè)种粒子到(dào)底(dǐ)是(shì)什么？科学家们(men)已经提出了数(shù)十种的(de)假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所(suǒ)需要的实(shí)验(yàn)方式也不相同。在过(guò)去的几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这(zhè)些(xiē)看不见、摸不到，几乎不会(huì)与常规物质(zhì)相(xiāng)互作用(yòng)的“暗物质(zhì)”，科学家(jiā)们已(yǐ)经进(jìn)行了超过50次的实(shí)验，却没有(yǒu)任(rèn)何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意大利的格(gé)兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的地下矿(kuàng)井(jǐng)当中，藏着地球(qiú)上最大的地(dì)学实(shí)验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探测器，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子(zi)的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观(guān)测到了某种(zhǒng)信号(hào)。经过了20多年(nián)的(de)数据收集，人(rén)们发现(xiàn)了一个有趣(qù)的事情。探测率会(huì)在每年的(de)6月份达(dá)到(dào)峰(fēng)值，然(rán)后在(zài)11月降(jiàng)到最(zuì)低，而且在(zài)20年当中每(měi)年都是一样(yàng)。一些(xiē)科学(xué)家认为这可能是(shì)人类发(fā)现暗物质的第一个直接(jiē)证(zhèng)据。

但(dàn)是为什么暗物质会产生周期性(xìng)的年度信号(hào)呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正在以220公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕(rào)着银河系进(jìn)行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意(yì)味着我(wǒ)们(men)也在以这样的速度在(zài)穿越(yuè)着(zhe)暗物质流，这个过程中会(huì)产生(shēng)相(xiāng)应的振荡(dàng)，同时地球(qiú)又以30公里/秒的(de)速(sù)度围绕太阳(yáng)进行旋(xuán)转。所以有(yǒu)半年的时间，地(dì)球围绕太阳(yáng)的方(fāng)向(xiàng)与太阳(yáng)环绕银河系的(de)方向是(shì)一致(zhì)的(de)，而另外半年则与之相反。

而在6月份的(de)时(shí)候，地球与(yǔ)太阳的方向正好(hǎo)达到完(wán)全一致(zhì)，这是理(lǐ)论上地(dì)球穿越(yuè)暗物质流最快的时(shí)段。而在11月份(fèn)，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管(guǎn)在实际(jì)的(de)情(qíng)况中，太阳系相对银河系的(de)平(píng)面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影(yǐng)响(xiǎng)这个理论的有效性(xìng)。

因此科学家认为这可以用来解释，研究人员们所(suǒ)观测到的(de)周期性(xìng)信号。当然也可能有其(qí)他的情况，造成这(zhè)种年度周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的(de)水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意(yì)大利游客(kè)的(de)数量也符合这个周(zhōu)期的规律(lǜ)。

外科鼻祖是谁？ data-w="1545" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/8743f9db0f4ec1b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以，科学家们又在南(nán)半球建立了一(yī)个几(jǐ)乎相同的(de)实验室，这里的(de)季节(jié)与之前的(de)实验室正好相反(fǎn)，而在(zài)这里，地球穿(chuān)过暗(àn)物质流的运动特征和第一个实验室是一(yī)样的。

因此，如果在这(zhè)里(lǐ)可(kě)以得到相(xiāng)同的信号，就(jiù)可以成(chéng)为暗(àn)物质所存在的(de)非常(cháng)有力的证(zhèng)据了。但是由于这个(gè)实验室刚刚建(jiàn)成不久，所(suǒ)以(yǐ)截至目前还(hái)无法提供(gōng)相应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜，这台(tái)太空(kōng)望远镜叫做“南希格(gé)雷斯(sī)罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)相同(tóng)，但它(tā)的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南(nán)希格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其中一(yī)个(gè)关键(jiàn)的用途就是探索(suǒ)暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我们只(zhǐ)能拭目以(yǐ)待了。费米实(shí)验室粒子天体物理中(zhōng)心(xīn)的(de)科(kē)学家(jiā)丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存(cún)在，它(tā)们极有可能(néng)拥有另一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的(de)诞生(shēng)，或者说是生命(mìng)进化(huà)的一个(gè)重要因(yīn)素。

如(rú)果(guǒ)这(zhè)一理(lǐ)论得到进一步的证实(shí)，那(nà)么遍布宇宙(zhòu)当中(zhōng)的暗物质会不会意味(wèi)着人类并不孤(gū)单呢？或(huò)许在宇(yǔ)宙当中某个角落的(de)行星上，暗物质(zhì)正在通过这样的效应(yīng)创(chuàng)造生(shēng)命。当然，这(zhè)些推论(lùn)的大前(qián)提(tí)是要先找到暗物质存在的实(shí)际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得(dé)暗物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：IDC站长站，IDC站长，IDC资讯--IDC站长站 外科鼻祖是谁？