宇宙是“人为制造”的？为何会(huì)存(cún)在科学无(wú)法解释的(de)“暗(àn)物质(zhì)”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为(wèi)了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科(kē)学家们在(zài)过(guò)去的几(jǐ)十年(nián)当中进行(xíng)了超(chāo)过50次的长期实验，但是却没有发现任何的(de)有效(xiào)证据。除了(le)一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学原理(lǐ)一书(shū)中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙中天体运动的(de)规律。往后的几(jǐ)百年来，当天文学家们发现(xiàn)某些(xiē)天(tiān)体运行轨道出现异常，不符合万有引(yǐn)力定律的时候，他们就会知道(dào)，周围一定有(yǒu)未知的天体通(tōng)过(guò)引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就(jiù)通过天王星运行轨(guǐ)道(dào)的异(yì)常，推算并且发现了(le)海王(wáng)星的存在。另外(wài)，哈(hā)雷彗星(xīng)、冥(míng)王星(xīng)的(de)发现都是(shì)应用(yòng)万有引力(lì)定律所取(qǔ)得重(zhòng)大(dà)天(tiān)文成就的例子。但(dàn)是这些发现都是在恒星(xīng)系统的尺度当中，可当我们上升到(dào)星系或者是星团(tuán)的尺度，事情就开(kāi)始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威基(jī)正在研究和测量后发星系团的质量。这是一个(gè)由数(shù)千个(gè)星系所组成的巨(jù)大星(xīng)系团，这些(xiē)星系被引(yǐn)力束缚在一起(qǐ)。测(cè)量星(xīng)系团(tuán)的质量一般会使用到两种(zhǒng)方(fāng)法，当(dāng)两(liǎng)种方法结果一致，就可(kě)以确定其质量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要的(de)数据(jù)是测量各个星(xīng)系的光度。

第二种是动力学质量的计算(suàn)，是利用(yòng)光谱红移测量(liàng)星(xīng)系团中的各个星系相对于星系团的(de)运动速度。当测量(liàng)结果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵了(le)，“动力(lì)学质(zhì)量”竟然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失(shī)了，或者(zhě)说这99%的质量并(bìng)不以(yǐ)可见(jiàn)光的形(xíng)式(shì)所存(cún)在，我们无法看到。最诡异的是，在(zài)测量速度的过(guò)程(chéng)中，兹威基发现星(xīng)系团中很(hěn)多星系的速度(dù)比理论上要快得多，按(àn)照牛(niú)顿的运(yùn)动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星(xīng)系(xì)的质量所产生的引力是无法将它(tā)们束缚在星(xīng)系团内的(de)，它们早就应该被抛(pāo)出星(xīng)系(xì)团之外了，除非有一种神秘的力量在起作(zuò)用，这(zhè)种力量(liàng)来(lái)源于某(mǒu)种隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹(zī)维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它(tā)不(bù)发散光、吸光、反(fǎn)射(shè)光(guāng)，但是它们(men)却占(zhàn)据(jù)着宇宙中绝(jué)大部分的质量。只是当时的人们对这样的一(yī)种说(shuō)法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物(wù)质”这个词才(cái)再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福特在观(guān)测仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距离中心(xīn)越远(yuǎn)的恒星(xīng)在其轨道上的运行速度就会(huì)越(yuè)慢。但是他们(men)观(guān)测的(de)结果却(què)让人感到不可思议。

随(suí)着(zhe)与中心距离(lí)的增加，恒星(xīng)的旋(xuán)转速度几乎保持不(bù)变。可是根据牛顿的(de)万有引力定律，在(zài)星系当中如(rú)果没有足(zú)够大的质量(liàng)来吸引它们，这些外围的恒星早就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中了。基于(yú)这(zhè)种现象，科学(xué)家们会(huì)使用一(yī)种相(xiāng)对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的(de)存在，这种方法就(jiù)是测量(liàng)星系当中气体在(zài)X轴上距离星系中(zhōng)心的距(jù)离，以及在Y轴(zhóu)上(shàng)气(qì)体的旋转速度(dù)。如果(guǒ)出现异常(cháng)的(de)结果，就认为(wèi)是(shì)由暗(àn)物(wù)质的力量进入其中。

于是科(kē)学家们通过射电望远镜测量了距离星系中心(xīn)更远(yuǎn)距离的氢元素，发现它(tā)们的旋转(zhuǎn)速度并(bìng)不(bù)符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳系(xì)也不例外，太(tài)阳系(xì)位于(yú)银河系的第(dì)三(sān)悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律进行计算，太阳系(xì)的(de)运行速度(dù)应该是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实(shí)际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒(miǎo)的(de)速度围绕银河系旋转，这个实际速(sù)度远远(yuǎn)大(dà)于(yú)理论速(sù)度(dù)，那么产生(shēng)以上(shàng)这种(zhǒng)向心加速度的(de)原因(yīn)很可能就是存在着一种我们看不到的(de)物质，是这(zhè)些暗物质的(de)引力效应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是(shì)从这时开始，越来越多的研究人员开始相(xiāng)信暗物质的存在。科学家根(gēn)据星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中(zhōng)暗物质(zhì)的质(zhì)量占整个星(xīng)系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯(wéi)一(yī)可以(yǐ)解(jiě)释这个现(xiàn)象的原(yuán)因。在一项新的研究当中(zhōng)，科(kē)学家(jiā)们发(fā)现，几乎(hū)没(méi)有引力效应(yīng)的遥远恒星(xīng)之间，也会出现速度上的微小差异。另外，天(tiān)文(wén)学家(jiā)还发(fā)现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系(xì)距离地球大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小和(hé)银河系不(bù)多，但是星系当中存在的恒星数量却(què)只有银河系的千分之一(yī)。

四大哲学流派有哪些 四大哲学流派是什么意思 decoding="async" data-ratio="0.5835579514824798" data-type="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/a67445eab7c8392.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所(suǒ)以(yǐ)在(zài)理论(lùn)上，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则(zé)就会分崩(bēng)离析。但是(shì)科学家们使用最先(xiān)进的望远镜对(duì)其进(jìn)行了40个小时的(de)详细测量之后(hòu)，发(fā)现星系(xì)中(zhōng)的恒星运(yùn)动是可以(yǐ)用正(zhèng)常的(de)物质和力学定律来解释的。那(nà)么又有(yǒu)人提出，也许该星系的(de)暗物(wù)质，已经(jīng)被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何(hé)星系存在。造成这些(xiē)现象的除了暗物质的假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可能(néng)就(jiù)是人类对(duì)引力的理(lǐ)解还不够全(quán)面，引(yǐn)力很(hěn)可(kě)能在不同(tóng)尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同(tóng)的，这意味(wèi)着在行星系尺度(dù)中的天体会沿着它们的轨道，按照我(wǒ)们所理(lǐ)解的方式运动。但是上升到星系和星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力(lì)之(zhī)间的相互作用则是不同的方式。对于在星系团之间的相互作(zuò)用，科学家还引入了外部场(chǎng)效应的概(gài)念，指的(de)是在(zài)数百万光年的规模(mó)上，巨大的(de)质量之间会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立(lì)，这(zhè)意味(wèi)着(zhe)我(wǒ)们(men)需要对现在的物理定(dìng)律进(jìn)行修正，这些发(fā)现也(yě)让(ràng)很多(duō)人认为暗物质假(jiǎ)说理论就(jiù)此终结。但是在宇宙当中还(hái)有关于暗物(wù)质存(cún)在的其他的理论(lùn)证(zhèng)据，这些理论(lùn)证(zhèng)据(jù)是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系(xì)团所组(zǔ)成(chéng)，类(lèi)似这样的星团(tuán)，它们大部(bù)分的(de)普(pǔ)通质量都(dōu)在星系的气体当中。当星(xīng)团(tuán)以(yǐ)1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体(tǐ)的(de)相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧升高(gāo)，速度大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大部(bù)分的(de)质量将(jiāng)位于所(suǒ)有这(zhè)些气体所在的中间区域。那么我(wǒ)们通过什么来验证它(tā)的质量区域到底(dǐ)是不(bù)是集(jí)中(zhōng)在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第一(yī)张全彩(cǎi)的高清照片，在(zài)照片中我(wǒ)们可(kě)以(yǐ)明(míng)显地看(kàn)到很多(duō)星(xīng)系似乎(hū)被拉伸产生了(le)巨大的形变。其实这些星系本身并不(bù)是(shì)真的(de)被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了(le)什么问题(tí)，而是这(zhè)样极遥远的(de)天体和(hé)我们地球上的观测者之间。被(bèi)一(yī)个质量超级(jí)巨大的(de)天体遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的(de)东西的引力，会使身后更(gèng)遥远星系(xì)的光(guāng)都发生了扭(niǔ)曲。这个(gè)现(xiàn)象(xiàng)就是引力(lì)透镜(jìng)效应。这个(gè)巨大的天体可(kě)能是超(chāo)大质量的黑(hēi)洞(dòng)或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子(zi)弹星(xīng)系团观测的时候，发现它的(de)大质量区域并不是在中间，而(ér)是(shì)在两侧。所以最(zuì)好(hǎo)的解(jiě)释方法就是(shì)当星(xīng)团发生全部的碰撞时，可被观测到(dào)的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物质则直接通(tōng)过了(le)这个(gè)区域(yù)，并在两边形(xíng)成了引力(lì)透镜。对子(zi)弹星系团的引力透(tòu)镜研究也被认为(wèi)是暗物质存在(四大哲学流派有哪些 四大哲学流派是什么意思zài)的迄今(jīn)为止最(zuì)好的理论(lùn)证据。

除此之(zhī)外，还有来(lái)自宇宙当中最(zuì)古老(lǎo)的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始(shǐ)，38万年之(zhī)后，可见(jiàn)光终于可以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙(zhòu)空间背景上(shàng)留下了各相同性的微波(bō)辐射。其中红色(sè)的部分表(biǎo)示(shì)温度较(jiào)高的区域(yù)，蓝(lán)色则(zé)表示相对较冷的(de)区域，但实际上(shàng)它们之间的温差只有(yǒu)万分之一。

科(kē)学家们通过(guò)对前景背景分离后的二值图(tú)像进(jìn)行连通(tōng)域提取和标记之后发现，如(rú)果宇宙当(dāng)中没有暗(àn)物质，图形看起来不应该(gāi)是这样的，而随(suí)着暗物(wù)质的增(zēng)加，一些峰值的幅度会减小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙(zhòu)微波背景辐(fú)射的测量值，我们(men)需要的(de)暗物(wù)质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星(xīng)运动所需(xū)要的暗物质比例是一(yī)致的(de)。这就意味着。

用了一(yī)个简单的理论框架，就(jiù)很好地解释了(le)很多不(bù)同(tóng)的(de)观测结(jié)果。而暗(àn)物质(zhì)的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙当(dāng)中存在着(zhe)某种类型的(de)粒子，它们不参与(yǔ)任何其他(tā)的电磁作用，只通过(guò)引力来相互作用。所以(yǐ)如果能够(gòu)找到这种粒子的存在，就相当于找到了暗物(wù)质(zhì)存在的实际证据(jù)。这(zhè)种粒子到底是什(shén)么？科学(xué)家(jiā)们已(yǐ)经(jīng)提出了数十(shí)种的(de)假想目标，而(ér)要寻找这些(xiē)不同(tóng)的(de)目(mù)标粒子所需要的(de)实验方式也不相同。在过去的几十(shí)年当中，人类为了寻找这些看(kàn)不(bù)见、摸不(bù)到，几乎不会与常规(guī)物(wù)质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超(chāo)过50次的实验(yàn)，却没有任何实质(zhì)性的发现，除了一(yī)个地(dì)方，意大利的格(gé)兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地(dì)下矿井当中(zhōng)，藏着(zhe)地(dì)球(qiú)上最大的(de)地学实(shí)验(yàn)室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高(gāo)的探测器，一直致力(lì)于(yú)寻找暗物质粒子(zi)的周期(qī)性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科学家声称观(guān)测(cè)到了某种信号(hào)。经过了20多年的数据收集(jí)，人(rén)们(men)发现了一个(gè)有(yǒu)趣的事情。探(tàn)测率会在每年的6月份(fèn)达(dá)到峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年(nián)都是(shì)一样。一(yī)些科学家认为这可能是人(rén)类发现暗物质的第一个直接证据。

但(dàn)是为什么暗(àn)物质会(huì)产生周期性的年(nián)度(dù)信号呢？刚才(cái)我们讲了(le)太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着银河(hé)系进(jìn)行(xíng)移动，那么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意味着我们(men)也在以(yǐ)这样的速度在穿越着暗物质流，这个过(guò)程中会产生相应的(de)振荡，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕太阳(yáng)进行旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半年(nián)的时间，地球围绕太阳(yáng)的方向(xiàng)与太阳(yáng)环绕银河系的(de)方向(xiàng)是一致(zhì)的，而另外半年则(zé)与之相反。

而在6月份的(de)时候，地球与太阳的方向正好达到(dào)完全一致，这是理论上地球穿越暗(àn)物质流最快的(de)时段(duàn)。而(ér)在11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的(de)情况中，太(tài)阳系相对银河系(xì)的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影响这(zhè)个理论的(de)有效性。

因此科学家认(rèn)为这可以用(yòng)来解释(shì)，研(yán)究人员们所(suǒ)观测(cè)到的(de)周期性信号。当四大哲学流派有哪些 四大哲学流派是什么意思然也可能有其他的(de)情(qíng)况，造(zào)成(chéng)这种年度(dù)周期(qī)信号的差(chà)异也可(kě)能是温(wēn)度、湿度(dù)、土壤中的(de)水分、高山上的(de)积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也符合(hé)这个周期(qī)的(de)规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半(bàn)球建立了(le)一个几(jǐ)乎相(xiāng)同(tóng)的实验室，这里(lǐ)的(de)季节(jié)与之前的实验室正好相反，而在这(zhè)里，地球(qiú)穿过暗物质流的(de)运动特征(zhēng)和第一个实(shí)验室是一(yī)样的(de)。

因此，如果在这里(lǐ)可以得到相同的信号，就可以成为(wèi)暗物质(zhì)所存在(zài)的非常有力的证(zhèng)据了。但是由于这个(gè)实验室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目前(qián)还无(wú)法(fǎ)提供(gōng)相应的数据支持(chí)。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射(shè)一(yī)台新(xīn)的望远镜(jìng)，这台太空(kōng)望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器提(tí)供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜其(qí)中一个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭(shì)目(mù)以待了(le)。费米实验室粒(lì)子天体物理中心(xīn)的科学(xué)家(jiā)丹琥珀(pò)和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果(guǒ)暗物质(zhì)存(cún)在，它们(men)极有可(kě)能拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命(mìng)的诞生，或者(zhě)说(shuō)是生(shēng)命进化的一个(gè)重要因素。

如果这一理论得(dé)到进(jìn)一步的(de)证(zhèng)实(shí)，那么遍(biàn)布宇(yǔ)宙(zhòu)当中的(de)暗物质会不会意味着人类并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某(mǒu)个角落(luò)的(de)行星上，暗物质(zhì)正在通过这样的效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要先(xiān)找到暗物质存(cún)在的(de)实际(jì)证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们(men)觉得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜(xǐ)欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的支(zhī)持是我(wǒ)更新的动(dòng)力！

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