宇(yǔ)宙(zhòu)是(shì)“人为(wèi)制造”的？为何会存在(zài)科学无(wú)法解释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类(lèi)为了寻找暗(àn)物(wù)质存(cún)在的证据(jù)，科学家们在过去的几十年当中进(jìn)行了(le)超过50次(cì)的长期实(shí)验，但是(shì)却(què)没有发现(xiàn)任何(hé)的有效(xiào)证据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自然哲(zhé)学数(shù)学原理(lǐ)一书中(zhōng)，埃萨(sà)克(kè)牛顿发(fā)表了万有引力定(dìng)律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动的(de)规律。往(wǎng)后(hòu)的(de)几百年来，当天文学家(jiā)们发现(xiàn)某些天体运(yùn)行轨道(dào)出现(xiàn)异常，不符合万有(yǒu)引(yǐn)力定律的时(shí)候(hòu)，他(tā)们就会(huì)知道，周围一(yī)定有未知的(de)天体通过引(yǐn)力在(zài)摄(shè)动它(tā)的(de)轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶(yé)就通过天(tiān)王星运行轨道(dào)的异常，推算并且发现了海王星的(de)存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现(xiàn)都是应用万有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)所取(qǔ)得重(zhòng)大天(tiān)文成(chéng)就(jiù)的例子(zi)。但是(shì)这些发(fā)现都是在恒星系(xì)统的尺度(dù)当中，可当我们上(shàng)升到星系(xì)或者(zhě)是(shì)星团的尺(chǐ)度，事情就(jiù)开始变得(dé)诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的(de)物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究(jiū)和测量后发星(xīng)系团的质量(liàng)。这是一个由数千(qiān)个(gè)星系所组(zǔ)成的巨大星系团(tuán)，这些星系(xì)被引(yǐn)力束缚在一起。测量(liàng)星系(xì)团的质(zhì)量一般会(huì)使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致(zhì)，就可(kě)以确定(dìng)其质量的(de)范围。

第一种是(shì)获得其"光(guāng)度学的(de)质量"，需要的数据是测(cè)量各个星系的光(guāng)度。

第二种是动力学质量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星(xīng)系团中的(de)各个星系(xì)相对于星(xīng)系团的运动速(sù)度。当测量(liàng)结果出来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然(rán)是“光度学质(zhì)量(liàng)”的(de)400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后发座星(xīng)系团有99%的质(zhì)量(liàng)消失(shī)了(le)，或(huò)者(zhě)说这99%的质量并不以可见光的形(xíng)式(shì)所存在，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测(cè)量速度的(de)过程中，兹威(wēi)基发现星(xīng)系团(tuán)中(zhōng)很多星系的速度比理论上要快得多，按(àn)照牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠(kào)这些可见星系的质量(liàng)所(suǒ)产生的引力是无法(fǎ)将它们束缚在星(xīng)系团内(nèi)的，它们早(zǎo)就(jiù)应(yīng)该被(bèi)抛出星系团之(zhī)外了，除非有(yǒu)一种神(shén)秘(mì)的(de)力量(liàng)在起作用，这种力量来源(yuán)于(yú)某种隐(yǐn)形的物质(zhì)。

据此，兹维(wéi)基提出(chū)了这样(yàng)部分不可见的(de)暗(àn)质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它(tā)们却占据着宇宙中绝大部分(fēn)的质量。只是当(dāng)时的人们对这样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗(àn)物质”这个词(cí)才再(zài)一(yī)次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯特(tè)福(fú)特在观测(cè)仙女座(zuò)星系中的恒星(xīng)运动。理论上来说，距(jù)离(lí)中(zhōng)心越(yuè)远的恒星在其轨道上的运行(xíng)速度就(jiù)会(huì)越慢。但是他(tā)们观(guān)测的结果却让人(rén)感到不可思(sī)议。

随着(zhe)与中心距(jù)离的(de)增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是(shì)根(gēn)据牛(niú)顿的万有(yǒu)引力定律，在星(xīng)系当中如果(guǒ)没有足够大的质(zhì)量来吸(xī)引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学(xué)家们会使用一种相(xiāng)对标准的(de)方法来解释暗(àn)物质的(de)存(cún)在，这(zhè)种方法就是测量星系(xì)当(dāng)中气(qì)体在(zài)X轴上距离(lí)星系中心的(de)距离(lí)，以及在Y轴上气(qì)体的旋转(zhuǎn)速度。如果(guǒ)出现异常的结果，就认为是由(yóu)暗物质的力量进入其中。

于是科学家(jiā)们通过(guò)射电望远镜测量了距离星系中心(xīn)更远距离(lí)的氢(qīng)元素(sù)，发现它们的旋(xuán)转速度并不符合(hé)牛顿的力学定(dìng)律。我们的太阳系也不例外，太(tài)阳系位于银河系的(de)第三悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律进行(xíng)计算(suàn)，太(tài)阳系的(de)运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速(sù)度围(wéi)绕银河系旋转，这个实际速度远远大于(yú)理(lǐ)论速度，那(nà)么产生(shēng)以上这(zhè)种向心加速度的原因很可能(néng)就是存在着一种(zhǒng)我(wǒ)们看不到(dào)的(de)物质，是这(zhè)些暗(àn)物质的引力效应将星系聚(jù)集在了一起。

也是(shì)从这时(shí)开始，越来越多的研究人员开(kāi)始相信暗(àn)物质的存在。科学(xué)家根(gēn)据星系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在星系(xì)当中(zhōng)暗(àn)物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物质并不是(shì)唯一(yī)可(kě)以解释这个现象的原(yuán)因。在一项新的研究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的(de)遥远恒星之间，也(yě)会出现速度上的微小(xiǎo)差异(yì)。另(lìng)外(wài)，天(tiān)文学家还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多，但是(shì)星系当中存在的恒(héng)星(xīng)数量却只有(yǒu)银河系的(de)千分之(zhī)一。

所(suǒ)以在理论上(shàng)，该星系必须存在暗物质，否则就(jiù)会(huì)分崩离析。但是(shì)科学家们使用(yòng)最先进的望(wàng)远镜对其(qí)进行(xíng)了40个小时的详细测量之(zhī)后，发现(xiàn)星系中的恒星运动是可(kě)以用(yòng)正常的物质和力学定律来解释(shì)的。那么(me)又有人提出，也许该星系的暗物质，已经被(bèi)附近的(de)另一(yī)个大星系剥离(lí)了。奇怪的(de)是，它的附近没有任何星系存在(zài)。造成(chéng)这些现(xiàn)象的除(chú)了(le)暗物质的(de)假说之(zhī)外，另一(yī)种可(kě)能就是人类(lèi)对引力的理解还不够全面，引力很可能(néng)在不(bù)同尺度空间中的工(gōng)作(zuò)方式是不(bù)同的，这意味着在行星系(xì)尺度中的天体会沿着它(tā)们的轨道，按照我们(men)所理解的方式运(yùn)动。但是上升(shēng)到星(xīng)系和(hé)星(xīng)团的尺(chǐ)度，引力之间的相互(hù)作用则是不同的方式(shì)。对于(yú)在星系团之间的相互(hù)作用，科学家还引入(rù)了(le)外部(bù)场(chǎng)效(xiào)应的概念，指的是(shì)在数百万光(guāng)年(nián)的规模上，巨大(dà)的质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的(de)效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德(dé)理论成立，这意味着我们需要(yào)对现(xiàn)在的(de)物理定律进行修正，这些发现也让很多人(rén)认为暗物质假说理论(lùn)就此(cǐ)终(zhōng)结。但是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质(zhì)存在(zài)的(de)其他的理论证据(jù)，这些(xiē)理(lǐ)论证(zhèng)据是蒙德理(lǐ)论所没(méi)法解释的“引力(lì)透镜(jìng)”。

径(jìng)向距离为37亿光年的(de)子(zi)弹星(xīng)系团，由两个碰(pèng)撞的星(xīng)系团(tuán)所组成，类似这样的星团，它(tā)们大部分的(de)普通质量都在星(xīng)系的气(qì)体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰(pèng)撞(zhuàng)的时(shí)候，星(xīng)际气体的相互作用就会导致(zhì)温(wēn)度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在(zài)理论(lùn)上，在(zài)碰撞之(zhī)后，子弹星系团大部分的质量将位于所(suǒ)有这(zhè)些气体所在(zài)的(de)中间区域。那么(me)我们(men)通(tōng)过(guò)什么来验(yàn)证它的质(zhì)量区域到底是不是集中(zhōng)在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传(chuán)回(huí)了宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全(quán)彩的(de)高(gāo)清照片，在照(zhào)片中我们可以(yǐ)明显地看到很多星系似(shì)乎被拉(lā)伸产生了巨大的形(xíng)变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远(yuǎn)镜出(chū)了(le)什么问题，而是这(zhè)样极遥(yáo)远(yuǎn)的天体和我们地(dì)球(qiú)上(shàng)的(de)观测者(zhě)之间。被一个质量超级巨(jù)大的天体(tǐ)遮挡，这个超(chāo)大质量的东西的(de)引力，会使身(shēn)后(hòu)更遥远星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力透镜效(xiào)应(yīng)。这(zhè)个(gè)巨大的天体可能是超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以当人们(men)对子弹星系团观测的时(shí)候，发现(xiàn)它的(de)大质量区域并不(bù)是在中间，而是在两侧。所以最(zuì)好的解释方(fāng)法(fǎ)就是(shì)当星团发生(shēng)全(quán)部(bù)的碰(pèng)撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被(bèi)卡(kǎ)在了中(zhōng)间(jiān)，暗物质则直(zhí)接(jiē)通过了(le)这个区域(yù)，并在两边形(xíng)成(chéng)了引(yǐn)力透镜(jìng)。对子弹星系(xì)团的引力透镜研究(jiū)也被认为(wèi)是暗(àn)物质存在的迄今为止(zhǐ)最好的(de)理论证据。

除(chú)此之外，还有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(yú)可以畅通(tōng)无阻地(dì)穿(chuān)越在宇(yǔ)宙当中了。经过了130多亿年之(zhī)后(hòu)，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同(tóng)性的微波(bō)辐(fú)射(shè)。其中红色(sè)的部分(fēn)表示温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对(duì)较冷的区域(yù)，但实际上它(tā)们之(zhī)间的温(wēn)差只有万分之一。

科学(xué)家们通过(guò)对前景背景分离后的二值图像进行连(lián)通域提(tí)取(qǔ)和标商议的近义词是什么呢 标准答案，商议的近义词是什么呢二年级(biāo)记之后发(fā)现，如果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形看起来不应该是这样(yàng)的，而随着(zhe)暗(àn)物质的增加，一些峰值(zhí)的(de)幅度会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为(wèi)了(le)匹配宇宙微波背(bèi)景辐(fú)射的测量值，我们(men)需要的暗物质大(dà)约是(shì)普通物质(zhì)的5倍(bèi)。这个数(shù)字与解释星系当中恒星运动(dòng)所需要的暗物质比例(lì)是一致的。这就意味着(zhe)。

用了一个简单的理论框架，就很好地解释(shì)了很多不同(tóng)的观测结果。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙当中存(cún)在(zài)着某种类型的粒子(zi)，它们不参与任何其他的电磁(cí)作用(yòng)，只通过引(yǐn)力来相(xiāng)互作用(yòng)。所以(yǐ)如果能够找到这(zhè)种粒子的存在，就相(xiāng)当于找(zhǎo)到了暗物(wù)质存在的实际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒(lì)子到底是什么？科学(xué)家们已(yǐ)经(jīng)提出(chū)了数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而(ér)要寻找这些不同的(de)目标粒子(zi)所需要的(de)实验方(fāng)式也不(bù)相(xiāng)同(tóng)。在过去的几十年当中(zhōng)，人(rén)类为(wèi)了寻找(zhǎo)这些看不见、摸(mō)不到(dào)，几乎不(bù)会与常规物(wù)质(zhì)相(xiāng)互作用的(de)“暗物质(zhì)”，科学家(jiā)们已(yǐ)经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有(yǒu)任何实(shí)质(zhì)性(xìng)的发现(xiàn)，除了一个地方，意大(dà)利(lì)的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在(zài)山下(xià)1400米处的地下(xià)矿井(jǐng)当中，藏着地球上最(zuì)大的地(dì)学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三(sān)层楼高的探测器，一直致(zhì)力(lì)于(yú)寻找暗(àn)物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观测(cè)到了某(mǒu)种信号。经过了20多年的数据收(shōu)集(jí)，人们发现(xiàn)了一个有(yǒu)趣的事情。探测率会(huì)在(zài)每(měi)年(nián)的6月份达到峰值，然(rán)后在11月(yuè)降到最低(dī)，而且在20年(nián)当中每(měi)年都是一样。一些科(kē)学家(jiā)认为(wèi)这可能是人类(lèi)发现暗物质的(de)第(dì)一个直接(jiē)证据(jù)。

但是为什么暗物质(zhì)会产生周(zhōu)期(qī)性的(de)年度信号呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正(zhèng)在(zài)以220公里/秒的速度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙当中，这意味着我们(men)也(yě)在以这样的速度在穿越着(zhe)暗物(wù)质(zhì)流，这个(gè)过(guò)程中会产生相应的(de)振(zhèn)荡，同时(shí)地(dì)球又以30公里/秒的速(sù)度(dù)围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年(nián)的时间，地球(qiú)围绕太阳的(de)方向(xiàng)与(yǔ)太阳(yáng)环绕银河系的方向是一致的(de)，而另外半年则与之相(xiāng)反。

而(ér)在6月份的时候(hòu)，地球与太阳(yáng)的方向正好(hǎo)达到(dào)完全一致，这是理论上地球穿越暗物(wù)质(zhì)流(liú)最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情(qíng)况中，太阳系相(xiāng)对银河系(xì)的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响(xiǎng)这个(gè)理论的有(yǒu)效性(xìng)。

因此科学家认为这(zhè)可以用来解释，研究(jiū)人员们所观(guān)测到的周期性信号。当然也(yě)可能有其他的(de)情况，造成这种年度周期(qī)信号的差异(yì)也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的(de)积(jī)雪，甚至连意大利游(yóu)客的(de)数(shù)量也符合这(zhè)个周期的规(guī)律。

所以，科学(xué)家们又在南半球(qiú)建立了一个几乎相同的实(shí)验室，这(zhè)里的(de)季(jì)节与(yǔ)之前的实验室(shì)正好相反，而在(zài)这里，地球穿过暗(àn)物质流的运动特征和第一个实(shí)验室是一(yī)样的。

因此(cǐ)，如(rú)果(guǒ)在这(zhè)里可以得到相(xiāng)同的信号，就可以成(chéng)为暗(àn)物质所存(cún)在(zài)的(de)非常(cháng)有力的证(zhèng)据了。但是由于这个实验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前还无法提供相应的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新(xīn)的望(wàng)远镜，这(zhè)台(tái)太空望(wàng)远镜叫做“南(nán)希(xī)格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大(dà)小跟哈(hā)勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器(qì)提供的(de)视野是哈勃(bó)红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太(tài)空望(wàng)远镜其中一个关(guān)键的用途就是(shì)探索暗物质背后(hòu)的(de)奥秘，对于探(tàn)测的结(jié)果，我(wǒ)们只能拭(shì)目以(yǐ)待了。费米实(shí)验(yàn)室粒子(zi)天体物理中心的科学家丹(dān)琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现(xiàn)，如果(guǒ)暗物质存在，它们极有可能拥有另(lìng)一种神秘(mì)的效应，这种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生(shēng)命(mìng)的诞生，或者说是(shì)生命进化的(de)一(yī)个(gè)重要因素。

如(rú)果这(zhè)一(yī)理论得到进一步的(de)证实，那么(me)遍布(bù)宇宙当中(zhōng)的暗(àn)物质会不(bù)会(huì)意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通过这样的(de)效应创(chuàng)造(zào)生命。当然(rán)，这(zhè)些推论的大前提是要先找到暗物质存(cún)在(zài)的实际证据。那(nà)么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质(zhì)到底存不存在(zài)呢？喜(xǐ)欢请(qǐng)点赞，你的支持是我更新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 商议的近义词是什么呢 标准答案，商议的近义词是什么呢二年级