宇宙(zhòu)是“人为(wèi)制造(zào)”的？为何会存(cún)在(zài)科学无法解释的“暗(àn)物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类(lèi)为了寻(xún)找暗物质存在的证据，科(kē)学家们在过去的几十年当中进行了超过(guò)50次的(de)长期实验(yàn)，但是(shì)却没有发(fā)现任何的有效证(zhèng)据。除(chú)了一个地方，在1687年出版的(de)自然(rán)哲(zhé)学数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发(fā)表(biǎo)了万有(yǒu)引力(lì)定律，它(tā)揭示了(le)宇宙(zhòu)中天体运(yùn)动(dòng)的(de)规律。往后(hòu)的(de)几百年(nián)来(lái)，当天文学(xué)家们(men)发现某些(xiē)天体运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引力定(dìng)律(lǜ)的(de)时候(hòu)，他(tā)们就会(huì)知(zhī)道，周围一定有未知(zhī)的天(tiān)体通过引(yǐn)力在摄动(dòng)它(tā)的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒(lēi)维耶(yé)就通过天(tiān)王星运行轨道的异常，推算并且发现了(le)海王星(xīng)的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有引力定律(lǜ)所取得重大天(tiān)文成就的例(lì)子。但是这些发现(xiàn)都(dōu)是(shì)在恒(héng)星系(xì)统的尺(chǐ)度(dù)当(dāng)中，可当我们上升到星系或者(zhě)是(shì)星团(tuán)的尺度(dù)，事情就开始变得诡异了。

1933年，侄子的老婆叫什么 姐姐的儿子是叫侄子吗瑞士的(de)物理学家弗里(lǐ)茨兹威基(jī)正在研究和(hé)测(cè)量后发星(xīng)系团的质量(liàng)。这是一个由数千个星系所组成的巨大星系(xì)团，这些星系(xì)被(bèi)引(yǐn)力束(shù)缚在一(yī)起(qǐ)。测量星系团的(de)质量(liàng)一般会使(shǐ)用到两种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确定其(qí)质量的范(fàn)围。

第(dì)一种(zhǒng)是获得其"光度学(xué)的质(zhì)量(liàng)"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是动力学质(zhì)量的计算，是利用光(guāng)谱(pǔ)红移测量(liàng)星系(xì)团(tuán)中的各个星(xīng)系相对于星系团的(de)运动速度。当测量(liàng)结(jié)果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了(le)，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者(zhě)说(shuō)这99%的质量并不以可见光的形式所存在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的(de)是，在测量速(sù)度的过(guò)程中，兹威基发现星(xīng)系团中很多星(xīng)系的速度比理(lǐ)论上要(yào)快(kuài)得多，按照(zhào)牛顿(dùn)的运(yùn)动学定律，仅靠这些(xiē)可(kě)见星(xīng)系的质量所(suǒ)产生的引力(lì)是无(wú)法将它们束缚在星系团内(nèi)的，它们早就(jiù)应该(gāi)被抛出(chū)星系团之外了，除非有一种神秘的力(lì)量在起作用，这种力量来源于(yú)某(mǒu)种隐形的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹维基提出了这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们(men)却占据(jù)着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当时的人们对这样的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这(zhè)个词才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯特(tè)福特在观测(cè)仙女座(zuò)星(xīng)系中(zhōng)的恒星运动。理(lǐ)论上来说，距离中心越远(yuǎn)的恒(héng)星在其(qí)轨(guǐ)道上的运(yùn)行速度就会越慢。但是(shì)他们观测(cè)的结果却让人感到(dào)不可(kě)思议(yì)。

随着(zhe)与(yǔ)中心距离的增(zēng)加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持(chí)不变。可是根据牛(niú)顿的万(wàn)有引力定律，在星(xīng)系当中(zhōng)如果(guǒ)没(méi)有足够大的质量来吸引(yǐn)它们，这些外围(wéi)的恒星早就被(bèi)甩到宇宙当中(zhōng)了。基(jī)于这种现象，科学家们会使用(yòng)一(yī)种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方法来解释(shì)暗物质的存在(zài)，这(zhè)种方法就是(shì)测量星系当(dāng)中气体在X轴(zhóu)上距(jù)离星系中心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋(xuán)转速(sù)度。如果出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力量进入其中。

于(yú)是科学家们通过(guò)射电望远镜测(cè)量了距(jù)离(lí)星(xīng)系中心更远距(jù)离的氢元素(sù)，发现它们的旋转速(sù)度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太(tài)阳系(xì)也不(bù)例外，太阳(yáng)系位于(yú)银河系的第(dì)三悬臂之上，距(jù)离银(yín)河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有(yǒu)引力定律进行计(jì)算，太阳系的运行速(sù)度(dù)应该(gāi)是(shì)160千(qiān)米(mǐ)/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以(yǐ)220千米(mǐ)/秒的(de)速度(dù)围绕银河系(xì)旋转，这(zhè)个实(shí)际速度(dù)远(yuǎn)远大于理论速度，那么产生以上这种向心(xīn)加(jiā)速度的原(yuán)因很可能就(jiù)是(shì)存(cún)在着一种我们看不到的物质(zhì)，是这些暗物(wù)质的引力效应将(jiāng)星(xīng)系聚集(jí)在了(le)一起。

也是从这(zhè)时开(kāi)始，越来越多的研究人员开始相信暗(àn)物质的存(cún)在。科学家根(gēn)据星系(xì)外恒星轨道的速度，估(gū)算在星(xīng)系当中暗物质的质(zhì)量占整个(gè)星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一(yī)可以解释这个现(xiàn)象(xiàng)的(de)原因。在一项新的研究(jiū)当中，科学家(jiā)们发(fā)现，几乎没有引力效应的(de)遥远恒星(xīng)之(zhī)间，也会出现速度上的(de)微小(xiǎo)差异(yì)。另外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球(qiú)大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大(dà)小和银(yín)河系(xì)不多，但是星系当(dāng)中存在的恒星数量却(què)只有银(yín)河系的千分(fēn)之一(yī)。

所(suǒ)以在理论上(shàng)，该星系(xì)必须存在暗物质(zhì)，否则(zé)就会分(fēn)崩离析。但是科学家们使(shǐ)用(yòng)最先进(jìn)的望(wàng)远镜(jìng)对(duì)其进行了(le)40个小时的详细(xì)测量之后，发现(xiàn)星系中的恒星运动(dòng)是(shì)可以用正常的物质(zhì)和力(lì)学定律来解释的(de)。那(nà)么又有人(rén)提出，也许该星(xīng)系的暗(àn)物质，已经被附近的另一个大星系(xì)剥离了。奇(qí)怪的是，它的附(fù)近没有任何星系存在。造(zào)成这些现象的除了(le)暗(àn)物质的假说之外(wài)，另一种可能就是人类对引力的理解还(hái)不够全(quán)面，引力很可能在(zài)不同尺度空间中(zhōng)的(de)工(gōng)作方式是不同的(de)，这意味着在行星(xīng)系尺度中(zhōng)的天体会沿着它(tā)们的轨道，按(àn)照我们(men)所理解的(de)方式运动(dòng)。但是上升到星系和星(xīng)团的尺度，引力之间的相互(hù)作用则是不同的(de)方式。对于(yú)在星系(xì)团之间的相互作用，科学家还(hái)引入了外(wài)部(bù)场(chǎng)效应的概(gài)念，指的是在(zài)数百万光(guāng)年的(de)规模上，巨大的质量之间会产生对彼此特殊的效果(guǒ)，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这意味着我(wǒ)们需(xū)要对现在(zài)的物理定(dìng)律进行修正，这(zhè)些发现也让很(hěn)多人认为暗(àn)物质假说理论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关于暗物质存(cún)在的其他(tā)的理论(lùn)证据，这些理(lǐ)论证(zhèng)据是蒙德理论所(suǒ)没法解(jiě)释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹星系团，由两(liǎng)个(gè)碰撞的星(xīng)系团所组(zǔ)成，类似这样的星团(tuán)，它们(men)大部分的普(pǔ)通质(zhì)量都在星系的气体当(dāng)中。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时候(hòu)，星际气体的相(xiāng)互作(zuò)用就会导致温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低(dī)。所以(yǐ)在理论上(shàng)，在碰(pèng)撞之后，子弹星系(xì)团大(dà)部分(fēn)的(de)质量将(jiāng)位于所有这些(xiē)气体(tǐ)所在的中(zhōng)间(jiān)区(qū)域。那么我们(men)通过什么来验证它的质(zhì)量区域到底是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高(gāo)清(qīng)照片，在照片(piàn)中我们可(kě)以明显地看到(dào)很多星系似(shì)乎(hū)被拉伸(shēn)产生了巨大(dà)的形(xíng)变。其实这些星(xīng)系本身并不(bù)是真(zhēn)的(de)被扭曲了(le)，也不是韦伯望(wàng)远镜(jìng)出了(le)什么问题，而是这样极(jí)遥远的天体和我们地球上的观测(cè)者之(zhī)间(jiān)。被(bèi)一(yī)个质量(liàng)超(chāo)级巨大(dà)的(de)天体遮挡，这个超大质量的(de)东西的引力，会使身后(hòu)更(gèng)遥远星系的(de)光都发(fā)生了(le)扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的(de)天体(tǐ)可能是超大(dà)质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人们对子弹星(xīng)系(xì)团观(guān)测(cè)的时候，发(fā)现它的大质量区域并不是(shì)在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好的解释方法就是当星(xīng)团发生(shēng)全(quán)部的碰撞(zhuàng)时，可被观(guān)测到的质(zhì)量气体被卡在(zài)了(le)中(zhōng)间，暗物质则直接通过(guò)了这(zhè)个区域(yù)，并在两边(biān)形成了引力透(tòu)镜。对子弹(dàn)星系团的(de)引力透镜研究也(yě)被认为是暗物(wù)质(zhì)存在的(de)迄今为止最(zuì)好的理(lǐ)论证据。

侄子的老婆叫什么 姐姐的儿子是叫侄子吗c="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/3b484d043bd3430.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

除此之外(wài)，还(hái)有(yǒu)来自宇(yǔ)宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多(duō)亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同性的微(wēi)波辐射。其(qí)中红色的部分表示(shì)温度(dù)较高的区域，蓝(lán)色(sè)则(zé)表(biǎo)示(shì)相对(duì)较冷的区域，但实际上它(tā)们(men)之间的(de)温差(chà)只有万分之一。

科学(xué)家们通过对前景(jǐng)背景分离后的(de)二(èr)值图像(xiàng)进行连(lián)通域提取和标(biāo)记(jì)之(zhī)后(hòu)发(fā)现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起来(lái)不应该是这样的，而(ér)随着暗物质的增加，一些(xiē)峰值(zhí)的幅度会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波(bō)背景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗(àn)物质(zhì)大约是(shì)普通物质的(de)5倍。这个数字与(yǔ)解释星系(xì)当中恒星运动(dòng)所(suǒ)需要(yào)的暗物质比例是(shì)一致的。这就意味着。

用了(le)一个简单的理(lǐ)论框架，就(jiù)很(hěn)好地解释了很多不同的(de)观(guān)测结果。而暗物(wù)质的(de)本质(zhì)就是(shì)宇宙当中存在着某种类(lèi)型的粒子，它们不参与任何其他(tā)的电(diàn)磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互(hù)作用。所以(yǐ)如果能够找到这(zhè)种粒子的存在(zài)，就相当(dāng)于找到(dào)了暗物(wù)质(zhì)存在的(de)实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们(men)已经提出了数(shù)十种的假想目标(biāo)，而要寻找这些(xiē)不同(tóng)的(de)目标粒子(zi)所(suǒ)需要的实(shí)验方式也不相同。在过(guò)去的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不到，几乎不会(huì)与(yǔ)常(cháng)规物质相(xiāng)互(hù)作用的“暗(àn)物质”，科(kē)学(xué)家们已经进行了(le)超过50次的实验，却没有任(rèn)何(hé)实(shí)质性的发现，除(chú)了(le)一(yī)个地方，意大利的(de)格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着地球上最(zuì)大的地学(xué)实(shí)验室，这个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一(yī)个三层楼高的探测器，一(yī)直致力(lì)于寻找暗物(wù)质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家(jiā)声称观(guān)测(cè)到(dào)了某种信号(hào)。经过了20多年的数据收集，人们发现(xiàn)了一个有趣(qù)的事情。探(tàn)测率(lǜ)会在每年的6月份(fèn)达到(dào)峰(fēng)值，然后在11月降(jiàng)到最(zuì)低，而且(qiě)在20年当(dāng)中每年都是一样。一(yī)些科学家认为这可能是人类(lèi)发现暗物质的第一(yī)个直接(jiē)证据。

但是为什(shén)么(me)暗物质会产生周期性的年度信(xìn)号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒的(de)速度围绕着银河系进(jìn)行移动，那么如(rú)果暗物质(zhì)存在宇宙(zhòu)当(dāng)中，这意味着我们也在以(yǐ)这样的(de)速度在穿越着暗(àn)物质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的速度围绕(rào)太阳进行(xíng)旋(xuán)转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳的(de)方(fāng)向与太(tài)阳(yáng)环绕银河系(xì)的方向是(shì)一致(zhì)的，而(ér)另外半年则(zé)与之相反(fǎn)。

而(ér)在6月份的(de)时(shí)候，地球(qiú)与太阳的方向(xiàng)正好达到完全一致，这(zhè)是理论上地(dì)球穿(chuān)越暗物(wù)质(zhì)流最快的时段。而(ér)在(zài)11月(yuè)份，又(yòu)恰好达到了(le)最(zuì)慢值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太阳系相对(duì)银(yín)河系(xì)的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并(bìng)不影响(xiǎng)这(zhè)个理论的有效(xiào)性。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可以(yǐ)用来解释(shì)，研(yán)究人员们所观(guān)测到的周期性信(xìn)号。当然也(yě)可能有其他的情(qíng)况，造(zào)成这种年度(dù)周期(qī)信号(hào)的差异(yì)也可(kě)能是温度(dù)、湿(shī)度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合(hé)这个周期的规律。

所以，科学(xué)家们(men)又在南半球建立(lì)了一个几(jǐ)乎相同的实验(yàn)室，这里的季节与之前的(de)实(shí)验(yàn)室正好相反，而在这里，地(dì)球穿过暗物(wù)质流的运动(dòng)特征(zhēng)和第一个实验(yàn)室是一样(yàng)的。

因此，如果在这里可以得到相同的信(xìn)号，就可以成为暗(àn)物质所存(cún)在的非常(cháng)有力的证据(jù)了。但是由于这(zhè)个实验(侄子的老婆叫什么 姐姐的儿子是叫侄子吗yàn)室刚刚建成不久，所以截至目前还无(wú)法提(tí)供(gōng)相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一(yī)台(tái)新的(de)望远镜，这台太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟(gēn)哈勃望远(yuǎn)镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽视场仪(yí)器提供的(de)视野是哈勃红外(wài)仪器的100倍(bèi)。南希格(gé)雷(léi)斯(sī)罗曼太空(kōng)望远镜其中一个关键的用途就(jiù)是探索暗物质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于(yú)探测的(de)结果，我们只能拭目(mù)以待了。费(fèi)米实验室粒子(zi)天体物理中心的科学家丹琥珀和(hé)贾森(sēn)斯特芬研(yán)究发现，如果暗物(wù)质存在，它们极有(yǒu)可能(néng)拥(yōng)有另一种神(shén)秘的效应，这(zhè)种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进(jìn)化的一个(gè)重要因素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质(zhì)会不会(huì)意味着人类(lèi)并不孤单呢(ne)？或(huò)许在宇宙(zhòu)当中某个(gè)角落的行星上，暗物质(zhì)正在通过(guò)这(zhè)样的效应创造生命。当然(rán)，这些推(tuī)论的大前(qián)提(tí)是要先找到暗物质存在的(de)实际(jì)证据。那么(me)小伙伴们，你们觉得暗物质到(dào)底存不存(cún)在呢？喜欢(huān)请点赞，你的支持是我(wǒ)更新的动(dòng)力！

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