宇宙是(shì)“人为制(zhì)造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟是什(shén)么(me)？人类(lèi)为(wèi)了(le)寻(xún)找暗(àn)物质存(cún)在的证据(jù)，科学家们在过去的(de)几十年当中进(jìn)行了超过50次(cì)的长期(qī)实验，但是却没有发现任(rèn)何的有(yǒu)效证据。除了一(yī)个(gè)地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学原理一书(shū)中，埃(āi)萨克(kè)牛顿发表了万有引(yǐn)力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后的几百年来(lái)，当天文学(xué)家(jiā)们发现某(mǒu)些天(ti印信是什么意思？ 印信和书信一样吗ān)体运行轨道(dào)出(chū)现异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就(jiù)会(huì)知道，周围一定有未知的天(tiān)体(tǐ)通过引力(lì)在摄(shè)动它的轨道(dào)。比如在1846年(nián)，奥本(běn)勒维耶就(jiù)通过天(tiān)王星运行轨道的异常，推算并(bìng)且发现了海王星的存在。另(lìng)外(wài)，哈雷(léi)彗星、冥(míng)王星的发现都是应用(yòng)万有引(yǐn)力定律(lǜ)所取得重大(dà)天(tiān)文(wén)成(chéng)就的例(lì)子。但是(shì)这(zhè)些发现都是在恒星系统的尺度当中，可(kě)当(dāng)我们上(shàng)升到星系或(huò)者是星团(tuán)的(de)尺度，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹(zī)威基(jī)正在研究和测量后(hòu)发星系团的质(zhì)量(liàng)。这是一(yī)个由数千个星(xīng)系所组成的巨大星系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星系团的质量一般会使用(yòng)到两种方(fāng)法(fǎ)，当两(liǎng)种方法结果一(yī)致，就可以确定(dìng)其质量的范(fàn)围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测(cè)量(liàng)各个星系的光度。

第二(èr)种是动力学质(zhì)量的计算，是利用光谱红移测(cè)量星(xīng)系(xì)团中(zhōng)的各个星系相对于星系(xì)团的运(yùn)动速度。当(dāng)测量结(jié)果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学(xué)质量(liàng)”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座(zuò)星系团有(yǒu)99%的质量消失了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可(kě)见光的形式所存(cún)在，我(wǒ)们无法(fǎ)看(kàn)到。最诡异的是，在测量速(sù)度的过(guò)程中，兹威基发现(xiàn)星系团中很多(duō)星系的(de)速(sù)度比理论上要快得多(duō)，按照牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些可见星系的(de)质量所产生的(de)引力(lì)是无法(fǎ)将它们束缚(fù)在星系团(tuán)内的，它们早(zǎo)就应该被抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量(liàng)在起作用，这(zhè)种力量来源于(yú)某种隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出(chū)了这样部(bù)分不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光(guāng)、反(fǎn)射(shè)光，但(dàn)是它们却(què)占据(jù)着宇宙中绝(jué)大部(bù)分的质量。只是当时(shí)的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙女座(zuò)星系中的恒星运动。理论上来说，距离(lí)中心越(yuè)远的恒星在其轨道上(shàng)的运行速(sù)度就会越慢(màn)。但是他们观测的结果却让(ràng)人(rén)感到不可思(sī)议。

随着(zhe)与(yǔ)中心距离的增加，恒(héng)星的旋转(zhuǎn)速度几乎保(bǎo)持不变(biàn)。可是根据(jù)牛顿的(de)万有(yǒu)引力定(dìng)律，在星系当中如果没有足够(gòu)大(dà)的质(zhì)量来吸引它们(men)，这些(xiē)外围的恒星早就(jiù)被(bèi)甩到宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科学(xué)家(jiā)们会(huì)使(shǐ)用(yòng)一(yī)种(zhǒng)相对标准的(de)方法来解释暗物质的存在(zài)，这种方法就是(shì)测量星系当(dāng)中气体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如(rú)果(guǒ)出(chū)现异(yì)常的(de)结果，就(jiù)认为是由暗物质的力量进(jìn)入(rù)其(qí)中。

于(yú)是(shì)科学(xué)家们通过射电望远镜测量了距离(lí)星(xīng)系中心更远距离的氢(qīng)元素，发现它们(men)的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛(niú)顿的力(lì)学定律。我们(men)的太阳系也不例外，太阳系(xì)位于银河系(xì)的第(dì)三悬(xuán)臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万(wàn)有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的运行速度(dù)应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的(de)速(sù)度围绕银(yín)河系旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大于(yú)理论速度，那(nà)么产生以上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能(néng)就(jiù)是存在(zài)着一种我们看不(bù)到的物质，是这些(xiē)暗物质的(de)引力效应将(jiāng)星系聚集在了(le)一(yī)起。

也是从这(zhè)时开始，越(yuè)来越(yuè)多(duō)的研究人员开始相信暗(àn)物质的存(cún)在。科学家根据星系外恒星轨道的(de)速(sù)度，估算(suàn)在(zài)星系(xì)当中暗物质的质量占整个(gè)星系(xì)质量的85%。但是(shì)，暗物(wù)质(zhì)并不是唯一可以解释这个现象的原因。在一项(xiàng)新(xīn)的(de)研究当中(zhōng)，科(kē)学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另(lìng)外，天文学家还发现了一个反常的(de)星(xīng)系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多(duō)，但是星系当中存(cún)在的恒星数(shù)量(liàng)却只(zhǐ)有(yǒu)银(yín)河系的千分之一。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物(wù)质，否则就会(huì)分崩离析。但(dàn)是(shì)科学家们使(shǐ)用最先进的望(wàng)远镜对其(qí)进行(xíng)了40个小时的详细(xì)测量之后，发现(xiàn)星系(xì)中的恒(héng)星运动是(shì)可以用(yòng)正常的物(wù)质和力学定(dìng)律(lǜ)来解释(shì)的。那么(me)又有人提(tí)出(chū)，也(yě)许该星系的暗物(wù)质，已经(jīng)被附(fù)近的另一个大星系剥(bō)离了(le)。奇怪的是，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造成这些(xiē)现象的除了暗(àn)物质的假说之外，另一种可能(néng)就是人类对引力(lì)的(de)理解还(hái)不够全面，引力很可能在不同尺(chǐ)度空间中的工作方式是不同的，这意(yì)味着在行星系尺度中的天体(tǐ)会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解(jiě)的方式运动(dòng)。但是上(shàng)升到星(xīng)系和星团的尺(chǐ)度，引力之间的相互(hù)作(zuò)用(yòng)则(zé)是不(bù)同的方(fāng)式。对于在星(xīng)系团之间的相(xiāng)互(hù)作用(yòng)，科学家(jiā)还引入了(le)外(wài)部场效(xiào)应的概念(niàn)，指的是(shì)在数百万光年的(de)规模上，巨大的质量之间(jiān)会产(chǎn)生对彼此特(tè)殊的(de)效果，这(zhè)个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们(men)需要对现在的物理定(dìng)律进行(xíng)修正，这些发(fā)现也让很多人认为暗物质假说(shuō)理论(lùn)就(jiù)此终结。但是在宇宙当中还(hái)有关于暗(àn)物质存(cún)在的其(qí)他的理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德理论(lùn)所没法解(jiě)释(shì)的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系(xì)团，由(yóu)两个碰撞的(de)星系(xì)团所组成(chéng)，类似这样的星团，它们大部分的普(pǔ)通质(zhì)量都(dōu)在(zài)星系(xì)的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时(shí)候(hòu)，星际气体的相(xiāng)互作用就会(huì)导致温(wēn)度(dù)的急剧升高，速度大幅(fú)降低(dī)。所以在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星(xīng)系团大部分的质量将(jiāng)位于所有这些气(qì)体所在(zài)的中(zhōng)间区(qū)域。那么我们通过(guò)什(shén)么来(lái)验证它的质(zhì)量(liàng)区域到底(dǐ)是不是集中(zhōng)在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯(sī)韦伯(bó)太空望远镜(jìng)传回(huí)了宇宙当中第一张全彩的(de)高清照片(piàn)，在照片(piàn)中我们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大(dà)的形变。其实这些(xiē)星(xīng)系本身(shēn)并不是真的被(bèi)扭曲(qū)了(le)，也不是(shì)韦伯望远镜出了(le)什么问(wèn)题，而是这样极遥远的天体和我们地球上的(de)观测者之间。被一个质量超(chāo)级巨大的(de)天体遮挡，这个超大质量的东西(xī)的引(yǐn)力，会使(shǐ)身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个(gè)现象(xiàng)就(jiù)是引力透镜效应。这个(gè)巨大的天体可能是超大质量的(de)黑洞或者是暗(àn)物(wù)质。

所以(yǐ)当人们对(duì)子(zi)弹(dàn)星系团观(guān)测的时候(hòu)，发(fā)现它的(de)大质量(liàng)区域并不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解释方(fāng)法就(jiù)是当(dāng)星团发(fā)生全部的碰(pèng)撞时，可被观(guān)测到的(de)质量气体被卡在了中(zhōng)间(jiān)，暗(àn)物(wù)质则(zé)直接通过(guò)了这个区域，并在两边(biān)形成(chéng)了(le)引力透(tòu)镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也被认(rèn)为(wèi)是暗物(wù)质存在的(de)迄今为止最好(hǎo)的理论(lùn)证据(jù)。

除(chú)此之外，还有(yǒu)来自宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开始，38万年(nián)之(zhī)后，可(kě)见光终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之(zhī)后，这(zhè)些光在宇宙(zhòu)空间背(bèi)景上留下了各相同性的微波辐射。其(qí)中红色的部分表示温印信是什么意思？ 印信和书信一样吗度较高的区域，蓝色则(zé)表示相(xiāng)对较冷的(de)区域，但实际上(shàng)它们之间的温(wēn)差只有(yǒu)万分之(zhī)一。

科(kē)学家们通过(guò)对(duì)前(qián)景背景分离后的二值图(tú)像进行(xíng)连通域提(tí)取和(hé)标记之后发(fā)现，如果宇宙当中没(méi)有暗(àn)物质，图形看起来(lái)不应该是(shì)这样的，而随着暗物质(zhì)的增加，一(yī)些峰值的(de)幅度会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测量值，我们需要的暗物质(zhì)大约是普(pǔ)通物质(zhì)的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例(lì)是一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地解释了很多不同的(de)观(guān)测结(jié)果。而暗物质的(de)本质就是宇(yǔ)宙当中存在着(zhe)某种类型(xíng)的粒子，它(tā)们不参与(yǔ)任何(hé)其他的电(diàn)磁作用(yòng)，只通(tōng)过(guò)引力来相互作用。所(suǒ)以如果能够找(zhǎo)到这种粒子的(de)存在，就相当于找到了暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的实(shí)际证据。这种粒子到底是什么？科学(xué)家(jiā)们已经提出(chū)了数十种的(de)假想目标，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒(lì)子所需要(yào)的实验方(fāng)式也不相同。在过去(qù)的(de)几十年当中，人(rén)类为了寻找(zhǎo)这些(xiē)看不见、摸不到，几乎不会(huì)与常规物质相互作用的(de)“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除(chú)了一(yī)个地(dì)方，意大利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学实验(yàn)室，这(zhè)个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层楼高的探测器，一直致力于(yú)寻找暗物(wù)质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家(jiā)声称观测到了某(mǒu)种(zhǒng)信(xìn)号。经过了20多年(nián)的数据收集，人们发现(xiàn)了(le)一个(gè)有趣的事情(qíng)。探测(cè)率会(huì)在(zài)每(měi)年(nián)的(de)6月份(fèn)达到(dào)峰值，然后在11月降到最低，而且在(zài)20年(nián)当中每年都是一样。一些科(kē)学(xué)家认为这可能(néng)是人类(lèi)发现暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但是为(wèi)什么暗物质(zhì)会产生周期性(xìng)的年度信号呢？刚才(cái)我(wǒ)们讲了太(tài)阳(yáng)系正在以220公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进行移动(dòng)，那(nà)么如果暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味着我们也在以这样的速度在(zài)穿越着暗物质流，这(zhè)个(gè)过(guò)程中会产(chǎn)生相应的振荡，同(tóng)时地球又(yòu)以30公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕太阳(yáng)进(jìn)行(xíng)旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半年的时(shí)间，地(dì)球围绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕银(yín)河系的方向是一致的，而另外半年则(zé)与之相反。

而在6月份(fèn)的(de)时候，地球与太(tài)阳的方(fāng)向正好达到(dào)完全一(yī)致，这是理论上地球穿越暗物质(zhì)流最(zuì)快的时段。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰好(hǎo)达到(dào)了(le)最(zuì)慢(màn)值。尽管在实际的(de)情况中，太阳系相对银河系的(de)平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这(zhè)个理论的有效性(xìng)。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解(jiě)释，研究人员们所观测到的周(zhōu)期性(xìng)信(xìn)号。当(dāng)然(rán)也可(kě)能有其他的情况(kuàng)，造成(chéng)这种(zhǒng)年度周(zhōu)期信号的差异(yì)也可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的(de)水分、高山上的积雪，甚至连意(yì)大利游客的数量也(yě)符合这个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球建立了一个几乎(hū)相同(tóng)的实(shí)验室(shì)，这里的(de)季节与之前的实验室正好相(xiāng)反，而(ér)在这里，地球穿过(guò)暗物质流的(de)运动特征和第一个(gè)实验室是一样的。

因此，如果在这里可以(yǐ)得到相同(tóng)的信号，就可以成(chéng)为暗(àn)物质所存在的非常有(yǒu)力的证(zhèng)据了。但是由于这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以截至目前还无法提(tí)供相应的数(shù)据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台(tái)新(xīn)的望远镜，这(zhè)台太空望远镜叫做(zuò)“南(nán)希格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽(kuān)视场(chǎng)仪器提供(gōng)的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南希格(gé)雷(léi)斯罗曼(màn)太空望远镜其(qí)中一个关键(jiàn)的用途就是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于(yú)探测的结(jié)果(guǒ)，我们(men)只能(néng)拭(shì)目以待了。费米(mǐ)实验室粒(lì)子天体物理中(zhōng)心的(de)科学(xué)家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在，它(tā)们极有(yǒu)可能拥有另一种神秘的(de)效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的一个重要(yào)因素。

如果这一理论(lùn)得到进一步的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的(de)暗物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通过这样的效应(yīng)创造生命。当然(rán)，这(zhè)些推(tuī)论的大前提是(shì)要(yào)先找到暗物质存(cún)在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物(wù)质(zhì)到底存不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你(nǐ)的支(zhī)持是我更(gèng)新的动力(lì)！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 印信是什么意思？ 印信和书信一样吗