宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何会存在科学(xué)无法解释的“暗(àn)物质”？暗物(wù)质又(yòu)究竟(jìng)是什(shén)么？人类为了寻找暗物质存(cún)在的证据，科学家们(men)在过去的几十年(nián)当中(zhōng)进行了超(chāo)过(guò)50次的长期实(shí)验，但是(shì)却没(méi)有发现任(rèn)何的有(yǒu)效证据。除了一(yī)个地方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学(xué)原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引力(lì)定律，它绥化去年疫情 绥化是几线城市揭示了(le)宇宙(zhòu)中天体运(yùn)动的规(guī)律。往后的几百年来，当天文学(xué)家们发现某些天体运行(xíng)轨道出现异常，不符(fú)合万(wàn)有引力定律的(de)时候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有(yǒu)未(wèi)知的天(tiān)体通过引力在摄动它(tā)的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒(lēi)维耶就通(tōng)过天王星运行轨道的异常，推算并且发现了海王星(xīng)的存(cún)在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万(wàn)有引力定律所取得重大(dà)天文成就的例子。但是这些发现都(dōu)是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星(xīng)系(xì)或者是星团的(de)尺(chǐ)度，事情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测量后发(fā)星系团的质量。这(zhè)是(shì)一(yī)个由数千个(gè)星系(xì)所组(zǔ)成的(de)巨大星系团，这些星系被引(yǐn)力束缚在一起(qǐ)。测量星系团的质量一般会使用(yòng)到两种方法，当两(liǎng)种方法(fǎ)结果一致，就可以(yǐ)确定(dìng)其(qí)质(zhì)量的范(fàn)围。

第一种是(shì)获得其"光度学的质量"，需要的数据是测量各个(gè)星系(xì)的光度。

第二(èr)种(zhǒng)是动力学质(zhì)量的计(jì)算(suàn)，是利用光谱红移(yí)测量星系团中的各个(gè)星系(xì)相对于星系团的运动速度。当(dāng)测量结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失(shī)了(le)，或(huò)者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形(xíng)式(shì)所存在，我(wǒ)们(men)无(wú)法(fǎ)看到(dào)。最诡异的是，在测量速度的过(guò)程中，兹威基发(fā)现(xiàn)星系团中很多星系的(de)速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学(xué)定律(lǜ)，仅靠这些可(kě)见星系的质量所产生的(de)引(yǐn)力是无法将(jiāng)它们束缚在星系团内的(de)，它们早就应该被(bèi)抛出星系团(tuán)之外了，除(chú)非有一种神秘的力量在起作用，这种力量来源(yuán)于(yú)某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹(zī)维基提出了这样部分不可见的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们却(què)占(zhàn)据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只是当(dāng)时的(de)人(rén)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(yī)次出(chū)现(xiàn)。天文学(xué)家维(wéi)拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特福特在观测仙女座星系中的恒星运动。理论(lùn)上(shàng)来说，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会越慢。但(dàn)是他(tā)们(men)观测(cè)的结果却(què)让人感到不可思议。

随着(zhe)与(yǔ)中心距(jù)离(lí)的(de)增(zēng)加，恒星(xīng)的旋转速度(dù)几乎保持不(bù)变。可是根(gēn)据牛顿的(de)万有引(yǐn)力定律，在星系当中如果没有(yǒu)足(zú)够大的(de)质量(liàng)来吸引它们，这些外(wài)围的(de)恒星(xīng)早就(jiù)被甩到宇宙(zhòu)当中了。基(jī)于(yú)这(zhè)种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家们会使(shǐ)用一种相对(duì)标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的存在，这种方法就是(shì)测量星(xīng)系当中气体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体的旋转速度。如果(guǒ)出现(xiàn)异(yì)常(cháng)的结果，就认为是由(yóu)暗物质的力量进入其中。

于是科(kē)学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距(jù)离星(xīng)系中心更远距离的氢元素，发现它(tā)们的旋(xuán)转速度(dù)并不符合牛顿的力学定(dìng)律(lǜ)。我们的太(tài)阳系也不(bù)例外，太阳(yáng)系位于银河(hé)系的第三悬臂之(zhī)上，距(jù)离银河系中心2.6万光年(nián)，根据万(wàn)有引力定(dìng)律进行计算，太阳系的(de)运行速度(dù)应该是160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米/秒的速(sù)度(dù)围(wéi)绕(rào)银河系(xì)旋转，这个实际速度(dù)远(yuǎn)远大于理论(lùn)速度，那么(me)产生以(yǐ)上这种向心加(jiā)速(sù)度的(de)原因很可能就是存在着一种我们看(kàn)不到的(de)物质，是这些暗物(wù)质的引(yǐn)力效应将星系聚集(jí)在(zài)了一起。

也是(shì)从这(zhè)时开(kāi)始，越来越多的(de)研究人员开始相信暗(àn)物质(zhì)的(de)存在。科学家根(gēn)据星(xīng)系外恒星轨道(dào)的速度(dù)，估算在星系当中暗物质的质量占整(zhěng)个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并(bìng)不(bù)是唯一可以解释这个现象的(de)原因(yīn)。在一项(xiàng)新的研(yán)究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引力(lì)效应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之间，也会出(chū)现速度(dù)上的微小(xiǎo)差异。另外，天(tiān)文学(xué)家还发现了(le)一个反常(cháng)的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不(bù)多，但是星系(xì)当中存在的恒星(xīng)数量却只有银河系的千(qiān)分(fēn)之一(yī)。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则(zé)就(jiù)会分崩离析。但(dàn)是科学家们使(shǐ)用最先进的望远镜(jìng)对其进行(xíng)了40个(gè)小(xiǎo)时的详细测(cè)量之后(hòu)，发现星系中的恒(héng)星运动是(shì)可以用正常的物质和(hé)力学定律来解释的。那么又有(yǒu)人(rén)提(tí)出，也(yě)许该星(xīng)系的(de)暗物质，已经被附(fù)近的另一个大星系剥(bō)离了(le)。奇怪(guài)的是，它的附近没有任何星系存在。造成这(zhè)些现象(xiàng)的(de)除了(le)暗(àn)物(wù)质的(de)假说之外，另一(yī)种可能就是人类对引(yǐn)力的理解还不(bù)够全面(miàn)，引(yǐn)力很可能(néng)在不同(tóng)尺度空间中(zhōng)的(de)工作方式是不同的(de)，这(zhè)意味着在行星系尺度(dù)中的天体会沿(yán)着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理(lǐ)解的方式运动。但是上升到星(xīng)系(xì)和星(xīng)团的尺度，引力之间的相互作用则是不同的方式。对(duì)于在星系团之间的相互(hù)作用，科学家(jiā)还引入了外部场效应的概念，指的是(shì)在数百万光(guāng)年的规模上，巨(jù)大的(de)质量之间会产生(shēng)对彼此特(tè)殊(shū)的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们需要对现(xiàn)在的物理定律进(jìn)行修正，这些发现也让(ràng)很多(duō)人认为暗物质假说理论就此终结(jié)。但是(shì)在宇宙当中还有关(guān)于(yú)暗(àn)物质存在的其(qí)他的理(lǐ)论证据，这(zhè)些理(lǐ)论(lùn)证据是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的(de)子弹星系(xì)团，由(yóu)两(liǎng)个(gè)碰撞的星系(xì)团(tuán)所组成(chéng)，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它们大(dà)部分的普通质量都在星(xīng)系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞(zhuàng)的(de)时候，星际(jì)气体的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高(gāo)，速度大幅降低(dī)。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的(de)质量将位于所有这些气体所在(zài)的中(zhōng)间区域。那么我们通(tōng)过什(shén)么来验证它的质量区域到底是(shì)不是集中在中(zhōng)间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第一(yī)张(zhāng)全彩的高清照(zhào)片，在照片中我们可以明显地看到很多星系似(shì)乎被(bèi)拉伸产生了巨大的(de)形变。其实这些星系本身(shēn)并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不(bù)是韦(wéi)伯望远镜出了(le)什么(me)问(wèn)题(tí)，而是(shì)这样极遥远的天体和(hé)我们地球上的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮(zhē)挡(dǎng)，这个超大质量的(de)东西的引(yǐn)力(lì)，会使身(shēn)后更遥(yáo)远星系的光都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜效(xiào)应。这个巨(jù)大的天体可(kě)能(néng)是(shì)超大质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团(tuán)观测的(de)时(shí)候，发现它的大质量区域并不是在(zài)中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好的(de)解释方(fāng)法就是当星团发生(shēng)全部的碰撞时，可被观测到的(de)质量(liàng)气体被卡在了中间(jiān)，暗物质(zhì)则直接通过(guò)了(le)这(zhè)个区域(yù)，并(bìng)在两边形成了引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被(bèi)认(rèn)为(wèi)是(shì)暗物质存在的(de)迄今(jīn)为止(zhǐ)最好的(de)理(lǐ)论证据。

除此之外，还(hái)有来自宇(yǔ)宙当中最古老(lǎo)的(de)光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于可以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了。经过(guò)了130多亿年(nián)之后(hòu)，这些光在(zài)宇宙空间背景上留下(xià)了(le)各相同(tóng)性的(de)微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷(lěng)的区域，但实际上它们之间的温差只有万(wàn)分(fēn)之一。

科学(xué)家们通过对前(qián)景背(bèi)景(jǐng)分离后的二值图像进行连通域提取和(hé)标记之(zhī)后(hòu)发现(xiàn)，如(rú)果宇宙当中没有暗物(wù)质，图形看起来(lái)不(bù)应该(gāi)是(shì)这样的，而(ér)随着暗物质(zhì)的增加，一(yī)些峰值的幅(fú)度会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背景(jǐng)辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物(wù)质大约是普(pǔ)通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当(dāng)中恒星运动所(suǒ)需要的暗(àn)物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架(jià)，就很好地解释了很(hěn)多不同(tóng)的(de)观测结果。而暗(àn)物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着(zhe)某种类型(xíng)的粒(lì)子，它们不参与任(rèn)何其他的电磁作用，只通过(guò)引力来相互作用。所以(yǐ)如(rú)果(guǒ)能(néng)够找到这(zhè)种粒子的存(cún)在，就相当于(yú)找到(dào)了暗(àn)物(wù)质存在的实际证据(jù)。这种粒子到底(dǐ)是什(shén)么？科学家们(men)已经(jīng)提出(chū)了数十种的假想目(mù)标(biāo)，而(ér)要寻找这些不同的目标粒子所需要的实验方(fāng)式也不相同(tóng)。在过去(qù)的(de)几十年当(dāng)中，人类(lèi)为了寻找这些看不见、摸不到，几(jǐ)乎不会(huì)与常(cháng)规物质相互作用的“暗(àn)物质”，科学家们已经(jīng)进(jìn)行了超(chāo)过50次的实验(yàn)，却(què)没有(yǒu)任何实质性的发现，除了一个地方，意大(dà)利的格(gé)兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最(zuì)大的地学实(shí)验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼高的探测器，一直致力于寻(xún)找(zhǎo)暗物质(zhì)粒子(zi)的周(zhōu)期性(xìng)震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称(chēng)观测到了某种信号(hào)。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测(cè)率会在每年的6月份达到峰值，然后在(zài)11月(yuè)降到最低，而(ér)且在20年(nián)当中每年都是一样。一些科学家认为(wèi)这可能是人类发现暗(àn)物质的第一个直接(jiē)证(zhèng)据。

但是(shì)为(wèi)什(shén)么暗(àn)物(wù)质会产生周期性的年(nián)度信号(hào)呢？刚才(cái)我(wǒ)们讲了太阳系(xì)正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如果(guǒ)暗物质(zhì)存在宇宙(zhòu)当中(zhōng)，这意味着(zhe)我们也在以这样的速度在穿越着暗物质(zhì)流，这(zhè)个过程中会产(chǎn)生相应的(de)振荡，同时地球又(yòu)以30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行(xíng)旋(xuán)转(zhuǎn)。所以(yǐ)有半年的时间，地球围绕太阳的(de)方向与太(tài)阳(yáng)环绕银河系的方(fāng)向是一(yī)致(zhì)的，而(ér)另外(wài)半(bàn)年则与之相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太阳的方向正好达到完(wán)全一致(zhì)，这是(shì)理(lǐ)论上(shàng)地(dì)球(qiú)穿越(yuè)暗物(wù)质(zhì)流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管在实际(jì)的情况中，太阳系(xì)相对银河系的平面呈现(xiàn)了60度(dù)的(de)倾斜，但是这并不影(yǐng)响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可以用来解释，研究人员们所观测到(dào)的(de)周期性信号(hào)。当然也可(kě)能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度周期信号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的(de)积雪，甚至(zhì)连意大(dà)利(lì)游客的数量也符合这个周(zhōu)期的(de)规(guī)律。

所以，科学家们又在南(nán)半球建立(lì)了一个几乎相同的实验室(shì)，这里的(de)季节与(yǔ)之前的实验室正好(hǎo)相(xiāng)反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗(àn)物质流的运动特征和第一个实验(yàn)室是一样的(de)。

因此(cǐ)，如(rú)果在这(zhè)里可以得到相同的(de)信号，就可以(yǐ)成为暗物质(zhì)所存在的非常有力的证据(jù)了。但是由于这个实验室刚刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截至目前还(hái)无法(fǎ)提供相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发(fā)射一台(tái)新的望远镜，这台(tái)太(tài)空(kōng)望远镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的(de)主(zhǔ)镜大(dà)小(xiǎo)跟哈(hā)勃望远镜(jìng)相(xiāng)同，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视野是哈(hā)勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中一个(gè)关键的用途就是探(tàn)索暗物(wù)质背后的奥秘，对于探测(cè)的结果(guǒ)，我们只能拭目以待了。费(fèi)米实(shí)验室粒子天(tiān)体物理中心的(de)科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究(jiū)发现，如果暗物质(zhì)存在，它们极有可能拥(yōng)有另(lìng)一种神秘的效(xiào)应，这种暗物(wù)质(zhì)效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或者说是生(shēng)命(mìng)进化的一个重(zhòng)要(yào)因(yīn)素(sù)。绥化去年疫情 绥化是几线城市

如果这一理(lǐ)论得(dé)到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意味着人类(lèi)并不(bù)孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落的(de)行星上，暗物质(zhì)正在通过这(zhè)样的效(xiào)应(yīng)创造(zào)生命。当然，这些推论(lùn)的(de)大前提是要先找到暗物质(zhì)存在的实际(jì)证据。那么小(xiǎo)伙伴们(men)，你们觉得(dé)暗物质到(dào)底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你(nǐ)的支持是(shì)我更(gèng)新(xīn)的动力(lì)！

未经允许不得转载：中国书画艺术 绥化去年疫情 绥化是几线城市