宇(yǔ)宙是“人为制造”的(de)？为何(hé)会存在科学无(wú)法(fǎ)解释的“暗(àn)物质”？暗物质又究竟是(shì)什么？人(rén)类为(wèi)了寻找暗物(wù)质存在的证据，科学家们(men)在过去的几十年当(dāng)中进行了超(chāo)过50次的长期实(shí)验，但是却没有(yǒu)发现任(rèn)何的有效证据。除了一(yī)个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数学(xué)原理一(yī)书(shū)中，埃(āi)萨克牛(niú)顿(dùn)发(fā)表了(le)万有引力定律，它揭示(shì)了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体(tǐ)运(yùn)动的(de)规律。往(wǎng)后的几百年来，当天文(wén)学家们发现某些天体运行轨道出现异常，不符(fú)合万有(yǒu)引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未知的天(tiān)体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过(guò)天王(wáng)星运行(xíng)轨道的异常(cháng)，推算并且发现了海王星的(de)存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥(míng)王星的(de)发现都是应用万有引力定律所取(qǔ)得重(zhòng)大(dà)天文成就的(de)例子(zi)。但是这些发现都是在(zài)恒星系统(tǒng)的尺度当中，可当我(wǒ)们上升到星系或者是星(xīng)团的尺度，事情就海南岛的面积多大,人口有多少人，海南岛的面积多大,人口有多少开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物(wù)理学家弗里茨兹威基(jī)正在研究(jiū)和(hé)测量(liàng)后(hòu)发星系团的质(zhì)量。这是一个(gè)由数千个(gè)星系(xì)所组成(chéng)的巨大星系团，这些星系(xì)被引力束缚在一起。测(cè)量星系团的(de)质量一般会使用到两种方法，当两种方法结果一致，就可以确定(dìng)其质量(liàng)的范围。

第一种是(shì)获得其(qí)"光度学(xué)的质量"，需要的数据是测量各个星(xīng)系的光度。

第二种是动(dòng)力学质(zhì)量的计算，是利用光(guāng)谱红移测量(liàng)星系团中(zhōng)的各个星系(xì)相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测量结果出来(lái)之后，兹(zī)威(wēi)基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的(de)400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以(yǐ)可(kě)见(jiàn)光(guāng)的形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的(de)是，在测(cè)量速度(dù)的过(guò)程(chéng)中，兹(zī)威基发现星系团中很多(duō)星系(xì)的速度比理论上要快得多(duō)，按照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠这些可(kě)见(jiàn)星系的质量所产生的引力(lì)是无法将(jiāng)它们束缚在星系(xì)团内(nèi)的(de)，它们早就应该被抛出星系团之外(wài)了，除非有一种神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出(chū)了这(zhè)样部分不可见的暗(àn)质(zhì)，它(tā)不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它们却(què)占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这(zhè)个词才再一(yī)次出(chū)现。天(tiān)文学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观测仙(xiān)女(nǚ)座星系(xì)中的恒星运动。理论上来(lái)说，距离(lí)中心(xīn)越远的恒星在(zài)其轨(guǐ)道上的运(yùn)行速度就会越慢(màn)。但是他们观测(cè)的结果却(què)让(ràng)人感到不可思议(yì)。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引(yǐn)力定律(lǜ)，在星系当(dāng)中如果没(méi)有足够大(dà)的质量来吸引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被(bèi)甩到宇宙当中(zhōng)了。基于(yú)这种(zhǒng)现象，科学家(jiā)们会(huì)使用一种相对(duì)标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的存在(zài)，这种方法就是测量(liàng)星系(xì)当(dāng)中气体在X轴上距(jù)离星系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度(dù)。如(rú)果出现(xiàn)异(yì)常的结果，就认为是由暗(àn)物质(zhì)的(de)力量进入其中。

于是科学家们通(tōng)过射电(diàn)望远镜测量(liàng)了距(jù)离星系中心更远距离的氢元素，发现它们的(de)旋转速度并不符合牛顿的力学定(dìng)律。我们(men)的(de)太(tài)阳系也不(bù)例外，太阳系位于银(yín)河(hé)系的第三悬臂之上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太(tài)阳系的运(yùn)行速度应(yīng)该(gāi)是160千米(mǐ)/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围绕(rào)银河(hé)系旋转，这个实(shí)际(jì)速度远远大(dà)于理论(lùn)速度，那(nà)么产生以(yǐ)上这种向心加(jiā)速度(dù)的原因很可能就是存在着一(yī)种我们看不到的(de)物质(zhì)，是这些(xiē)暗物质(zhì)的引力(lì)效(xiào)应将(jiāng)星系(xì)聚集(jí)在了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越来越多的(de)研究人员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外(wài)恒星轨道的速度(dù)，估算在星系当中暗(àn)物质(zhì)的质(zhì)量占(zhàn)整个(gè)星系质(zhì)量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以解释这个(gè)现象的原因。在一项新的研究(jiū)当中，科(kē)学家们发(fā)现，几(jǐ)乎(hū)没有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥远恒(héng)星之间，也(yě)会出(chū)现速度上的微小差异。另(lìng)外，天文(wén)学家还发现(xiàn)了一个(gè)反常的星系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个星系距(jù)离(lí)地(dì)球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多，但是星(xīng)系(xì)当(dāng)中存(cún)在的(de)恒星数量却只有银河(hé)系的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存(cún)在暗物质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科(kē)学家(jiā)们(men)使用(yòng)最先(xiān)进的望(wàng)远镜对其进(jìn)行了(le)40个小时(shí)的(de)详细测量之(zhī)后(hòu)，发现星(xīng)系中的(de)恒星运(yùn)动是可以用正常的物质和力学定律(lǜ)来解释的。那么又有人提出，也许该星系的暗(àn)物质(zhì)，已经被附近的另(lìng)一(yī)个大(dà)星(xīng)系(xì)剥离了。奇怪的是(shì)，它的附近没(méi)有(yǒu)任何星系(xì)存在。造成这些(xiē)现象的除了暗物质的假(jiǎ)说之(zhī)外，另一种(zhǒng)可能就是人类对引(yǐn)力的理(lǐ)解(jiě)还(hái)不够全面，引力很可(kě)能在不同尺度空间中的工作方式是(shì)不同的，这意味着在行星系(xì)尺度(dù)中的(de)天(tiān)体会沿着它(tā)们的轨道，按(àn)照我们所理解的方式运动(dòng)。但是(shì)上升到(dào)星系和星团(tuán)的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则是不同的方(fāng)式(shì)。对于(yú)在星系团(tuán)之(zhī)间的(de)相互作用，科学家还(hái)引(yǐn)入了外部(bù)场效应的概念(niàn)，指(zhǐ)的是在数百万光年的规(guī)模上，巨大的(de)质量之间(jiān)会(huì)产生对彼此(cǐ)特殊的(de)效果，这个理(lǐ)论(lùn)叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我们(men)需(xū)要对现(xiàn)在的(de)物(wù)理定律进行修正(zhèng)，这(zhè)些发现也(yě)让很多人认为暗物质假说理论就此终结。但是在宇宙当中还(hái)有关于暗物(wù)质(zhì)存在(zài)的其他的理论证据，这些理论证据(jù)是蒙德理论所没法(fǎ)解释的(de)“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径(jìng)向距离为37亿(yì)光(guāng)年的子弹星(海南岛的面积多大,人口有多少人，海南岛的面积多大,人口有多少xīng)系团，由两(liǎng)个(gè)碰(pèng)撞的星系(xì)团所(suǒ)组成，类似这样的星团(tuán)，它(tā)们大部分(fēn)的普通质量都在星系的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体的相互(hù)作(zuò)用就会导致温度(dù)的急剧(jù)升高，速(sù)度大幅降低。所以在理(lǐ)论上，在碰(pèng)撞之后，子(zi)弹星系团大(dà)部(bù)分的质量将位于所有这些气体所(suǒ)在的中间区域(yù)。那么(me)我们通过什么来验证它(tā)的质量区域到底是不是(shì)集中在(zài)中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第一张全彩的高(gāo)清照片(piàn)，在照(zhào)片中我们可(kě)以明显地看到很多星(xīng)系(xì)似乎被拉(lā)伸(shēn)产(chǎn)生了(le)巨(jù)大的形变。其实这些星系本身(shēn)并不(bù)是真的(de)被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了什(shén)么(me)问题，而是这(zhè)样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被一个(gè)质量超级(jí)巨(jù)大的天体遮挡，这个超大(dà)质量(liàng)的(de)东西的(de)引(yǐn)力(lì)，会使身后更(gèng)遥远星系的光都发生了扭(niǔ)曲。这(zhè)个现象(xiàng)就是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能是超大质(zhì)量的(de)黑洞(dòng)或者是(shì)暗物质(zhì)。

所以当人们对子(zi)弹星系团(tuán)观测(cè)的(de)时(shí)候，发现它的大质(zhì)量区域并(bìng)不(bù)是在中间，而(ér)是在(zài)两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就(jiù)是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡(kǎ)在了中(zhōng)间，暗(àn)物质则直接通过(guò)了(le)这个区域，并在(zài)两边形(xíng)成了(le)引(yǐn)力(lì)透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究也被(bèi)认为是暗物(wù)质存在的迄(qì)今为止最好的(de)理论证据(jù)。

除(chú)此之(zhī)外，还有来自宇(yǔ)宙当中最古老(lǎo)的光。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开(kāi)始(shǐ)，38万年之后，可见(jiàn)光终于(yú)可以畅通(tōng)无阻地穿越(yuè)在宇宙当(dāng)中了。经(jīng)过(guò)了(le)130多亿(yì)年之后，这(zhè)些(xiē)光在宇(yǔ)宙空(kōng)间背(bèi)景上(shàng)留下了各相同性(xìng)的(de)微波辐射(shè)。其中(zhōng)红色的部分表示温度较高的区(qū)域，蓝色则(zé)表示相对较冷的区域，但实际上它们之间(jiān)的温(wēn)差只有万(wàn)分之一(yī)。

科学家们通过对前景背(bèi)景分(fēn)离(lí)后(hòu)的二(èr)值海南岛的面积多大,人口有多少人，海南岛的面积多大,人口有多少(zhí)图(tú)像进行(xíng)连通域提(tí)取和(hé)标记之后发(fā)现，如果(guǒ)宇宙当中没有暗(àn)物(wù)质，图形看起来不应该是这(zhè)样的，而(ér)随着(zhe)暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才(cái)变得看起来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测(cè)量值，我(wǒ)们需(xū)要的暗物质大约是普(pǔ)通物(wù)质的(de)5倍。这个数字与解释星系当中恒(héng)星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是一致的。这就意(yì)味着。

用(yòng)了一(yī)个简(jiǎn)单的(de)理论框架，就很好(hǎo)地解释了很多不同的观测结果(guǒ)。而(ér)暗物(wù)质(zhì)的本质(zhì)就是宇宙当中存在着某种类型的(de)粒子，它们不参与任何其他的(de)电(diàn)磁作用，只通过引力(lì)来相互作用(yòng)。所以如果能(néng)够找到这(zhè)种粒子的(de)存在，就相当(dāng)于找到了暗(àn)物质存(cún)在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科(kē)学家们已(yǐ)经提出了数十种的假(jiǎ)想目标，而要(yào)寻找(zhǎo)这些不同的目(mù)标粒子所需要(yào)的实验(yàn)方(fāng)式也不相同。在过去的几十(shí)年(nián)当中，人类(lèi)为了寻(xún)找这(zhè)些看(kàn)不见、摸不到，几乎(hū)不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学(xué)家们(men)已经进行了(le)超过50次的实验，却没(méi)有任何实质性(xìng)的发现(xiàn)，除(chú)了一个(gè)地方，意大(dà)利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地下(xià)矿井当中，藏着(zhe)地(dì)球(qiú)上最大的地学(xué)实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层楼高(gāo)的探测(cè)器，一直致力(lì)于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周期性震荡。

自(zì)1997年以(yǐ)来，这(zhè)里的科学(xué)家声称(chēng)观测到(dào)了某种信号(hào)。经过了20多(duō)年的(de)数据收集，人(rén)们发现了(le)一个有趣的事情。探测(cè)率(lǜ)会在(zài)每(měi)年的6月份(fèn)达到峰值，然后(hòu)在11月降到最(zuì)低，而且在(zài)20年当中每年(nián)都是(shì)一样。一些(xiē)科学家认为这可能是(shì)人类发现暗物质的第一个直(zhí)接(jiē)证据(jù)。

但是为什么暗物质会产生周期(qī)性的年度信号呢？刚才(cái)我们(men)讲了太阳系正在(zài)以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系进行移(yí)动，那么(me)如(rú)果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意味(wèi)着我(wǒ)们也(yě)在以这样的速(sù)度在穿越着(zhe)暗物质流，这个过(guò)程(chéng)中会产(chǎn)生(shēng)相应的振荡(dàng)，同时地球又以30公(gōng)里/秒的(de)速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的(de)时间(jiān)，地球围绕太阳的方向与太(tài)阳(yáng)环绕(rào)银河系的方向是一致的，而另外半年则(zé)与之(zhī)相反。

而在(zài)6月份的时候(hòu)，地球与太阳的(de)方向正(zhèng)好达到完全一致(zhì)，这是理论上地球穿越暗物质流(liú)最快的时段。而在11月(yuè)份，又(yòu)恰(qià)好达到了最(zuì)慢(màn)值。尽管在实际的情况中，太阳系相(xiāng)对银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这(zhè)并不影响这个理论的(de)有效性(xìng)。

因此(cǐ)科学家认为(wèi)这(zhè)可以用来(lái)解释，研究人员们(men)所观(guān)测到(dào)的周期性(xìng)信号(hào)。当然(rán)也可能(néng)有其他(tā)的情况，造成这种年度(dù)周期信号的差异也可能是温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意(yì)大利游客的数量也符合这个周期的规(guī)律。

所以，科(kē)学家们又在南(nán)半(bàn)球建立了一个几乎相同(tóng)的(de)实验室，这里(lǐ)的季(jì)节与之前(qián)的(de)实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动(dòng)特征(zhēng)和第一个实验室是一(yī)样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗物质所存在(zài)的非常(cháng)有力的证据(jù)了(le)。但是由于这个(gè)实验室(shì)刚刚建成(chéng)不(bù)久，所以截(jié)至目前还无法提供相应的(de)数(shù)据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这(zhè)台太空望远镜叫(jiào)做“南希(xī)格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它(tā)的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外(wài)仪器的100倍(bèi)。南希(xī)格(gé)雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键的用途(tú)就是探索暗物质背后的(de)奥秘，对于探测(cè)的(de)结果(guǒ)，我们(men)只能拭目以待了。费米实(shí)验室(shì)粒子(zi)天(tiān)体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在，它们极有可能拥有另一种神秘(mì)的效(xiào)应，这(zhè)种暗(àn)物质效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命的(de)诞生，或者说是生命进化的(de)一(yī)个重要因素。

如(rú)果(guǒ)这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人类并不孤单(dān)呢？或许在宇(yǔ)宙当(dāng)中某个角落的行星上(shàng)，暗物质正(zhèng)在通过(guò)这样的效(xiào)应(yīng)创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这些推论的大前提(tí)是要先找(zhǎo)到暗物(wù)质存(cún)在的实际证据(jù)。那么小伙(huǒ)伴们(men)，你(nǐ)们觉(jué)得暗物质到底存不存在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点(diǎn)赞，你的支持是(shì)我更新的动力！

未经允许不得转载：重庆三峡中心医院、三峡中心医院、中心医院 海南岛的面积多大,人口有多少人，海南岛的面积多大,人口有多少