宇宙是(shì)“人为(wèi)制造”的？为何会存(cún)在(zài)科学(xué)无法解释的(de)“暗物质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么？人类(lèi)为了(le)寻找暗物质(zhì)存在的证(zhèng)据，科(kē)学家们在过去的几十年(nián)当(dāng)中进行了(le)超过50次的(de)长(zhǎng)期实(shí)验(yàn)，但是(shì)却没有发(fā)现任何(hé)的有(yǒu)效证据。除(chú)了一(yī)个(gè)地(dì)方(fāng)，在(zài)1687年出版的自(zì)然哲学数(shù)学(xué)原理一书中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引(yǐn)力定律，它揭示了(le)宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运动的规律。往后的几百年来，当天(tiān)文(wén)学家(jiā)们(men)发现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常，不符合万有引力(lì)定律的时候，他们(men)就会知道(dào)，周围一定(dìng)有未知(zhī)的(de)天体(tǐ)通(tōng)过引(yǐn)力在摄(shè)动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过(guò)天王(wáng)星运行轨道的异(yì)常，推算并且发现了海王星的(de)存在。另(lìng)外(wài)，哈雷(léi)彗星、冥王(wáng)星的(de)发现都是应用(yòng)万有引(yǐn)力(lì)定律所取得重大天文(wén)成(chéng)就的例子。但是这些发(fā)现都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中，可当我们(men)上升到星系或者(zhě)是星团的尺度，事情就开始变(biàn)得诡异(yì)了。

1933年，瑞士(shì)的物理(lǐ)学家(jiā)弗里(lǐ)茨兹威基正(zhèng)在研(yán)究(jiū)和测(cè)量后发(fā)星(xīng)系团的质量。这(zhè)是一个由数千个星系(xì)所组成(chéng)的巨大星(xīng)系团，这些星系被引(yǐn)力束缚在一(yī)起。测(cè)量星(xīng)系团的质量一般会(huì)使用(yòng)到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就可以确定其(qí)质量(liàng)的范围(wéi)。

第一种是获得其"光(guāng)度学的(de)质量(liàng)"，需要的数据是测量(liàng)各个星系的(de)光度。

第二种是动力学质(zhì)量的(de)计算，是利(lì)用光(guāng)谱红移测量星系团中的各个星系相(xiāng)对于星系(xì)团的运动速度。当测(cè)量结果(guǒ)出来(lái)之后(hòu)，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味着(zhe)，后发座星系(xì)团(tuán)有99%的质量消失了，或者(zhě)说这99%的质(zhì)量并不(bù)以可(kě)见光的形(xíng)式所(suǒ)存(cún)在，我们无法看(kàn)到。最(zuì)诡异的是，在测量速(sù)度的过程中，兹威基发现星系团(tuán)中很多(duō)星系的速度比理论上要(yào)快(kuài)得多，按照(zhào)牛(niú)顿的运(yùn)动(dòng)学(xué)定律，仅靠(kào)这些可见(jiàn)星系的(de)质量所产生的引力是无法将它们(men)束缚在星系团内的，它们早就应该(gāi)被抛出星系团之外了(le)，除非有(yǒu)一(yī)种神秘的力量在起(qǐ)作用，这(zhè)种力量来源于某(mǒu)种隐形的物质(zhì)。

据此，兹维基提出(chū)了这样部分不(bù)可见(jiàn)的暗(àn)质(zhì)，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但是它们却(què)占据着宇宙中(zhōng)绝大部分(fēn)的质量。只是当时的人们对这样(yàng)的(de)一种说法(fǎ)不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词(cí)才再一(yī)次(cì)出(chū)现。天文学家维(wéi)拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙(xiān)女(nǚ)座星系中的恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会越慢。但是(shì)他们观(guān)测的(de)结果却让(ràng)人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随着与中(zhōng)心距(jù)离的增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根据(jù)牛(niú)顿(dùn)的万有引力(lì)定(dìng)律(lǜ)，在(zài)星系当中如果没有(yǒu)足够大的质(zhì)量(liàng)来吸引(yǐn)它们，这些外围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙(zhòu)当中了。基(jī)于这种现象，科(kē)学家(jiā)们(men)会使用一种相对标准的方法(fǎ)来解释暗物(wù)质(zhì)的存在，这(zhè)种方法(fǎ)就(jiù)是(shì)测量星系当中气体在X轴上(shàng)距离星系中心的(de)距离，以及在(zài)Y轴上气(qì)体的旋转速(sù)度。如果出(chū)现异常的结果，就认为是由暗物质的力量进入其(qí)中。

于是(shì)科学家们通过射(shè)电望远镜(jìng)测量了距离星(xīng)系中心更远距离(lí)的氢(qīng)元素，发现它们的旋转速度并不符(fú)合(hé)牛(niú)顿的力学定律(lǜ)。我们的太阳系也(yě)不(bù)例外(wài)，太阳系位(wèi)于银河系的(de)第三(sān)悬臂之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万(wàn)光年，根据万有引力定律进(jìn)行计算，太阳系的运行速度(dù)应该(gāi)是160千米/秒，但实际上(shàng)，太(tài)阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理论(lùn)速度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加速度(dù)的原因很可能就(jiù)是存在(zài)着一种我们看(kàn)不到的(de)物质，是这些(xiē)暗物质的引力效(xiào)应将星系聚集在了(le)一(yī)起。

也是从这时开(kāi)始(shǐ)，越(yuè)来(lái)越多(duō)的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家根(gēn)据星系(xì)外恒星轨(guǐ)道(dào)的速度，估算在星系当中暗物质的质(zhì)量占整个星系质量的85%。但是(shì)，暗(àn)物(wù)质(zhì)并(bìng)不是唯一可(kě)以解释这个现象(xiàng)的原因。在一项新的研究当中，科学家们(men)发现，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力效应(yīng)的(de)遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上(shàng)的(de)微(wēi)小差(chà)异。另外，天(tiān)文学(xué)家还发现了一个反常的(de)星(xīng)系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多，但是星(xīng)系当(dāng)中存在的恒星数(shù)量却只有(yǒu)银河系的千分之一。

所以在理论上，该(gāi)星系(xì)必(bì)须存在(zài)暗物质，否(fǒu)则(zé)就会分崩离析。但(dàn)是科学家们(men)使用最先进的望远(yuǎn)镜对其进(jìn)行了(le)40个小(xiǎo)时的详细(xì)测量之后，发(fā)现(xiàn)星(xīng)系中的恒星(xīng)运动是可(kě)以用(yòng)正常的物质和力学定(dìng)律来解释的。那么又有人(rén)提出(chū)，也许该星系的(de)暗物(wù)质，已经被附近(jìn)的另一个大星系(xì)剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外(wài)，另一种可(kě)能(néng)就是(shì)人类对引力的理解还不够全(quán)面(miàn)，引力(lì)很可能在不同(tóng)尺度空间中(zhōng)的工(gōng)作方式是(shì)不同的(de)，这意味着在行星(xīng)系尺(chǐ)度中(zhōng)的天体会沿着(zhe)它们的轨道，按(àn)照我们(men)所理解的方式(shì)运动(dòng)。但是上升(shēng)到星(xīng)系(xì)和星团的(de)尺(chǐ)度，引(yǐn)力(lì)之间的相互作用则是不同(tóng)的方(fāng)式(shì)。对于(yú)在星系团之(zhī)间的相互作用，科学家还(hái)引入了外部场效应的概念，指的是在(zài)数百万光年(nián)的(de)规模(mó)上，巨大的质量之间会(huì)产生对彼此(cǐ)特殊的效果(guǒ)，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着我们需要对现在的物理定律进行修正，这些发(fā)现(xiàn)也让很多人认为暗物质假说(shuō)理论就此(cǐ)终结。但是在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中还(hái)有(yǒu)关于暗物质存在(zài)的(de)其(qí)他的理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙德(dé)理论所没法(fǎ)解(jiě)释(shì)的“引力(lì)透镜(jìng)”。

径向距离(lí)为37亿光(guāng)年的子(zi)弹(dàn)星系团，由两个碰撞的(de)星系团所组成，类似(shì)这样的(de)星团，它们大部分的普通质量都在(zài)星系的(de)气体当中。当(dāng)星团以1000万公里(lǐ)/小时发生(shēng)碰撞的时候(hòu)，星际气体的(de)相互(hù)作用就会导致温度(dù)的急剧升高，速度大幅降低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大部分(fēn)的质量(liàng泰伯改字文言文翻译及注释，泰伯改字文言文翻译及原文)将(jiāng)位(wèi)于所有这些气体所在的中间区域。那么我(wǒ)们通过(guò)什么来验证它的质量区域到(dào)底是不是(shì)集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回(huí)了宇(yǔ)宙当中第一张全(quán)彩的高清照片，在照片(piàn)中我们可以(yǐ)明显地看(kàn)到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些(xiē)星系(xì)本(běn)身并不是(shì)真(zhēn)的被扭曲了，也不(bù)是韦伯(bó)望(wàng)远镜出了什么问题，而是这样极遥远的(de)天(tiān)体和我们地球上(shàng)的观(guān)测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量的东西(xī)的引力，会使身(shēn)后更(gèng)遥远星系(xì)的光(guāng)都发生了扭(niǔ)曲。这个现(xiàn)象就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大的(de)天体可(kě)能是超大质(zhì)量的黑洞或者是暗(àn)物(wù)质。

所以当人(rén)们(men)对子弹星系团观(guān)测的时(shí)候，发现(xiàn)它的(de)大(dà)质(zhì)量区域并(bìng)不(bù)是在中间(jiān)，而是在两(liǎng)侧(cè)。所以最好的解释方(fāng)法就(jiù)是当(dāng)星团发(fā)生全(quán)部的碰撞时，可被观(guān)测到的质量气(qì)体被卡(kǎ)在了(le)中(zhōng)间，暗物(wù)质则直(zhí)接通过(guò)了这(zhè)个(gè)区域，并在两边形成了引力透镜(jìng)。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也被(bèi)认为是(shì)暗物质存在的(de)迄今为止最好的(de)理论证据。

泰伯改字文言文翻译及注释，泰伯改字文言文翻译及原文data-ratio="0.5929919137466307" data-type="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/3b484d043bd3430.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

除此(cǐ)之(zhī)外，还(hái)有来自宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇(yǔ)宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可(kě)见光终于可以畅通(tōng)无(wú)阻(zǔ)地(dì)穿(chuān)越在(zài)宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光在宇宙(zhòu)空间背景上留下了各相同性的微波辐射。其中红色的部分表示温(wēn)度(dù)较高(gāo)的区域，蓝色则(zé)表示相对(duì)较冷(lěng)的区域，但实际上它们之(zhī)间的温差(chà)只有万分之(zhī)一。

科(kē)学家们(men)通过对前景背景分(fēn)离后的二值图像(xiàng)进行连(lián)通域(yù)提取和标记之后发现，如果宇宙当中没(méi)有暗(àn)物质，图形看起来不应该是(shì)这(zhè)样的，而随着暗物质的增加，一些(xiē)峰值(zhí)的(de)幅度会减小，才变得看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背景(jǐng)辐射的测量值，我们需要的暗物(wù)质大约(yuē)是普(pǔ)通物质的5倍。这个数(shù)字与解释星系当中(zhōng)恒星运动所需要的暗物质(zhì)比例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了(le)一个简单的理(lǐ)论(lùn)框架，就很好地解释了(le)很多不同的观测结果。而(ér)暗(àn)物质的(de)本质就是宇宙(zhòu)当中存在着某(mǒu)种类型的粒子，它(tā)们不(bù)参与任(rèn)何(hé)其他的电磁(cí)作用，只通过(guò)引力(lì)来相互作用。所以如果能够找到这种粒(lì)子(zi)的(de)存在，就(jiù)相当(dāng)于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证(zhèng)据(jù)。这种粒子到底是什么？科(kē)学家们(men)已经提出了数十种的(de)假(jiǎ)想目标，而要(yào)寻(xún)找这些不同的目(mù)标(biāo)粒子所(suǒ)需要的实(shí)验方式也不相(xiāng)同。在过去的几十年(nián)当中，人类为了寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎(hū)不(bù)会与(yǔ)常规物质相互作用的(de)“暗(àn)物质”，科(kē)学家们已经(jīng)进行了超过(guò)50次的(de)实验，却没有任何(hé)实质性的发现，除(chú)了一个地方，意(yì)大利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿(ā)尔卑(bēi)斯(sī)山脉。

在(zài)山下1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着地球(qiú)上最大的地学(xué)实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的探(tàn)测(cè)器(qì)，一直致(zhì)力(lì)于(yú)寻找暗物(wù)质粒(lì)子的周期性(xìng)震荡。

自1997年(nián)以来(lái)，这里的科(kē)学家(jiā)声(shēng)称观(guān)测到了某种(zhǒng)信号(hào)。经过了20多年的数据(jù)收集，人们发(fā)现了一(yī)个有(yǒu)趣的事情。探(tàn)测(cè)率会(huì)在每年的(de)6月(yuè)份达到峰值，然(rán)后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一(yī)些科学(xué)家认(rèn)为这可(kě)能(néng)是人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为什么(me)暗物(wù)质会产生周期性的(de)年度信号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了太阳系(xì)正在以220公里/秒的速(sù)度围绕着(zhe)银河系进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样(yàng)的(de)速度在(zài)穿越着暗物(wù)质(zhì)流，这个过程中(zhōng)会产生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的速度(dù)围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋转。所以有半年的(de)时间(jiān)，地(dì)球围绕太阳的方向与太阳环(huán)绕银河系的(de)方向是一致的，而另外半年则与(yǔ)之(zhī)相(xiāng)反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的时(shí)候，地球与太阳的方向正(zhèng)好达到(dào)完全一致，这(zhè)是理论上地球穿越暗物质流最快的(de)时(shí)段。而(ér)在(zài)11月(yuè)份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银(yín)河系的(de)平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并不影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科学(xué)家认(rèn)为这可以用来(lái)解释，研究人(rén)员们所观(guān)测到的周(zhōu)期性信(xìn)号。当然也可能有其他的情况，造成这(zhè)种年度(dù)周期信号的差(chà)异(yì)也可(kě)能是温(wēn)度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪，甚至连意大(dà)利(lì)游客的数量也符合这个周期(qī)的规律(lǜ)。

所以，科(kē)学家们又在南(nán)半球建立了一(yī)个几(jǐ)乎相同的实验室，这(zhè)里的季节与之前的实验室正好相(xiāng)反，而在(zài)这里，地(dì)球穿(chuān)过(guò)暗物质流的运动特征和第一(yī)个实(shí)验室是(shì)一样的。

因此，如果在(zài)这(zhè)里(lǐ)可以(yǐ)得到(dào)相同的信号(hào)，就可以成为暗(àn)物质所存在的非常有力的证据了。但(dàn)是由(yóu)于这(zhè)个实(shí)验(yàn)室刚(gāng)刚(gāng)建成不久，所以截至目(mù)前还无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它(tā)的宽视场仪器提供的(de)视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希(xī)格雷斯罗曼(màn)太空望远镜其中一个泰伯改字文言文翻译及注释，泰伯改字文言文翻译及原文关键的用(yòng)途(tú)就是(shì)探索暗物质背后的奥(ào)秘(mì)，对于探(tàn)测的结果(guǒ)，我们(men)只能拭目以待了(le)。费米(mǐ)实验(yàn)室粒子(zi)天体(tǐ)物(wù)理(lǐ)中(zhōng)心的(de)科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特(tè)芬研究发现，如(rú)果暗物质存在，它(tā)们极有(yǒu)可能拥(yōng)有另一种神秘的(de)效应，这(zhè)种暗(àn)物质效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的(de)诞(dàn)生，或者(zhě)说是生命进化的一个重(zhòng)要(yào)因素。

如果这(zhè)一(yī)理论得到进一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质会不(bù)会意味着人类并不(bù)孤(gū)单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落(luò)的行星上(shàng)，暗(àn)物质正在通过这样的效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物质存在的(de)实(shí)际证据。那么小伙伴(bàn)们(men)，你(nǐ)们(men)觉得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的(de)支(zhī)持是我更新的动力！

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