宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何(hé)会(huì)存(cún)在科学(xué)无(wú)法解释(shì)的(de)“暗物质”？暗物质又究竟是(shì)什(shén)么？人类为了寻找暗物质存(cún)在(zài)的证(zhèng)据，科学家们在过去(qù)的几十年当中进行了超过50次的长期实验，但是(shì)却没有发(fā)现(xiàn)任(rèn)何(hé)的有(yǒu)效(xiào)证据(jù)。除了一个地(dì)方(fāng)，在1687年出版的(de)自(zì)然哲学(xué)数(shù)学原理一书中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有(yǒu)引力定(dìng)律(lǜ)，它揭示了(le)宇宙中天体运动的规(guī)律。往后的(de)几百年来(lái)，当天文学(xué)家们发现某些天(tiān)体运行轨道出现异常，不符(fú)合万有(yǒu)引力定律的时(shí)候(hòu)，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未知的天体通(tōng)过(guò)引力在(zài)摄(shè)动它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶(yé)就通(tōng)过天王星运行轨道(dào)的(de)异常，推算(suàn)并(bìng)且发现了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应(yīng)用万有引力(lì)定律所取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是(shì)在恒星系统的(de)尺度当中，可(kě)当我们(men)上升到星(xīng)系或者是(shì)星团的尺度，事情(qíng)就开始(shǐ)变得(dé)诡异(yì)了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹(zī)威基(jī)正(zhèng)在(zài)研究和(hé)测(cè)量后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千个星系(xì)所组(zǔ)成的(de)巨大(dà)星系(xì)团，这些(xiē)星系(xì)被(bèi)引力束缚在一(yī)起。测量星(xīng)系团的质量一般会使用到两种方法，当两种方法结(jié)果一(yī)致，就可以确定其质量的(de)范围。

第一(yī)种是获(huò)得其"光(guāng)度(dù)学的质量"，需要的数据是测量各(gè)个星系(xì)的光度。

第二种是(shì)动力学质量(liàng)的计算(suàn)，是利用光谱红(hóng)移测量星系团中(zhōng)的各(gè)个(gè)星系相对于星系团的运动(dòng)速(sù)度。当测量(liàng)结果出来(lái)之后，兹(zī)威基(jī)彻(chè)底懵了(le)，“动力学质量”竟(jìng)然是“光(guāng)度(dù)学质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座(zuò)星系团有99%的质量消失了(le)，或者说这(zhè)99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡异(yì)的是(shì)，在测量速度的过程中，兹威基发(fā)现星系团(tuán)中很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿(dùn)的运动学(xué)定律，仅靠这些可(kě)见星(xīng)系(xì)的质量所产生(shēng)的引力是无法将它们束(shù)缚在星系团内(nèi)的(de)，它们早(zǎo)就应该被抛出星系团之外了(le)，除非有一种(zhǒng)神秘的(de)力量在起作用，这种力(lì)量(liàng)来源于某种隐形的物质。

2020湖南交通工程学院学费多少钱一年呢，湖南交通工程学院费用 data-w="1479" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/46f985a9e4c3e7e.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

据此，兹维(wéi)基提(tí)出了这样部分不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反射光，但是它们却占据(jù)着宇宙中绝(jué)大部分的质(zhì)量。只是当(dāng)时(shí)的(de)人们对(duì)这样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后(hòu)，“暗物质”这个(gè)词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观测仙女座星系中的恒星运动(dòng)。理论(lùn)上(shàng)来说，距离中心越远的恒星在其轨道上(shàng)的运行速度就会(huì)越慢。但(dàn)是他(tā)们(men)观测(cè)的结果却(què)让人感到(dào)不(bù)可(kě)思议。

随着与中心距离的(de)增加(jiā)，恒星的旋(xuán)转速度几乎保持不变。可是(shì)根据牛顿(dùn)的万有(yǒu)引力(lì)定律，在星系当中(zhōng)如果没有足够大的质量(liàng)来(lái)吸引它(tā)们，这些外(wài)围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学家们会使(shǐ)用一种相对标准的(de)方法来(lái)解释暗物质的(de)存在，这种方法就是测量星系当中气体在(zài)X轴(zhóu)上距离(lí)星(xīng)系中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体(tǐ)的(de)旋转速度。如(rú)果出现异常的(de)结果，就认为(wèi)是由暗物质(zhì)的力量进入其中(zhōng)。

于是科学(xué)家(jiā)们(men)通(tōng)过射电望远(yuǎn)镜(jìng)测量了距离星系中心更(gèng)远距离(lí)的氢(qīng)元素，发现它们的旋转速度并(bìng)不(bù)符合牛顿的力学定律。我们的(de)太阳系也(yě)不例外，太阳系位于银河(hé)系(xì)的(de)第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定律进行计算，太(tài)阳系的运行速度应(yīng)该是(shì)160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系(xì)旋转，这个实际速度远远大于理论速度，那么产生以上这种向心加速度的原因很可能(néng)就是存在着一(yī)种我们看不到(dào)的(de)物(wù)质，是这些暗物质(zhì)的引力效(xiào)应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从(cóng)这时开(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(xué)家根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星系当(dāng)中暗物质的质量占整个星系质量(liàng)的(de)85%。但是(shì)，暗物质(zhì)并不是唯一可以(yǐ)解释这(zhè)个(gè)现象(xiàng)的原因。在一(yī)项新的研(yán)究当中，科学家们(men)发现，几乎没有引力效应的遥远恒星(xīng)之间(jiān)，也会出现速(sù)度上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发现了(le)一个反(fǎn)常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小(xiǎo)和银(yín)河系不多(duō)，但是星系当中存在的(de)恒星(xīng)数量却只(zhǐ)有银河系的千分之一。

所以(yǐ)在理论上(shàng)，该(gāi)星系(xì)必须存(cún)在暗物质，否(fǒu)则(zé)就会分崩离(lí)析。但是科学家(jiā)们使用最(zuì)先进的(de)望远镜对其进(jìn)行(xíng)了40个小(xiǎo)时的详细(xì)测(cè)量之后(hòu)，发(fā)现星系中的恒星运动(dòng)是(shì)可以用(yòng)正常(cháng)的物质和力学定律来解释的。那么又有(yǒu)人提出(chū)，也许该星系(xì)的暗物质(zhì)，已经被附(fù)近的(de)另(lìng)一个大星系(xì)剥(bō)离了。奇怪(guài)的(de)是(shì)，它的附(fù)近(jìn)没有任何星系(xì)存在。造成这(zhè)些现象的除了(le)暗物质(zhì)的假说之外(wài)，另一种(zhǒng)可(kě)能(néng)就是人类对引(yǐn)力的(de)理解还(hái)不够全(quán)面，引(yǐn)力很可能(néng)在不(bù)同尺度空(kōng)间中的工作方式是不(bù)同的，这意(yì)味着在(zài)行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按(àn)照(zhào)我们所理解的方式运动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺度，引力之间的相(xiāng)互作用则(zé)是不同(tóng)的方式(shì)。对于在星(xīng)系团之间的相互作用(yòng)，科学(xué)家还引入了外(wài)部(bù)场效应的概念，指(zhǐ)的(de)是在数百万光年(nián)的规模上，巨大的(de)质量之间会(huì)产生对(duì)彼(bǐ)此特殊(shū)的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们需要对(duì)现在的物理定律进行修正，这些发现也(yě)让很多人认为暗物质假说理论就(jiù)此(cǐ)终(zhōng)结。但是(s2020湖南交通工程学院学费多少钱一年呢，湖南交通工程学院费用hì)在宇(yǔ)宙当中还有关(guān)于暗物质存在(zài)的其他的理(lǐ)论证(zhèng)据，这(zhè)些理(lǐ)论证据是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系(xì)团(tuán)，由(yóu)两个碰(pèng)撞的(de)星系团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大部(bù)分的普通质量(liàng)都在星系的气(qì)体当中。当星团以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的(de)时候，星际气体的相互作用就会导致温度的(de)急(jí)剧(jù)升高，速度(dù)大幅(fú)降低。所以在理论上(shàng)，在碰(pèng)撞(zhuàng)之后，子弹(dàn)星系团大部分的质量将位于所有这些气体所在的中(zhōng)间区域(yù)。那么我们通过(guò)什么来验证它的质量区域(yù)到底是不是(shì)集中(zhōng)在中(zhōng)间(jiān)呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯(bó)太(tài)空望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全彩的(de)高清照片(piàn)，在(zài)照片中我们(men)可以(yǐ)明(míng)显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的(de)形(xíng)变(biàn)。其实这(zhè)些星(xīng)系(xì)本身并不是真(zhēn)的(de)被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜(jìng)出了什么问题，而是这样极(jí)遥远的天(tiān)体和我们(men)地(dì)球上的观测者之间。被一个质量超级(jí)巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量的东西的(de)引力(lì)，会使身后更遥远(yuǎn)星系的(de)光都发(fā)生了扭曲。这个现象就是(shì)引力透(tòu)镜效应。这个(gè)巨大的天体(tǐ)可能是超大质量的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物(wù)质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测的时(shí)候，发现它的大质量区域并不是在(zài)中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释方法就(jiù)是当星(xīng)团(tuán)发生全部的碰撞(zhuàng)时，可(kě)被观测到(dào)的质量气体被卡在了(le)中间，暗物质则(zé)直接通过了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子(zi)弹星(xīng)系团的(de)引力透(tòu)镜研(yán)究也(yě)被认为是暗物(wù)质(zhì)存在的(de)迄今为(wèi)止最(zuì)好的理论证据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙(zhòu)当中最(zuì)古(gǔ)老(lǎo)的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见(jiàn)光终于可以畅(chàng)通无阻地穿(chuān)越(yuè)在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间(jiān)背景上留(liú)下了各相(xiāng)同(tóng)性的微波辐射。其中红色(sè)的部分表(biǎo)示温度较高(gāo)的区域，蓝色则(zé)表示相对较冷的区域，但实际上它们(men)之间的(de)温差只有万分之一。

科学家们通过(guò)对前景背景分离(lí)后的二值图(tú)像进行(xíng)连通(tōng)域提取(qǔ)和标(biāo)记(jì)之后(hòu)发现，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中没有(yǒu)暗物质，图形看起来不(bù)应(yīn2020湖南交通工程学院学费多少钱一年呢，湖南交通工程学院费用g)该是(shì)这(zhè)样的(de)，而(ér)随着暗物质的增加，一(yī)些(xiē)峰值的幅度会(huì)减小，才变(biàn)得(dé)看起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐(fú)射的测量值(zhí)，我们需要的暗物(wù)质大约是普通物(wù)质的5倍。这个数字(zì)与解释星系(xì)当中恒星(xīng)运动所需(xū)要的暗物质比例是一(yī)致的。这就意味着。

用(yòng)了(le)一个简单的理(lǐ)论框架，就很好地(dì)解释了很多不同(tóng)的观(guān)测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其(qí)他的电磁作用，只通过引力来相互作(zuò)用(yòng)。所以如果(guǒ)能(néng)够找到这种粒子(zi)的存(cún)在，就相当于找到了暗物质存在的实际(jì)证据(jù)。这种粒(lì)子到底是什么？科学家们已经提出了(le)数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些(xiē)不同的(de)目标粒子所(suǒ)需要(yào)的实验方(fāng)式也不相(xiāng)同(tóng)。在(zài)过去的几(jǐ)十年当中，人类(lèi)为了寻找(zhǎo)这些(xiē)看不见(jiàn)、摸不到，几乎不会与常规物(wù)质相互作用的(de)“暗(àn)物质”，科学家们已经进行了超过50次的(de)实验，却没有任何实质性的发(fā)现，除了一个地(dì)方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山(shān)下1400米(mǐ)处(chù)的地(dì)下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球上(shàng)最大的地学(xué)实验室，这个实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层(céng)楼高的探测器(qì)，一(yī)直致力于寻找暗物质(zhì)粒子(zi)的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观测到了(le)某种(zhǒng)信号(hào)。经过(guò)了20多年的数据(jù)收集，人们发(fā)现了一个有趣的事情(qíng)。探测(cè)率(lǜ)会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到(dào)最低，而且在20年当中(zhōng)每年都是(shì)一样。一(yī)些科学家认为这(zhè)可(kě)能是(shì)人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为(wèi)什么暗物(wù)质(zhì)会产生周期性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的(de)速度围绕着(zhe)银河系进行移动(dòng)，那么如果(guǒ)暗物(wù)质存在宇宙(zhòu)当中，这意味(wèi)着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流(liú)，这(zhè)个过(guò)程中会产(chǎn)生(shēng)相应的振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半(bàn)年的(de)时间，地(dì)球围(wéi)绕太阳的方向与太阳环绕银河系(xì)的方向(xiàng)是一致的，而另外半年则(zé)与(yǔ)之(zhī)相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与太(tài)阳的方向(xiàng)正(zhèng)好(hǎo)达到完全一(yī)致，这是理(lǐ)论上(shàng)地球(qiú)穿越暗物质流最快(kuài)的时段(duàn)。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰(qià)好达到(dào)了(le)最慢(màn)值。尽管在实(shí)际的(de)情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这(zhè)并不影(yǐng)响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人(rén)员(yuán)们所观测(cè)到的周期性信号。当(dāng)然也(yě)可能有其(qí)他的(de)情况，造成这种年度(dù)周期信号的差异也(yě)可能是温度(dù)、湿(shī)度、土壤中的水分、高山上的(de)积雪(xuě)，甚至连意大利游客(kè)的数量(liàng)也符合(hé)这个(gè)周(zhōu)期(qī)的规律。

所以，科(kē)学(xué)家们(men)又在(zài)南半球建立(lì)了一个几(jǐ)乎相(xiāng)同的实(shí)验(yàn)室(shì)，这(zhè)里的季(jì)节与之(zhī)前的(de)实验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿(chuān)过(guò)暗物质流的运(yùn)动特征和第一个实验室(shì)是一(yī)样(yàng)的(de)。

因此，如(rú)果在(zài)这里可以得(dé)到相(xiāng)同的信号(hào)，就可(kě)以成为(wèi)暗物质所存在的非常有(yǒu)力(lì)的证据了(le)。但是由于这个实(shí)验室刚刚建成不久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目前还(hái)无法提供相应的数据支(zhī)持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜，这(zhè)台太空望远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼(màn)”，它(tā)的主镜大(dà)小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它的(de)宽视场仪器提供的视(shì)野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼(màn)太(tài)空望远镜其(qí)中一个关键(jiàn)的(de)用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的(de)结果，我们只能拭目以待(dài)了。费米(mǐ)实验室粒(lì)子天体物理(lǐ)中(zhōng)心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬(fēn)研究(jiū)发(fā)现，如果暗物质存在(zài)，它们极有(yǒu)可能拥(yōng)有另一种神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应(yīng)，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说是(shì)生命进化的一个(gè)重要(yào)因素。

如(rú)果这一理论(lùn)得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物(wù)质会不会意味着人(rén)类(lèi)并不孤(gū)单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落(luò)的行(xíng)星上(shàng)，暗物(wù)质正在通(tōng)过这样(yàng)的效应创(chuàng)造生命。当然(rán)，这(zhè)些推论的大前提是要先找到暗(àn)物质存在的(de)实际证据(jù)。那么小伙(huǒ)伴(bàn)们，你们觉得暗(àn)物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持是我(wǒ)更(gèng)新的(de)动力！

未经允许不得转载：太仓网站建设,太仓网络公司,太仓网站制作,太仓网页设计,网站推广-昆山云度信息科技有限公司 2020湖南交通工程学院学费多少钱一年呢，湖南交通工程学院费用