宇宙(zhòu)是(shì)“人为制造(zào)”的(de)？为何会(huì)存在(zài)科学无法解释的(de)“暗物质”？暗物质又究(jiū)竟是什(shén)么？人类为(wèi)了寻找暗物质存在的证据，科学(xué)家们在过去的几十年当(dāng)中进行(xíng)了(le)超过50次的长期实(shí)验，但是却没(méi)有发(fā)现任(rèn)何的有效(xiào)证据。除了一个地方(fāng)，在(zài)1687年出版的(de)自然哲学数学原理一书中，埃(āi)萨克牛(niú)顿发表了(le)万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动(dòng)的规律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们发(fā)现某些天体(tǐ)运行轨道(dào)出现异常，不符合万(wàn)有引力(lì)定(dìng)律的时候，他们就会知道，周围一定有未知(zhī)的天体通过引力(lì)在摄动它的(de)轨道(dào)。比如在(zài)1846年(nián)，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星(xīng)运行轨(guǐ)道的异常，推算并且发现了海王星(xīng)的(de)存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有引力(lì)定律所(suǒ)取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统的尺度当中，可(kě)当我们上(shàng)升到星系或者(zhě)是(shì)星(xīng)团的尺度，事情就开兴致缺缺的意思是什么意思，兴致缺缺是一个成语吗始变得诡(guǐ)异了(le)。

1933年，瑞士(shì)的物理学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的质量(liàng)。这是一(yī)个由(yóu)数(shù)千(qiān)个(gè)星系所组成的巨大星系(xì)团，这些星系被引力束缚在一(yī)起。测量星系(xì)团的质(zhì)量一般会(huì)使用(yòng)到两种方法，当两种方(fāng)法结果(guǒ)一致，就可以确定其质量的范围。

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

第二种是动力学质量的(de)计(jì)算(suàn)，是利用光谱红移测量星(xīng)系团中(zhōng)的(de)各个(gè)星系(xì)相(xiāng)对于星(xīng)系团的运(yùn)动速度。当测量结(jié)果出来之后，兹(zī)威(wēi)基(jī)彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发(fā)座(zuò)星系团(tuán)有99%的(de)质量消失了，或者说这99%的质量并不(bù)以可见光的形(xíng)式所存在，我们无法看到。最诡异(yì)的是(shì)，在测(cè)量速度的过程(chéng)中，兹威基(jī)发现星系团中很多(duō)星系(xì)的速(sù)度比理论上要(yào)快(kuài)得多，按(à兴致缺缺的意思是什么意思，兴致缺缺是一个成语吗n)照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产生的引(yǐn)力(lì)是无(wú)法(fǎ)将(jiāng)它们(men)束缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该被(bèi)抛(pāo)出星系团之外了，除(chú)非有(yǒu)一种神秘的(de)力量在起作用，这种(zhǒng)力量来源于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的(de)暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但是(shì)它(tā)们却(què)占据着宇宙中(zhōng)绝大部分(fēn)的质(zhì)量。只是当时的人(rén)们对这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年(nián)之后(hòu)，“暗物质”这个词(cí)才再一次出现。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中的(de)恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中心(xīn)越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是(shì)他们观测的结果却让人感到(dào)不可(kě)思(sī)议。

随着与中(zhōng)心距(jù)离的增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎(hū)保持(chí)不变。可是根(gēn)据(jù)牛顿的万有引力定律，在星系当中如(rú兴致缺缺的意思是什么意思，兴致缺缺是一个成语吗)果没有(yǒu)足够大的(de)质(zhì)量来吸引(yǐn)它们，这些外围的(de)恒(héng)星早就(jiù)被(bèi)甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当中了。基(jī)于这种现象，科学家(jiā)们会使用一种相(xiāng)对标(biāo)准的方(fāng)法来解释暗物(wù)质的存在，这种方法就是测量星系当中气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距(jù)离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如(rú)果(guǒ)出现异常的结果，就认为是由(yóu)暗物质的力(lì)量进入其(qí)中。

于是科学家们通过(guò)射电望远(yuǎn)镜(jìng)测(cè)量了距离星系中心(xīn)更远距(jù)离(lí)的氢(qīng)元素，发现它们的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力学定律。我们的(de)太阳系也不例外，太阳(yáng)系位于银河系的第(dì)三悬臂之上，距离银(yín)河(hé)系中心2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万(wàn)有引力定(dìng)律进行计(jì)算(suàn)，太阳系的(de)运行速度(dù)应该(gāi)是160千(qiān)米/秒，但实际(jì)上，太阳系正在(zài)以220千(qiān)米/秒(miǎo)的速度围绕银河系(xì)旋转，这个实际(jì)速(sù)度远远大于(yú)理论速度，那么产(chǎn)生以上这(zhè)种向(xiàng)心加速度的原因很可能就是存在着一种我们看不(bù)到(dào)的物质(zhì)，是这些暗物质的引力效(xiào)应(yīng)将星系聚集(jí)在了一(yī)起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多(duō)的研究人(rén)员开始相信(xìn)暗物质的(de)存(cún)在。科学家根据星(xīng)系外恒(héng)星轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物(wù)质(zhì)的质量占整个星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物(wù)质并不是唯(wéi)一可以解释这个(gè)现象(xiàng)的(de)原因(yīn)。在一项新的研究(jiū)当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有引力效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出(chū)现速度上的微小差异(yì)。另外，天文学(xué)家还发(fā)现了(le)一个(gè)反常的(de)星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地(dì)球大约2.5亿光(guāng)年，大小和(hé)银河系不多(duō)，但(dàn)是星(xīng)系当(dāng)中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系的千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在理论(lùn)上(shàng)，该(gāi)星系必须存在暗物质，否则(zé)就会分崩离析。但是科学(xué)家们使用(yòng)最先进的望远(yuǎn)镜对其进行了40个小时(shí)的详细测量之后，发现星系中的(de)恒星(xīng)运(yùn)动是可以用正(zhèng)常的(de)物质和力学定律来解释的。那么又有人提(tí)出，也许该星(xīng)系的暗(àn)物质，已经被附近(jìn)的另一(yī)个大(dà)星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附近没有任何星(xīng)系存(cún)在(zài)。造成这些现象的除了暗物质(zhì)的假说之外，另一种(zhǒng)可能就是人类对引力(lì)的(de)理解还不够全(quán)面，引力(lì)很可能在(zài)不同尺度空间(jiān)中的工作方式是不同的，这意味着在行星系(xì)尺(chǐ)度中的天体(tǐ)会沿着(zhe)它们的轨(guǐ)道，按照我们所(suǒ)理解的方式运(yùn)动。但是上(shàng)升到星(xīng)系(xì)和星团的(de)尺度，引(yǐn)力之间(jiān)的相互作用则是(shì)不同(tóng)的(de)方式。对于在(zài)星系团之间的相互作用，科(kē)学家还引入了外部(bù)场(chǎng)效应的(de)概念，指的(de)是在数百(bǎi)万光年的规模上，巨大的质(zhì)量之间会(huì)产(chǎn)生对(duì)彼此特(tè)殊的效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立(lì)，这(zhè)意味着(zhe)我(wǒ)们需要(yào)对现在的物理定律进行修正，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质假说理(lǐ)论就此(cǐ)终(zhōng)结。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中还有关于(yú)暗物质存在的其他的理论证据，这些(xiē)理论(lùn)证据是蒙德理论所没(méi)法解(jiě)释的(de)“引力透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距离(lí)为37亿(yì)光年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组成，类(lèi)似这样的星团，它(tā)们大部分的普通质量都(dōu)在(zài)星(xīng)系(xì)的气体当中。当(dāng)星团(tuán)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急剧(jù)升高，速度大幅降低。所(suǒ)以在(zài)理论(lùn)上，在碰(pèng)撞之后，子(zi)弹星系团大部分(fēn)的质量(liàng)将位于(yú)所有(yǒu)这(zhè)些气体所在(zài)的中间区域。那么我们(men)通(tōng)过什么来(lái)验证它的质量区域(yù)到(dào)底是(shì)不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太(tài)空(kōng)望(wàng)远镜传回了宇宙当中第一张全(quán)彩的高清照片(piàn)，在照片中我们(men)可以明显地看到(dào)很多星系(xì)似(shì)乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形变。其实这些(xiē)星系本身并不是真的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而(ér)是这样极(jí)遥远的(de)天体(tǐ)和我们(men)地球上的观测(cè)者之间。被(bèi)一个质(zhì)量超级(jí)巨大的天(tiān)体遮(zhē)挡，这个超大质量的(de)东(dōng)西的引力，会使身(shēn)后(hòu)更(gèng)遥远星系的(de)光都发生了(le)扭曲(qū)。这个现象就是引(yǐn)力透镜(jìng)效应。这个巨大的(de)天体可能是超大质量的(de)黑(hēi)洞或(huò)者是暗物质。

所以(yǐ)当(dāng)人们对子弹(dàn)星系团观(guān)测的(de)时(shí)候，发现它的大质量区域并不(bù)是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以(yǐ)最(zuì)好的解释方法(fǎ)就是(shì)当星(xīng)团发生全部的碰撞时，可被(bèi)观测(cè)到的质量气体被卡在了(le)中间，暗物质则直接(jiē)通过了(le)这(zhè)个(gè)区(qū)域(yù)，并在两(liǎng)边形成了引(yǐn)力透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研究也被认(rèn)为是暗物质(zhì)存在的迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外，还(hái)有来(lái)自(zì)宇宙当(dāng)中最古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之(zhī)后(hòu)，可见(jiàn)光(guāng)终(zhōng)于可以畅(chàng)通(tōng)无阻地(dì)穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光在(zài)宇宙空间背景上留下(xià)了各相同性的(de)微波辐射。其中(zhōng)红色的部分表(biǎo)示温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的(de)区域，但实际上它们之间的温差只有万分之一。

科学(xué)家们通过对前景背景分离后的(de)二值图像(xiàng)进行连通(tōng)域提取和标记(jì)之后发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当(dāng)中没有暗物质，图形(xíng)看起来不应该是这样(yàng)的(de)，而随着暗物质的(de)增加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变(biàn)得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗(àn)物质大约是普通物质的5倍。这个(gè)数字与解释星系当(dāng)中恒(héng)星运动所需(xū)要的(de)暗物(wù)质比例是(shì)一致的。这就意味(wèi)着。

用了一个简(jiǎn)单的理论框架，就(jiù)很(hěn)好地解释了很多不同的(de)观测结(jié)果。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其(qí)他的(de)电磁作(zuò)用，只通过引力来相互作用。所以如果(guǒ)能够找到这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在的(de)实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了(le)数十种的假想目标，而要寻找(zhǎo)这(zhè)些不同的(de)目(mù)标粒子(zi)所(suǒ)需(xū)要(yào)的实验(yàn)方式也不相同。在过去(qù)的几(jǐ)十年当中，人类为了(le)寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎(hū)不会(huì)与常规(guī)物质相互(hù)作用的(de)“暗物质”，科学家们(men)已经进(jìn)行(xíng)了(le)超过50次(cì)的实验，却没有(yǒu)任何实质性的发现，除了一个地方，意大(dà)利(lì)的格兰萨(sà)索山，隶属于(yú)阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地球(qiú)上最(zuì)大的(de)地(dì)学实验(yàn)室，这个实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三(sān)层楼高的探测器，一直致(zhì)力于(yú)寻找暗(àn)物质粒子的(de)周期(qī)性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学家声(shēng)称观测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年(nián)的数(shù)据收集，人(rén)们发(fā)现了一(yī)个有趣的事情。探测率会(huì)在(zài)每年的6月份(fèn)达到(dào)峰值(zhí)，然后(hòu)在11月降到最低，而(ér)且在(zài)20年当中(zhōng)每(měi)年都(dōu)是一样。一(yī)些科(kē)学家(jiā)认为这可能是人类发现(xiàn)暗物质(zhì)的第一个直接证据。

但(dàn)是(shì)为(wèi)什么暗物质会(huì)产生周期性的年度信号(hào)呢(ne)？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了太(tài)阳系正在以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的(de)速度(dù)围绕着银河系进行移(yí)动(dòng)，那(nà)么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着我们也在以(yǐ)这样(yàng)的速(sù)度(dù)在穿越着暗物(wù)质流(liú)，这(zhè)个(gè)过(guò)程(chéng)中(zhōng)会产(chǎn)生相(xiāng)应的(de)振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度围绕(rào)太(tài)阳(yáng)进行旋转。所(suǒ)以有半年(nián)的时间，地球围绕太(tài)阳(yáng)的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外(wài)半年则(zé)与之相反。

而在6月(yuè)份(fèn)的时候，地球(qiú)与太阳(yáng)的方向正好达(dá)到完全一致，这(zhè)是理论上地球(qiú)穿(chuān)越(yuè)暗(àn)物质流(liú)最快的(de)时段(duàn)。而在11月(yuè)份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管在实际(jì)的情况中(zhōng)，太阳系相对(duì)银河(hé)系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响(xiǎng)这(zhè)个理论的有效(xiào)性。

因此(cǐ)科学家认为这可(kě)以用(yòng)来解释，研究人员们所观测到的周期性信(xìn)号。当然也可能有其他的情况，造成这(zhè)种年度周(zhōu)期信(xìn)号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土(tǔ)壤中(zhōng)的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至(zhì)连意大利游客的(de)数量也符合这个周期的规(guī)律。

所以，科学(xué)家们又(yòu)在南半球建(jiàn)立了一个几乎相同的实验室，这里的季节(jié)与之前的实(shí)验(yàn)室正好相反(fǎn)，而(ér)在这里(lǐ)，地球穿过暗物质(zhì)流的运动特征和第一(yī)个实验室(shì)是一样的。

因此，如果在这里可(kě)以得到相同的信号，就可以成(chéng)为暗物质(zhì)所存在的非常有力的证据了。但(dàn)是由于这(zhè)个实验室刚刚建(jiàn)成不久，所以(yǐ)截至(zhì)目前还无法提供相应的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望远镜(jìng)，这台太(tài)空(kōng)望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃(bó)望(wàng)远镜相同，但它(tā)的宽(kuān)视场仪器提供(gōng)的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗曼太(tài)空望远镜其中一个关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘(mì)，对于(yú)探测的(de)结果，我们只(zhǐ)能拭目(mù)以待了。费米实验室(shì)粒子天体物理中心的科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们(men)极(jí)有可能(néng)拥有另一种神秘的(de)效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者(zhě)说是生命(mìng)进化的一个重要因(yīn)素。

如果(guǒ)这一理论得到进一(yī)步(bù)的(de)证(zhèng)实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人(rén)类并不孤(gū)单(dān)呢(ne)？或许在宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落(luò)的行星上(shàng)，暗物质正(zhèng)在通(tōng)过(guò)这样的效(xiào)应创造(zào)生命。当(dāng)然，这些(xiē)推论的大前提是要先找(zhǎo)到暗物质存(cún)在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗(àn)物(wù)质(zhì)到(dào)底存不存在(zài)呢？喜欢请(qǐng)点(diǎn)赞，你的支持是我更新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：腾众软件科技有限公司 兴致缺缺的意思是什么意思，兴致缺缺是一个成语吗