宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在科(kē)学无法解释的“暗(àn)物质”？暗物(wù)质又(yòu)究(jiū)竟是什么？人类为了寻找暗物质存在的证(zhèng)据，科(kē)学(xué)家们在过(guò)去的几十(shí)年当中进行了(le)超(chāo)过50次的(de)长期实验，但(dàn)是(shì)却(què)没有(yǒu)发现任何的有效证(zhèng)据(jù)。除了一个地方(fāng)，在1687年出(chū)版的自然哲学数(shù)学(xué)原(yuán)理一(yī)书(shū)中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来(lái)，当天文学家们发现某些天体运行轨(guǐ)道出现(xiàn)异常，不符合万有引力(lì)定律的(de)时(shí)候(hòu)，他们(men)就会知道，周围一定有未知(zhī)的天(tiān)体通过引力在摄动(dòng)它的轨道(dào)。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通(tōng)过天(tiān)王星运行轨道的异常(cháng)，推算并且发(fā)现了(le)海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现(xiàn)都是应(yīng)用(yòng)万(wàn)有引力定律所取得重大(dà)天(tiān)文成就的(de)例子(zi)。但是这些发现都是在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当(dāng)我(wǒ)们(men)上升到星系或者(zhě)是星团的尺(chǐ)度，事情就开(kāi)始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测量后(hòu)发星(xīng)系(xì)团的质量。这是一个由数千个(gè)星系所组成的巨大星系(xì)团(tuán)，这些(xiē)星(xīng)系(xì)被引力束缚(fù)在一(yī)起。测量星系团(tuán)的质(zhì)量一般(bān)会使用到(dào)两种方法，当(dāng)两(liǎng)种方法结果一(yī)致(zhì)，就可以确定其(qí)质量的范围。

第(dì)一(yī)种(zhǒng)是获得(dé)其"光度学的(de)质(zhì)量"，需要的数据是测量各个星系(xì)的光(guāng)度。

第(dì)二(èr)种是动力学质量的(de)计(jì)算，是利(lì)用光谱红移测量星系团中的各(gè)个星系相对于星(xīng)系团的运动速度。当(dāng)测量结果出来(lái)之(zhī)后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质(zhì)量(liàng)”竟(jìng)然是(s黄喉要煮多久，黄喉要煮多久才能熟火锅hì)“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发(fā)座星系团有99%的质量消失了，或者(zhě)说这(zhè)99%的质量(liàng)并(bìng)不以(yǐ)可见光的形(xíng)式所存在，我们无法看到。最诡异(yì)的是，在测量速度(dù)的过(guò)程中，兹威基发现星(xīng)系团(tuán)中很多星(xīng)系的(de)速度(dù)比(bǐ)理(lǐ)论上(shàng)要快得多，按(àn)照牛顿的运(yùn)动学定律(lǜ)，仅靠(kào)这些可(kě)见星系(xì)的质量所(suǒ)产生的引力(lì)是无法将它们束缚在星系团内的，它(tā)们早(zǎo)就(jiù)应该被抛(pāo)出星系团之(zhī)外了，除非有一种(zhǒng)神(shén)秘的力量在起作(zuò)用，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出(chū)了这(zhè)样部分不可(kě)见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它(tā)们却(què)占据着宇宙中绝(jué)大部分的(de)质量(liàng)。只是当(dāng)时的人们对这样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗(àn)物质”这个词才再(zài)一次出现。天(tiān)文学家维(wéi)拉鲁宾和肯(kěn)特福特在(zài)观测仙女座星系中的(de)恒星运(yùn)动。理论上来(lái)说，距(jù)离中心(xīn)越远的恒星在其(qí)轨(guǐ)道上(shàng)的运行(xíng)速度(dù)就会越慢(màn)。但是他们(men)观测的(de)结果(guǒ)却(què)让人感到不可(kě)思议(yì)。

随(suí)着与中心距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据(jù)牛顿的万(wàn)有引力(lì)定律，在(zài)星系当中(zhōng)如果(guǒ)没有(yǒu)足够大(dà)的(de)质(zhì)量来吸引它们，这些外(wài)围的恒星早就被(bèi)甩到(dào)宇宙当中了。基于这(zhè)种现象，科(kē)学家(jiā)们(men)会使(shǐ)用一种相对标准的(de)方法来解释(shì)暗物(wù)质(zhì)的存(cún)在，这种方法就是测量星系(xì)当中气体在(zài)X轴上距离星(xīng)系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上气(qì)体的(de)旋转(zhuǎn)速度。如(rú)果出(chū)现异常的结(jié)果，就认为是(shì)由暗物(wù)质的力量进入其(qí)中。

于是科学(xué)家们(men)通过射电(diàn)望远镜测量了(le)距(jù)离星系中心更远距(jù)离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太阳系也不例外，太阳系位(wèi)于(yú)银(yín)河系的第(dì)三悬臂之上(shàng)，距离银河系(xì)中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进(jìn)行(xíng)计算，太(tài)阳系的运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速(sù)度围绕银河(hé)系旋转，这个实际(jì)速度远远大于理论速度，那么(me)产生以上这种(zhǒng)向(xiàng)心加速度的原(yuán)因很可能(néng)就是(shì)存在着一种我们(men)看(kàn)不(bù)到(dào)的(de)物质，是(shì)这些暗物质的引力效应将星系(xì)聚集(jí)在了一起(qǐ)。

也是从(cóng)这时开始，越来越(yuè)多(duō)的研(yán)究人员开始相信暗物质的(de)存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物(wù)质(zhì)的质(zhì)量占整个星系质(zhì)量(liàng)的(de)85%。但是，暗物(wù)质并不是(shì)唯一可以解释这个(gè)现象的原因。在(zài)一项新(xīn)的(de)研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没有引力(lì)效应的(de)遥远(yuǎn)恒星(xīng)之(zhī)间，也会(huì)出现速度上的微小差异。另外(wài)，天(tiān)文学家还发现了(le)一个反常的(de)星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和(hé)银河系不多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量却只有银河(hé)系的(de)千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就(jiù)会(huì)分崩(bēng)离析。但是科学家(jiā)们使用(yòng)最先进的望远镜(jìng)对(duì)其(qí)进行了(le)40个(gè)小(xiǎo)时的详细测量(liàng)之后，发(fā)现星系中的恒星运动(dòng)是可以用(yòng)正常的物质和力学(xué)定(dìng)律(lǜ)来解(jiě)释的。那(nà)么又(yòu)有(yǒu)人提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附近的(de)另一个大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外，另一种可能就是人类对引力的理解还(hái)不够全(quán)面，引(yǐn)力很可能(néng)在(zài)不同尺(chǐ)度(dù)空间中的(de)工作(zuò)方(fāng)式是不同的，这意味着在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理(lǐ)解的方式运(yùn)动。但是上(shàng)升到星系(xì)和星(xīng)团的尺度，引力之(zhī)间的(de)相互作用(yòng)则是不(bù)同(tóng)的方式(shì)。对于(yú)在星系(xì)团之间的相互作用，科学家还引入了外部场效(xiào)应的概念，指的是在数(shù)百万(wàn)光年的规模上(shàng)，巨大的(de)质量之间会(huì)产生对彼(bǐ)此特殊的效(xiào)果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理(lǐ)论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要(yào)对现在(zài)的(de)物(wù)理定律进行修正，这(zhè)些发(fā)现也让很多人认为暗物(wù)质假说理论(lùn)就此终结(jié)。但是在宇宙当中还(hái)有关于暗物(wù)质存在的其他的(de)理论证(zhèng)据(jù)，这些理论证据(jù)是蒙德理论(lùn)所没法解释的(de)“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的星(xīng)系团所组成，类似这样的星团(tuán)，它(tā)们大(dà)部分的普通质(zhì)量都在(zài)星系的气(qì)体当中。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞的(de)时(shí)候，星(xīng)际气体的相(xiāng)互作(zuò)用就会导致温(wēn)度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论(lùn)上，在碰撞(zhuàng)之(zhī)后，子(zi)弹(dàn)星系团大(dà)部分的(de)质量(liàng)将位(wèi)于所有这(zhè)些气体所在的中间区域。那(nà)么(me)我们通过什么来验证它的质量区域到底是不(bù)是集中在中间呢？前(qián)不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一张全(quán)彩(cǎi)的(de)高清照片，在照片中我(wǒ)们可(kě)以明显地看到(dào)很多星系似乎被拉伸产(chǎn)生了巨大的形变(biàn)。其(qí)实这些星(xīng)系本(běn)身并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出(chū)了什么问(wèn)题(tí)，而是这(zhè)样极遥远的(de)天体和我(wǒ)们地球(qiú)上的观(guān)测(cè)者(zhě)之间。被一个质量超(chāo)级巨大(dà)的天体遮(zhē)挡，这个超(chāo)大(dà)质量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥(yáo)远星系的(de)光都(dōu)发(fā)生了扭曲。这(zhè)个现(xiàn)象就(jiù)是(shì)引力(lì)透镜效应。这个巨大的(de)天体可能是超(chāo)大质量的黑洞或者(zhě)是(shì)暗物质。

所(suǒ)以当(dāng)人(rén)们对子弹(dàn)星系团观(guān)测的时候(hòu)，发现它的大质量区域并不是在(zài)中间，而是(shì)在两侧。所(suǒ)以最好的(de)解(jiě)释方法就是当星团发(fā)生(shēng)全部的碰(pèng)撞时(shí)，可被观测到的(de)质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了(le)这个区域(yù)，并在两边形成了引力(lì)透镜。对子(zi)弹星系团(tuán)的引(yǐn)力(lì)透镜研(yán)究也被认为是暗物(wù)质存在(zài)的迄(qì)今为(wèi)止最好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自宇(yǔ)宙当中最古老的(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。经过了130多(duō)亿年(nián)之(zhī)后(hòu)，这些光在宇宙空间背景(jǐng)上留(liú)下(xià)了各(gè)相同性的微(wēi)波辐(fú)射。其中红色(sè)的部(bù)分表示温(wēn)度较高(gāo)的区(qū)域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实际上它们之间的温差(chà)只有万分之一。

科学家们(men)通过对前景背景(jǐng)分离后的二(èr)值图像进行(xíng)连通域提取和标记(jì)之后(hòu)发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不(bù)应该是这样的(de)，而随着暗物质的(de)增加，一(yī)些(xiē)峰值的幅度会减小，才变得看起(qǐ)来(lái)“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景辐(fú)射的测(cè)量值(zhí)，我们(men)需要的暗(àn)物(wù)质(zhì)大约是普通物(wù)质的(de)5倍。这个(gè)数字(zì)与解释星系当中恒星运动(dòng)所需要(yào)的暗物质比(bǐ)例是一致的。这就意(yì)味着(zhe)。

用了一(yī)个简单的(de)理论框架，就很好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的(de)本质就(jiù)是宇(yǔ)宙当中存(cún)在着(zhe)某种类型的粒子，它(tā)们不(bù)参与任何其(qí)他的(de)电磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过引(yǐn)力(lì)来(lái)相互作用(yòng)。所以如果能够找到这种粒子(zi)的存在，就相(xiāng)当于找到了暗物质存在(zài)的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科(kē)学家(jiā)们已(yǐ)经提(tí)出了数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找(zhǎo)这些不同(tóng)的目标(biāo)粒子所需要的实验方式也(yě)不(bù)相(xiāng)同。在过去的(de)几十年(nián)当(dāng)中，人类为了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规(guī)物质相互作用的(de)“暗(àn)物质”，科学家(jiā)们已经进行了(le)超过(guò)50次的实验，却没有任何(hé)实质(zhì)性的发现，除(chú)了一个(gè)地(dì)方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏(cáng)着地球上最大的地(dì)学实(shí)验室，这个实(shí)验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探(tàn)测器，一直(zhí)致力于寻找暗物质(zhì)粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声称观测到了(le)某(mǒu)种(zhǒng)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。探测率会在每(měi)年的(de)6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到最低，而(ér)且在20年当中每(měi)年(nián)都是一样。一些(xiē)科学家认为这可(kě)能是人(rén)类(lèi)发现暗物质(zhì)的第一个直接(jiē)证(zhèng)据。

但是为什(shén)么暗物质会产(chǎn)生周期(qī)性的年度信号呢？刚才我们讲了(le)太阳系正(zhèng)在(zài)以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质存(cún)在(zài)宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样的速度在(zài)穿越着暗物质流(liú)，这(zhè)个过程中会产生(shēng)相(xiāng)黄喉要煮多久，黄喉要煮多久才能熟火锅应的振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时(shí)间(jiān)，地(dì)球围绕(rào)太(tài)阳(yáng)的方向与太阳环绕银河(hé)系的方向是(shì)一致的，而另外半年则(zé)与之相(xiāng)反。

而在6月份(fèn)的(de)时候，地球与太(tài)阳的方向正好达(dá)到完全一致(zhì)，这是理(lǐ)论上地球穿越暗(àn)物质流最(zuì)快的时段。而在11月份(fèn)，又恰(qià)好达到了最(zuì)慢(màn)值。尽管(guǎn)在实(shí)际的(de)情况中，太阳系相对银河系的(de)平面呈现了(le)60度的倾斜，但是这(zhè)并不影响这个理(lǐ)论的有(yǒu)效性。

因此科学家(jiā)认为这可以用来解(jiě)释，研究人员们所观(guān)测到的周期性信号。当然(rán)也可能有其他的情况，造成这种年度(dù)周期(qī)信号的差异也(yě)可能是(shì)温度、湿度、土(tǔ)壤中的(de)水分、高山上(shàng)的积雪(xuě)，甚至连意(yì)大利游客(kè)的数量也符合这个(gè)周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半球建立了一个(gè)几乎(hū)相(xiāng)同的实验室，这里(lǐ)的季节与之前的实(shí)验室正好相反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗(àn)物质(zhì)流的(de)运(yùn)动特征和第一个(gè)实验室(shì)是(shì)一样的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这里可(kě)以得(dé)到相同的信号，就可以成为(wèi)暗(àn)物质(zhì)所(suǒ)存(cún)在的非常有(yǒu)力的证据了。但(dàn)是由于(yú)这(zhè)个实验室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前还(hái)无法提供相应(yīng)的数据支持。另(lìng)外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空(kōng)望远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相同，但它的(de)宽(kuān)视场仪器提供的(de)视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希格(gé)雷(léi)斯罗曼太空望(wàng)远(yuǎn)镜其中一个关键(jiàn)的(de)用途就是探索(suǒ)暗物(wù)质背后的奥(ào)秘(mì)，对于(yú)探测的结(jié)果(guǒ)，我们只能拭目以待了(le)。费米实验室粒子天体物(wù)理中心的科学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗(àn)物质存(cún)在，它们(men)极有可能(néng)拥(yōng)有另一种神(shén)秘的效(xiào)应(yīng)，这种暗物质效(xiào)应，会(huì)支持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或者说是生(shēng)命进化(huà)的一(yī)个(gè)重要因素。

如果这一理论(lùn)得到进一(yī)步(bù)的证实，那么遍(biàn)布宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味着人类并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通(tōng)过这样的(de)效应(yīng)创(chuàng)造(zào)生命。当然，这些推论的大前(qián)提是要先找到暗物(wù)质存在的实际(jì)证据。那么(me)小伙伴(bàn)们，你们觉得(dé)暗物质(zhì)到底存(cún)不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支(zhī)持是我更(gèng)新(xīn)的动(dòng)力！

未经允许不得转载：上海惠特丽生物科技有限公司 官网 黄喉要煮多久，黄喉要煮多久才能熟火锅