宇宙是(shì)“人为制造(zào)”的？为何会存在科学无(wú)法解释的“暗物质(zhì)”？暗物质(zhì)又(yòu)究竟是什么？人类(lèi)为了寻找暗物(wù)质(zhì)存在的证据(jù)，科学家们在过(guò)去的几十年当中进行了(le)超过50次的长期(qī)实验，但是却没有发现任何的有效证(zhèng)据。除了一(yī)个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数(shù)学原理一书中，埃(āi)萨克(kè)牛顿发表了万有引力(lì)定律，它揭(jiē)示了宇宙中天体运(yùn)动的(de)规(guī)律。往后(hòu)的几百年来，当(dāng)天文学家们(men)发现某些(xiē)天体运行轨道出(chū)现(xiàn)异常，不符合万有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)的时候，他们(men)就(jiù)会知道，周围一定有未知的天体通过(guò)引(yǐn)力(lì)在摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过(guò)天王星运行轨道(dào)的异常，推算(suàn)并(bìng)且发现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥(míng)王(wáng)星的发现都是应用(yòng)万有引力(lì)定律所取(qǔ)得重大天文成就(jiù)的例(lì)子。但是这些发现(xiàn)都是在恒星系统的尺(chǐ)度当(dāng)中(zhōng)，可当(dāng)我们上升到(dào)星系或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事(shì)情就(jiù)开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测量后发星系团(tuán)的质量。这(zhè)是(shì)一(yī)个(gè)由数千个(gè)星系所组成的巨(jù)大星系团，这些星(xīng)系被引力束缚在(zài)一起(qǐ)。测量星系团的质(zhì)量一(yī)般会使用到两种方法，当两种方法结果一致，就可以(yǐ)确定其质量的范围(wéi)。

第(dì)一(yī)种是获得(dé)其"光(guāng)度(dù)学(xué)的质量"，需要的数据是测量各(gè)个星(xīng)系的光度。

第二种(zhǒng)是动力(lì)学质量的计算(suàn)，是利用光谱红(hóng)移测量星系团中的各(gè)个星系(xì)相对于星系(xì)团的运动(dòng)速(sù)度(dù)。当测(cè)量结果出来之(zhī)后(hòu)，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光(guāng)度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意味着，后发座星系团(tuán)有99%的质量消失了(le)，或者说这99%的质量(liàng)并不以可见光的形式所存在，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在测量(liàng)速(sù)度(dù)的过程中，兹威基发现星(xīng)系团中(zhōng)很(hěn)多(duō)星系的速度比理论上要快得多(duō)，按照(zhào)牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这(zhè)些可(kě)见(jiàn)星(xīng)系的质(zhì)量所(suǒ)产生的引力是无法将它们束(shù)缚在(zài)星(xīng)系团内的(de)，它们早就应该被抛出星系团之外了(le)，除非有一(yī)种神秘(mì)的力量(liàng)在(zài)起作用，这种力量来(lái)源于某种隐形的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹(zī)维基提出了这(zhè)样部(bù)分不可见(jiàn)的暗质，它不发(fā)散光(guāng)、吸光、反射光，但是它们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当时(shí)的人们(men)对这样的(de)一种说(shuō)法不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天(tiān)文学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福(fú)特在观(guān)测仙女(nǚ)座星系(xì)中的(de)恒星运动。理论上来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的恒星在(zài)其(qí)轨道上的运行速度就会越慢。但是他们观(guān)测的结(jié)果却让人感到不(bù)可思议。

随着(zhe)与中(zhōng)心(xīn)距离的增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎(hū)保持不变。可是根据牛顿的万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律，在(zài)星系当中如果没有足(zú)够大的(de)质量来(lái)吸引(yǐn)它们，这(zhè)些外围的恒星早(zǎo)就被(bèi)甩到(dào)宇宙(zhòu)当中(zhōng)了(le)。基于这(zhè)种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家们会使用一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方(fāng)法(fǎ)来(lái)解释暗(àn)物质(zhì)的存在，这(zhè)种方法就是测(cè)量星系(xì)当中气体在X轴上距离星(xīng)系中心的距(jù)离，以(yǐ)及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出现(xiàn)异常的(de)结果，就(jiù)认为是由暗物质的力量进入(rù)其中。

于(yú)是科(kē)学家们通过射电望远(yuǎn)镜(jìng)测量了(le)距离星系(xì)中心更远距(jù)离的氢元素，发现它们(men)的旋转速度(dù)并不符(fú)合牛(niú)顿(dùn)的力学(xué)定(dìng)律(lǜ)。我(wǒ)们的酒精灯火焰温度是多少度，酒精灯火焰温度范围太阳系也不例外(wài)，太阳系位于银河系的第(dì)三悬臂之上(shàng)，距(jù)离(lí)银(yín)河系中心(xīn)2.6万光年，根据万(wàn)有(yǒu)引力定律进行计算，太阳系的运行(xíng)速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳系(xì)正(zhèng)在以220千米/秒的速度(dù)围(wéi)绕银河(hé)系旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大于理论速度，那(nà)么产(chǎn)生(shēng)以上这(zhè)种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就是存在着一种我(wǒ)们看不到的物质，是这(zhè)些(xiē)暗物质(zhì)的引(yǐn)力效应将星系聚(jù)集在了一起。

也是(shì)从这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物(wù)质(zhì)的存(cún)在(zài)。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系(xì)当中(zhōng)暗物质(zhì)的质量占整(zhěng)个星系质量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯(wéi)一(yī)可以(yǐ)解释(shì)这个现象的(de)原因。在一项新的(de)研究当(dāng)中，科学家们发现(xiàn)，几乎没(méi)有引力效(xiào)应(yīng)的遥远恒星之间(jiān)，也(yě)会出现速(sù)度(dù)上的微小差异(yì)。另外，天(tiān)文学家还发现了一个反(fǎn)常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离(lí)地球(qiú)大约2.5亿光(guāng)年(nián)，大(dà)小和银河系不多，但(dàn)是星系当中存在的恒星数量却只有银河系的(de)千分之一。

所以在理(lǐ)论(lùn)上，该星系必须(xū)存在暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科学家们(men)使用(yòng)最先进的望远镜(jìng)对其进行了40个小时(shí)的详细测量之(zhī)后，发现星(xīng)系中的恒星运(yùn)动是(shì)可以用正常的物质和力学(xué)定律来解释的(de)。那么(me)又有(yǒu)人提(tí)出，也许该星系的(de)暗物质(zhì)，已经(jīng)被附(fù)近的(de)另一个大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的附(fù)近没有任何星酒精灯火焰温度是多少度，酒精灯火焰温度范围(xīng)系存在。造成这(zhè)些现(xiàn)象的除了暗(àn)物质的(de)假(jiǎ)说之外(wài)，另(lìng)一种可能(néng)就是人类对引(yǐn)力的理解还(hái)不够全面，引力很(hěn)可能(néng)在不(bù)同(tóng)尺(chǐ)度空(kōng)间中的工作方式是不同(tóng)的(de)，这(zhè)意味着在行星系尺(chǐ)度中的天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照我们所理(lǐ)解的(de)方式运动(dòng)。但是上(shàng)升(shēng)到星系和星(xīng)团的尺度，引力之间的相互(hù)作用则是不同(tóng)的方式(shì)。对于在星(xīng)系团之间(jiān)的相互(hù)作用，科学(xué)家还引入(rù)了外(wài)部场效应的概念，指的是在数(shù)百(bǎi)万光(guāng)年的规模上，巨大(dà)的(de)质量之间会产(chǎn)生对彼此特殊的效果，这个(gè)理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成(chéng)立，这(zhè)意(yì)味着我们需(xū)要对(duì)现在的物理定律进行修正，这些(xiē)发现也让很多人认(rèn)为(wèi)暗物(wù)质(zhì)假说(shuō)理论就此终结。但是在宇宙当中还有关于暗(àn)物质存(cún)在的其(qí)他的理论证据，这些(xiē)理论证据(jù)是(shì)蒙德(dé)理论所(suǒ)没法解释的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径(jìng)向距离为37亿光年(nián)的子(zi)弹星系团，由两个碰(pèng)撞(zhuàng)的(de)星系团所组(zǔ)成(chéng)，类(lèi)似这(zhè)样的星团，它们大部分的普通质(zhì)量都在星(xīng)系的气体当中。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会导致温度的急(jí)剧升高(gāo)，速(sù)度大幅(fú)降(jiàng)低。所以在理论上，在(zài)碰撞之(zhī)后(hòu)，子弹星系(xì)团大部分(fēn)的质量将位于所有这些气体所在的中间区域。那(nà)么(me)我们通(tōng)过什么来验证它的质(zhì)量区域(yù)到底(dǐ)是(shì)不是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜传回了宇宙当(dāng)中第一(yī)张(zhāng)全彩的高清照(zhào)片，在照(zhào)片中我们可(kě)以(yǐ)明显地看到很多(duō)星系似乎(hū)被拉伸(shēn)产(chǎn)生了(le)巨(jù)大的(de)形(xíng)变(biàn)。其实(shí)这(zhè)些星系本身(shēn)并不是真的被(bèi)扭曲(qū)了，也(yě)不(bù)是韦(wéi)伯望远镜(jìng)出(chū)了什么(me)问(wèn)题，而是这样极(jí)遥远的天体和(hé)我们地球上的(de)观测(cè)者(zhě)之间。被一个质量超(chāo)级(jí)巨大(dà)的天体(tǐ)遮挡，这个(gè)超大(dà)质量的东西的(de)引力，会使身后更遥远星(xīng)系(xì)的光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体可能(néng)是超大质量的(de)黑洞或者是暗物(wù)质。

所(suǒ)以当人们对(duì)子(zi)弹(dàn)星系团观(guān)测(cè)的时候(hòu)，发现它(tā)的大(dà)质量区(qū)域并(bìng)不是在中(zhōng)间，而是(shì)在两(liǎng)侧。所以最好的解释(shì)方法就是当星团(tuán)发生全部的(de)碰撞时，可被观测(cè)到的质量气体被(bèi)卡在了中(zhōng)间，暗物(wù)质则直接通过了这(zhè)个区域，并在两边形成了引(yǐn)力(lì)透镜。对子弹星系团(tuán)的引力(lì)透镜研究也被认为是暗物质存在的迄今为止最好的理论证据。

除此(cǐ)之外，还有(yǒu)来自宇宙当中最古老(lǎo)的(de)光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光(guāng)终于可以畅通无(wú)阻地穿越在宇(yǔ)宙当中了。经(jīng)过了130多(duō)亿年(nián)之后(hòu)，这些光在宇宙空间背景上留下(xià)了各相同性的微(wēi)波辐射。其中红色的部分表示温(wēn)度(dù)较高的区域(yù)，蓝色则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它(tā)们之(zhī)间的温差(chà)只有万分之一。

科学家们(men)通过对前景背景(jǐng)分离后的二值(zhí)图像进行连通域提(tí)取和标记之后(hòu)发现，如果宇宙当中没(méi)有暗物质，图(tú)形(xíng)看起来不应该是这样的，而随着(zhe)暗(àn)物(wù)质的增(zēng)加，一些峰值(zhí)的幅度会减小(xiǎo)，才(cái)变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的测量值，我们需要的(de)暗物质大(dà)约(yuē)是(shì)普通物质的5倍。这(zhè)个数字与解释(shì)星系(xì)当中(zhōng)恒(héng)星运动所需(xū)要(yào)的暗物(wù)质比例是一(yī)致的。这(zhè)就意味(wèi)着(zhe)。

用了一个简单(dān)的理论框架(jià)，就很好地(dì)解释了很多不同的观(guān)测结(jié)果(guǒ)。而暗物质的本质就(jiù)是宇宙当中存在着某(mǒu)种类(lèi)型(xíng)的粒(lì)子，它(tā)们不参与任(rèn)何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所以如果能够找到(dào)这种粒子的存(cún)在，就(jiù)相当于找到了暗物质存在的(de)实(shí)际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么(me)？科学(xué)家们已经提出了数十(shí)种的假想(xiǎng)目标，而要(yào)寻找这些不同的目标粒(lì)子所需要的实验方式(shì)也不相(xiāng)同(tóng)。在过去的几十年当中，人类为了寻(xún)找这些(xiē)看不见、摸(mō)不到，几(jǐ)乎不会(huì)与常(cháng)规物质相(xiāng)互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行了(le)超过50次的实(shí)验，却没有任何实质(zhì)性的发现，除了一个(gè)地方，意大利的格(gé)兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的(de)地下矿井当(dāng)中，藏着地球(qiú)上最大的地(dì)学实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力于(yú)寻(xún)找暗(àn)物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科学(xué)家声称观测到(dào)了某(mǒu)种(zhǒng)信(xìn)号。经过了20多年的(de)数据收集(jí)，人们发现了一(yī)个有趣的事情。探(tàn)测(cè)率会(huì)在每年的6月份达(dá)到(dào)峰值(zhí)，然后在11月(yuè)降到最低(dī)，而且在20年当中每年都是一样。一些科学(xué)家认为这可能(néng)是人类发现暗物质的第(dì)一个直接证据(jù)。

但(dàn)是为什么(me)暗物(wù)质会产生(shēng)周期(qī)性(xìng)的年度信号呢？刚才我们讲了太(tài)阳(yáng)系正(zhèng)在以220公里(lǐ)/秒的速度围绕着银(yín)河系进行移动，那么如(rú)果暗物质存(cún)在宇(yǔ)宙当(dāng)中，这意(yì)味着我(wǒ)们也在以这样(yàng)的速(sù)度在穿越着暗(àn)物质流，这个过(guò)程中会产生相应(yīng)的振(zhèn)荡，同时(shí)地球又以30公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕(rào)太(tài)阳进(jìn)行旋转(zhuǎn)。所以(yǐ)有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太(tài)阳环(huán)绕银(yín)河系的方向(xiàng)是(shì)一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份(fèn)的时(shí)候，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这(zhè)是理论上地球(qiú)穿(chuān)越暗物质流最快的时段(duàn)。而(ér)在11月(yuè)份，又恰(qià)好达到了最慢(màn)值。尽管在实(shí)际(jì)的情况中(zhōng)，太阳系相(xiāng)对(duì)银河系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个(gè)理论的有效性。

因此科学家认为这(zhè)可(kě)以(yǐ)用来解释，研究人员们所观测到的(de)周期性信号。当然也可(kě)能(néng)有其他(tā)的(de)情况，造成这种年度周期信号的差异也可能是温度、湿度(dù)、土壤(rǎng)中的水分、高山上的积(jī)雪，甚(shèn)至连(lián)意大利(lì)游客的数量也符(fú)合这个周期的规律。

所以，科学家们(men)又在南半球(qiú)建立了一个几(jǐ)乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这里的(de)季节与之(zhī)前的实验(yàn)室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流(liú)的运动(dòng)特(tè)征和第一个实验室是(shì)一样的。

因(yīn)此，如果在这(zhè)里(lǐ)可以得到相同的信号，就可以成为(wèi)暗物(wù)质(zhì)所(suǒ)存在的(de)非常有力的(de)证据了。但是(shì)由(yóu)于这个实(shí)验室刚刚(gāng)建成不(bù)久(jiǔ)，所以截(jié)至(zhì)目前还无法提供相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一台新(xīn)的望(wàng)远镜(jìng)，这台(tái)太空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的(de)主镜大(dà)小跟哈(hā)勃望远镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽视场仪器提供的(de)视野是(shì)哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望(wàng)远镜其中一个关键的用途就(jiù)是(shì)探索暗物质背后的(de)奥(ào)秘，对于探(tàn)测的(de)结果，我们只能拭(shì)目以待了。费米实(shí)验室粒子天体物(wù)理中心的(de)科学家(jiā)丹琥(hǔ)珀和贾(jiǎ)森斯(sī)特芬(fēn)研究发现，如果(guǒ)暗物质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神秘的(de)效应(yīng)，这种暗(àn)物(wù)质(zhì)效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或者说是(shì)生命进化的一(yī)个重(zhòng)要因(yīn)素。

如(rú)果这(zhè)一理论得到进一(yī)步的证实，那(nà)么遍(biàn)布宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)的暗物质会不会(huì)意味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇(yǔ)宙当中(zhōng)某个角落的行(xíng)星(xīng)上，暗物质正在(zài)通过这(zhè)样的(de)效应创造(zào)生命。当然，这些推论(lùn)的大前提是要先找到暗物(wù)质存在的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗(àn)物质到(dào)底存(cún)不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞(zàn)，你的支(zhī)持是我更新的(de)动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 酒精灯火焰温度是多少度，酒精灯火焰温度范围