宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会存在(zài)科学(xué)无法解释(shì)的(de)“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么(me)？人类为了(le)寻找暗物(wù)质(zhì)存在的(de)证据，科学(xué)家们在过去(qù)的几十年(nián)当中(zhōng)进(jìn)行了超过(guò)50次的长期(qī)实(shí)验，但是却没有(yǒu)发(fā)现(xiàn)任(rèn)何的有(yǒu)效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往后的几百年来，当(dāng)天文(wén)学家们(men)发现某(mǒu)些天体运行轨道出现异(yì)常(cháng)，不符(fú)合万(wàn)有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知道，周围一(yī)定(dìng)有未知的天体通(tōng)过引力在摄动(dòng)它的(de)轨道。比如(rú)在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天王星(xīng)运行(xíng)轨道的异(yì)常，推算并且发现(xiàn)了(le)海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用万有引力定律所取得重大天文成就的例子(zi)。但是这些发现都(dōu)是在(zài)恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上升到(dào)星(xīng)系或者(zhě)是星(xīng)团(tuán)的(de)尺度(dù)，事情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物(wù)理(lǐ)学家弗里茨兹威基正在研(yán)究和测量后发(fā)星系(xì)团(tuán)的质(zhì)量。这(zhè)是一(yī)个由数(shù)千个星系所组成(chéng)的巨(jù)大星(xīng)系团，这(zhè)些星系被(bèi)引力束(shù)缚在一起。测(cè)量星系团的(de)质量一般会使用(yòng)到91是质数吗，95是质数吗两种方法，当两种方(fāng)法结果一致，就可以确(què)定其(qí)质量的范围。

第一种是(shì)获(huò)得其"光度学的质量"，需要(yào)的(de)数据是测量各个星系的(de)光度。

第二种是动(dòng)力学质(zhì)量的计算，是利用(yòng)光谱红移测量(liàng)星系(xì)团中的各个星系相对于星系团的运动速(sù)度。当(dāng)测(cè)量结果出来之后，兹(zī)威基彻(chè)底懵了，“动力学质(zhì)量”竟(jìng)然(rán)是“光度学(xué)质量”的(de)400倍。这意(yì)味(wèi)着，后发座星系团有(yǒu)99%的质量消失了，或者(zhě)说这(zhè)99%的质量并不(bù)以可见(jiàn)光的形式所存在，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速度的(de)过(guò)程中(zhōng)，兹(zī)威基发现星系团中很多星系的(de)速度比(bǐ)理论(lùn)上要快得多，按(àn)照牛顿的运动(dòng)学(xué)定律(lǜ)，仅靠这些可(kě)见星系的质量所产生(shēng)的引力是无法将它们束缚在星系团内的，它们(men)早就应该被抛出星系团之外了，除非有一种神(shén)秘的力量在起(qǐ)作用，这(zhè)种力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这(zhè)样(yàng)部分不可见(jiàn)的暗(àn)质(zhì)，它不发散光、吸光、反(fǎn)射(shè)光，但是它们却占据着(zhe)宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是当时的人们对(duì)这样的一(yī)种(zhǒng)说(shuō)法不屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年(nián)之后(hòu)，“暗(àn)物质”这个词才再一次(cì)出(chū)现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯特(tè)福特在观测(cè)仙女(nǚ)座星系中(zhōng)的恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的恒星在(zài)其轨(guǐ)道上的运行速(sù)度(dù)就会越慢。但是他们观测的结(jié)果(guǒ)却让人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心距离的增加，恒星的旋转速(sù)度几乎保持(chí)不变。可是(shì)根据牛(niú)顿(dùn)的万有引力(lì)定律，在星系当中如果没有足够大的(de)质量来吸(xī)引它(tā)们，这些外围的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于(yú)这种现象，科学(xué)家们会使(shǐ)用一种相对标(biāo)准的方法(fǎ)来解(jiě)释暗物质的(de)存在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴上距离星系中(zhōng)心的距离(lí)，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出现异常的结果，就认(rèn)为是(shì)由暗物质的力量(liàng)进(jìn)入(rù)其中(zhōng)。

于是科学家(jiā)们通过射(shè)电望远镜测(cè)量了(le)距离星系中心更远(yuǎn)距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速(sù)度并不符合(hé)牛顿(dùn)的力学(xué)定律。我们的太阳系也(yě)不例外，太阳(yáng)系位于银河系的第三悬臂之上，距离(lí)银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万光(guāng)年，根据(jù)万有引力定律进行计(jì)算，太阳(yáng)系(xì)的运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实(shí)际上，太(tài)阳(yáng)系(xì)正(zhèng)在以(yǐ)220千米/秒的(de)速度围绕银河系旋转，这个实际速度远远大于理(lǐ)论速度(dù)，那么产生以上这种向心加速(sù)度的原因很(hěn)可能就(jiù)是存(cún)在着一种我(wǒ)们看不到的物质，是这些暗物质的引力(lì)效应将星系聚(jù)集在(zài)了一起。

也(yě)是从这时开始，越来越多(duō)的研究(jiū)人员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外(wài)恒星轨道的速度，估算在星系当(dāng)中暗物质的质量占(zhàn)整个星系(xì)质量的85%。但是，暗物(wù)质并(bìng)不是唯一可以解释这个现(xiàn)象(xiàng)的原(yuán)因。在一项新的(de)研(yán)究当(dāng)中，科学家们发现，几乎(hū)没有引(yǐn)力效应(yīng)的遥(yáo)远(yuǎn)恒星之间，也会出现速(sù)度(dù)上的微小(xiǎo)差异。另(lìng)外，天文学(xué)家还(hái)发现了一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系(xì)距离地球(qiú)大约2.5亿光年(nián)，大(dà)小和(hé)银河系不多(duō)，但是星系当中(zhōng)存(cún)在(zài)的恒星数量却只(zhǐ)有(yǒu)银河系的千分之一。

所以在(zài)理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离(lí)析。但(dàn)是科学家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的(de)恒(héng)星运动是可以用正常的物质(zhì)和力学定(dìng)律来解释的。那么又有人提出，也(yě)许该(gāi)星系的暗物(wù)质(zhì)，已经被附(fù)近的另一个大星系剥(bō)离了。奇(qí)怪的是(shì)，它的附近没有(yǒu)任何星系存在(zài)。造成这些现象的除了暗物质的(de)假说之外，另一种可能就是人类对引力的理解(jiě)还不够全面，引力很(hěn)可能在不同尺度空间中的工作方式是(shì)不同的(de)，这意味着在行星系(xì)尺度中的(de)天体会(huì)沿着(zhe)它们(men)的轨(guǐ)道，按(àn)照我(wǒ)们所理(lǐ)解的方式运动。但(dàn)是上升到星系和星(xīng)团的尺度，引力(lì)之间的相互(hù)作用则是不(bù)同的方式(shì)。对于(yú)在星系团之间的相互作(zuò)用，科(kē)学家还引(yǐn)入了外部(bù)场效应的(de)概念，指的是在数(shù)百万(wàn)光年的(de)规模上，巨大的质量之间(jiān)会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这(zhè)个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立(lì)，这(zhè)意(yì)味着我们需要(yào)对现(xiàn)在的物理(lǐ)定律进(jìn)行修正，这些发现(xiàn)也让很多人认为暗(àn)物质假说理论就此终结。但(dàn)是在宇宙当中还有关于暗物(wù)质存在的其他的理(lǐ)论证据，这些理论证据是(shì)蒙(méng)德(dé)理论所(suǒ)没法解(jiě)释的“引力(lì)透(tòu)镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子(zi)弹(dàn)星系(xì)团，由两个碰撞(zhuàng)的星系(xì)团所组成，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它们大部分的普通(tōng)质量都在星系(xì)的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时(shí)发生碰撞的(de)时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于(yú)所有这(zhè)些气(qì)体(tǐ)所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过什么来验证它的质(zhì)量区域(yù)到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太(tài)空望远镜传回(huí)了宇宙当中第一(yī)张全彩的高清(qīng)照片，在照(zhào)片中我们可以明显(xiǎn)地看到很多星系似(shì)乎(hū)被拉(lā)伸产生(shēng)了巨大的形变。其(qí)实这些星系(xì)本身并不是真的被扭(niǔ)曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是(shì)这样极遥远的天体和我们地(dì)球(qiú)上的(de)观测者之间。被一个质量(liàng)超(chāo)级巨大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个超(chāo)大质量的(de)东西(xī)的引(yǐn)力，会使身后(hòu)更(gèng)遥远星系的光都发(fā)生了扭曲(qū)。这个现象就是(shì)引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大(dà)质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹(dàn)星系团观测的时候，发现(xiàn)它的大质(zhì)量区域并不是在中间，而(ér)是(shì)在两侧(cè)。所以最好的解(jiě)释方法就是当星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被观(guān)测(cè)到(dào)的质量(liàng)气体(tǐ)被卡在了中间(jiān)，暗物(wù)质则直接通过了(le)这个区(qū)域，并(bìng)在两边形成(chéng)了引力透镜。对子弹星系团的引力(lì)透(tòu)镜(jìng)研究也被认为是暗物质存在的(de)迄今(jīn)为止最(zuì)好的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从(cóng)宇宙大爆(bào)炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年之(zhī)后(hòu)，这些(xiē)光在宇宙(zhòu)空间背景上留下了(le)各相(xiāng)同性的微(wēi)波(bō)辐射(shè)。其(qí)中红(hóng)色的部分表示温(wēn)度较高的(de)区域，蓝色则(zé)表(biǎo)示(shì)相(xiāng)对较(jiào)冷的区域，但实际(jì)上它们之间的(de)温差只有万分之一。

科(kē)学家们通过对前景背景(jǐng)分离后(hòu)的二值图像进行连通域提(tí)取和标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看(kàn)起91是质数吗，95是质数吗来不应该是这样的，而随着暗(àn)物(wù)质的增加，一些峰值的幅度(dù)会减(jiǎn)小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景辐(fú)射的测量值(zhí)，我们需要(yào)的暗物质(zhì)大约(yuē)是普(pǔ)通物质的5倍。这个(gè)数(shù)字与解释星系当中恒星(xīng)运动所需要的暗物质比例是(shì)一(yī)致的。这就(jiù)意味着。

用(yòng)了一个简单的理论(lùn)框(kuāng)架，就很好(hǎo)地解释(shì)了很多不同的观(guān)测结果。而暗物(wù)质(zhì)的本质就是宇宙当中存在着某(mǒu)种(zhǒng)类型(xíng)的(de)粒子(zi)，它们(men)不参(cān)与任(rèn)何(hé)其他的(de)电磁作用，只通(tōng)过引(yǐn)力来相互作用。所以如果能够(gòu)找到(dào)这(zhè)种粒子的存在，就相当(dāng)于找到了暗(àn)物(wù)质存在的实际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底是(shì)什么？科学家(jiā)们已经提出了数十(shí)种的(de)假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需(xū)要(yào)的实验方式也不相(xiāng)同。在过去的(de)几十年当中(zhōng)，人类为(wèi)了寻找这些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎不会(huì)与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们(men)已经(jīng)进(jìn)行了超过50次的(de)实(shí)验，却没有(yǒu)任何实质性(xìng)的发现，除(chú)了一个地方，意(yì)大利的(de)格(gé)兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山脉。

在山下1400米处(chù)的地(dì)下(xià)矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地(dì)学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的(de)探测器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒(lì)子的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了某(mǒu)种信号。经(jīng)过了20多年的数(shù)据收(shōu)集，人们(men)发现了一个有趣的事情。探测率会在每(měi)年(nián)的6月份达到峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而且(qiě)在20年当中每年都是一样。一些科(kē)学家认为这可能是人类(lèi)发现暗物质的第(dì)一个直(zhí)接证据。

但是为什么暗物质会产生周期性(xìng)的年度信号呢(ne)？刚才我们讲了太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒的速度(dù)围(wéi)绕着(zhe)银(yín)河(hé)系(xì)进行移动(dòng)，那么如果暗物(wù)质(zhì)存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在以(yǐ)这(zhè)样的速度在(zài)穿越着暗物质(zhì)流(liú)，这个(gè)过程中(zhōng)会产生相应的振(zhèn)荡(dàng)，同时地(dì)球又以30公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕太阳进(jìn)行旋(xuán)转。所以有半年的(de)时间，地球围(wéi)绕(rào)太(tài)阳的方向与(yǔ)太阳(yáng)环(huán)绕银河系的方向是(shì)一致的，而另(lìng)外半年则与之(zhī)相反。

而在(zài)6月份的时候，地(dì)球与太阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理论(lùn)上地(dì)球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰(qià)好达(dá)到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河系的平(píng)面(miàn)呈现了(le)60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这(zhè)个理论(lùn)的有效性。

因此科(kē)学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们所观测(cè)到的周期性信号(hào)。当然也(yě)可能有其他(tā)的情况，造(zào)成这(zhè)种年度周期信号(hào)的(de)差异也可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水分、高山上(shàng)的(de)积雪，甚至(zhì)连意(yì)大利游客的数量(liàng)也符合这(zhè)个周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半球(qiú)建立了一个几乎相同的实验室(shì)，这(zhè)里(lǐ)的季节与之前的实验(yàn)室正好相(xiāng)反，而(ér)在(zài)这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特(tè)征和第一(yī)个实验室是一样的(de)。

因此，如果(guǒ)在(zài)这里可以得(dé)到相同的信(xìn)号，就(jiù)可以成为暗物质所(suǒ)存在的非常有力(lì)的证据了(le)。但是由于这个实验室(shì)刚刚建(jiàn)成(chéng)不久，所以(yǐ)截至目(mù)前还无法提(tí)供相应的数据支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会(huì)发射一台新(xīn)的望远镜，这台(tái)太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷(léi)斯(sī)罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相同(tóng)，但它的(de)宽视场仪(yí)器提供(gōng)的视野是(shì)哈勃红外(wài)仪(yí)器(qì)的(de)100倍。南(nán)希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜(jìng)其中一个关键的(de)用途就是探(tàn)索(suǒ)暗物质背后的(de)奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待了(le)。费米实(shí)验室粒子天体(tǐ)物(wù)理中心的(de)科学家丹琥珀和贾森斯特芬研究(jiū)发现(xiàn)，如(rú)果(guǒ)暗物质存(cún)在，它们极有可能(néng)拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效应(yīng)，会支(zhī)持(chí)宇宙当(dāng)中生命(mìng)的(de)诞生(shēng)，或(huò)者说是(shì)生命进化的一个(gè)重要因素。

如果这一理论得到进一(yī)步的证实，那么遍布宇(yǔ)宙当中的暗物质会(huì)不会意味着(zhe)人类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当(dāng)中某个(gè)角落的行(xíng)星上(shàng)，暗物质正在通过这样的(de)效应创造生命。当然(rán)，这(zhè)些推(tuī)论(lùn)的(de)大前提是要先(xiān)找(zhǎo)到暗物质存在的(de)实际证据(jù)。那么小伙(huǒ)伴们(men)，你们觉(jué)得(dé)暗(àn)物质到底存不(bù)存(cún)在呢(ne)？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，你的支持(chí)是我更新的动力！

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 91是质数吗，95是质数吗