宇宙是“人为制造”的(de)？为(wèi)何会(huì)存在(zài)科学无法解(jiě)释的“暗(àn)物质”？暗(àn)物质又(yòu)究竟是(shì)什么(me)？人(rén)类为了寻找暗物质存在的证据(jù)，科学家(jiā)们在过(guò)去的几十年当中(zhōng)进行了(le)超(chāo)过50次的(de)长期实验，但是(shì)却(què)没有发现(xiàn)任何的有效(xiào)证(zhèng)据。除了一个地(dì)方，在(zài)1687年(nián)出(chū)版的自然哲学数(shù)学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了(le)万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运动的(de)规律。往后的(de)几百年来，当天文学家们发现某些天体运(yùn)行轨道出现异常，不符合万(wàn)有(yǒu)引力定律的时候(hòu)，他们(men)就会知道，周(zhōu)围一定有未知的(de)天(tiān)体通过(guò)引力在摄动它(tā)的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒(lēi)维(wéi)耶就通(tōng)过天王(wáng)星(xīng)运行轨道的异常，推(tuī)算并且发(fā)现了(le)海王星的存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都是应用万有引力(lì)定律所取得重大天文成就的例(lì)子。但(dàn)是这些发现都是在(zài)恒星系统的尺度当(dāng)中，可(kě)当我们上升到(dào)星系或(huò)者是星团的(de)尺度，事情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗(fú)里茨兹威(wēi)基正(zhèng)在研究和测量后发(fā)星系团的(de)质量(liàng)。这是一(yī)个(gè)由(yóu)数千(qiān)个星(xīng)系所组成的(de)巨大(dà)星系(xì)团，这些星系被引力束缚在一(yī)起。测量(liàng)星系团的质量一(yī)般会使用到(dào)两种方法，当(dāng)两(liǎng)种方(fāng)法(fǎ)结果一致，就可(kě)以(yǐ)确定(dìng)其质量的(de)范围。

第一种是获得其"光度学的质量(liàng)"，需要(yào)的数据是测(cè)量(liàng)各个星系(xì)的光度。

第(dì)二种是(shì)动力学质(zhì)量的计算，是(shì)利用光谱红移测量星系团中的各个星系(xì)相对于星系团的运动速度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威(wēi)基(jī)彻底(dǐ)懵(měng)了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍(bèi)。这意味着，后(hòu)发座星系(xì)团有(yǒu)99%的质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说这99%的(de)质量(liàng)并不(bù)以(yǐ)可见光的形式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过程中，兹(zī)威(wēi)基发现星(xīng)系团中很多星系的速度比理论(lùn)上要快得多，按照(zhào)牛顿的运(yùn)动(dòng)学定律，仅靠这些可(kě)见星系的(de)质量所(suǒ)产生(shēng)的(de)引力是无法将(jiāng)它们束(shù)缚在星系团内的，它们早就(jiù)应该被(bèi)抛出星系团之外了(le)，除非(fēi)有一种神秘的力量在起(qǐ)作用，这(zhè)种力量(liàng)来(lái)源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分不可见的暗质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但(dàn)是它们却占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝大(dà)部分的(de)质量。只是当时的(de)人们对这样的一种说(shuō)法(fǎ)不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一(yī)次出现。天(tiān)文学(xué)家(jiā)维(wéi)拉鲁(lǔ)宾和肯特福特(tè)在观测仙女(nǚ)座星系中的恒星运动。理论上来说，距离(lí)中心(xīn)越远的恒星在其(qí)轨(guǐ)道上的(de)运行(xíng)速度就会越(yuè)慢。但(dàn)是(shì)他(tā)们观测的结果却让人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的(de)增加，恒星的(de)旋(xuán)转速度几乎保持不变。可(kě)是根据牛顿(dùn)的万有引力定律(lǜ)，在星系(xì)当中如果没有足够大的质量来(lái)吸(xī)引它们，这些外围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们会使用一种相对标准的方(fāng)法来解释(shì)暗物质的存(cún)在(zài)，这种方法就(jiù)是测量星系当中气体在X轴上距离(lí)星(xīng)系中(zhōng)心的距(jù)离，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出(chū)现异常的结果，就认为是由暗物质的力(lì)量进入其中。

二氧化氮溶于水吗 二氧化氮能完全溶于水吗a-type="jpeg" data-w="1897" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

于(yú)是科学(xué)家们(men)通过射(shè)电望远(yuǎn)镜测(cè)量了距离星系中心更远距离的氢(qīng)元素，发(fā)现它们(men)的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛(niú)顿的力学定律(lǜ)。我们的(de)太(tài)阳(yáng)系也不例外，太阳系位于(yú)银河系的(de)第三悬臂之上，距离银河系(xì)中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律进(jìn)行(xíng)计算，太(tài)阳系的运(yùn)行速度(dù)应该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正(zhèng)在以220千米/秒的(de)速度围绕银河(hé)系旋(xuán)转，这个实际速度(dù)远远大(dà)于理论速度，那么产生以上(shàng)这种向(xiàng)心(xīn)加速度的原因很可能就(jiù)是存在着一种我(wǒ)们看不到的(de)物质，是这些暗物质的引力效应将(jiāng)星系(xì)聚(jù)集在(zài)了一(yī)起。

也是从这(zhè)时开(kāi)始，越来越多(duō)的(de)研究人员开始相信暗物(wù)质的(de)存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道(dào)的(de)速度，估(gū)算在星系(xì)当中暗物(wù)质的质量占整(zhěng)个星系(xì)质量(liàng)的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以解释这个现(xiàn)象的(de)原因。在一项新的研究当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之间，也会出现速度上的微小差异(yì)。另(lìng)外，天文学(xué)家还发现了(le)一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不(bù)多，但是星系当(dāng)中存在的恒星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系必须存在暗(àn)物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先进的望远镜对其进行了40个(gè)小时的详细测量之(zhī)后，发现星系(xì)中的恒星运动是可以用正常的物质和力学(xué)定律来解释的(de)。那么又有(yǒu)人提(tí)出(chū)，也许该星系的暗(àn)物质，已经(jīng)被附(fù)近的(de)另一个大星系(xì)剥离了。奇(qí)怪的是，它的附近(jìn)没(méi)有任何星系存在。造成(chéng)这(zhè)些现象的除了暗物(wù)质的(de)假说之外(wài)，另一种可能就是人类对引力的(de)理(lǐ)解还不(bù)够(gòu)全面，引力很(hěn)可能在不(bù)同(tóng)尺度空间中的工作方式(shì)是不同的，这(zhè)意味(wèi)着(zhe)在行星(xīng)系尺度中的天体会(huì)沿(yán)着(zhe)它们的轨道(dào)，按照我(wǒ)们所理解的(de)方(fāng)式运(yùn)动。但(dàn)是上升到星系和星团(tuán)的尺(chǐ)度，引力之(zhī)间的相互作(zuò)用则是不同的方(fāng)式。对于在星(xīng)系(xì)团之间的相(xiāng)互作用，科学(xué)家还引入了外部(bù)场效应的概(gài)念，指的是(shì)在数百万光年的规模(mó)上，巨大的质(zhì)量(liàng)之间会(huì)产生对(duì)彼此特殊(shū)的(de)效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需要对现在的物理定律进行修(xiū)正，这些发现也让很多人认(rèn)为暗(àn)物质假说理论就(jiù)此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗物质存在的其他的理论证据，这(zhè)些理论(lùn)证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子(zi)弹(dàn)星系团，由(yóu)两个(gè)碰撞的星系团所(suǒ)组(zǔ)成，类(lèi)似这样的星团，它们(men)大部(bù)分的普通质(zhì)量都在星(xīng)系的气体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气体的(de)相互作用就会导致温度的急剧升(shēng)高(gāo)，速度大幅降低。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将(jiāng)位于(yú)所有这些(xiē)气体所在的中间区域。那么(me)我(wǒ)们(men)通过什么来验证它的质(zhì)量区域(yù)到底是不(bù)是(shì)集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯(sī)韦伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在(zài)照片中我们(men)可以明显地(dì)看到很多星(xīng)系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的形(xíng)变。其实这些(xiē)星(xīng)系(xì)本(běn)身并不(bù)是真的被扭曲了(le)，也不(bù)是(shì)韦伯(bó)望远(yuǎn)镜出(chū)了什么问题(tí)，而(ér)是这样(yàng)极遥远的天体和我们地球(qiú)上(shàng)的观测者之(zhī)间(jiān)。被一(yī)个质量超(chāo)级巨(jù)大的(de)天体遮挡，这个超大(dà)质(zhì)量(liàng)的东西的引力，会(huì)使身(shēn)后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能是超大质(zhì)量的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现它(tā)的大(dà)质(zhì)量区域(yù)并不(bù)是(shì)在中间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解释(shì)方(fāng)法(fǎ)就是当星(xīng)团(tuán)发生全部的碰撞时，可被观测到(dào)的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗(àn)物质则直接通过了(le)这个区(qū)域(yù)，并(bìng)在两边形成了引力(lì)透镜。对子弹(dàn)星系(xì)团的引力透镜研究也被认为是(shì)暗(àn)物质存在的(de)迄今(jīn)为止最好的理论证据(jù)。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中最古老的(de)光。从宇(yǔ)宙大(dà)爆(bào)炸开始，38万年之后(hòu)，可见光(guāng)终(zhōng)于可以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多(duō)亿(yì)年之后，这些光在宇宙空间背景上留下(xià)了各相同性的微波辐射。其中红色(sè)的(de)部(bù)分表(biǎo)示温(wēn)度较高(gāo)的区域，蓝(lán)色(sè)则表示相(xiāng)对较(jiào)冷的区域，但实际上它(tā)们之(zhī)间(jiān)的温(wēn)差只有万分(fēn)之一(yī)。

科学家们通过对(duì)前景背景(jǐng)分离后的二值图像进(jìn)行连通域提取和(hé)标(biāo)记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质(zhì)，图形(xíng)看起来不(bù)应该(gāi)是这(zhè)样的，而随(二氧化氮溶于水吗 二氧化氮能完全溶于水吗suí)着暗物质的(de)增加，一些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变得(dé)看起来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇(yǔ)宙(zhòu)微波背景(jǐng)辐射的测量(liàng)值，我们需要的暗物质大约是普通(tōng)物(wù)质的5倍。这个数(shù)字与(yǔ)解释(shì)星系当中(zhōng)恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例是一(yī)致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很好(hǎo)地(dì)解释(shì)了很(hěn)多(duō)不同的观(guān)测结(jié)果(guǒ)。而(ér)暗物(wù)质的本质就(jiù)是(shì)宇宙当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任(rèn)何其他的电磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过引力(lì)来相互作用。所以如果能够找到这(zhè)种粒子的存在，就相当于找到了(le)暗(àn)物质存在的(de)实际证据。这种粒(lì)子到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出了数十种的假想(xiǎng)目标，而(ér)要寻找这些(xiē)不同的目标粒(lì)子(zi)所需要的(de)实(shí)验方式(shì)也不相同。在过去的几十年(nián)当中(zhōng)，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗(àn)物质”，科学(xué)家们已经进(jìn)行了超(chāo)过50次的实验，却没有任何(hé)实质性的发(fā)现，除了一(yī)个地方，意大利的格(gé)兰萨(sà)索山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑斯山(shān)脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井(jǐng)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(zhè)里有一个三层楼高(gāo)的探测器，一直致力于(yú)寻(xún)找暗(àn)物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自1997年(nián)以(yǐ)来，这里的科学家声称观测(cè)到了(le)某种信号(hào)。经过了20多年的(de)数(shù)据收集，人们发现了一个有趣的(de)事情。探测率会在每年(nián)的6月份达(dá)到峰值，然后在11月降(jiàng)到最低，而且在20年当中每年(nián)都是一样。一些科学家认为这可能是(shì)人类发现(xiàn)暗物质的(de)第一个直接(jiē)证据。

但是(shì)为什(shén)么(me)暗物质(zhì)会产生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳(yáng)系正在以220公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙当(dāng)中，这意味着我们也(yě)在(zài)以(yǐ)这(zhè)样(yàng)的速度在穿越着(zhe)暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕太阳(yáng)进行旋(xuán)转。所以有(yǒu)半年的(de)时间，地球围绕(rào)太阳(yáng)的(de)方向与(yǔ)太(tài)阳环绕银河系的方向是一致的，而另(lìng)外(wài)半年则与(yǔ)之相(xiāng)反。

而在(zài)6月份(fèn)的(de)时候(hòu)，地球与太阳的方向正好(hǎo)达到完全(quán)一(yī)致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段(duàn)。而(ér)在(zài)11月(yuè)份(fèn)，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管在实(shí)际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理论(lùn)的有效(xiào)性。

因此科学(xué)家认为这可(kě)以用(yòng)来解释，研究人(rén)员(yuán)们所观测到的周期性信号。当然也可能有其他(tā)的(de)情况，造成这(zhè)种年度周期信(xìn)号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪(xuě)，甚(shèn)至(zhì)连意大(dà)利(lì)游客(kè)的数量也(yě)符合(hé)这(zhè)个周期的(de)规律。

所以，科(kē)学(xué)家们(men)又在南半(bàn)球建立了一个(gè)几乎相同的实(shí)验室，这(zhè)里(lǐ)的季节与之(zhī)前的实验(yàn)室正好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗物质流的(de)运(yùn)动特征和第一个实验室(shì)是一样的。

因(yīn)此，如果在这里可以得到相同的(de)信号(hào)，就(jiù)可以成为暗物(wù)质所存在的非常有力的证据了。但是由于这个(gè)实验室刚(gāng)刚建成不久，所以截至目前还无法(fǎ)提供(gōng)相应(yīng)的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫(jiào)做(zuò)“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的(de)宽视场仪器提供的(de)视(shì)野是哈勃红(hóng)外仪器(qì)的100倍。南希(xī)格雷斯罗(luó)曼太(tài)空望远镜(jìng)其中一(yī)个关键的用(yòng)途就是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对于(yú)探测的结果(guǒ)，我们(men)只(zhǐ)能拭(shì)目以待了。费米实验室粒(lì)子(zi)天体物(wù)理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究发现，如(rú)果暗物质存在(zài)，它们极有可(kě)能拥有(yǒu)另一(yī)种(zhǒng)神(shén)秘的效应(yīng)，这种暗物质(zhì)效应，会支(zhī)持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的(de)一个重要因素。

如果这一理论得到进(jìn)一步(bù)的(de)证(zhèng)实，那(nà)么(me)遍布宇(yǔ)宙当中的(de)暗物质会不会意味着人(rén)类并不孤单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角(jiǎo)落的行星上，暗物质(zhì)正在通过(guò)这(zhè)样的效应创造生(shēng)命。当然，这(zhè)些推论的大前提(tí)是要先找(zhǎo)到暗物(wù)质存在的(de)实际(jì)证据。那么小伙(huǒ)伴们(men)，你们(men)觉(jué)得暗(àn)物质(zhì)到底存不存(cún)在呢？喜(xǐ)欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 二氧化氮溶于水吗 二氧化氮能完全溶于水吗