浩瀚的宇宙一直吸引著人們,我們生存的地球也不過是銀河系中的一葉扁舟。神秘的黑洞、浩瀚的銀河系、炙熱的太陽、各種星云、都讓人對(duì)宇宙探索充滿著向往。其它星球有外星人住嗎?對(duì)宇宙的探索人類從未停止過腳步,在我們每個(gè)人的心中都有一個(gè)宇宙夢(mèng)想,都想揭開它的神秘面紗。讓我了解一下關(guān)于宇宙的奧秘吧。
萬有引力定律可以幫助我們理解為什么蘋果會(huì)從樹上掉下來以及行星是如何繞太陽旋轉(zhuǎn)的。但是當(dāng)涉及到宇宙中巨大的物體時(shí),萬有引力定律開始變得捉襟見肘?,F(xiàn)在科學(xué)家們相信,沒有一種定律可以準(zhǔn)確地描述宇宙,包括暗物質(zhì)定律。然而很多科學(xué)家對(duì)暗物質(zhì)存在很大的爭(zhēng)議。因?yàn)槲覀儚膩頉]有直接觀測(cè)到暗物質(zhì),更糟糕的是,根據(jù)NASA的說法:假如暗物質(zhì)不存在,萬有引力定律將不復(fù)存在。發(fā)現(xiàn)宇宙中看不見摸不著的物質(zhì)并非憑空產(chǎn)生。暗物質(zhì)的概念是很多科學(xué)家逐步漸進(jìn)的結(jié)果。就像弗里德里希·威廉·赫歇爾在1781年發(fā)現(xiàn)天王星一樣。
一些人認(rèn)為,這一定是由于萬有引力定律存在根本性缺陷;另一些人認(rèn)為,太陽系中可能存在另一個(gè)天體影響了海王星的運(yùn)動(dòng)軌跡。但是后來,當(dāng)天文學(xué)家注意到水星的軌道也有一點(diǎn)偏離時(shí),促使科學(xué)家不得不放棄萬有引力定律。取而代之的是一個(gè)新的理論:愛因斯坦的廣義相對(duì)論,它解釋了像太陽這樣的大質(zhì)量物體會(huì)扭曲時(shí)空。
這完美地解釋了水星軌道上的奇怪現(xiàn)象,因?yàn)樗x太陽是如此之進(jìn),所以受太陽的引力扭曲會(huì)很大。但是在宇宙中,行星的軌道是微不足道的。在20世紀(jì)30年代,科學(xué)家們對(duì)星系的表現(xiàn)感到非常地困惑:在一個(gè)螺旋星系中,大多數(shù)恒星都集中在中心附近,所以有理由認(rèn)為:這些區(qū)域是質(zhì)量集中的地方,因此重力也是集中的。就像冥王星繞太陽運(yùn)行比水星慢,離星系中心越遠(yuǎn),它的運(yùn)行軌道越大,它運(yùn)動(dòng)的也就越慢。但事實(shí)并非如此。離星系中心最遠(yuǎn)的恒星移動(dòng)的速度和那些更靠近星系的恒星移動(dòng)的速度一樣快。
20世紀(jì)60年代,天文學(xué)家維拉·魯賓和肯特·福特得出結(jié)論:造成這些現(xiàn)象的原因是由于某種看不見的質(zhì)量,或者說“暗物質(zhì)”的影響。暗物質(zhì)的質(zhì)量大約是我們所能看到的普通物質(zhì)的10倍。我們之所以看不見暗物質(zhì)是因?yàn)樗晃?、反射或發(fā)射光,所以我們永遠(yuǎn)不會(huì)以任何其他方式直接探測(cè)到它。但是我們已經(jīng)擁有了它存在的無數(shù)證據(jù)。它的質(zhì)量使時(shí)空扭曲,把星系變成放大鏡,它的效應(yīng)在宇宙誕生時(shí)留下的光的痕跡被稱為宇宙微波背景。今天,科學(xué)家估計(jì)暗物質(zhì)占宇宙物質(zhì)的27%,普通物質(zhì)不到百分之五。
1983年,一位名叫莫德海·米爾格羅姆的以色列物理學(xué)家提出了另一個(gè)解決方案:也許沒有看不見的物質(zhì)。根本原因是牛頓的萬有引力定律是錯(cuò)誤的。他的修正牛頓動(dòng)力學(xué)(MOND)理論建議我們調(diào)整牛頓的第二運(yùn)動(dòng)定律,即物體的加速度與加在它上面的力成正比。米爾格羅姆說,也許這些定律在某些情況下會(huì)改變,比如恒星遠(yuǎn)離銀河系中心的時(shí)候。如果猜測(cè)成立的話,我們可以解釋天體的速度,而不需要提及暗物質(zhì)的存在。自那以后,大量的文獻(xiàn)表明,重力的改變實(shí)際上可以產(chǎn)生在星系中確切的行為。MOND模型表明,星系團(tuán)內(nèi)的碰撞星系和星系的運(yùn)動(dòng)方式并不一致,宇宙微波背景中的模式也不一致。這有點(diǎn)像拉毛線來固定毛衣上的一個(gè)洞,并且在這個(gè)過程中破壞了毛衣的其他部分。然而,暗物質(zhì)陣營也有其自身的挑戰(zhàn),這主要是因?yàn)槲覀冎荒苣M宇宙有限的部分。伊?!と訝栐凇陡2妓埂飞蠈懙溃骸鞍滴镔|(zhì)模擬現(xiàn)在常常包含數(shù)萬億個(gè)粒子,并試圖將光子壓力、恒星形成、超新星和其他反饋效應(yīng)考慮在內(nèi)。根據(jù)統(tǒng)計(jì),每個(gè)星系包含大約1060 ~1080個(gè)暗物質(zhì)粒子?!睂?duì)于小型和中等規(guī)模的星系,這造成了超過10030 萬個(gè)粒子下落不明,所以我們不能證明恒星的行為是由于暗物質(zhì)的影響。
只有在不斷為好奇和夢(mèng)想而探索中長大的你我根據(jù)科學(xué)和努力,才能知道了?!边@不就是在鼓勵(lì)我們嗎?就讓我們一起奮斗,一起探索。相信宇宙的秘密的發(fā)現(xiàn)者,是你和我。
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