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暗物质现身?中国科学家:银河系中心正发生极为奇怪的事情

2024-10-21科学

地球这颗行星啊,本来就那么干巴巴地转着,嘿,生命一出现,立马就像给它画上了花红柳绿的彩妆。特别是人类冒出来之后呢,地球上好多秘密就像被扒开了衣服似的,一个个都露出来了。科学家研究了半天,得出个结论:地球为啥能蹦出生命来呢?就是因为地球满足了生命诞生的那些个基本条件呗。啥条件呢?温度得合适,空气得管够,水资源还得特别丰富。这还没完,还有厚厚的大气层啊,强大的磁场之类的东西。要是有一颗行星能满足这些个条件,那这颗行星上诞生生命的可能性就老大了。到现在啊,科学家在别的星球上还没瞅见有生命的影儿呢。地球上的生命种类那可老多了,海里游的、陆地上跑的、水陆两栖的,还有小得都看不见的微生物啥的。人类嘛,那可是地球上最聪明的生命了。

人打一出生就开始没完没了地琢磨这世界的秘密。嘿,这几千年科技发展下来,现在人都能走出地球到宇宙里溜达了,这就表明科技发展那速度快得很呐。眼巴前儿,人对宇宙也有个大概的了解了。可宇宙里还藏着好些咱们不知道的事儿呢。就说宇宙里那些天体吧,为啥一直动个不停呢?按牛顿的万有引力定律讲,只要是有质量的东西就有引力,东西质量越大,引力也就越大,这引力大得能把别的行星都给吸引过来,所以天体才会动。不过爱因斯坦可不这么想,他觉得引力这东西压根儿就不存在,质量小的天体围着质量大的天体转,是因为质量大的天体能把宇宙那层薄膜给压弯了,这质量小的天体才围着转呢。

另外呢,科学家觉得,天体运动和暗物质有点关系。早就在1933年的时候,天体物理学家弗里茨·兹维基研究了后发座星系团里8个星系的质量。他估摸星系团质量的时候用了俩法子:头一个法子是把好多星系的运动速度拿来分析。速度跟引力有关联嘛,这么着就能间接算出星系团的质量,这个质量就叫力学质量。还有一个法子呢,是靠着星系团里星系质量的亮度来估摸质量。恒星质量越大就越亮啊,这么得出来的质量就叫光度质量。最后科学家算出来,力学质量比光度质量多出400倍呢。这就表明,这些力学质量里有老大一部分是咱们瞅不见的物质。

1936年的时候啊,科学家辛克莱尔和史密斯在研究处女座星系团的时候,瞅见了同样的情况。他俩就说啊,星系团内部那些大质量的星云之间肯定有啥物质。就算把气体、尘埃、等离子体、类恒星天体还有行星啥的都算上,也才多了百分之15的质量,离填补空缺还差得远呢。后来科学家们琢磨啊,宇宙里肯定有不老少暗物质。科学家觉着吧,这种物质跟别的物质都不发生化学反应,所以咱既看不见也摸不着它。在星系和星系团里,科学家观测到的那些发光物质,它们的质量想解释自身的旋转,那可差远了。星系和星系团里肯定得有暗物质,这暗物质的质量得是发光星体和气体质量的几倍到10倍呢,暗物质的质量提供的引力才能让星系和星系团存在啊。

嘿,科学家能靠着宇宙微波背景辐射的温度涨落算出宇宙里暗物质的量呢。科学家瞅见的结果是这么个情况:氢啊、氦啊这些原子组成的普通物质,在宇宙总质量里占了百分之4.9,暗物质呢,占了百分之26.8,这可是普通物质的5倍还多呢,剩下的百分之68.3就是暗能量啦。科学家寻思着,暗物质能推着宇宙一个劲儿地膨胀。20世纪初的时候,美国有个物理学家叫埃德温·哈勃,他瞅星系的时候发现,星系里的光谱有红移这档子事儿。这就意味着,这些星系正离咱们越来越远。瞧见这个,埃德温·哈勃就大胆猜了一下,说咱这宇宙啊,还在不停地膨胀呢。这理论一出来,好多科学家都觉得,哎呀,太不可思议了。

以前啊,科学家们都觉着咱这宇宙是静态的呢。爱因斯坦提出宇宙学原理那时候啊,也被当时主流的科学看法带偏了,就觉得宇宙是静态的,不会跟着时间变,说白了就是宇宙永远都那样儿,雷打不动。当时呢,从广义相对论场方程得出的宇宙结果可不是静态的。爱因斯坦为了得到自己想要的结果,就在广义相对论里加了个宇宙常数。嘿,有了这玩意儿,爱因斯坦就得到他想要的结果啦,就是那个有限无边的静态宇宙模型。可最后呢,埃德温·哈勃的宇宙膨胀理论一出来,就把这个理论给打破喽,人类对宇宙的老看法也跟着被打破了,开始对宇宙有新的认识喽。

现而今科学家研究发现啊,咱这宇宙打从大爆炸起就一直膨胀呢,并且这膨胀速度还越来越快,早就把光速给超喽。人类目前能观测到的宇宙直径有930亿光年,可这范围绝不是宇宙的全貌,宇宙说不定比咱们想的还要大得多呢。宇宙为啥能这么快速地膨胀呢?嘿,全靠暗物质在背后捣鼓呢。这暗物质啊,不光能让宇宙膨胀,还能管着天体之间咋运动。前阵子啊,英国的科学家团队瞅着星系的运动情况,就找着暗物质存在的证据了,这发现和上世纪的理论预测可有着老大关系了。英国伦敦大学和牛津大学的研究小组,在他们的天文望远镜里瞧见了一组特别的恒星,这组恒星正好就在银河系的棒旋结构旁边。

瞅这组恒星的整体状态啊,它们可不是自己个儿单独运动的。嘿,人家一直都跟银河系那棒旋结构一块儿,「嗖」地一下,速度老快了在那运动呢。这事儿啊,科学家可从来没瞅见过。重点来喽,这些恒星明摆着是受到棒旋结构引力的影响了。咋回事儿呢?就是棒旋结构速度要是加快了,它们也跟着加快;棒旋结构速度突然慢下来,得嘞,就像被甩出去一样,为啥呢?惯性呗。简单讲哈,银河系中心区域有颗超大质量的恒星,整个银河系的天体都被这颗黑洞的引力给拿捏着。按常理说呀,天体离银河系中心区域越近,被黑洞引力影响就越大;离得越远呢,受的引力影响就越小,不过离心力可就越大喽。

照这么说,银河系边缘的天体早该被离心力给甩飞了才是。可人家银河系边缘的天体啊,稳稳当当的,就围着银河系中心转呢,没被甩出去。科学家琢磨着,这估计就是暗物质在捣鬼呢。为了找到暗物质,咱国家在四川弄了个实验室,这实验室可有2400米深,就在锦屏大河湾的地底下。这实验室可不得了,是全世界最大的地下实验室。说到这儿,好多朋友可能就纳闷儿了,为啥把实验室建在这儿呢?科学家觉得吧,这儿特别安静,实验室差不多不会被宇宙射线打扰。只有在这么安静的地儿,才有可能逮着暗物质。这个实验基地呀,是当时清华大学的副校长发现的,经过好多次考察和研究,最后才定下来的。

2010年起,这个实验室就正式开干了。可到现在呢,科学家在宇宙里连暗物质的影儿都没逮着。这暗物质啊,可比咱们原先想的还神秘呢。不光咱们国家,其他国家也都在热火朝天地找暗物质呢。以前啊,清华大学工程物理学教授、国家重大科技基础设施副总指挥兼总工程师李远景就说过:谁先找着暗物质,谁就在科学上领先喽。对人类来讲,暗物质产生的能量那可老大了。要是人类真能抓到暗物质,人类的科技肯定能蹭蹭往上涨。暗物质释放的能量比太阳释放的能量强好多好多倍呢。咱这太阳是颗恒星,打诞生起就一个劲儿地释放热量。

咱就说啊,打从一开始到现在,咱这太阳都已经熊熊燃烧了50亿年喽。科学家呢,经过一通计算,得出个结论,说太阳还能再烧个50亿年呢。那太阳为啥能烧这么老长时间呢?嘿,这都是因为太阳里边核聚变那反应闹的。就按照爱因斯坦那质量守恒定律E=mc^2来说啊,这里头E呢,就代表能量,m呢就是物体的质量,c呢,就是在光速那种情况下,只要是有质量的物体都一样的那个东西。这质量一转化成能量啊,太阳里的核聚变反应可就嗷嗷强烈了。太阳的内核靠核聚变产生一种向外的劲儿,同时太阳自个儿的引力又一个劲儿往里塌缩,这俩就这么较着劲,达成了一种动态的平衡。核聚变要是越来越猛的时候呢,太阳自个儿的重力就会把向外核聚变的那股子劲儿给削弱点儿;核聚变要是被削弱到一定份儿上了呢,内部的压力就越来越大,核聚变也就跟着越来越猛了。就在核聚变这个过程当中啊,太阳每秒钟能把600万吨氢变成氦呢。

这些能量转化之后就会释放出去,接着就被别的天体给吸收喽。地球每秒钟也就接收那么22亿分之一的太阳光能量,您可别小瞧这22亿分之一的能量啊,它跟咱们地球上100万吨煤炭燃烧产生的能量总和是一样多的呢。这能量对人类来说,那可真是怎么用都用不完啊。所以呢,现在科学家们正热火朝天地研究可控核聚变呢。要是这可控核聚变真能研究成了,那人类的科技肯定能「噌」地一下提高一大截。暗物质的能量可比太阳大多了,好多倍呢。就因为这个,好多国家的科学家都在心急火燎地找暗物质。科学家觉着,暗物质打宇宙大爆炸那时候就出生了,它们才是宇宙里的「老大」,是宇宙的当家作主的,能控制宇宙的基本运转呢。

想找到暗物质可不容易,为啥呢?人类科技还没那么牛呢。现在人探索宇宙,大多就靠着天文望远镜。人到现在都没法飞出太阳系。46年前吧,科学家往太阳系发射了旅行者1号和2号探测器,为啥发射这俩玩意儿呢?就是想让它们飞出太阳系,去探探太阳系外面的秘密。可这么多年都过去了,旅行者1号和2号还在太阳系里晃悠呢。科学家研究了一下,按它们这飞行速度,要完全飞出太阳系,起码得花上万年的时间。这时间对人类来说,可太长了,长到啥程度呢?就意味着人类根本飞不出太阳系。太阳系外面肯定藏着不少咱们不知道的秘密,都等着人类去探呢。所以啊,人类还得接着努力呀。

小编琢磨着啊,宇宙里绝大部分能量都是暗物质呢,这暗物质在宇宙里肯定作用老大了。要是咱能把暗物质找着,再把它的秘密解开,说不定人类真就把宇宙的秘密给弄明白了。打从人类迈出地球开始,就一直琢磨着宇宙的那些事儿。宇宙咋诞生的呀?宇宙到底有多老大个儿呢?宇宙里除了地球上的生命,是不是还有外星生命啊?带着这些个问号,人类就踏上探索宇宙的路了。虽说人类现在对宇宙的了解还不咋多,可一直都在努力探索呢。等以后人类科技进步了,没准儿能把宇宙里的秘密都给解开。哎,大伙对这事儿有啥想说的不?