宇宙是“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何会存在科(kē)学(xué)无(wú)法解释(shì)的“暗物质(zhì)”？暗(àn)物质又究竟是什(shén)么(me)？人(rén)类为了寻找暗物质存在(zài)的证据，科(kē)学家(jiā)们(men)在过去的几(jǐ)十年(nián)当中进行(xíng)了超过50次的长期实验，但(dàn)是却没(méi)有发现任何的有效证据。除了一(yī)个地方，在1687年出版的自(zì)然哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力(lì)定(dìng)律，它揭(jiē)示了宇(yǔ)宙中天体运动(dòng)的规律。往后的几百年(nián)来，当天文学家们发现某些天体运行轨(guǐ)道出现(xiàn)异常，不符合(hé)万有(yǒu)引力定律的时候，他们就(jiù)会(huì)知(zhī)道，周围一(yī)定有未知的(de)天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天王(wáng)星运行(xíng)轨道的异常，推算并且(qiě)发现(xiàn)了海王星的存在。另外(wài)，哈(hā)雷彗星(xīng)、冥王星的发现都是应用万有引(yǐn)力定律所(suǒ)取(qǔ)得重大(dà)天文成就(jiù)的例子(zi)。但(dàn)是这(zhè)些(xiē)发现都(dōu)是在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上升(shēng)到星系或者是星(xīng)团的(de)尺度，事情就(jiù)开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威基(jī)正在研究和测量后(hòu)发星系(xì)团的质(zhì)量。这是(shì)一个由数(shù)千个星系(xì)所(suǒ)组成的巨大星(xīng)系团(tuán)，这些星系被引力束(shù)缚在一起。测(cè)量星系团(tuán)的质量(liàng)一般会使用(yòng)到(dào)两种方法(fǎ)，当两种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其(qí)质(zhì)量的范围。

第一种是获(huò)得其"光(guāng)度学的质量"，需要(yào)的数据是测量各个星(xīng)系的(de)光度。

第二种是动力(lì)学质量的计算，是利用光谱红移测量星系团中(zhōng)的(de)各个(gè)星系相对于星系(xì)团的运动速度。当测量结果出来之后，兹(zī)威基彻(chè)底懵(měng)了(le)，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后发座星系团有(yǒu)99%的质量消失了，或者(zhě)说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式(shì)所(suǒ)存在，我(wǒ)们无(wú)法看到。最(zuì)诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现(xiàn)星系团中很多星系的速度比理论(lùn)上要(yào)快得多，按(àn)照牛顿的(de)运动学定律，仅(jǐn)靠这些可见星系的(de)质量所产生的(de)引力是无法将它们束缚(fù)在(zài)星系团内的，它们早(zǎo)就(jiù)应(yīng)该(gāi)被(bèi)抛出星系团(tuán)之(zhī)外了，除非(fēi)有(yǒu)一种神秘的力量在起(qǐ)作(zuò)用，这种力量来源于某种(zhǒng)隐形的(de)物质(zhì)。

据此，兹维基提(tí)出(chū)了这样部分不(bù)可见的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大(dà)部分的(de)质量。只是(shì)当时(shí)的(de)人们对这样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质(zhì)”这个词(cí)才再一次出现。天(tiān)文学家维拉(lā)鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙女座星系中的恒星(xīng)运动。理论上来说，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的运行速(sù)度就会越慢。但是他们观测的结果却让(ràng)人感到不(bù)可思议。

随(suí)着与中心(xīn)距离的增(zēng)加，恒(héng)星(xīng)的旋转速(sù)度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)，在(zài)星系当中如(rú)果没有足够大(dà)的质(zhì)量来吸(xī)引(yǐn)它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到(dào)宇宙当(dāng)中了。基于这种现象，科(kē)学家们会(huì)使(shǐ)用一种相对标准的方法来(lái)解释(shì)暗物质(zhì)的存(cún)在，这种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)就是测量星系(xì)当中气(qì)体在X轴上距离星系中心(xīn)的距(jù)离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上(shàng)气(qì)体(tǐ)的(de)旋转速度。如果出现异(yì)常的结果，就认为是由暗(àn)物质的力(lì)量进入其中。

于是科学家(jiā)们通过射电望(wàng)远镜测(cè)量了(le)距离星(xīng)系中心(xīn)更远距离的氢元素(sù)，发现它(tā)们的旋转速度并不符合(hé)牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例外(wài)，太阳(yáng)系(xì)位于(yú)银河系的(de)第三悬(xuán)臂之上，距离银(yín)河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万(wàn)有引力(lì)定律进行计算(suàn)，太阳系的运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上(shàng)，太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的速度围(wéi)绕银河系旋(xuán)转，这个(gè)实际速度远远大(dà)于理(lǐ)论速度，那(nà)么产生以上这种向心(xīn)加速度的原(yuán)因很可能就是存在着一(yī)种(zhǒng)我们看不到的(de)物质，是(shì)这(zhè)些暗物质的引力效应将星系聚集在了一(yī)起(qǐ)。

也是从这时(shí)开始，越来(lái)越多(duō)的研究人员开始相信暗物质的存在。科(kē)学家根据星系外(wài)恒星轨道的速度，估算在(zài)星系当中暗(àn)物质的质量占整个星(xīng)系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释(shì)这个现象的原因。在(zài)一项新的研究当(dāng)中，科学家们(men)发(fā)现，几乎没有引力效(xiào)应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度上的微小(xiǎo)差异。另(lìng)外，天文(wén)学(xué)家还发(fā)现(xiàn)了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距(jù)离地(dì)球大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大(dà)小和银河系不多(duō)，但是星(xīng)系当中存在的恒(héng)星(xīng)数(shù)量却只有银河系的千分之一(yī)。

所以在理论上，该星(xīng)系(xì)必须存在(zài)暗物(wù)质(zhì)，否则就会(huì)分(fēn)崩(bēng)离析。但是科(kē)学家们使(shǐ)用最先进的望远(yuǎn)镜对(duì)其进(jìn)行了40个小时的详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒星运动是可(kě)以用正常的物质和力(lì)学定律来解释的。那么又有人提出，也许(xǔ)该星系的(de)暗物质，已经被附近的(de)另一个大(dà)星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有任何星系存(cún)在。造成这些(xiē)现(xiàn)象的除了(le)暗物质的假说(shuō)之外，另一种可能就(jiù)是人(rén)类对引力的(de)理解还不(bù)够全(quán)面，引力很可(kě)能(néng)在(zài)不同尺度空间中的工(gōng)作方式是不同的，这意味着(zhe)在行星系尺度中的(de)天体会沿着它们的轨道，按照(zhào)我们所(suǒ)理解的方式运(yùn)动。但是上升到星系(xì)和(hé)星团的(de)尺度，引力之间的相互作用则是不同的(de)方式。对(duì)于在(zài)星系团之间的相(xiāng)互(hù)作(zuò)用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是在(zài)数百万光年的规模上，巨大的质量之间会产生对彼此(cǐ)特殊(shū)的(de)效(xiào)果(guǒ)，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果(guǒ)MOND蒙德(dé)理论成立，这意味(wèi)着我(wǒ)们需要对现在的(de)物理定律进行(xíng)修正，这些发现也让很多人认(rèn)为(wèi)暗物(wù)质假说(shuō)理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物(wù)质存在的其(qí)他的理论证据，这些理论证据(jù)是(shì)蒙德(dé)理(lǐ)论所没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所组成，类似这样的星团，它们大部分(fēn)的普通质(zhì)量都在星系的气体当中。当(dāng)星(xīng)团以1000万(wàn)公里/小时发生碰(pèng)撞的时候(hòu)，星际气体的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高(gāo)，速(sù)度大(dà)幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大部(bù)分的质(zhì)量将位(wèi)于(yú)所有这些(xiē)气体所在(zài)的中间区域。那么(me)我们通过(guò)什么来验证(zhèng)它的(de)质量区域到(dào)底是(shì)不是集中在(zài)中间呢(ne)？前不(bù)久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太空(kōng)望远镜传回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照片中(zhōng)我们(men)可以明显地(dì)看到很多星系似乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是(shì)真(zhēn)的(de)被扭曲(qū)了(le)，也不是韦伯望远镜出(chū)了什么(me)问题(tí)，而(ér)是(shì)这样极(jí)遥远的(de)天体和(hé)我们地(dì)球上的观(guān)测者之(zhī)间。被(bèi)一(yī)个质(zhì)量超(chāo)级巨大的天体遮挡(dǎng)，这个(gè)超大质(zhì)量的东(dōng)西(xī)的引力(lì)，会(huì)使身(shēn)后更遥远星(xīng)系的(de)光(guāng)都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大(dà)的天体可能是超大质量的黑洞或(huò)者(zhě)是(shì)暗(àn)物质。

所(suǒ)以当(dāng)人们(men)对(duì)子弹星系团观测的时候，发现它的(de)大(dà)质量区域并不是(shì)在中间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的(de)解释方(fāng)法就是(shì)当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时(shí)，可被(bèi)观测到的(de)质量气体被卡在了中间，暗物质则(zé)直接通过(guò)了(le)这(zhè)个区域，并在两边形成了引力透镜(jìng)。对子(zi)弹星系团(tuán)的引力透镜研(yán)究也被(bèi)认为(wèi)是暗物(wù)质存在的迄今(jīn)为止(zhǐ)最(zuì)好的(de)理论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇(yǔ)宙当中最古(gǔ)老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终于可以畅(chàng)通无(wú)阻地穿越在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中了(le)。经过了130多亿年之后，这些(xiē)光(guāng)在宇宙(zhòu)空间背景上留下了各相同性的(de)微波辐(fú)射(shè)。其中红色的(de)部分表示温度(dù)较高的区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷的(de)区域，但实际上它们之间的(de)温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景分离(lí)后的二值图像进(jìn)行连(lián)通域提取和标记之(zhī)后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看(kàn)起来不应该是(shì)这样的，而随着暗(àn)物质(zhì)的增加，一些峰值的(de)幅度会减小，才变得(dé)看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的(de)测量值，我们需(xū)要的(de)暗物(wù)质大约是普通物质(zhì)的5倍。这个数字(zì)与解释(shì)星系当中恒星运动所(suǒ)需要的暗物质(zhì)长岛冰茶好喝吗，十大断片鸡尾酒酒排名比例是一致的。这(zhè)就意味着。

用(yòng)了一个简单的(de)理论(lùn)框架，就很(hěn)好地解释了很多(duō)不(bù)同(tóng)的观测结果。而暗物质的本质(zhì)就(jiù)是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的(de)粒(lì)子，它(tā)们不参与任何(hé)其他的电磁(cí)作用，只通过引力来相互作用(yòng)。所以如果能够找到这种粒子的存在，就(jiù)相当(dāng)于找到了暗物质存(cún)在的(de)实际证据。这种粒子到底是什么(me)长岛冰茶好喝吗，十大断片鸡尾酒酒排名？科学家(jiā)们(men)已经提(tí)出了数十种的(de)假想目(mù)标，而要寻找这些不同的目标粒(lì)子所(suǒ)需要的实验方式(shì)也不相(xiāng)同(tóng)。在(zài)过去的几十年当中，人类(lèi)为了寻找这些看不见、摸(mō)不(bù)到，几乎不会(huì)与常规物(wù)质相互作用的“暗(àn)物质”，科学家们(men)已经进行了超过50次的实(shí)验，却没有任何(hé)实质(zhì)性的发现，除了一个地方(fāng)，意大(dà)利(lì)的格(gé)兰(lán)萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏(cáng)着地球上最大的地(dì)学(xué)实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一(yī)直致力(lì)于寻找暗物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科学家声称观(guān)测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的(de)数据收(shōu)集，人们发现(xiàn)了一个有趣(qù)的(de)事情。探(tàn)测率会在(zài)每年的(de)6月份(fèn)达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都(dōu)是(shì)一(yī)样。一些科学家认(rèn)为这可能是人类(lèi)发现暗物(wù)质的第一个直(zhí)接证据。

但是为什(shén)么(me)暗物质会产生周期性的年(nián)度信(xìn)号呢(ne)？刚才我(wǒ)们讲了(le)太(tài)阳系(xì)正在以220公里/秒的速度围(wéi)绕着银河系(xì)进行(xíng)移动(dòng)，那么如(r长岛冰茶好喝吗，十大断片鸡尾酒酒排名ú)果(guǒ)暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着(zhe)我们也在以这样的(de)速度在穿越着(zhe)暗物(wù)质流，这(zhè)个过(guò)程中会产生(shēng)相(xiāng)应(yīng)的(de)振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋(xuán)转。所(suǒ)以有半(bàn)年的时间，地(dì)球围(wéi)绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银河系的方向是(shì)一致的，而另外(wài)半年则与之相反(fǎn)。

而(ér)在6月份的时候，地球与太阳的方向正好(hǎo)达(dá)到完(wán)全一致，这是理论(lùn)上地球(qiú)穿越暗物(wù)质流(liú)最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好达到了(le)最慢(màn)值。尽管在实际的(de)情况中，太阳(yáng)系(xì)相(xiāng)对银河(hé)系的平(píng)面(miàn)呈现了60度(dù)的倾斜(xié)，但(dàn)是这并不影响这(zhè)个理论的有效性(xìng)。

因此科(kē)学家认为(wèi)这(zhè)可以用来解释，研究(jiū)人员(yuán)们所观测(cè)到的周期性信号。当然也(yě)可能有其他的情况(kuàng)，造(zào)成这种年度周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度(dù)、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪(xuě)，甚至(zhì)连意大利游客的数量也符合这个周期的(de)规律。

所以，科(kē)学家们又在南半球建立了一个(gè)几乎相同的实验室，这(zhè)里的季节与之(zhī)前(qián)的实(shí)验室正好相(xiāng)反，而在这里，地球(qiú)穿(chuān)过暗物质流的运动特(tè)征和第一个实验室(shì)是(shì)一(yī)样的(de)。

因此，如果在(zài)这里可以得到(dào)相同的(de)信号，就可以成为(wèi)暗(àn)物质所存(cún)在的(de)非常有(yǒu)力的证据(jù)了。但是由于这(zhè)个实验室刚刚建(jiàn)成(chéng)不久，所以截至目前还无法提(tí)供相应的数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜(jìng)，这台(tái)太空望远镜叫做(zuò)“南希格雷(léi)斯罗(luó)曼(màn)”，它(tā)的(de)主镜大小跟(gēn)哈勃望远(yuǎn)镜相同(tóng)，但它的宽视场(chǎng)仪(yí)器提(tí)供(gōng)的视野是(shì)哈勃红外仪器的(de)100倍。南(nán)希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜(jìng)其(qí)中(zhōng)一个关键(jiàn)的用途(tú)就是探索(suǒ)暗物(wù)质背后的奥(ào)秘(mì)，对于探测(cè)的结果，我们(men)只能拭目以待了(le)。费米(mǐ)实验室(shì)粒子(zi)天体物理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾(jiǎ)森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物(wù)质存在，它们极有可能拥有另一种神秘的(de)效(xiào)应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质效应(yīng)，会支持宇宙当(dāng)中生命的(de)诞生(shēng)，或者说是生命进化的(de)一个重要因(yīn)素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇(yǔ)宙当中的暗物质会不(bù)会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上，暗物质(zhì)正在通过这(zhè)样的(de)效(xiào)应创(chuàng)造生命(mìng)。当(dāng)然，这(zhè)些推论(lùn)的大前(qián)提是要先找到暗物质存在的实(shí)际证(zhèng)据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们(men)觉得暗(àn)物质(zhì)到底(dǐ)存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的动(dòng)力！

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