宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会(huì)存在科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗物质又究(jiū)竟是什么(me)？人类为了寻找暗物质存在的证据，科学(xué)家们在过去的几十年当(dāng)中进行了超过50次(cì)的长(zhǎng)期(qī)实验，但是却没有发(fā)现任何的有效证(zhèng)据。除了一个(gè)地方，在(zài)1687年出版(bǎn)的自然(rán)哲学数学原理(lǐ)一书(shū)中(zhōng)，埃萨(sà)克牛顿发表(biǎo)了万有引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天(tiān)体运动(dòng)的规律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家(jiā)们发现(xiàn)某(mǒu)些天体运(yùn)行轨道出现异(yì)常，不符合万有引(yǐn)力定律的时候，他们(men)就会知道，周(zhōu)围(wéi)一定有未知的天体通过引力(lì)在摄动它的(de)轨道(dào)。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道(dào)的异常，推算(suàn)并且发现了海王星(xīng)的存(cún)在。另外，哈(hā)雷彗星、冥(míng)王星(xīng)的发现都是(shì)应用(yòng)万有引力定律所取得重大天文成就的例子。但是(shì)这些(xiē)发现都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上升到星(xīng)系或(huò)者是星团的尺度(dù)，事情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨(cí)兹威基(jī)正在(zài)研(yán)究和测量后发星系团(tuán)的质(zhì)量。这是(shì)一(yī)个由数千个星系所组成的巨大(dà)星系(xì)团，这些星系被(bèi)引(yǐn)力束缚(fù)在一起。测(cè)量星系团的质量一般会(huì)使用到两(liǎng)种方(fāng)法，当两种方法结果一致(zhì)，就可以确(què)定其质量的(de)范围(wéi)。

第一种是获得其(qí)"光度学的(de)质(zhì)量"，需要的数据是测(cè)量各个星系的光度。

第二种是(shì)动力学质量的计算，是利(lì)用光谱红移测量星系团中的各个星系相对于星系团的运动(dòng)速度。当测量结果出来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然(rán)是“光(guāng)度(dù)学质量”的400倍。这(zhè)意(yì)味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了，或(huò)者说这99%的质(zhì)量并(bìng)不以可(kě)见光(guāng)的形式(shì)所存在，我(wǒ)们(men)无法看到。最诡异(yì)的是(shì)，在测量速度的过程中，兹威基(jī)发现(xiàn)星系(xì)团中很(hěn)多(duō)星系的速度比理(lǐ)论上要(yào)快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量(liàng)所产生的(de)引力是无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它们早就(jiù)应该被(bèi)抛出星(xīng)系团之外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量(liàng)在起(qǐ)作用，这种力量来源于某种(zhǒng)隐形(xíng)的(de)物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可见的暗质(zhì)，它不发散光(guāng)、吸光、反射光，但(dàn)是(shì)它们却占据着(zhe)宇(yǔ)宙中绝大部(bù)分的质量(liàng)。只是当时的(de)人们对(duì)这样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年(nián)之(zhī)后，“暗物(wù)质”这(zhè)个词才再一(yī)次出(chū)现(xiàn)。天文学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯特福(fú)特在观(guān)测仙女座(zuò)星系中的恒星运(yùn)动(dòng)。理论上(shàng)来(lái)说(shuō)，距离(lí)中心越远的恒星在其(qí)轨道上(shàng)的运(yùn)行速度就(jiù)会(huì)越慢。但是他(tā)们观测(cè)的结果却让人感到不可思议。

随(suí)着(zhe)与(yǔ)中(zhōng)心距离的增加，恒(héng)星的旋转速度(dù)几乎保持不变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定(dìng)律，在星系(xì)当中如果没有足够大的质量来吸引(yǐn)它们，这些(xiē)外(wài)围的恒(héng)星早就被(bèi)甩到宇宙(zhòu)当中了(le)。基于这种现象，科学(xué)家们会使用一种相对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方法(fǎ)就是(shì)测量星系当中气(qì)体在X轴上(shàng)距离(lí)星系(xì)中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的(de)旋转速度。如果(guǒ)出现异常的结果，就认为是由暗物质的力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测(cè)量了距离星系(xì)中心更远距离的氢元(yuán)素(sù)，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合(hé)牛顿的力学定(dìng)律。我们(men)的太阳系也不(bù)例外(wài)，太阳系位(wèi)于银(yín)河系(xì)的第三悬臂之上，距离(lí)银河系(xì)中心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际(jì)上，太(tài)阳系(xì)正在(zài)以220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋转，这个实(shí)际速度远远大于理论速度，那么产(chǎn)生以上这种向心加速度(dù)的原因很可能就是(shì)存(cún)在着一种(zhǒng)我们看不(bù)到(dào)的物质，是(shì)这些暗物质的引力效(xiào)应将星系聚集在了一起。

也是从这(zhè)时(shí)开始(shǐ)，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科(kē)学家根据(jù)星系外(wài)恒(héng)星轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物质的质量(liàng)占整个星系质(zhì)量的(de)85%。但是(shì)，暗物质(zhì)并不是唯一(yī)可以解释(shì)这个现象的(de)原(yuán)因。在一项新(xīn)的(de)研究(jiū)当(dāng)中，科学(xué)家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒(héng)星之间，也会出现速度(dù)上(shàng)的(de)微小差异。另(lìng)外，天(tiān)文(wén)学(xué)家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距(jù)离地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多，但是星系当中(zhōng)存在(zài)的(de)恒(héng)星数(shù)量(liàng)却只有银(yín)河系的千分之一。

所以在(zài)理(lǐ)论上(shàng)，该(gāi)星系必须存在暗(àn)物质，否则就会(huì)分崩离析(xī)。但(dàn)是科学家们使用最先(xiān)进的望远镜(jìng)对其进行了40个(gè)小时的详细测量之后(hòu)，发现星系中(zhōng)的恒(héng)星运动是可以用正常(cháng)的物质(zhì)和(hé)力(lì)学定律(lǜ)来解(jiě)释的。那么又有人(rén)提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经被附近的另一个(gè)大(dà)星系剥离了。奇(qí)怪的(de)是(shì)，它的附近没有任何星系存在。造成这些(xiē)现(xiàn)象的除了暗物(wù)质(zhì)的(de)假说之外，另一种(zhǒng)可能就是(shì)人类对引力(lì)的理解还不够全面，引力很可能在不(bù)同尺度空(kōng)间(jiān)中的工作方(fāng)式(shì)是不同的，这意味(wèi)着在行(xíng)星系尺(chǐ)度中(zhōng)的天体会沿(yán)着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之(zhī)间的相(xiāng)互作用则是不同的方式。对(duì)于(yú)在(zài)星系(xì)团之间的相互作用，科学(xué)家还引入了外部场(chǎng)效(xiào)应的概念(niàn)，指的是(shì)在数百(bǎi)万光年的规(guī)模上，巨大的(de)质(zhì)量之间会(huì)产生(shēng)对彼(bǐ)此特殊的效(xiào)果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我(wǒ)们(men)需要对(duì)现在的物理定律进行(xíng)修正，这些发现也让很多(duō)人(rén)认为暗物质假说理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还有关于暗(àn)物(wù)质存在的其(qí)他(tā)的理论证据，这(zhè)些(xiē)理论(lùn)证据(jù)是蒙德(dé)理论(lùn)所没法解释(shì)的“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年(nián)的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类似(shì)这样的星团(tuán)，它们(men)大部分的普通(tōng)质量都(dōu)在(zài)星系(xì)的气体当中(zhōng)。当(dāng)星团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气(qì)体的相互作用就会导致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理(lǐ)论上，在(zài)碰撞之(zhī)后(hòu)，子弹(dàn)星系团大部分的质(zhì)量将位于(yú)所有这些气(qì)体所在的中间区域。那么我们通过(guò)什么(me)来验(yàn)证它的质量区域(yù)到(dào)底是不(bù)是(shì)集中在中间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯(bó)太空望远镜传回了宇宙(zhòu)当中(zhōng)第(dì)一张全彩的高清照片，在照片中我们(men)可(kě)以明(míng)显地(dì)看到很(hěn)多星系似乎被拉(lā)伸产生了巨大的(de)形变。其(qí)实这些星系本(běn)身并不(bù)是(shì)真的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜(jìng)出了(le)什么问(wèn)题，而是这样极遥远的(de)天体和我们地球上的观测者之(zhī)间。被(bèi)一个质(zhì)量(liàng)超级巨(jù)大的天体遮(zhē)挡，这个超大(dà)质量的东西(xī)的引力，会使身后更遥远星系的(de)光都(dōu)发生了扭曲(qū)。这个现象就(jiù)是引力透镜效(xiào)应。这个巨大(dà)的天体(tǐ)可能是超大质量的(de)黑洞或者是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹(dàn)星(xīng)系团观测的时候，发(fā)现它的大质量区域并不(bù)是在(zài)中(zhōng)间(jiān)，而是在两侧(cè)。所以最好的解释方法就是当星团(tuán)发生(shēng)全(quán)部的碰撞时，可被(bèi)观测(cè)到的质(zhì)量(liàng)气体被(bèi)卡在了中间，暗物质则(zé)直接通过(guò)了这个(gè)区域，并在(zài)两(liǎng)边形(xíng)成了引力透镜(jìng)。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗物质存在的迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外，还(hái)有(yǒu)来(lái)自(zì)宇宙(zhòu)当(dāng)中最(zuì)古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后，可(kě)见(jiàn)光终于(yú)可以(yǐ)畅(chàng)通无阻地穿越在(zài)宇(yǔ)宙当中了。经过(guò)了130多亿年(nián)之后，这些光在宇宙空间背景上(shàng)留下(xià)了(le)各相(xiāng)同性的微(wēi)波辐射。其(qí)中(zhōng)红色(sè)的部分表示温度(dù)较高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较冷的区域(yù)，但实际上它(tā)们(men)之(zhī)间的温差只(zhǐ)有(yǒu)万分之一。

科学家们通(tōng)过对前(qián)景背景分离后的(de)二(èr)值图像进行连通域(yù)提(tí)取和标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没有(yǒu)暗物质，图形看起来不应该(gāi)是这样(yàng)的，而随(suí)着暗物质(zhì)的增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看(kàn)起(qǐ)来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量值，我们需要的(de)暗(àn)物质大(dà)约是(shì)普通物质的5倍。这个数字(zì)与解释(shì)星系当中恒星运动所需(xū)要的暗物质比(bǐ)例是一致的。这(zhè)就意味(wèi)着。

用了一个简单的理(lǐ)论框架，就很(hěn)好(hǎo)地(dì)解释了很(hěn)多(duō)不同的(de)观(guān)测(cè)结果(guǒ)。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是(shì)宇宙当中存在着(zhe)某种(zhǒng)类型(xíng)的粒(lì)子，它们(men)不参与(yǔ)任何其他的电(diàn)磁作用，只(zhǐ)通过引力(lì)来(lái)相互作(zuò)用(yòng)。所以(yǐ)如果能够(gòu)找到这种(zhǒng)粒子的存在(zài)，就相(xiāng)当于(yú)找到(dào)了暗(àn)物质存在的实际证据。这(zhè)种粒子到底是(shì)什(shén)么(me)？科学(xué)家们已经提出(chū)了(le)数(shù)十(shí)种的假(jiǎ)想目(mù)标，而(ér)要(yào)寻找这些不(bù)同(tóng)的目标(biāo)粒子所需要的实验方式(shì)也(yě)不相同。在过去的几十(shí)年当中，人类(lèi)为了寻(xún)找这些看不(bù)见、摸不(bù)到，几乎不会(huì)与(yǔ)常规物(wù)质(zhì)相(xiāng)互(hù)作用(yòng)的“暗物质”，科学(xué)家(jiā)们已经进行了超过50次的实验(yàn)，却没有任何实质性的(de)发(fā)现，除(chú)了一个地(dì)方(fāng)，意(yì)大利的格兰萨索山，隶(lì)属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地(dì)下矿(kuàng)井(jǐng)当中，藏(cáng)着地球上最(zuì)大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子(zi)的周期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了某种信号(hào)。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测(cè)率会在每年的6月份(fèn)达到(dào)峰值，然后在11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在(zài)20年当(dāng)中每年都是一样(yàng)。一些科学家认为这可能是人类发现暗物质的(de)第(dì)一(yī)个直(zhí)接(jiē)证据(jù)。

但是为什么暗(àn)物质会产(chǎn)生(shēng)周期性(xìng)的年度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银(yín)河系进(jìn)行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流(liú)，这(zhè)个过程中会产生相(xiāng)应的振荡(dàng)，同时(shí)地球又以30公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地球(qiú)围绕(rào)太阳的方向与太阳环绕银河系(xì)的(de)方向是一致的，而另外(wài)半年则与(yǔ)之相反。

而(ér)在6月份的时(shí)候，地球与太阳的方向(xiàng)正好达(dá)到完全一致，这是理论上地球穿越暗(àn)物质流(liú)最快的时段。而(ér)在11月份(fèn)，又恰(qià)好达到了最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际的情况(kuàng)中，太阳系(xì)相对银(yín)河系的平面呈现(xiàn)了(le)60度的(de)倾斜，但是这(zhè)并(bìng)不影(yǐng)响这(zhè)个理论的有效性(xìng)。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究人(rén)员们所观测到的周期(qī)性信(xìn)号范宣年八岁文言文翻译及注释感悟，范宣年八岁文言文翻译及注释拼音。当(dāng)然也可能(néng)有其他的情(qíng)况，造成这种年度周期(qī)信(xìn)号的差异也可能是温度、湿(shī)度(dù)、土壤(rǎng)中的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚(shèn)至连(lián)意大利游客(kè)的数量也符合这个(gè)周期的规律。

所以(yǐ)，科学家们又(yòu)在南半球建立了一个几乎(hū)相同的实验室，这(zhè)里的季节与之前的实验室正好(hǎo)相反，而在这(zhè)里，地球(qiú)穿过暗(àn)物质(zhì)流的运动特(tè)征和第一(yī)个实验室是一样的。

因此，如(rú)果在这(zhè)里可(kě)以得(dé)到相(xiāng)同的信号，就可以成为暗(àn)物质(zhì)所(suǒ)存在的非常有力的证(zhèng)据(jù)了。但是(shì)由于这个实验(yàn)室(shì)刚刚建成(chéng)不久，所以截(jié)至目(mù)前还无法提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在(zài)2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫(jiào)做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的主(zhǔ)镜大(dà)小(xiǎo)跟(gēn)哈勃(bó)望远(yuǎn)镜相同，但它的宽(kuān)视场(chǎng)仪器提供(gōng)的(de)视野是(shì)哈勃(bó)红外仪器的(de)100倍。南希(xī)格雷(léi)斯(sī)罗曼太(tài)空望远镜其(qí)中一个关键的用(yòng)途就是探(tàn)索暗物质背后的奥秘，对(duì)于(yú)探测(cè)的结果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费(fèi)米实(shí)验室粒子天体物理中心(xīn)的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能(néng)拥有另(lìng)一种神秘的(de)效(xiào)应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的(de)诞生，或(huò)者(zhě)说是生命进化的一个重要因素。

如(rú)果这(zhè)一理论得到(dào)进一步的证实(shí)，那(nà)么遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不会意(yì)味着人类(lèi)并(bìng)不孤(gū)单(dān)呢？或许在(zài)宇宙当中(zhōng)某个角(jiǎo)落的行(xíng)星(xīng)上(shàng)，暗物质正在通过这样的效应(yīng)创造生命(mìng)。当然(rán)，这些推论的大前提是要先找到(dào)暗物质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力(lì)！

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