宇宙是“人为制造”的(de)？为何(hé)会存在科(kē)学(xué)无(wú)法解(jiě)释的(de)“暗(àn)物(wù)质(zhì)”？暗(àn)物质又究竟是什(shén)么？人类为了寻找暗物质存(cún)在(zài)的证据，科学家们在过(guò)去的几十年当(dāng)中进(jìn)行了超过50次的长期实验，但是却没有发现任何的有(yǒu)效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自(zì)然哲学数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表了万(wàn)有引力定律(lǜ)，它(tā)揭示了宇宙中天体运动的规律。往(wǎng)后的几百(bǎi)年来，当天文学(xué)家们发(fā)现某些天体运行轨道(dào)出现异常(cháng)，不(bù)符合万有引力定(dìng)律的(de)时候，他(tā)们就会(huì)知道，周(zhōu)围一(yī)定(dìng)有(yǒu)未知的天(tiān)体通过引(yǐn)力在摄(shè)动它(tā)的轨道。比如(rú)在(zài)1846年(nián)，奥本勒维耶(yé)就(jiù)通过(guò)天(tiān)王星运(yùn)行轨道的(de)异常，推算(suàn)并且发现了海王星的存在。另外，哈(hā)雷(léi)彗(huì)星、冥王(wáng)星的发(fā)现(xiàn)都是(shì)应用万有引力定律所取得重大(dà)天文成就的(de)例(lì)子。但是这些发现都是在(zài)恒星系统的尺度当中，可当我们(men)上升到星系(xì)或者是星团的尺度，事情(qíng)就开始(shǐ)变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗(fú)里茨(cí)兹威基正在研(yán)究和测量后(hòu)发(fā)星系团的质(zhì)量。这是一个由数(shù)千个(gè)星系所组成的(de)巨大星系(xì)团，这些(xiē)星系(xì)被引力束缚在一起(qǐ)。测量星(xīng)系团的质量一般会使用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其(qí)质量的(de)范围。

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

第二种是动力学质量的(de)计算，是利用光谱红移测(cè)量星系团中的(de)各个星系相对于星系(xì)团的(de)运动(dòng)速(sù)度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹(zī)威(wēi)基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度(dù)学质(zhì)量(liàng)”的400倍。这意(yì)味着(zhe)，后发座(zuò)星系团(tuán)有(yǒu)99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的质量并不(bù)以可见光(guāng)的形(xíng)式(shì)所(suǒ)存在(zài)，我们无(wú)法看(kàn爬山是什么性暗示，男女常用的7句性暗示语)到(dào)。最诡异的是，在测量(liàng)速度的(de)过程中(zhōng)，兹(zī)威(wēi)基发现星系团中(zhōng)很多星系的(de)速度比(bǐ)理论上要(yào)快得多，按照牛顿的运动学定(dìng)律(lǜ)，仅靠这些可见(jiàn)星系的质量所产生(shēng)的引力是无法将它(tā)们束缚在(zài)星系(xì)团内的，它们早(zǎo)就(jiù)应该(gāi)被抛出星系团(tuán)之(zhī)外了，除非有一(yī)种神秘的力量在起作用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了(le)这样部(bù)分不可见的(de)暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是它们却(què)占据着宇(yǔ)宙(zhòu)中绝(jué)大(dà)部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样的(de)一(yī)种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质(zhì)”这个(gè)词(cí)才再(zài)一(yī)次(cì)出(chū)现。天(tiān)文学(xué)家维(wéi)拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特福特在(zài)观测仙女(nǚ)座星(xīng)系中的(de)恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中心越(yuè)远的恒星在其轨(guǐ)道(dào)上的运(yùn)行速度(dù)就会越慢。但是(shì)他(tā)们观测的(de)结果却(què)让人(rén)感到不可思议(yì)。

随着与中心距离的(de)增加(jiā)，恒星的旋转(zhuǎn)速度(dù)几乎(hū)保持不变。可是(shì)根据牛顿的(de)万有引(yǐn)力定律，在星系当中(zhōng)如果没有(yǒu)足够大(dà)的质量(liàng)来吸引它(tā)们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中(zhōng)了。基(jī)于这种现象(xiàng)，科学家们会使用一(yī)种相对标准的方法来解释暗物质的(de)存在，这种方(fāng)法就是测量星系(xì)当中(zhōng)气体(tǐ)在(zài)X轴上距离(lí)星系中心(xīn)的(de)距离(lí)，以(yǐ)及在Y轴(zhóu)上气体的旋(xuán)转速(sù)度。如果(guǒ)出现(xiàn)异常(cháng)的结果，就认(rèn)为是由(yóu)暗物(wù)质的力量进入其中。

于是科学家(jiā)们通过射电望远镜(jìng)测(cè)量了距离星系(xì)中心更远(yuǎn)距离的氢元(yuán)素，发(fā)现它们的旋转速度并不符合牛顿(dùn)的力学(xué)定(dìng)律。我们的太阳系也不例外，太阳系位(wèi)于银河(hé)系的第三悬(xuán)臂(bì)之上(shàng)，距离银河系中心2.6万光(guāng)年，根据万有引力(lì)定律进(jìn)行计算，太阳系的(de)运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的(de)速度围绕银河(hé)系旋转，这(zhè)个实际速度(dù)远远大于(yú)理(lǐ)论速(sù)度，那(nà)么产(chǎn)生以上这种向心(xīn)加速(sù)度(dù)的原因很可能就是存在(zài)着一种我们看不到的(de)物(wù)质，是这些暗物质的引力效应将星系(xì)聚集在了一起。

也是(shì)从这时开始(shǐ)，越来(lái)越多的研究人员开始相信暗物质的(de)存在。科学家根据星(xīng)系外恒星轨道的(de)速度，估算在(zài)星系当中暗物(wù)质(zhì)的质量占整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是唯一可(kě)以解(jiě)释这个现象的(de)原因(yīn)。在(zài)一项新的研究当中，科学家们发(fā)现，几乎没有引力(lì)效应的遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上(shàng)的微小差(chà)异(yì)。另(lìng)外，天文学家还发现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地(dì)球大约2.5亿光年，大(dà)小(xiǎo)和银(yín)河(hé)系不(bù)多(duō)，但是星(xīng)系(xì)当中存在的恒星数量却只有银河系的千(qiān)分之一(yī)。

所以在理论上，该星系必(bì)须存在暗物质，否(fǒu)则(zé)就会分(fēn)崩离析。但是科学家们使用最(zuì)先进的(de)望远镜对其进(jìn)行(xíng)了(le)40个小(xiǎo)时的详细测量之后，发现星系中(zhōng)的(de)恒星(xīng)运动是(shì)可以用正(zhèng)常的(de)物质(zhì)和力(lì)学定律来(lái)解(jiě)释(shì)的。那(nà)么又有人提出，也许(xǔ)该(gāi)星系的暗物质，已经(jīng)被附(fù)近的另一个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有(yǒu)任何星系存在。造成这些现象的除了(le)暗物质(zhì)的假说之外(wài)，另一种可能就是人类(lèi)对引(yǐn)力的(de)理解还(hái)不够全面，引力很可能在不同尺(chǐ)度(dù)空(kōng)间中的(de)工作方式(shì)是不同(tóng)的，这意(yì)味着在行星系尺(chǐ)度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所(suǒ)理解(jiě)的方(fāng)式运动。但是上升到星(xīng)系和星团的(de)尺(chǐ)度(dù)，引力之间的相互作用则是不同的方式。对于在星系团之间的(de)相互作用，科(kē)学(xué)家(jiā)还引(yǐn)入了外(wài)部(bù)场效应(yīng)的(de)概念，指的(de)是在数百万光年的规模上，巨大的(de)质量之(zhī)间会产(chǎn)生对彼此特殊的效果，这个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙(méng)德理(lǐ)论(lùn)成立，这意(yì)味着我们需要对现在的物理定律进行修正，这些发现也让(ràng)很多人认(rèn)为暗物质假说理(lǐ)论就此终结(jié)。但是在宇(yǔ)宙当(dāng)中还(hái)有关于暗物质存在(zài)的其他的理论(lùn)证据，这些理(lǐ)论证据是蒙(méng)德理(lǐ)论所(suǒ)没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组成，类似这样的(de)星(xīng)团(tuán)，它(tā)们大部分(fēn)的普通质(zhì)量都在(zài)星系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰(pèng)撞(zhuàng)的时候(hòu)，星(xīng)际气(qì)体(tǐ)的相互(hù)作(zuò)用就(jiù)会导(dǎo)致温度的急剧(jù)升高，速度(dù)大幅降(jiàng)低。所以在(zài)理论(lùn)上(shàng)，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大部分的质量(liàng)将位(wèi)于所有(yǒu)这(zhè)些气体所在的(de)中间区域。那么(me)我们(men)通过什么(me)来验(yàn)证它的质量区(qū)域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜传(chuán)回了宇宙(zhòu)当中第一(yī)张全(quán)彩的高清照片(piàn)，在照(zhào)片中我们可以明(míng)显地(dì)看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨(jù)大的形变(biàn)。其实这(zhè)些星(xīng)系本身(shēn)并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望(wàng)远镜(jìng)出了什么(me)问题，而是这样(yàng)极遥(yáo)远(yuǎn)的天体和我们地球上的观(guān)测者之(zhī)间。被一个质量超级(jí)巨(jù)大的天体遮挡(dǎng)，这个超大质量的东(dōng)西的引(yǐn)力，会(huì)使身后(hòu)更遥远(yuǎn)星系的(de)光都发(fā)生了扭(niǔ)曲(qū)。这个(gè)现(xiàn)象(xiàng)就是引(yǐn)力透镜(jìng)效应。这(zhè)个巨大的(de)天体(tǐ)可能是超大质量的(de)黑洞(dòng)或(huò)者(zhě)是暗物(wù)质。

所以当人(rén)们对子弹星(xīng)系团观测的(de)时候，发(fā)现它的大质(zhì)量区域并不是在中间，而是在两(liǎng)侧(cè)。所以最好的(de)解(jiě)释方法就是当(dāng)星(xīng)团(tuán)发生(shēng)全部的碰(pèng)撞时，可被观测到的质量(liàng)气体被卡在(zài)了中间，暗物质则直接(jiē)通过了这个区域，并在两边形(xíng)成了引力透镜。对(duì)子弹(dàn)星系团的引(yǐn)力(lì)透镜研究也被认为是暗(àn)物质存(cún)在的迄(qì)今为止最好(hǎo)的(de)理论(lùn)证据。

除此(cǐ)之外，还有来(lái)自(zì)宇宙当中最古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后，可(kě)见光终于可(kě)以畅通(tōng)无阻地穿(chuān)越在宇(yǔ)宙当中了。经过(guò)了130多亿年之(zhī)后，这(zhè)些光在宇宙(zhòu)空间背(bèi)景上留下了各相同性的(de)微波辐射。其(qí)中红色的部(bù)分(fēn)表(biǎo)示温(wēn)度(dù)较(jiào)高的区域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷的区(qū)域，但实际上它(tā)们之(zhī)间的温差只有万分之一。

科学(xué)家们通过对前景背景分离(lí)后的(de)二值图(tú)像(xiàng)进行连(lián)通(tōng)域提(tí)取和标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起(qǐ)来不应(yīng)该是(shì)这样的(de)，而随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值(zhí)，我们需要(yào)的暗物质大约是普通物质(zhì)的5倍。这个数字与(yǔ)解释(shì)星系当中恒星运动所需要(yào)的暗(àn)物质比例(lì)是(shì)一致的。这(zhè)就意味着。

用(yòng)了一个(gè)简单的(de)理论框架，就很好地(dì)解释(shì)了很(hěn)多不同的观测(cè)结果。而(ér)暗物(wù)质的本质(zhì)就是宇宙当(dāng)中存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们不参(cān)与任(rèn)何其他(tā)的(de)电磁(cí)作用(yòng)，只通过引(yǐn)力来相互作用。所(suǒ)以(yǐ)如果(guǒ)能够找到这种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相(xiāng)当(dāng)于(yú)找到(dào)了(le)暗物质存在的实际证(zhèng)据。这(zhè)种粒(lì)子到底是什(shén)么？科学家们已经提出了数十(shí)种的假想目标，而要寻找(zhǎo)这些不同的(de)目(mù)标粒子所需要的实验方式也不相同。在(zài)过去的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找这(zhè)些看(kàn)不见、摸(mō)不(bù)到，几乎不会与常规(guī)物质(zhì)相互作用的“暗物(wù)质(zhì)”，科学家们已经进行(xíng)了超过50次的实验，却没有任(rèn)何实质性的发现，除了一个地(dì)方，意大利的格兰萨(sà)索山(shān)，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的(de)地下矿井当(dāng)中，藏着(zhe)地球上最(zuì)大的地学实(shí)验(yàn)室，这(zhè)个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一(yī)个三层楼高(gāo)的探(tàn)测器，一直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周(zhōu)期性震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来(lái)，这(zhè)里的科学家声(shēng)称观测到(dào)了某种(zhǒng)信(xìn)号。经过了20多年的数据收集(jí)，人们发现了一个(gè)有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然(rán)后(hòu)在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样(yàng)。一些(xiē)科学(xué)家认为(wèi)这(zhè)可能是人类(lèi)发现暗物质的第一个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会产生周期性(xìng)的年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了(le)太阳系正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒(miǎo)的(de)速度围绕着(zhe)银河系进行移动(dòng)，那么如果暗物(wù)质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这(zhè)样的速度在穿(chuān)越着暗物(wù)质流(liú)，这个过程中(zhōng)会(huì)产(chǎn)生相应的振荡，同(tóng)时(shí)地球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳进(jìn)行旋(xuán)转。所以有(yǒu)半年(nián)的(de)时间，地球围(wéi)绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕银河系的方向(xiàng)是一致的(de)，而另外半年则(zé)与之相反。

而在6月份的时候，地(dì)球与太阳的方向(xiàng)正好达到完(wán)全一致，这是理(lǐ)论上地(dì)球(qiú)穿越(yuè)暗物(wù)质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实(shí)际的(de)情(qíng)况中，太阳系(xì)相对(duì)银河系的平面呈现了(le)60度的倾斜，但(dàn)是这(zhè)并不(bù)影响这(zhè)个理论的有效性(xìng)。

因此科学家认(rèn)为(wèi)这可(kě)以(yǐ)用来解(jiě)释，研究(jiū)人员们(men)所观测到(dào)的(de)周期性(xìng)信号。当(dāng)然(rán)也可(kě)能(néng)有其他的(de)情况，造成(chéng)这种(zhǒng)年度(dù)周(zhōu)期信(xìn)号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水(shuǐ)分、高(gāo)山上的积(jī)雪，甚(shèn)至连意(yì)大利游(yóu)客的数量(liàng)也符合这个周(zhōu)期的(de)规(guī)律。

所以(yǐ)，科学家(jiā)们又(yòu)在南半球建(jiàn)立了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的实验室(shì)正好(hǎo)相反，而在(zài)这里，地球穿过暗物(wù)质(zhì)流的运动特征和第一(yī)个实验室是一样的。

因此，如果在(zài)这里可(kě)以得到相同的信号，就爬山是什么性暗示，男女常用的7句性暗示语可(kě)以成为暗物质所存在的(de)非(fēi)常有力(lì)的证据了。但是由于这(zhè)个实验(yàn)室刚刚(gāng)建成(chéng)不久，所(suǒ)以(yǐ)截至目前还(hái)无法提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它(tā)的主镜大小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远镜(jìng)相(xiāng)同，但它的宽视(shì)场仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍(bèi)。南希(xī)格雷斯(sī)罗曼太空(kōng)望远镜其中(zhōng)一个关键的(de)用途就是探索暗物(wù)质(zhì)背后的奥秘，对于探测的(de)结果，我们(men)只能拭目以(yǐ)待了(le)。费米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存(cún)在，它们极有(yǒu)可(kě)能拥有另一种神秘(mì)的效应，这种(zhǒng)暗(àn)物质效应，会支持(chí)宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或(huò)者说(shuō)是生命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果(guǒ)这一理论(lùn)得到进一步的证实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗(àn)物质会不(bù)会意味着(zhe)人(rén)类并不(bù)孤单(dān)呢(ne)？或(huò)许在宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落(luò)的行星上，暗物质正在通过(guò)这(zhè)样的效应创造生(shēng)命。当(dāng)然，这些推(tuī)论的大前提是(shì)要先找到(dào)暗物质存在的实际证(zhèng)据(jù)。那么小伙伴们(men)，你们觉得(dé)暗物质到底存不存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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