宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会存在科学无法解(jiě)释的“暗(àn)物质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么？人类为了(le)寻找暗物质存(cún)在的证据，科(kē)学(xué)家们在过去的几(jǐ)十年当中进行了超过50次的长期实验，但是却没(méi)有(yǒu)发现任(rèn)何的(de)有效(xiào)证据。除了一(yī)个地方，在1687年出版的自(zì)然哲(zhé)学数学原理一书中，埃萨(sà)克牛顿发表了万有(yǒu)引力(lì)定律，它揭示了(le)宇宙中天体运(yùn)动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天文学(xué)家们发(fā)现某些(xiē)天体运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引力(lì)定(dìng)律的时候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未知的天体通过引(yǐn)力(lì)在(zài)摄动它的(de)轨道(dào)。比如在1846年(nián)，奥(ào)本勒维耶就通过(guò)天王星运行轨道的异常(cháng)，推(tuī)算并且发现了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现都是(shì)应用万有引力定律所取得(dé)重大天文(wén)成就(jiù)的例子。但是(shì)这些发现都是在恒(héng)星系(xì)统的尺度当中(zhōng)，可当我(wǒ)们上升到星系或者是(shì)星(xīng)团(tuán)的尺度什么是因果论证举例说明句子，什么是因果论证举例说明的方法，事(shì)情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正在研究(jiū)和测(cè)量(liàng)后(hòu)发(fā)星系团(tuán)的(de)质量。这是一个由数千个星(xīng)系所组成的巨大星(xīng)系团，这些星系(xì)被引力束缚在一(yī)起。测(cè)量星系团的(de)质量一般会使用到两(liǎng)种方法，当(dāng)两种方法(fǎ)结果一(yī)致，就可以确(què)定(dìng)其质量(liàng)的范(fàn)围。

第一种是(shì)获得(dé)其什么是因果论证举例说明句子，什么是因果论证举例说明的方法"光度学的质(zhì)量(liàng)"，需(xū)要的数据是(shì)测量各(gè)个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算(suàn)，是利用光谱红(hóng)移测(cè)量星系(xì)团中的(de)各个星系相对于星系团的运动速度。当测量结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹(zī)威基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团(tuán)有99%的(de)质(zhì)量消(xiāo)失了，或者(zhě)说(shuō)这99%的质量并不以可见光的形式所(suǒ)存在(zài)，我们无法看(kàn)到(dào)。最(zuì)诡异的是，在测量(liàng)速度的(de)过程中，兹威基发现星(xīng)系团中很多星系的速度比(bǐ)理论上(shàng)要快得(dé)多(duō)，按照牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些可见星系(xì)的质量所产(chǎn)生的引力是无法将它们束缚在(zài)星系团内的，它们(men)早就应该被抛(pāo)出星(xīng)系团之外了，除非有一种神秘的力量在起作(zuò)用，这种力(lì)量来源于某种隐形(xíng)的物质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样部分不可见(jiàn)的暗质(zhì)，它(tā)不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它(tā)们却占据(jù)着宇宙中绝大部(bù)分的质量。只是当时的(de)人们对这样的一种说法不屑一顾。

直(zhí)到(dào)40年之后，“暗物质”这个词才再(zài)一次出现。天文学家(jiā)维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙女座星系中的恒(héng)星(xīng)运动。理论(lùn)上来(lái)说，距离中心越远的恒星(xīng)在其轨(guǐ)道上的运行速度就(jiù)会越慢。但是他们观(guān)测(cè)的(de)结果却让人感(gǎn)到不可思议。

随着(zhe)与中心距离的(de)增加，恒星的(de)旋(xuán)转速度几乎保(bǎo)持(chí)不变。可是根据牛(niú)顿的(de)万有引力定(dìng)律，在星系当中如果(guǒ)没有足够大的质量来(lái)吸引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们会使用一(yī)种相对(duì)标准的方法来解(jiě)释暗(àn)物质的存在，这种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)就是测量星系当中气(qì)体在X轴上距离(lí)星系中(zhōng)心的(de)距离(lí)，以及在Y轴(zhóu)上(shàng)气体的旋转速度。如果出(chū)现异(yì)常(cháng)的结果，就认为是由暗物质的力量进入其(qí)中。

于是科学(xué)家们(men)通过(guò)射电望远(yuǎn)镜(jìng)测(cè)量了距离星系中心更远距离的氢元素(sù)，发现它们的(de)旋(xuán)转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力(lì)学(xué)定律。我们的太(tài)阳系(xì)也不例外，太阳系(xì)位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距离银(yín)河(hé)系中(zhōng)心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据(jù)万(wàn)有(yǒu)引力定律(lǜ)进行计算，太阳系(xì)的(de)运行速度应该(gāi)是(shì)160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于理论速(sù)度，那么产生以(yǐ)上(shàng)这种向心加速(sù)度的原因很可能就是存在着一种(zhǒng)我们看(kàn)不到的物质，是这些(xiē)暗物质的引力效(xiào)应将星(xīng)系聚集(jí)在了(le)一起。

也是(shì)从(cóng)这(zhè)时(shí)开始，越(yuè)来越多的研(yán)究(jiū)人员开始相(xiāng)信暗物质的存在。科学家根据(jù)星系(xì)外恒星轨道的速度，估(gū)算(suàn)在星系(xì)当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量的85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一(yī)可(kě)以(yǐ)解释(shì)这(zhè)个(gè)现(xiàn)象的原因。在一(yī)项新的(de)研究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒星之(zhī)间，也会出现速度上(shàng)的微小差(chà)异。另外，天文学家还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球大约(yuē)2.5亿(yì)光年，大(dà)小和(hé)银河(hé)系不多，但是(shì)星系(xì)当中存在的恒(héng)星数量却只有银河(hé)系(xì)的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则就(jiù)会分崩离析。但是科学家们使用最先进的望远镜对其(qí)进行了40个(gè)小(xiǎo)时的详(xiáng)细测量之(zhī)后，发现星系(xì)中的(de)恒(héng)星运动是(shì)可以用正常的物质和力学定(dìng)律(lǜ)来解释(shì)的。那么又有人提出，也(yě)许该星系的暗物(wù)质(zhì)，已(yǐ)经被附近(jìn)的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪(guài)的是，它的附(fù)近没有任何星系存(cún)在。造成(chéng)这些现象的除了暗(àn)物质的假说之外(wài)，另一(yī)种可能就是人类对引力(lì)的理(lǐ)解还不够全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间中的工作方式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度中的天(tiān)体(tǐ)会沿着它们的(de)轨道，按(àn)照我们所理解的方式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间的相互作用(yòng)则(zé)是不同(tóng)的(de)方(fāng)式(shì)。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科学(xué)家(jiā)还引入了外部场效应的概(gài)念，指的是在数百万(wàn)光年的规模上，巨大的(de)质量之(zhī)间(jiān)会(huì)产生对彼此特殊(shū)的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理(lǐ)论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理论(lùn)成(chéng)立，这意(yì)味(wèi)着我们(men)需要对现在的物理定(dìng)律进行修正，这(zhè)些发现也让很(hěn)多人(rén)认为暗物质假(jiǎ)说理论就此终结。但是在(zài)宇宙当中还有关(guān)于(yú)暗物质存在(zài)的其他(tā)的理论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙德理(lǐ)论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹星系(xì)团，由(yóu)两个碰(pèng)撞(zhuàng)的星(xīng)系团(tuán)所组成，类似这样(yàng)的(de)星团，它们大部(bù)分的普通(tōng)质量(liàng)都在星系(xì)的气体当中。当(dāng)星团以1000万公里/小时发(fā)生碰撞(zhuàng)的(de)时候，星际气体的相(xiāng)互作(zuò)用就会导(dǎo)致温(wēn)度的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所(suǒ)以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星系团大部分的质(zhì)量将位于所有这些(xiē)气体所(suǒ)在的中(zhōng)间(jiān)区域(yù)。那么我们通过什么来验(yàn)证它的质量(liàng)区域到底(dǐ)是不是集中在(zài)中(zhōng)间呢？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空望(wàng)远镜传回了宇(yǔ)宙当(dāng)中第一张全彩的高清照片(piàn)，在(zài)照片(piàn)中我们可以明显(xiǎn)地看到很(hěn)多星系似(shì)乎被拉伸产生了巨大的(de)形变。其实(shí)这(zhè)些星(xīng)系本身并不是真的(de)被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什么问题，而是(shì)这样极遥远的(de)天体和我们地球(qiú)上的(de)观测(cè)者之间。被一个质量超级巨大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个超大质量(liàng)的东西的引力(lì)，会使(shǐ)身后更遥远(yuǎn)星系的(de)光(guāng)都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜(jìng)效(xiào)应(yīng)。这个巨(jù)大的天体可能是(shì)超大质量的黑洞或者(zhě)是(shì)暗物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系团观测的时(shí)候，发现它的大质量(liàng)区域并(bìng)不是在中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好的解释方法就是当星团发(fā)生全(quán)部的(de)碰(pèng)撞(zhuàng)时(shí)，可被(bèi)观测到的质量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个(gè)区域(yù)，并在(zài)两(liǎng)边(biān)形成了引(yǐn)力透镜。对(duì)子(zi)弹星系团的(de)引力(lì)透镜研究也被认为(wèi)是(shì)暗物质(zhì)存在的迄今为止(zhǐ)最(zuì)好的(de)理(lǐ)论证据。

除此之外(wài)，还有来自(zì)宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光(guāng)终于可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。经过了(le)130多亿年(nián)之后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下了各相同性的微波辐射。其中(zhōng)红色的部分表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的(de)区域，但实际上它们之间(jiān)的温(wēn)差(chà)只有万分(fēn)之一(yī)。

科学家们(men)通(tōng)过(guò)对前景背(bèi)景分离后的(de)二值图像进行连(lián)通域提取(qǔ)和(hé)标记之后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物(wù)质，图形(xíng)看起来不应该(gāi)是(shì)这样的，而随着(zhe)暗物质的增(zēng)加，一(yī)些峰(fēng)值(zhí)的(de)幅度会减(jiǎn)小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景(jǐng)辐射的测量值(zhí)，我们(men)需要的暗物质大(dà)约是普通(tōng)物质的5倍。这个数字(zì)与(yǔ)解释星系(xì)当(dāng)中恒星运动(dòng)所需(xū)要的暗物质(zhì)比(bǐ)例是一致的(de)。这就意味着。

用了一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地解释了很多不(bù)同的(de)观测结(jié)果。而暗物质的本质就是(shì)宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中存在着某种(zhǒng)类型(xíng)的粒子，它(tā)们(men)不参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过(guò)引(yǐn)力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存(cún)在(zài)，就相(xiāng)当于找(zhǎo)到了暗物质(zhì)存(cún)在(zài)的实(shí)际证据。这种粒子(zi)到底(dǐ)是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目标，而要(yào)寻(xún)找这些不同的目标粒子所需(xū)要的实验方式也不(bù)相同(tóng)。在过(guò)去的几十年(nián)当中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不到，几(jǐ)乎不会与常规物质相(xiāng)互(hù)作(zuò)用的“暗物质”，科学家们(men)已经进行了(le)超过50次的(de)实(shí)验(yàn)，却(què)没有任何实质性的发(fā)现，除了(le)一个地(dì)方(fāng)，意大利(lì)的格兰(lán)萨索(suǒ)山(shān)，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米(mǐ)处的(de)地下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地(dì)球上(shàng)最大的地学实验(yàn)室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有(yǒu)一个三(sān)层楼(lóu)高的探测器，一直致(zhì)力于(yú)寻找暗物质粒子(zi)的(de)周(zhōu)期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声(shēng)称观测到了(le)某种信(xìn)号。经过了20多年的(de)数(shù)据收集，人们发(fā)现(xiàn)了一个有趣的事情。探测率(lǜ)会在(zài)每年的6月份达到峰值，然后在(zài)11月(yuè)降到最低，而(ér)且在20年(nián)当中(zhōng)每年都是一(yī)样(yàng)。一些科学(xué)家认为这可能(néng)是人类(lèi)发(fā)现暗(àn)物(wù)质(zhì)的第一个直接(jiē)证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产(chǎn)生周期性的年度信号呢？刚才我们(men)讲了太阳(yáng)系正在(zài)以220公里/秒的速度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这(zhè)样的速度在(zài)穿越着暗物质流，这什么是因果论证举例说明句子，什么是因果论证举例说明的方法个过程中会(huì)产生(shēng)相应(yīng)的振(zhèn)荡，同(tóng)时地(dì)球又以30公里/秒的速度围绕太(tài)阳进行旋(xuán)转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的(de)方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正好达到完全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗物质流最(zuì)快的时段。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实(shí)际(jì)的情况中，太(tài)阳(yáng)系相对银河系的平面呈(chéng)现(xiàn)了60度的倾斜(xié)，但是(shì)这并不影响这个理论的有(yǒu)效性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的周期性信号。当(dāng)然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这(zhè)种年(nián)度周期信号的差异也(yě)可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分(fēn)、高山上(shàng)的积雪，甚(shèn)至连(lián)意(yì)大利游客的数量也符合这个(gè)周(zhōu)期(qī)的规律(lǜ)。

所以，科学家们(men)又在南(nán)半球建立了(le)一个几(jǐ)乎相同的实(shí)验室，这里的季(jì)节与之(zhī)前(qián)的实(shí)验室正好相(xiāng)反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物质(zhì)流的运动(dòng)特征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如(rú)果在这里可(kě)以得(dé)到相同的信号(hào)，就(jiù)可以(yǐ)成为暗物质所(suǒ)存在的非(fēi)常有(yǒu)力的证据了。但(dàn)是由于这个实验(yàn)室(shì)刚(gāng)刚建成不久，所以(yǐ)截至目前(qián)还无法提(tí)供相应(yīng)的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新(xīn)的望(wàng)远镜，这台太空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器提供(gōng)的视(shì)野(yě)是哈勃(bó)红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其(qí)中一(yī)个关键的用(yòng)途就(jiù)是(shì)探(tàn)索暗(àn)物质背(bèi)后的(de)奥(ào)秘(mì)，对于探测的结果，我们只能拭目以待(dài)了。费米实(shí)验室粒(lì)子天体(tǐ)物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗(àn)物(wù)质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神(shén)秘的效应，这种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或(huò)者(zhě)说是(shì)生命进化(huà)的一个重(zhòng)要(yào)因(yīn)素。

如果这一理论得到进(jìn)一步的证(zhèng)实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质(zhì)会不会意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当(dāng)中某(mǒu)个(gè)角落的行星上，暗物质正在(zài)通过(guò)这样的效应创造生命。当然，这些推论的(de)大前提是(shì)要先找到暗物(wù)质(zhì)存在的实际证据(jù)。那么小伙伴们(men)，你们觉得暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，你的支持是我更新的(de)动(dòng)力！

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