宇宙是“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何(hé)会存在科学无法解释(shì)的“暗(àn)物质”？暗(àn)物质又究竟是(shì)什(shén)么？人(rén)类为(wèi)了寻找暗物质(zhì)存在的(de)证据，科学家们在过去(qù)的几(jǐ)十年当中进行了超过50次的长(zhǎng)期实验，但是(shì)却(què)没有(yǒu)发现(xiàn)任(rèn)何的(de)有效(xiào)证据。除了一个地方(fāng)，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛(niú)顿发表(biǎo)了万有引力定律，它揭示(shì)了宇宙中天体运动(dòng)的规律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们发(fā)现某(mǒu)些天体运行轨(guǐ)道出现异常(cháng)，不符合万有引力(lì)定律的时候，他们就会知道，周(zhōu)围一(yī)定有未(wèi)知(zhī)的(de)天(tiān)体通(tōng)过引力在摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星(xīng)运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现了海王(wáng)星的存(cún)在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王星(xīng)的发(fā)现都是应用万有引(yǐn)力定律所(suǒ)取得重(zhòng)大天文(wén)成就(jiù)的例子(zi)。但(dàn)是这些发现都(dōu)是在恒星系(xì)统的尺度当中，可(kě)当我们上升(shēng)到(dào)星系或者(zhě)是(shì)星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理(lǐ)学(xué)家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测(cè)量后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千个星系所组成的巨大星系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起。测量星系团(tuán)的质量一般(bān)会使用到两种方法，当(dān巴基斯坦中国人去安全吗，中国人去巴基斯坦安全么g)两种方法结果(guǒ)一致，就(jiù)可(kě)以确(què)定其(qí)质(zhì)量的范(fàn)围(wéi)。

第一(yī)种(zhǒng)是获(huò)得其(qí)"光度学的质量"，需(xū)要的数据是测量各个星系的(de)光度(dù)。

第二种是(shì)动力学质量的计算，是利用光谱红移测量星系(xì)团(tuán)中的各个星(xīng)系相对(duì)于星系团的(de)运动速度。当(dāng)测量结果出来之后，兹威(wēi)基(jī巴基斯坦中国人去安全吗，中国人去巴基斯坦安全么)彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然是“光度(dù)学质量”的(de)400倍。这意味(wèi)着，后(hòu)发座(zuò)星(xīng)系团(tuán)有(yǒu)99%的质量消失了，或者(zhě)说(shuō)这99%的质量(liàng)并不以可见光(guāng)的(de)形式所存(cún)在(zài)，我们无法看到。最诡(guǐ)异的是(shì)，在测量(liàng)速度的过程(chéng)中(zhōng)，兹威基发(fā)现星系(xì)团中很多星系的速度比理(lǐ)论(lùn)上要快得多(duō)，按照(zhào)牛顿的(de)运动学定律，仅靠这些(xiē)可见星(xīng)系的(de)质量所(suǒ)产(chǎn)生的(de)引力是无法将它(tā)们束(shù)缚在(zài)星系团内的，它们早就应该被抛出星系(xì)团之外了，除(chú)非(fēi)有一种神秘的力量在(zài)起作用(yòng)，这种力量来源于某种隐形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维基提出了(le)这样部分不可见的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的(de)人们对这样的一种说法不(bù)屑一顾(gù)。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才(cái)再一(yī)次(cì)出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福(fú)特在(zài)观(guān)测(cè)仙(xiān)女座星系中的(de)恒星运动。理论上来说，距离中(zhōng)心(xīn)越远(yuǎn)的恒星(xīng)在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们观(guān)测的(de)结果却让人感到不可思(sī)议(yì)。

随着与(yǔ)中(zhōng)心(xīn)距离(lí)的增加，恒(héng)星的(de)旋转速度几乎保持不变。可是根据(jù)牛顿的万有引力定律，在星系当(dāng)中如果没有足(zú)够(gòu)大的质量来吸(xī)引(yǐn)它(tā)们，这些外围的恒星早就(jiù)被甩到(dào)宇宙当中了。基于这种现象，科学家(jiā)们会使用一种相对标准的方法来(lái)解释暗物质的存(cún)在，这(zhè)种方法(fǎ)就是测(cè)量星系当(dāng)中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以及在(zài)Y轴上(shàng)气体的(de)旋转速(sù)度。如果出现(xiàn)异常的(de)结果(guǒ)，就认(rèn)为是由暗物质的(de)力量进入其中。

于是(shì)科学家们(men)通过射电(diàn)望远镜测量(liàng)了距离(lí)星系(xì)中(zhōng)心更远距(jù)离(lí)的氢元素，发现它们的旋转速度并不符(fú)合牛顿的力(lì)学定律。我们(men)的太阳系也(yě)不(bù)例外(wài)，太阳系位于银(yín)河系的第(dì)三悬臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年，根据万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)进行计算(suàn)，太(tài)阳系的(de)运(yùn)行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上(shàng)，太(tài)阳(yáng)系(xì)正在以220千(qiān)米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远(yuǎn)远大(dà)于理论(lùn)速度，那么产(chǎn)生以上这种向心加速度的原因很可能就是存在着一种我们看不到的(de)物质(zhì)，是这些(xiē)暗物质(zhì)的引力效应(yīng)将星系(xì)聚集(jí)在了一起。

也(yě)是从(cóng)这时开始，越(yuè)来越多的研(yán)究人员开始相信暗物质的(de)存在(zài)。科学家根(gēn)据星(xīng)系外(wài)恒星轨道的速(sù)度，估算在(zài)星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)暗物质的(de)质量占整个星(xīng)系(xì)质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不(bù)是唯一可以解释(shì)这个现象的原因。在一项新的研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引力效应(yīng)的遥远(yuǎn)恒星之间，也(yě)会出现速度上的微小(xiǎo)差异。另外，天文学家还(hái)发现了一个反常(cháng)的星系(xì)，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大(dà)小和(hé)银河(hé)系不(bù)多，但(dàn)是(shì)星系当中存在的(de)恒星(xīng)数(shù)量却只有银(yín)河系的千分之一。

所以在理论上，该(gāi)星(xīng)系(xì)必(bì)须存(cún)在暗物质，否则(zé)就(jiù)会分(fēn)崩离析(xī)。但(dàn)是科学家们(men)使用最先(xiān)进(jìn)的(de)望远镜(jìng)对其进行了40个(gè)小时的详细测量(liàng)之后，发(fā)现星系(xì)中的(de)恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)是可(kě)以用正常的物质和(hé)力(lì)学定律来解释的。那么又有(yǒu)人(rén)提出，也许该星系的暗物质(zhì)，已经被附(fù)近的另一个大星系剥离了(le)。奇怪的是，它(tā)的附近没(méi)有任何(hé)星系存在。造成这些现象的除了暗物(wù)质的假说之外，另(lìng)一(yī)种可(kě)能(néng)就是人类对引力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空(kōng)间中的工作方式是不同的，这意味着在行星系尺度中的(de)天体(tǐ)会沿着它们的(de)轨道，按照(zhào)我们所理解的方式运动。但是上升到(dào)星系和星团的尺度(dù)，引力之间的相互作用则是不同的方式(shì)。对于在星(xīng)系团之间的相互作用，科学(xué)家还引入(rù)了外(wài)部场效应的概念(niàn)，指的是在数百万光年的规模(mó)上(shàng)，巨大的(de)质量(liàng)之间会产(chǎn)生对彼此特殊的效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的物(wù)理定律进行修正，这些发现也让很(hěn)多(duō)人(rén)认为暗物质假说理论就此终结。但是在(zài)宇(yǔ)宙当(dāng)中还有(yǒu)关于暗物质(zhì)存在的其(qí)他的(de)理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组(zǔ)成，类似(shì)这样的星(xīng)团，它们大部分的普(pǔ)通质(zhì)量(liàng)都(dōu)在星系(xì)的(de)气(qì)体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的(de)时候(hòu)，星际气体的(de)相互作用就会(huì)导致(zhì)温度的急剧升高(gāo)，速度大幅降低(dī)。所以在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星系团大(dà)部分的质(zhì)量(liàng)将位于(yú)所有这些气体所在的中间区域。那么我们(men)通(tōng)过什么来验证它的质(zhì)量区域到(dào)底是不是集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆(mǔ)斯(sī)韦伯太空望远镜传(chuán)回了宇(yǔ)宙(zhòu)当中第(dì)一张(zhāng)全彩的高(gāo)清照(zhào)片，在照片中我们可以明显地看到很多星系似乎被拉(lā)伸产(chǎn)生(shēng)了(le)巨大的(de)形(xíng)变(biàn)。其实这些星(xīng)系(xì)本身(shēn)并不是真的(de)被扭曲(qū)了，也不是韦伯望(wàng)远镜出了(le)什么问题，而(ér)是(shì)这样极遥(yáo)远的(de)天体和我(wǒ)们地(dì)球上的(de)观测(cè)者之(zhī)间。被一个质(zhì)量(liàng)超级巨大的天体遮挡，这个超(chāo)大质量的东西的(de)引力，会使身后更(gèng)遥远星系的光都发生了扭曲。这(zhè)个现象(xiàng)就是(shì)引力透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能(néng)是超大质量(liàng)的黑洞或者是(shì)暗物质。

所(suǒ)以当人们对(duì)子弹(dàn)星系团(tuán)观测的时候，发现它的(de)大(dà)质(zhì)量(liàng)区(qū)域并(bìng)不是在(zài)中间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解(jiě)释方法就是当星团(tuán)发(fā)生全部的(de)碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物质则(zé)直接(jiē)通(tōng)过(guò)了这个区域，并在两(liǎng)边形成了引力透(tòu)镜。对子弹(dàn)星系团的(de)引(yǐn)力(lì)透镜研究也被认为是暗物质存在(zài)的迄今为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老(lǎo)的(de)光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可见光终(zhōng)于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光在宇宙空间(jiān)背景上留下了各相(xiāng)同性的(de)微(wēi)波辐射。其中红(hóng)色的部分表示温度较高的区域，蓝色则(zé)表示相对较(jiào)冷(lěng)的区域(yù)，但(dàn)实际上它们之(zhī)间的温差只有(yǒu)万分之一。

科学家们(men)通过对(duì)前景背景分离后的(de)二值图像进(jìn)行连通(tōng)域提取(qǔ)和标记(jì)之后发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当(dāng)中没有暗物质，图(tú)形(xíng)看起来不应(yīng)该是这样的，而随(suí)着暗(àn)物质的增加，一些峰值的幅度会减小，才变得看起来(lái)“和谐(xié)”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要的暗物(wù)质(zhì)大约是普通(tōng)物(wù)质的5倍。这个数字(zì)与解释星(xīng)系当中恒星运动所需要的暗物质比例是一(yī)致的。这就(jiù)意味着。

用(yòng)了一个简单(dān)的理论框架，就很好地解释(shì)了(le)很(hěn)多不同的观测结(jié)果(guǒ)。而暗物质的本质就是(shì)宇宙当中存在着某种(zhǒng)类型的粒(lì)子(zi)，它(tā)们(men)不(bù)参与任(rèn)何其他的电磁(cí)作用，只通(tōng)过(guò)引力来相互作用(yòng)。所以如果能够找到(dào)这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于(yú)找到了暗物质存(cún)在的实际(jì)证据。这(zhè)种粒子(zi)到(dào)底是什么？科学家们已经(jīng)提出了(le)数十种(zhǒng)的假想目标，而(ér)要寻找这些(xiē)不同的目标粒子所需要的(de)实验方(fāng)式(shì)也(yě)不相同。在(zài)过去的几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与常规(guī)物质相互作用的“暗(àn)物质”，科(kē)学家们(men)已经进(jìn)行(xíng)了(le)超过50次的实验，却没有任何实质性的(de)发现，除了一个地方，意大利的格兰(lán)萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的(de)地下(xià)矿井当中，藏着地球(qiú)上最(zuì)大的地学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三层楼(lóu)高的探(tàn)测器，一(yī)直致力于寻找暗(àn)物质粒子的周期(qī)性震(zhèn)荡(dàng)。

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(nián)的数据收集，人们(men)发(fā)现了一个有趣的事(shì)情。探测率会在每年的6月份(fèn)达到峰(fēng)值，然(rán)后在(zài)11月降到最低(dī)，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家(jiā)认为这(zhè)可能是人类发(fā)现暗物质的第一个(gè)直接证(zhèng)据。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周期性的年(nián)度信(xìn)号呢？刚才我们讲(jiǎng)了(le)太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银河(hé)系进行移动(dòng)，那么如(rú)果(guǒ)暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意味着(zhe)我们也在以这样的速度在穿越(yuè)着(zhe)暗物质(zhì)流，这个(gè)过程(chéng)中(zhōng)会产生(shēng)相应的(de)振荡，同时(shí)地球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行(xíng)旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有半年(nián)的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向(xiàng)与太(tài)阳环绕银(yín)河系(xì)的(de)方向是一致的，而另(lìng)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(dá)到完全一致，这是理论上地球(qiú)穿(chuān)越暗(àn)物质流最(zuì)快(kuài)的时段。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际的情况中，太阳系(xì)相对银河系的(de)平面呈现(xiàn)了(le)60度的倾斜(xié)，但是这并不(bù)影响这(zhè)个理(lǐ)论的有(yǒu)效性。

因此科学(xué)家认为这(zhè)可以用来(lái)解释(shì)，研(yán)究(jiū)人员们所(suǒ)观(guān)测到的周期性(xìng)信号。当(dāng)然也(yě)可(kě)能(néng)有其他的(de)情况(kuàng)巴基斯坦中国人去安全吗，中国人去巴基斯坦安全么，造成这种年度周期(qī)信号的差异也可(kě)能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分、高山上的(de)积雪，甚(shèn)至连意大利游客的数(shù)量(liàng)也符合(hé)这个周期的规律。

所以，科学(xué)家们又在南半(bàn)球建立了一个几乎相同(tóng)的(de)实验室(shì)，这里的(de)季(jì)节(jié)与之(zhī)前的实(shí)验室正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过暗物质流的(de)运动特征和第(dì)一个实验室(shì)是一样的(de)。

因此(cǐ)，如果在这里可(kě)以(yǐ)得到相(xiāng)同的(de)信号，就可以成为(wèi)暗(àn)物质所存在的非常有力的证据了(le)。但是由于这个(gè)实验室(shì)刚刚建(jiàn)成不(bù)久(jiǔ)，所以截至目前还无(wú)法提供相应的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台(tái)新(xīn)的望远镜，这台太空望远镜(jìng)叫做“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽(kuān)视场仪(yí)器提供的视野(yě)是(shì)哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗(luó)曼太(tài)空望(wàng)远镜其(qí)中一个关(guān)键(jiàn)的用途就是探(tàn)索暗物质背后的奥秘(mì)，对(duì)于探测的结果，我们(men)只能(néng)拭目以(yǐ)待(dài)了。费(fèi)米实验室粒子天体物理中(zhōng)心的科学家(jiā)丹琥珀和(hé)贾(jiǎ)森斯特芬研(yán)究(jiū)发(fā)现，如果暗物质(zhì)存(cún)在，它们极有可(kě)能拥(yōng)有另一种神秘(mì)的(de)效应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或者说是(shì)生命进化的一个重(zhòng)要因素(sù)。

如果这(zhè)一理论得到进一步的(de)证实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗物质会不(bù)会意(yì)味着(zhe)人类并(bìng)不孤单(dān)呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角(jiǎo)落的(de)行星上，暗物质正在通(tōng)过这样的效(xiào)应创造生(shēng)命。当然，这些推(tuī)论(lùn)的大前提是要先找到暗物质存在的实际证(zhèng)据。那么小(xiǎo)伙(huǒ)伴们，你们(men)觉得暗物质到(dào)底存不存在(zài)呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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