宇宙是“人为制(zhì)造”的？为何(hé)会存在科学无(wú)法解释的(de)“暗物质”？暗(àn)物(wù)质(zhì)又究竟(jìng)是什么？人(rén)类为了寻(xún)找暗物(wù)质存在的证据，科学家(jiā)们在过(guò)去的(de)几十年当中(zhōng)进(jìn)行了超过50次的长期实验(yàn)，但是(shì)却没(méi)有发现任何的有效证据。除了(le)一个地方，在(zài)1687年出(chū)版的(de)自(zì)然(rán)哲学数学原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发(fā)表了万有(yǒu)引力定律，它(tā)揭示了宇宙中天(tiān)体运动的规律。往后(hòu)的几百年来，当天文学家们(men)发现某(mǒu)些天体运(yùn)行轨道(dào)出现异(yì)常，不符(fú)合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会(huì)知道，周围一(yī)定有(yǒu)未知的天(tiān)体通过引力在(zài)摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王(wáng)星(xīng)运行轨道的异常，推算(suàn)并且发现(xiàn)了海王星(xīng)的存在(zài)。另(lìng)外，哈(hā)雷(léi)彗(huì)星、冥王星的(de)发现(xiàn)都是应用万有引力定律所(suǒ)取(qǔ)得重大(dà)天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星(xīng)系统的尺(chǐ)度当(dāng)中，可当我们上(shàng)升到星系(xì)或者(zhě)是(shì)星(xīng)团的(de)尺度，事情(qíng)就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家弗(fú)里茨(cí)兹威(wēi)基正在(zài)研究和(hé)测量后(hòu)发星系团的质量。这(zhè)是一个由数(shù)千个星系(xì)所组成的巨大星系团，这些星(xīng)系被引力束(shù)缚在一起。测量星系团的质量一般(bān)会(huì)使用到两种方法，当两(liǎng)种方(fāng)法结果一致，就(jiù)可以确定其(qí)质量的(de)范(fàn)围(wéi)。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质量"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二(èr)种是动(dòng)力学质量的计算，是(shì)利用光谱红移测量星(xīng)系团(tuán)中的各个(gè)星(xīng)系相对于(yú)星系团(tuán)的(de)运动速度。当测(cè)量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的质量并不(bù)以可(kě)见光的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在(zài)测量(liàng)速度的过程中，兹威基(jī)发现星(xīng)系团中很多星系的速(sù)度比(bǐ)理论上要快(kuài)得多，按照(zhào)牛顿(dùn)的运(yùn)动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质量所产(chǎn)生的引力是无(wú)法将(jiāng)它(tā)们束缚在星系团内的，它们早就应该被(bèi)抛出(chū)星(xīng)系团之外(wài)了，除(chú)非有一(yī)种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于某种隐形的(de)物质。

据(jù)此，兹维基提出了这样部分不可(kě)见的(de)暗质，它不发散光、吸(xī)光(guāng)、反射光，但是它们却占据着宇宙中(zhōng)绝大(dà)部分的质(zhì)量(liàng)。只是当时的人(rén)们对这样的(de)一种说法不屑(xiè)一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次出(chū)现。天文学(xué)家维(wéi)拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福特(tè)在观测仙女座星系中的恒星运动(dòng)。理(lǐ)论(lùn)上来说(shuō)，距离中(zhōng)心越远的恒星在其轨道上的(de)运行速度就(jiù)会越慢。但是(shì)他们观测的结果却让人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心距离的增加，恒星的旋(xuán)转速度几乎保持不变。可是根据牛(niú)顿的万有引(yǐn)力定律，在星系当中如果(guǒ)没(méi)有(yǒu)足够大的(de)质量来吸引它们，这些外围的恒(héng)星早就被(bèi)甩(shuǎi)到(dào)宇宙当中了(le)。基于这种现象(xiàng)，科学家们(men)会使用一种相对标准的方(fāng)法来(lái)解释暗物质的存在(zài)，这种(zhǒng)方法就是(shì)测量星系当中气(qì)体在X轴上(shàng)距离星系(xì)中心(xīn)的距(jù)离，以(yǐ)及(jí)在Y轴上气体的旋转速度。如果出现异常的结果，就认为是由(yóu)暗物质的力量进(jìn)入(rù)其中。

于是科(kē)学家们通过射电望(wàng)远(yuǎn)镜测量了距离星(xīng)系中心更远距离的氢(qīng)元素，发(fā)现它们的旋转速度并(bìng)不符合牛(niú)顿的力学定律。我们(men)的太阳系也不例外，太(tài)阳(yáng)系位(wèi)于银河系(xì)的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根据(jù)万有引(yǐn)力定(dìng)律进(jìn)行(xíng)计(jì)算，太阳系的运行速(sù)度应该是160千米(mǐ)/秒(miǎo)，但实际上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的速(sù)度围绕(rào)银河系旋(xuán)转(zhuǎn)，这(zhè)个实际(jì)速度远远大(dà)于理论速度，那么产生以上这种向心加速度的原因(yīn)很可(kě)能就是存在(zài)着一(yī)种我们(men)看不(bù)到的(de)物质(zhì)，是这(zhè)些暗物质的引力(lì)效应将星系(xì)聚集在了一起(qǐ)。

也(yě)是(shì)从这时(shí)开始，越来越多的研究人(rén)员(yuán)开(kāi)始相信暗物质的(de)存(cún)在。科(kē)学家(jiā)根据星(xīng)系外(wài)恒星轨道的(de)速度(dù)，估算在星系当中(zhōng)暗物质的质(zhì)量占整个星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不(bù)是唯一可以解释这(zhè)个现象的原因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引力效应的遥远恒星(xīng)之间，也会出现速度(dù)上的微小差(chà)异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系(xì)，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和银(yín)河系(xì)不多，但是星系当中存在的(de)恒星(xīng)数量(liàng)却(què)只有银河(hé)系的千分之一。

所(suǒ)以在理(lǐ)论上，该星系必(bì)须存在(zài)暗物质(zhì)，否(fǒu)则就会分崩离析(xī)。但是科(kē)学家们使用最先(xiān)进的望远镜对(duì)其(qí)进行了(le)40个小时的详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒(héng)星(xīng)运动是(shì)可以用正常的物质(zhì)和力学(xué)定(dìng)律来解释的。那么(me)又有人提出，也许该星系的(de)暗物质，已(yǐ)经被附近(jìn)的另一个(gè)大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有任何星系(xì)存在(zài)。造成(chéng)这些(xiē)现象的除了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一(yī)种(zhǒng)可能就是人(rén)类对引力的理解(jiě)还不够全(quán)面(miàn)，引力(lì)很可能(néng)在不同尺度空间中的(de)工作(zuò)方式是不(bù)同的(de)，这意味着在(zài)行星系尺度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理解(jiě)的方式运(yùn)动。但(dàn)是(shì)上(shàng)升到星系(xì)和星(xīng)团的尺度，引(yǐn)力之间的相(xiāng)互作(zuò)用则是(shì)不同的(de)方式(shì)。对(duì)于在星(xīng)系团之间的(de)相互作用，科学家(jiā)还引入了外部场(chǎng)效应的(de)概(gài)念，指的是在数百万(wàn)光年的(de)规模上，巨(jù)大的质(zhì)量(liàng)之间会产生(shēng)对彼此特(tè)殊的效果(guǒ)，这(zhè)个理论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我(wǒ)们(men)需要对现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些(xiē)发(fā)现也(yě)让(ràng)很多人认为暗物质假说理论(lùn)就此(cǐ)终结。但是在(zài六加一等于几是什么梗，抖音六加一是什么意思)宇(yǔ)宙当中还有关(guān)于(yú)暗(àn)物质存在(zài)的其他的理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)，这些理论证(zhèng)据(jù)是蒙(méng)德理论所没法(fǎ)解释的“引力(lì)透镜(jìng)”。

径(jìng)向距(jù)离(lí)为37亿光年(nián)的子弹星系团，由两(liǎng)个(gè)碰撞的星系(xì)团(tuán)所组成，类似这样(yàng)的(de)星(xīng)团(tuán)，它们大部分的普通质量都在星系(xì)的气(qì)体当中。当星团以1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时发生(shēng)碰(pèng)撞的(de)时候，星际气体的相(xiāng)互作用(yòng)就会导致温度的(de)急剧升(shēng)高，速度大幅降(jiàng)低(dī)。所(suǒ)以(yǐ)在理(lǐ)论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星(xīng)系团大部分(fēn)的质量将位(wèi)于(yú)所有这些气体所在的(de)中间区域。那么我们通过(guò)什么来(lái)验证它的质(zhì)量区域到底是不是集中在中间呢？前(qián)不(bù)久，詹(zhān)姆斯韦伯太空(kōng)望远镜(jìng)传回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高清(qīng)照片(piàn)，在照(zhào)片(piàn)中(zhōng)我们可以明显地(dì)看(kàn)到(dào)很多星系似乎被拉(lā)伸产(chǎn)生了巨大的形变。其实(shí)这(zhè)些星(xīng)系(xì)本(běn)身并不是(shì)真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球(qiú)上的(de)观(guān)测者(zhě)之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超(chāo)大质量的东西的引力，会(huì)使身后更遥远星(xīng)系的(de)光都发生了扭曲(qū)。这个(gè)现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大(dà)质量的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域并不是在(zài)中间，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释方法就是当星团发生全部的(de)碰(pèng)撞时，可六加一等于几是什么梗，抖音六加一是什么意思被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接(jiē)通过了这个(gè)区(qū)域，并在两边形(xíng)成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的(de)引力透镜研究也被认为是暗物质存(cún)在(zài)的(de)迄今为止最(zuì)好的理论(lùn)证据。

除此之外，还有(yǒu)来自宇宙当中(zhōng)最(zuì)古(gǔ)老的(de)光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于(yú)可以(yǐ)畅通无(wú)阻(zǔ)地穿越在(zài)宇宙(zhòu)当中了(le)。经过了130多亿年(nián)之(zhī)后(hòu)，这(zhè)些光在宇宙空间(jiān)背景上(shàng)留下了各相同性的微波辐(fú)射(shè)。其中红(hóng)色(sè)的部分表(biǎo)示温度较高的(de)区(qū)域，蓝色则表示相(xiāng)对(duì)较(jiào)冷的区域，但实(shí)际上它们之间的温(wēn)差只(zhǐ)有(yǒu)万(wàn)分之一。

科学家们通过对前景背景分离后的二值图像进行(xíng)连通域提取和标记之(zhī)后发现，如(rú)果宇宙当中没(méi)有暗物质，图形看(kàn)起来不应该是这(zhè)样的(de)，而随着暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度(dù)会减小，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐(fú)射(shè)的测量值，我们需要的(de)暗(àn)物质大约(yuē)是普通(tōng)物质的(de)5倍(bèi)。这个数字(zì)与解释(shì)星系(xì)当(dāng)中恒(héng)星运(yùn)动所需要的(de)暗(àn)物(wù)质比例是一致的(de)。这(zhè)就(jiù)意(yì)味着(zhe)。

用了一个简(jiǎn)单的理(lǐ)论框架，就很好(hǎo)地解释了(le)很多不同的观测结(jié)果。而暗物质的本(běn)质就是宇宙(zhòu)当中存在着某(mǒu)种类型的粒(lì)子，它们不(bù)参(cān)与(yǔ)任何其他的电磁(cí)作用，只通过(guò)引力来相互作用。所(suǒ)以如果能够找到(dào)这种粒子(zi)的(de)存在，就(jiù)相当于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒子(zi)到底是什(shén)么(me)？科学家们已经(jīng)提出了数十种的假想目标(biāo)，而要寻(xún)找这些(xiē)不同(tóng)的(de)目(mù)标粒子所需要的实验方式也不相同。在过去的(de)几十(shí)年当中，人类为了寻找这些看(kàn)不见(jià六加一等于几是什么梗，抖音六加一是什么意思n)、摸不(bù)到，几乎不会与常规物(wù)质相互作用的“暗物(wù)质”，科学(xué)家们已经进行(xíng)了超过50次的实验，却没(méi)有(yǒu)任(rèn)何实质性的发(fā)现，除(chú)了一个地方(fāng)，意大利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿(ā)尔(ěr)卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处(chù)的(de)地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大(dà)的地(dì)学(xué)实验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高(gāo)的探测器(qì)，一(yī)直(zhí)致力于寻(xún)找暗物(wù)质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了某种(zhǒng)信号(hào)。经(jīng)过了(le)20多年的数据收集(jí)，人们(men)发现了一个有趣(qù)的(de)事(shì)情。探测率(lǜ)会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在(zài)20年当(dāng)中每年都是一样。一些科学(xué)家认为这可能是人类发现暗物质(zhì)的第一个直接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产生(shēng)周期性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚才我(wǒ)们(men)讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银河(hé)系进行移动，那么(me)如(rú)果暗(àn)物质存在宇(yǔ)宙当中(zhōng)，这意味着我们(men)也在以这样的速(sù)度在穿(chuān)越着暗物质流，这(zhè)个过程(chéng)中会产生相应(yīng)的振荡(dàng)，同(tóng)时地球(qiú)又(yòu)以30公里/秒的速度围绕(rào)太阳(yáng)进行旋转。所(suǒ)以有半年的(de)时间，地球围(wéi)绕太阳的(de)方向与太(tài)阳环绕银河系的方向是一致的，而另外半年(nián)则与之相(xiāng)反。

而在6月份(fèn)的时(shí)候，地(dì)球与太阳(yáng)的方向正好达(dá)到(dào)完全一致，这是理论上(shàng)地球穿越暗物(wù)质流(liú)最快的时段。而在11月份，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管在实(shí)际的情况中，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈(chéng)现(xiàn)了60度(dù)的(de)倾(qīng)斜，但是(shì)这并不影(yǐng)响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科学家认(rèn)为这可(kě)以用(yòng)来解释，研究(jiū)人员(yuán)们所观测到的周期性(xìng)信(xìn)号。当然也(yě)可能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度(dù)周期信(xìn)号的差异也可能(néng)是温度、湿(shī)度(dù)、土壤中的(de)水分(fēn)、高山(shān)上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客的数量也符(fú)合这个周(zhōu)期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球建立了一个几(jǐ)乎相同(tóng)的实验室，这里的季节与之(zhī)前(qián)的实验室正(zhèng)好相(xiāng)反，而(ér)在这里，地球穿过(guò)暗物(wù)质流的运动特征(zhēng)和第一个实验室是一样(yàng)的(de)。

因此，如果在这里可以得(dé)到相同的(de)信号，就(jiù)可以(yǐ)成为暗物质(zhì)所存(cún)在的非常有(yǒu)力的证(zhèng)据了。但是(shì)由于(yú)这(zhè)个实验室刚刚建成不(bù)久，所(suǒ)以截至目前还无法提供相应的数据支持。另(lìng)外，在(zài)2025年，NASA将会发(fā)射(shè)一(yī)台新(xīn)的望(wàng)远(yuǎn)镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈(hā)勃(bó)望(wàng)远镜相同(tóng)，但它的宽(kuān)视(shì)场仪器提供的视野是哈(hā)勃红(hóng)外(wài)仪器(qì)的100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗曼太(tài)空望远镜其中一(yī)个关键的用途就是(shì)探(tàn)索(suǒ)暗(àn)物质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测的结果，我们只能拭目以待了。费(fèi)米实(shí)验(yàn)室粒(lì)子天(tiān)体物(wù)理中心(xīn)的科学家丹(dān)琥珀和贾森(sēn)斯(sī)特(tè)芬研(yán)究发现，如果暗物质存在，它(tā)们极(jí)有可能拥有另(lìng)一种神秘的(de)效应(yīng)，这(zhè)种(zhǒng)暗物(wù)质效(xiào)应，会支持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或者说是生命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果这(zhè)一理论得到(dào)进一(yī)步(bù)的证实(shí)，那么遍(biàn)布宇宙(zhòu)当中的暗物(wù)质会不会意味着人(rén)类(lèi)并不孤单呢？或许在宇宙当中某个(gè)角(jiǎo)落的(de)行(xíng)星(xīng)上(shàng)，暗(àn)物质正在通过这样的效应创(chuàng)造生命。当然(rán)，这些(xiē)推论的大前提是要先找(zhǎo)到暗物质存在的(de)实际(jì)证据。那么小伙(huǒ)伴(bàn)们(men)，你们觉得(dé)暗物质到底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的(de)支持是我更新(xīn)的动力！

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