宇宙(zhòu)是“人为制造(zào)”的？为(wèi)何(hé)会存在(zài)科学无(wú)法(fǎ)解释的“暗(àn)物(wù)质”？暗物质又究竟(jìng)是什(shén)么？人类为(wèi)了寻(xún)找(zhǎo)暗物(wù)质存(cún)在的(de)证据，科学家(jiā)们在过去的几十年当中进行了超过50次的长(zhǎng)期实验(yàn)，但(dàn)是却没有(yǒu)发(fā)现任何(hé)的(de)有效证据。除了一个(gè)地方，在1687年出版的(de)自然哲学(xué)数学原(yuá蒙古女人为什么不能碰n)理(lǐ)一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万(wàn)有引力定律(lǜ)，它揭示(shì)了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往后的几百年来(lái)，当(dāng)天文学(xué)家(jiā)们发现某些天(tiān)体运(yùn)行轨道出现异(yì)常(cháng)，不符合万有引力定律的时候，他们(men)就会知道，周围一定有(yǒu)未知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就(jiù)通(tōng)过天王星运(yùn)行(xíng)轨道(dào)的异(yì)常(cháng)，推算并(bìng)且发现(xiàn)了海王星的存在。另(lìng)外，哈(hā)雷(léi)彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用万有引力定律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但是这些(xiē)发现都是在恒星(xīng)系(xì)统的尺度当中，可(kě)当我们(men)上升到星系(xì)或(huò)者是星团的尺(chǐ)度，事情就开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨(cí)兹威基正在研究(jiū)和(hé)测量后发星系团(tuán)的质量。这是一个由数千(qiān)个星系所组成的巨大星系团，这些(xiē)星系被引力束缚(fù)在一(yī)起。测量星系团(tuán)的质量(liàng)一(yī)般会使(shǐ)用到两(liǎng)种(zhǒng)方法，当(dāng)两种(zhǒng)方法(fǎ)结果一致，就可以(yǐ)确(què)定其质量的范围。

第一种是获得其"光(guāng)度(dù)学的(de)质量"，需要(yào)的数据是测量(liàng)各个星系(xì)的光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计算(suàn)，是利(lì)用光谱红移测量星系团(tuán)中的各个星系相对于(yú)星系团的(de)运动速(sù)度。当(dāng)测(cè)量结果(guǒ)出(chū)来之后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力学质量(liàng)”竟(jìng)然是(shì)“光度学(xué)质量”的400倍。这意(yì)味着，后发(fā)座星(xīng)系团有(yǒu)99%的质量(liàng)消(xiāo)失(shī)了，或者说这99%的质量并不以可见光的形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡异的是，在测(cè)量速(sù)度的过程中，兹威基(jī)发(fā)现星系(xì)团中很多星系的速度(dù)比理论上(shàng)要快得多，按照(zhào)牛顿(dùn)的运动(dòng)学定(dìng)律(lǜ)，仅靠(kào)这些可(kě)见星系的质量所产(chǎn)生(shēng)的引(yǐn)力是(shì)无(wú)法(fǎ)将它们束缚在(zài)星(xīng)系团(tuán)内(nèi)的(de)，它们早就应该被抛出星系(xì)团之外了，除(chú)非有(yǒu)一种神秘的力量(liàng)在起作用，这种(zhǒng)力量来源于某种(zhǒng)隐形的物质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样部(bù)分不可见的暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的(de)质量。只是当(dāng)时的人们对这(zhè)样的一种说法不屑(xiè)一(yī)顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次出现。天文(wén)学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观(guān)测(cè)仙女座星系中的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论上来说，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运行(xíng)速度就会越慢(màn)。但是他们观(guān)测的结果却让(ràng)人感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转速(sù)度几乎保持不变(biàn)。可是(shì)根(gēn)据牛顿的万有引(yǐn)力定律，在星系当中如(rú)果(guǒ)没有(yǒu)足够大的质量来吸引它们，这些外围的(de)恒星早就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙当中了。基于这(zhè)种现象，科学家们会(huì)使(shǐ)用(yòng)一种相对标准的方法(fǎ)来(lái)解释暗物质的存在(zài)，这种(zhǒng)方法就是测量星系当中气体在X轴上(shàng)距离星(xīng)系中心(xīn)的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体(tǐ)的(de)旋转速度。如(rú)果(guǒ)出现异常的结(jié)果(guǒ)，就认为是由暗物质的(de)力量进入(rù)其(qí)中。

于是科学家们通过(guò)射(shè)电望远镜(jìng)测量了距离(lí)星系(xì)中心更远距离的氢元素，发现它(tā)们的旋(xuán)转速(sù)度并不符合牛顿(dùn)的力学定(dìng)律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系(xì)的(de)第三(sān)悬臂之上，距离银河系中心2.6万光(guāng)年，根据万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律进(jìn)行计算(suàn)，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际(jì)上(shàng)，太阳(yáng)系(xì)正在以220千米(mǐ)/秒的速蒙古女人为什么不能碰度(dù)围绕银河(hé)系(xì)旋转(zhuǎn)，这个实际(jì)速度远(yuǎn)远大于理论速度，那么(me)产(chǎn)生以上这种向心加(jiā)速度的原(yuán)因很可能就是存在着(zhe)一(yī)种(zhǒng)我们看不到的(de)物质，是这些(xiē)暗(àn)物质的引力效(xiào)应(yīng)将星系聚集(jí)在了(le)一起。

也是从这(zhè)时开始，越来(lái)越多的研究人员开始相信暗物质(zhì)的存在。科学(xué)家根据星系(xì)外恒星轨道的速度，蒙古女人为什么不能碰估算在星(xīng)系当中(zhōng)暗物质的质量占整(zhěng)个星(xīng)系质量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质(zhì)并不(bù)是(shì)唯一可(kě)以解释这个现象的原因。在一项新的研(yán)究当(dāng)中(zhōng)，科(kē)学家们发现，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥远恒(héng)星之(zhī)间，也会出现速(sù)度上(shàng)的微小差异。另外(wài)，天文学(xué)家(jiā)还(hái)发现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距(jù)离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银河系不(bù)多(duō)，但是星系当中存在的恒星数量却只(zhǐ)有银河系的千分之(zhī)一。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗(àn)物质，否则就会(huì)分崩离析。但是科学(xué)家们(men)使用最先进的(de)望远(yuǎn)镜对其(qí)进行了40个小时的详细测(cè)量之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的物质和(hé)力(lì)学定律来解释的。那么又(yòu)有人(rén)提出，也许该星系的暗物(wù)质(zhì)，已经被附近(jìn)的另一个大星系剥离(lí)了。奇(qí)怪(guài)的是，它的附(fù)近(jìn)没(méi)有任何星系存在。造成这些(xiē)现象的(de)除(chú)了暗物质的假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可能就是(shì)人类对引力的理(lǐ)解(jiě)还不够全面，引力很(hěn)可(kě)能在不同尺度空间中(zhōng)的工作方式(shì)是(shì)不(bù)同的，这意(yì)味着在行星系(xì)尺度中的天体(tǐ)会(huì)沿(yán)着它(tā)们的轨道，按照我(wǒ)们(men)所理(lǐ)解的方式运(yùn)动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间(jiān)的相互作用则是不同的方式。对(duì)于在星系(xì)团之(zhī)间的(de)相互作用，科(kē)学家还(hái)引入了外部场效应(yīng)的概念，指的是在数百万光(guāng)年的规模上，巨大的质(zhì)量之间会产生对彼此特(tè)殊的(de)效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立(lì)，这意味(wèi)着我们需(xū)要对现在的物理定律(lǜ)进行修正，这些发现(xiàn)也让很多人(rén)认为暗物质假说理(lǐ)论就此终结。但是在(zài)宇(yǔ)宙当中还(hái)有关于(yú)暗物质存在的其(qí)他(tā)的理论证据，这些(xiē)理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)是蒙(méng)德(dé)理论所没法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星(xīng)系团，由两(liǎng)个碰撞的(de)星(xīng)系团所组(zǔ)成，类似这样的星(xīng)团，它们大部分(fēn)的普(pǔ)通(tōng)质量都在星系(xì)的气(qì)体当中。当(dāng)星团以1000万(wàn)公(gōng)里/小时发生碰撞的(de)时候，星际气体的相互作用(yòng)就(jiù)会(huì)导致温度的急(jí)剧升(shēng)高，速度大幅降低。所(suǒ)以在(zài)理论(lùn)上(shàng)，在碰撞之(zhī)后，子(zi)弹星系团大部(bù)分(fēn)的质量将位(wèi)于所有(yǒu)这(zhè)些(xiē)气(qì)体所在的中(zhōng)间(jiān)区域。那么我们通过什么来验(yàn)证它的质量区域到(dào)底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回(huí)了宇宙当(dāng)中第(dì)一张(zhāng)全彩的高清照片，在照片(piàn)中我们可以明(míng)显(xiǎn)地看(kàn)到(dào)很多星系似乎被拉伸(shēn)产(chǎn)生了巨大的形变(biàn)。其实这些星系本身并不是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而是(shì)这样(yàng)极遥远的天(tiān)体和我(wǒ)们(men)地球上(shàng)的观(guān)测者(zhě)之间。被一个(gè)质量超级巨大的天(tiān)体遮挡(dǎng)，这个(gè)超大质量的东西的(de)引(yǐn)力，会使身后(hòu)更遥(yáo)远星系的(de)光都发生(shēng)了(le)扭(niǔ)曲。这个(gè)现(xiàn)象就是引力透镜效应。这(zhè)个(gè)巨大的天体(tǐ)可(kě)能是超大(dà)质量(liàng)的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所(suǒ)以当(dāng)人(rén)们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质(zhì)量区域(yù)并不是在中(zhōng)间，而是在两侧(cè)。所以最好的解释方(fāng)法就是(shì)当星(xīng)团发(fā)生全部(bù)的碰(pèng)撞时，可被观测到的质量(liàng)气体被卡在了中(zhōng)间(jiān)，暗物质则直接通过了(le)这个区(qū)域，并在(zài)两边形成(chéng)了引力(lì)透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被认为是暗(àn)物质存在的(de)迄今为止最好的(de)理论证据。

除(chú)此之(zhī)外，还(hái)有(yǒu)来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之后，可见光(guāng)终于(yú)可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇(yǔ)宙当(dāng)中了。经(jīng)过了130多(duō)亿年之(zhī)后，这些光在宇宙空间背景上留(liú)下了各相(xiāng)同(tóng)性的微波辐射(shè)。其中红色(sè)的部分表示温度(dù)较高的(de)区(qū)域，蓝(lán)色则表示相(xiāng)对(duì)较冷的区域，但实际上(shàng)它(tā)们之间的温差(chà)只有万分之一(yī)。

科(kē)学家们通(tōng)过对前景背景分(fēn)离后的二值图像进行连通域提取(qǔ)和标记(jì)之后(hòu)发(fā)现，如(rú)果(guǒ)宇(yǔ)宙当中没(méi)有暗物质(zhì)，图形(xíng)看起(qǐ)来不应该是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度(dù)会(huì)减(jiǎn)小，才(cái)变得看起(qǐ)来“和谐”。为了(le)匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射的测(cè)量值，我们需(xū)要(yào)的暗物质(zhì)大(dà)约是(shì)普(pǔ)通物(wù)质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系当中恒星运动所需要的(de)暗(àn)物质比(bǐ)例(lì)是一致的(de)。这(zhè)就意味着(zhe)。

用了一个简单的理论框架，就(jiù)很好地解释(shì)了很(hěn)多不同的观测结果。而暗(àn)物质(zhì)的(de)本质就是宇宙当中存在着(zhe)某种类型(xíng)的(de)粒子(zi)，它(tā)们不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通过(guò)引力来相互作(zuò)用。所以如(rú)果能够(gòu)找到这种粒(lì)子(zi)的存在，就相当于找(zhǎo)到了暗物(wù)质存在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是(shì)什么(me)？科学家们已经(jīng)提出(chū)了数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目(mù)标，而要寻找这些不同的目标粒(lì)子所需要(yào)的实验方式(shì)也不(bù)相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已经进行(xíng)了超过50次的实验，却没(méi)有任(rèn)何实质性的发(fā)现，除了一个(gè)地(dì)方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏(cáng)着地(dì)球(qiú)上最大的地学实验(yàn)室(shì)，这(zhè)个实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼(lóu)高(gāo)的(de)探测器(qì)，一直致力于(yú)寻找暗物质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里(lǐ)的科学家(jiā)声称(chēng)观(guān)测到了某种(zhǒng)信号(hào)。经过了20多年的(de)数据收集，人们发现(xiàn)了(le)一个(gè)有趣(qù)的事情。探测(cè)率会在每(měi)年的6月份达到峰值，然(rán)后(hòu)在11月降(jiàng)到最(zuì)低(dī)，而且在20年(nián)当中每年都是一样。一些科(kē)学家认为这可能(néng)是人类发(fā)现暗物(wù)质的第一(yī)个(gè)直接证据。

但是为什么暗(àn)物质(zhì)会产(chǎn)生周期性的年度信号(hào)呢(ne)？刚才(cái)我(wǒ)们(men)讲了太阳系正在(zài)以220公(gōng)里/秒的速(sù)度围(wéi)绕着银河系(xì)进行移动，那(nà)么如果暗(àn)物质(zhì)存在(zài)宇宙当中，这意味(wèi)着(zhe)我们也在以这样的速(sù)度在(zài)穿越着暗物质流，这个过程(chéng)中会(huì)产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕(rào)太阳进行(xíng)旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的方向与太阳环绕银(yín)河系的方向是一致的，而另外(wài)半年(nián)则与(yǔ)之相反。

而在6月(yuè)份的时候，地(dì)球与(yǔ)太阳的(de)方向正好达到完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越暗物质流最快的(de)时(shí)段。而在11月份(fèn)，又恰(qià)好达到了最慢值(zhí)。尽管在实际的情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系相对银河系的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但(dàn)是(shì)这并不影(yǐng)响这个理论的(de)有(yǒu)效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用来解释，研究(jiū)人员们(men)所(suǒ)观(guān)测到(dào)的周期(qī)性信号。当然也可能(néng)有(yǒu)其(qí)他的情况(kuàng)，造成这种年度周期信号(hào)的差异也可能是(shì)温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意(yì)大利游(yóu)客的(de)数量也符(fú)合这个周期的规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学家们又在南半球建立了(le)一(yī)个几乎相同的实验室，这(zhè)里的季节(jié)与之前的实验(yàn)室(shì)正好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗物质(zhì)流(liú)的(de)运动特征和第(dì)一个(gè)实验室是一(yī)样的(de)。

因此，如果在这里可以得(dé)到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非常有力的证据了。但是由于这(zhè)个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以(yǐ)截至目(mù)前还无(wú)法提供相(xiāng)应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜(jìng)，这台太(tài)空(kōng)望远镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷(léi)斯(sī)罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的视野是哈勃(bó)红(hóng)外仪器(qì)的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太(tài)空望远镜其(qí)中一个关键的用(yòng)途(tú)就是探索暗物质(zhì)背(bèi)后的奥秘(mì)，对(duì)于探测的(de)结果，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭(shì)目以待了。费米(mǐ)实验室(shì)粒子天体物(wù)理中心的科(kē)学家(jiā)丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬(fēn)研究发(fā)现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另(lìng)一种神秘(mì)的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命(mìng)的诞生，或者说是生命进化的一个重要因(yīn)素。

如果(guǒ)这一理论得到(dào)进一步的证实，那么遍布(bù)宇(yǔ)宙当中的暗物质会不会意(yì)味着人类并不孤单呢？或许在(zài)宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上，暗物(wù)质正(zhèng)在(zài)通过这样(yàng)的效应创造(zào)生命。当然，这(zhè)些(xiē)推(tuī)论的大前提是(shì)要先找到暗(àn)物质存在的(de)实际(jì)证据。那么(me)小伙伴们，你们(men)觉(jué)得(dé)暗(àn)物(wù)质到底存(cún)不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新(xīn)的动(dòng)力(lì)！

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