宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何(hé)会存在科学无法解(jiě)释的“暗物(wù)质”？暗物质又究(jiū)竟是(shì)什么(me)？人类为了寻找暗物(wù)质存在的证据，科学家(jiā)们在过去的几十年当中进行了(le)超过50次的(de)长期实验，但是(shì)却没有发现任何的有效证据。除了一个地方(fāng)，在1687年出(chū)版(bǎn)的自然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表了万有引(yǐn)力定律(lǜ)，它(tā)揭示了宇宙中天体运动(dòng)的(de)规(guī)律(lǜ)。往后(hòu)的几百年来，当(dāng)天文(wén)学家们发(fā)现某些天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异(yì)常，不(bù)符合万有引力(lì)定律的(de)时(shí)候，他们就会知道，周围一定有未知的天体通过(guò)引力在摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶(yé)就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现了海王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星(xīng)的发现都是应用(yòng)万(wàn)有引(yǐn)力定律所取得重大天文成就的例子。但是(shì)这些发现都是在恒星系统(tǒng)的尺(chǐ)度当中，可当我们上升到(dào)星系(xì)或者是(shì)星团的尺(chǐ)度(dù)，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物(wù)理学家(jiā)弗里茨兹(zī)威基正在研究和测(cè)量后(hòu)北约可以灭掉俄罗斯吗，北约为什么对抗俄罗斯发(fā)星系团(tuán)的(de)质量。这(zhè)是一个由数(shù)千个星系所(suǒ)组成的巨(jù)大星系团，这(zhè)些星系被引(yǐn)力(lì)束(shù)缚在一起(qǐ)。测量(liàng)星系团(tuán)的(de)质(zhì)量一般(bān)会使(shǐ)用到两种方法，当两种方法结果一致(zhì)，就可以确定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质(zhì)量"，需要的数据是测量各(gè)个星(xīng)系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱红移测量星(xīng)系团(tuán)中的各个星系相对于星系(xì)团(tuán)的运动速度。当(dāng)测量(liàng)结果出来之(zhī)后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学(xué)质量”竟然是(shì)“光度学质量”的(de)400倍。这(zhè)意味着，后发座星系(xì)团(tuán)有99%的(de)质量消(xiāo)失(shī)了，或者(zhě)说这99%的质量并不(bù)以(yǐ)可(kě)见光的形式所存在，我们无法(fǎ)看到。最(zuì)诡(guǐ)异的是，在测量速度的过程中，兹威(wēi)基发现星系团中很多星(xīng)系的速度比理论上要(yào)快(kuài)得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些可见星(xīng)系(xì)的质量所产生的引(yǐn)力(lì)是无(wú)法将它们束缚在星(xīng)系(xì)团(tuán)内的，它们早就应该被抛出星系团之外(wài)了，除非有一种(zhǒng)神秘(mì)的力量在起作(zuò)用，这种(zhǒng)力量来(lái)源(yuán)于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维(wéi)基提(tí)出了这(zhè)样(yàng)部分不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸(xī)光(guāng)、反射(shè)光，但是它们却占(zhàn)据(jù)着宇宙(zhòu)中绝(jué)大(dà)部分的(de)质量。只是当时(shí)的人(rén)们对这样的一种说法不(bù)屑一顾(gù)。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个词才再(zài)一(yī)次(cì)出现。天文(wén)学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙(xiān)女(nǚ)座星系中的恒星运动。理(lǐ)论上来说，距离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道(dào)上的(de)运行速度就会越慢。但是(shì)他(tā)们观测的结果却让人感(gǎn)到不可思议。

随着(zhe)与(yǔ)中心(xīn)距离的增加，恒星的(de)旋转速度几乎(hū)保持(chí)不变。可是(shì)根据牛顿的(de)万有引(yǐn)力定律，在星系当中如(rú)果没有足够大的质量(liàng)来吸引它(tā)们，这些外围的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙(zhòu)当(dāng)中了。基于这种(zhǒng)现象，科学家们会(huì)使用一种相对(duì)标准的方(fāng)法来解释暗物质的存(cún)在，这种方法就是测量星(xīng)系当中(zhōng)气(qì)体在(zài)X轴上(shàng)距(jù)离星系中心的距离(lí)，以及在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异常的结果，就认为是由暗物质的力量进入其中(zhōng)。

于是(shì)科学(xué)家们通过射电望远镜测(cè)量了距离星系中(zhōng)心(xīn)更远距离的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太(tài)阳系(xì)也不例外，太阳系位于(yú)银河(hé)系的(de)第三悬(xuán)臂(bì)之上(shàng)，距离银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律进行(xíng)计(jì)算，太阳系的运行速(sù)度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实际上，太(tài)阳系正(zhèng)在(zài)以220千(qiān)米/秒的(de)速(sù)度(dù)围(wéi)绕银(yín)河系旋转，这个实(shí)际速(sù)度(dù)远(yuǎn)远大于理论速(sù)度，那么产生以上这种向(xiàng)心加速度的原因很(hěn)可能就是存在着一种我们看不到的物(wù)质(zhì)，是这些暗物质的引力(lì)效应将星系聚集在了一起。

也(yě)是从这时开始，越来(lái)越多的研究人员开始相信暗物质(北约可以灭掉俄罗斯吗，北约为什么对抗俄罗斯zhì)的存(cún)在(zài)。科学家根据(jù)星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗(àn)物(wù)质的(de)质(zhì)量(liàng)占(zhàn)整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物质并不是(shì)唯(wéi)一可(kě)以解释这个现象(xiàng)的原因。在一项新(xīn)的(de)研(yán)究当中，科学家们(men)发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微(wēi)小差异。另外，天文学家还发现了(le)一个反常的星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距离地(dì)球大(dà)约2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多，但是星系(xì)当中(zhōng)存在的(de)恒星数量却只有银河系的千分之(zhī)一。

所以在理论(lùn)上，该星系(xì)必须存(cún)在暗(àn)物质，否则就会分崩(bēng)离析(xī)。但是科学家们使用最先(xiān)进的(de)望远镜对其(qí)进(jìn)行了40个小(xiǎo)时(shí)的详细测量(liàng)之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的物质和(hé)力学定律来(lái)解释的。那么(me)又有人提(tí)出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经(jīng)被(bèi)附(fù)近的另(lìng)一个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它的附(fù)近没有任(rèn)何星系存在。造成这(zhè)些现象的除了暗(àn)物(wù)质的(de)假说之外，另一种可能(néng)就是人(rén)类对(duì)引力的理解还不够全面，引力很可(kě)能在(zài)不(bù)同尺度空(kōng)间中的(de)工(gōng)作方式是(shì)不同(tóng)的(de)，这意味着在行星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们(men)所理解的(de)方式运(yùn)动(dòng)。但是上升到星系和(hé)星(xīng)团的尺(chǐ)度，引力之(zhī)间的相互作(zuò)用则是(shì)不同的(de)方式。对(duì)于(yú)在星系团之间的相互作用，科学家还引入了(le)外(wài)部场效应的概念，指(zhǐ)的是在数百万(wàn)光年的规模上，巨大的质量(liàng)之间(jiān)会产生对彼此(cǐ)特(tè)殊的效果，这个理(lǐ)论叫做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理论成(chéng)立，这意味着我(wǒ)们需要对现在(zài)的物(wù)理(lǐ)定律进行修(xiū)正(zhèng)，这(zhè)些(xiē)发现也(yě)让(ràng)很多人认为暗物质假说理论就此(cǐ)终结。但是在宇宙(zhòu)当中(zhōng)还有关(guān)于(yú)暗物质存在(zài)的其他的理论证(zhèng)据，这些理(lǐ)论证据是蒙(méng)德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星(xīng)系(xì)团(tuán)，由两个(gè)碰撞的星系团所组成，类似这样的(de)星(xīng)团，它们大(dà)部分的普通(tōng)质量(liàng)都(dōu)在星(xīng)系的(de)气(qì)体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发(fā北约可以灭掉俄罗斯吗，北约为什么对抗俄罗斯)生碰撞的时候，星际气体的相互作用就(jiù)会(huì)导(dǎo)致(zhì)温度(dù)的急剧升高，速度大幅降低。所以(yǐ)在理论(lùn)上(shàng)，在(zài)碰撞之(zhī)后，子弹星系(xì)团大部(bù)分的(de)质量将位于所有这些气体(tǐ)所在的中间区(qū)域。那(nà)么我们(men)通过什么来验证(zhèng)它的(de)质量区域(yù)到底(dǐ)是不(bù)是集中在(zài)中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望(wàng)远镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全彩(cǎi)的高清照(zhào)片，在照片中我们可以明(míng)显地看到很多(duō)星(xīng)系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大的形变(biàn)。其实(shí)这(zhè)些星系(xì)本身(shēn)并不是(shì)真的(de)被(bèi)扭(niǔ)曲了，也(yě)不是韦伯望远镜(jìng)出了什么问题，而是(shì)这(zhè)样极遥远的天(tiān)体和(hé)我(wǒ)们地球(qiú)上(shàng)的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡(dǎng)，这个(gè)超(chāo)大质量的东西的引力，会使身后更(gèng)遥远星(xīng)系的光都发(fā)生了扭曲。这个(gè)现象(xiàng)就是引力透镜效应。这(zhè)个巨(jù)大的(de)天体可能是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测的时(shí)候，发现它的大质量区域并不是(shì)在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的(de)解释方(fāng)法就是当星团发生全部(bù)的(de)碰撞时，可被观(guān)测到的质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接通过了这个区域，并在(zài)两边(biān)形成了引力透镜。对子弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被认为是暗物质存在的(de)迄今为止(zhǐ)最好的理论证(zhèng)据。

除(chú)此之外(wài)，还有(yǒu)来自宇宙当(dāng)中最古(gǔ)老的(de)光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻(zǔ)地穿越(yuè)在(zài)宇宙当中(zhōng)了。经过了(le)130多亿年之后，这些光在宇宙空间背(bèi)景上留下(xià)了各相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色(sè)的部分表示温(wēn)度较高(gāo)的(de)区域(yù)，蓝色则(zé)表示相对较冷的(de)区域(yù)，但实际上它们之间的温(wēn)差只(zhǐ)有万分之一。

科学(xué)家(jiā)们通过对前(qián)景背景分离后的二值图像进行连通域提取和(hé)标记之后发现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗物(wù)质，图形看起来不(bù)应该(gāi)是这(zhè)样的(de)，而随(suí)着暗物(wù)质的增加，一些(xiē)峰值的幅度会减小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了(le)匹(pǐ)配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测量(liàng)值，我们需要(yào)的暗物(wù)质(zhì)大约(yuē)是普通物质的5倍。这个数字与解释(shì)星系当(dāng)中恒星运动所需(xū)要的暗物质比例是一致的(de)。这(zhè)就意味着。

用了(le)一个简单的理论(lùn)框架，就(jiù)很好(hǎo)地(dì)解释了很(hěn)多不同的观测(cè)结果。而暗(àn)物质的本质就是宇宙当中存在着某种类(lèi)型的粒(lì)子，它(tā)们不参与(yǔ)任何其他(tā)的电磁作用，只通过引力来相互作用。所(suǒ)以如(rú)果能够找到这种粒子的存(cún)在(zài)，就相当于找到了暗物质存在(zài)的(de)实际(jì)证据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底是(shì)什么(me)？科学(xué)家(jiā)们已经提出了数十种的假想目(mù)标(biāo)，而要(yào)寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需(xū)要的(de)实验(yàn)方(fāng)式也不(bù)相(xiāng)同。在过去(qù)的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找这些看不(bù)见、摸不到，几(jǐ)乎不(bù)会与常规物质相互(hù)作(zuò)用的“暗物质”，科学(xué)家们已经进行了超过50次的实验，却没有任(rèn)何实质性的发(fā)现，除了一个(gè)地方，意大利的格(gé)兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏(cáng)着地(dì)球上最大的地学实验室(shì)，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒(lì)子的(de)周期性震荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这里的科学家(jiā)声称观(guān)测到(dào)了某种(zhǒng)信(xìn)号。经过了20多年的数据(jù)收集，人们发现了(le)一(yī)个有(yǒu)趣(qù)的事情。探测率会(huì)在每(měi)年的6月份(fèn)达到峰值，然后在(zài)11月降到最低，而且在(zài)20年当(dāng)中每(měi)年都是一(yī)样。一些科学家认为这可能是人(rén)类发现暗物质(zhì)的第一个直接(jiē)证据。

但是(shì)为什么(me)暗(àn)物质会产生周(zhōu)期性(xìng)的年度(dù)信号呢？刚才我们讲了太(tài)阳系(xì)正在(zài)以220公(gōng)里/秒的速度围绕着(zhe)银河(hé)系进行移(yí)动，那(nà)么如果(guǒ)暗物质存(cún)在(zài)宇宙当中，这意(yì)味(wèi)着我们(men)也在(zài)以(yǐ)这样的速度(dù)在穿(chuān)越(yuè)着暗物(wù)质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进(jìn)行(xíng)旋(xuán)转。所以有半(bàn)年的时间，地球围绕太阳的(de)方(fāng)向与太(tài)阳环绕银(yín)河系的方向是一致的(de)，而另外半年则与之(zhī)相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与太阳的方向正(zhèng)好达(dá)到完全一致，这是理论(lùn)上地球穿越暗(àn)物质流最快的(de)时(shí)段。而在(zài)11月份(fèn)，又恰好达到了最慢值(zhí)。尽管在实际(jì)的情况中，太阳(yáng)系相对银河系的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影(yǐng)响这个(gè)理论的有效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用(yòng)来解释，研究人(rén)员们所观测到的周期性信(xìn)号。当然也可能(néng)有其他的(de)情况，造(zào)成这种年度周期信(xìn)号的差(chà)异也可能是温(wēn)度(dù)、湿(shī)度、土(tǔ)壤中的水(shuǐ)分、高(gāo)山上的积雪(xuě)，甚至连意(yì)大(dà)利游客的数量也(yě)符合这个周期的规律。

所以，科学家们又在南(nán)半(bàn)球建立了一个几乎相同的(de)实验室，这里(lǐ)的季节(jié)与之前的实验室正好相反，而在这里，地球穿(chuān)过(guò)暗物(wù)质流(liú)的运(yùn)动特征和(hé)第一个(gè)实验室是(shì)一样的。

因此，如(rú)果在(zài)这里可(kě)以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为暗物质所存(cún)在的非常有力的(de)证据(jù)了。但(dàn)是由(yóu)于这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以截至(zhì)目前还无(wú)法提供相(xiāng)应的数据(jù)支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南(nán)希格雷斯罗曼(màn)”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈(hā)勃望(wàng)远镜相(xiāng)同，但它的宽视场(chǎng)仪器提(tí)供的(de)视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一(yī)个关键的用途就是探(tàn)索暗(àn)物质背后(hòu)的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只能(néng)拭目以(yǐ)待了。费米实(shí)验室(shì)粒(lì)子(zi)天体物理中心的(de)科学家丹琥珀(pò)和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物质存(cún)在，它们极有可能拥有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中生命的诞生，或者说(shuō)是生命(mìng)进化(huà)的(de)一个(gè)重要因(yīn)素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物(wù)质(zhì)会不会意(yì)味着人类并不孤单呢(ne)？或许(xǔ)在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星(xīng)上(shàng)，暗物质正在通过这样的效(xiào)应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是要先找到暗(àn)物(wù)质存在的(de)实际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你(nǐ)们(men)觉得暗物质到(dào)底存不存在(zài)呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的支(zhī)持是我更新的(de)动(dòng)力！

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