宇宙是“人(rén)为制(zhì)造”的？为何会存在科学无法(fǎ)解(jiě)释的(de)“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类(lèi)为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科学家们(men)在过去的几十年当中(zhōng)进行(xíng)了超过50次的长期实验(yàn)，但是却(què)没有发现(xiàn)任(rèn)何的有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版(bǎn)的自然(rán)哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛(niú)顿(dùn)发表了万有引力定(dìng)律(lǜ)，它揭示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体(tǐ)运动的规(guī)律。往后的几百年来(lái)，当天文学家(jiā)们(men)发现某些天(tiān)体运行轨道(dào)出现异常(cháng)，不符合万有(yǒu)引力(lì)定律的(de)时候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未知的天体(tǐ)通过(guò)引力在(zài)摄(shè)动(dòng)它(tā)的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶(yé)就(jiù)通过天王星运行轨道的异(yì)常，推算(suàn)并且发现了海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发现都(dōu)是(shì)应用万有引力(lì)定律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统的尺度(dù)当中，可(kě)当我们(men)上升到星系或者是星(xīng)团的尺度，事(shì)情(qíng)就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后发星系团的(de)质量。这(zhè)是一个由数千个星系所组成的巨(jù)大星系团，这些(xiē)星(xīng)系被引力(lì)束缚在一起。测量星系团的质量一般(bān)会使(shǐ)用到两(liǎng)种方法，当两种方(fāng)法结果一(yī)致，就(jiù)可(kě)以确定其质量的范围。

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

第二种(zhǒng)是动力(lì)学质(zhì)量的计算，是利用(yòng)光(guāng)谱(pǔ)红移测量星系团中的各个星(xīng)系相对于星系团的运动(dòng)速(sù)度(dù)。当测量结果出来之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力(lì)学(xué)质量”竟然(rán)是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意(yì)味(wèi)着(zhe)，后发(fā)座星系团(tuán)有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的(de)质量并(bìng)不以可见光的形式所(suǒ)存在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的是，在(zài)测量速度的(de)过程中，兹威基发现星系团中很多星系的速度(dù)比理论上要(yào)快得多，按(àn)照牛顿(dùn)的运(yùn)动学定(dìng)律，仅靠这些可见(jiàn)星系的质量所产生的引力是无法将(jiāng)它们束(shù)缚(fù)在星系团(tuán)内的，它们早就应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这(zhè)种(zhǒng)力量(liàng)来源于某种隐形的(de)物(wù)质。

据(jù)此，兹(zī)维基提(tí)出(chū)了这(zhè)样部分(fēn)不可见的暗质(zhì)，它不发(fā)散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却(què)占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是(shì)当(dāng)时的人们对这(zhè)样的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再(zài)一次出现。天文学家(jiā)维拉(lā)鲁宾(bīn)和肯特福(fú)特(tè)在观测仙(xiān)女(nǚ)座(zuò)星系中的(de)恒星运动。理论上(shàng)来(lái)说，距离中心(xīn)越远的恒(héng)星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是他们观测(cè)的结果却让人感到(dào)不可思(sī)议(yì)。

随着(zhe)与中(zhōng)心距离的增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持不变。可是根据(jù)牛顿的万有引力定(dìng)律，在(zài)星系当中(zhōng)如果没(méi)有足够大的质量来(lái)吸引它(tā)们，这(zhè)些外(wài)围(wéi)的恒星早就被甩到(dào)宇宙当(dāng)中了。基(jī)于这种现(xiàn)象，科学家们会使用一(yī)种相对标准的方法来(lái)解释暗物质(zhì)的存在，这种方法就是测(cè)量星系当中气体在(zài)X轴上(shàng)距离星系(xì)中心的(de)距离，以及(jí)在(zài)Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出现异常(cháng)的结果，就认为是由暗物质的力量进入其(qí)中(zhōng)。

于是(shì)科学家(jiā)们通过射(shè)电望远镜测量了距离星系中心更远距(jù)离的氢(qīng)元(yuán)素(sù)，发现它们的旋转(zhuǎn)速度(dù)并不符(fú)合(hé)牛顿(dùn)的力学(xué)定律。我们(men)的太阳(yáng)系也不例外，太阳(yáng)系(xì)位于银河系的第三悬臂(bì)之(zhī)上(shàng)，距离银河系(xì)中心(xīn)2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万(wàn)有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速(sù)度远远大于理论(lùn)速度，那么产生以上这种向心加速(sù)度的原因很可能就是存在着一种我们(men)看不(bù)到(dào)的物质(zhì)，是这些暗物(wù)质的引力(lì)效应将星(xīng)系聚(jù)集(jí)在了一起(qǐ)。

也(yě)是从这时开始，越(yuè)来(lái)越多的(de)研(yán)究人员开(kāi)始相(xiāng)信暗物质的存在。科学家根据星(xīng)系外(wài)恒星(xīng)轨道的(de)速度，估(gū)算在星(xīng)系(xì)当中暗(àn)物(wù)质(zhì)的质量占(zhàn)整个(gè)星系质量(liàng)的85%。但是(shì)，暗物质并(bìng)不是(shì)唯一(yī)可以解(jiě)释这个现象的(de)原因。在(zài)一项新的研究(jiū)当中(zhōng)，科学家(jiā)们发现(xiàn)，几乎(hū)没有引力效(xiào)应的遥(yáo)远恒星(xīng)之间，也会(huì)出现(xiàn)速度上(shàng)的(de)微小差(chà)异。另外，天文学(xué)家还发(fā)现了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球(qiú)大(dà)约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量却只(zhǐ)有(yǒu)银(yín)河(hé)系的(de)千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则就会分崩离析(xī)。但是科学家(jiā)们使用最先进的望(wàng)远镜对(duì)其进行了40个小(xiǎo)时的详细(xì)测量(liàng)之后，发现星系(xì)中的恒(héng)星运动(dòng)是可(kě)以用正常的物(wù)质和力(lì)学定律来解释的。那么(me)又(yòu)有人(rén)提出，也(yě)许(xǔ)该星系的暗物(wù)质，已经被附近的(de)另一个大(dà)星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有(yǒu)任何星系存在。造(zào)成这些现(xiàn)象的除了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就(jiù)是人类对引力的理解还不(bù)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的，这意(yì)味着在行星系尺度(dù)中(zhōng)的(de)天体会沿着它们(men)的(de)轨(guǐ)道(dào)，按照我们所理解的方式运动。但是上(shàng)升到星系(xì)和星团的尺度(dù)，引力之(zhī)间(jiān)的(de)相(xiāng)互作用则(zé)是不同的方式。对于(yú)在星系(xì)团(tuán)之间(jiān)的相互作(zuò)用(yòng)，科学家还引入了外(wài)部场效应(yīng)的概念，指的是在数百万(wàn)光年的规(guī)模(mó)上，巨大的质量之间会产(chǎn)生(shēng)对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德(dé)理论成立，这意(yì)味着我(wǒ)们需要对现在的物理(lǐ)定律进行修正，这些(xiē)发现也让很多人认(rèn)为暗物质假(jiǎ)说理论就此(cǐ)终结。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中还有关于暗(àn)物质存(cún)在的其他的理论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙德理论所没法(fǎ)解释的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径向距离为37亿光(guāng)年的(de)子弹星系(xì)团，由(yóu)两个碰撞的星系团(tuán)所(suǒ)组(zǔ)成(chéng)，类(lèi)似这(zhè)样的星团，它(tā)们大部分的普通质量都在(zài)星系的气(qì)体当(dāng)中(zhōng)。当(dāng)星团(tuán)以(yǐ)1000万公里/小时发(fā)生碰撞的时候，星(xīng)际气(qì)体(tǐ)的相互作用就会导致(zhì)温(wēn)度的(de)急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在理(lǐ)论上(shàng)，在(zài)碰(pèng)撞之后，子弹星系团(tuán)大部分(fēn)的质量将位于所有这些气体(tǐ)所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过(guò)什么(me)来验证它的质量区域到底是不是(shì)集中(zhōng)在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯(bó)太空望(wàng)远镜(jìng)传回(huí)了宇宙当中第一(yī)张全彩的高(gāo)清照(zhào)片，在照片(piàn)中我们可以(yǐ)明显地看到很多星系似乎被拉(lā)伸产生了巨大(dà)的形变。其实(shí)这(zhè)些星系本身并不是(shì)真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯望远镜出了什么(me)问题，而是这(zhè)样极遥远的天体和我们地球上(shàng)的(de)观测(cè)者之间。被srds是什么意思，srds是什么意思啊一个质量超级(jí)巨(jù)大的天体遮(zhē)挡(dǎng)，这个超大质(zhì)量的东(dōng)西(xī)的引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭(niǔ)曲。这个(gè)现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天体可(kě)能是(shì)超大质(zhì)量(liàng)的黑洞或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们(men)对子弹星系(xì)团观(guān)测的时候，发现(xiàn)它(tā)的大(dà)质量区域并不是在中间(jiān)，而是在两侧。所(suǒ)以最好(hǎo)的解释方法就是当星团发生全部的(de)碰撞时，可被观测(cè)到的质(zhì)量(liàng)气体被卡在了(le)中间，暗(àn)物质则直接通(tōng)过了(le)这个区域，并在两(liǎng)边(biān)形(xíng)成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的(de)引力(lì)透镜研究也被(bèi)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(zì)宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙大(dà)爆炸开(kāi)始，38万年之(zhī)后，可见光终于可以畅(chàng)通(tōng)无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些(xiē)光在宇宙空间(jiān)背景上留(liú)下了各(gè)相同性的微波辐(fú)射。其中红(hóng)色(sè)的部分(fēn)表示温度(dù)较高的区域(yù)，蓝色则表示相对较冷的区(qū)域，但(dàn)实际上它们(men)之间的(de)温差只(zhǐ)有万分之(zhī)一(yī)。

科学(xué)家们(men)通过对前(qián)景背(bèi)景分离后的二值图像进(jìn)行连通域提(tí)取和标记之后(hòu)发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物质，图(tú)形(xíng)看(kàn)起来(lái)不应(yīng)该(gāi)是这样的，而随着暗物(wù)质的增加，一(yī)些峰值的幅度(dù)会减小，才变得(dé)看起(qǐ)来“和(hé)谐”。为了匹配(pèi)宇(yǔ)宙(zhòu)微波背景辐射的(de)测量值，我们需(xū)要的暗物质大(dà)约是普(pǔ)通(tōng)物质(zhì)的5倍(bèi)。这个数字与(yǔ)解释(shì)星系当中(zhōng)恒星(xīng)运动所需要的暗物质比例是(shì)一致的。这就意味(wèi)着。

用(yòng)了一(yī)个简单的(de)理(lǐ)论框架，就很好地(dì)解(jiě)释了很多不同的(de)观测结果(guǒ)。而暗物质的(de)本质就是(shì)宇(yǔ)宙当中存(cún)在(zài)着某种类型的粒子(zi)，它(tā)们(men)不(bù)参(cān)与任何其他(tā)的(de)电磁作用(yòng)，只通(tōng)过引力来相互作用。所(suǒ)以如果能够(gòu)找到这种粒(lì)子的存在，就相当于(yú)找到(dào)了暗物质存在的实际(jì)证据。这种粒子(zi)到底是(shì)什么？科学家们已经提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不同(tóng)的目(mù)标(biāo)粒子所需要的实(shí)验方式也不相(xiāng)同。在过(guò)去的(de)几十年当中，人类为了寻(xún)找(zhǎo)这些看不见、摸(mō)不到，几(jǐ)乎不会与常规物质(zhì)相互作用的“暗物(wù)质(zhì)”，科(kē)学(xué)家们已经进(jìn)行了超过50次的实验，却没(méi)有(yǒu)任何实质(zhì)性(xìng)的发现(xiàn)，除了一(yī)个地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下(xià)矿(kuàng)井当中，藏着地球(qiú)上最大的(de)地学(xué)实验(yàn)室，这个(gè)实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有(yǒu)一个三层楼高的探测器，一直致力于寻(xún)找暗物质粒(lì)子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这(zhè)里的科(kē)学(xué)家声称观测到(dào)了某种信(xìn)号(hào)。经(jīng)过(guò)了20多年的数据(jù)收集，人们(men)发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测率会在(zài)每年的(de)6月份(fèn)达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一(yī)些(xiē)科学家认为这可能是人类发现暗物质的第一个(gè)直(zhí)接证据。

但是(shì)为什么暗物质会产生(shēng)周期性的年(nián)度信(xìn)号(hào)呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒(miǎo)的速度(dù)围绕着(zhe)银河系进行移动，那么(me)如果(guǒ)暗物质(zhì)存(cún)在(zài)宇宙当(dāng)中，这意(yì)味着我们也在以这样的速度在穿越着暗(àn)物质流(liú)，这个过(guò)程中会产生相(xiāng)应的振(zhèn)荡(dàng)，同时地球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球围绕太阳的方向与太(tài)阳环绕银河系的方向(xiàng)是(shì)一致(zhì)的，而另外半年则与(yǔ)之相反(fǎn)。srds是什么意思，srds是什么意思啊

而在6月(yuè)份的时候(hòu)，地球与(yǔ)太阳的方向正(zhèng)好(hǎo)达到完全一致，这(zhè)是理论上地(dì)球穿越暗(àn)物质流最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对(duì)银河(hé)系的平面呈现了(le)60度的倾(qīng)斜，但是这并不影(yǐng)响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科学家认为这可以用来解释，研(yán)究人员们(men)所观(guān)测到的周期性(xìng)信号。当(dāng)然也(yě)可能有(yǒu)其他的情况，造成这种年度周期(qī)信(xìn)号(hào)的差异也可(kě)能是温(wēn)度、湿度、土壤中的(de)水分、高山上的积雪，甚至连意(yì)大利游客的数量(liàng)也(yě)符合这个(gè)周期的规律。

所以，科(kē)学(xué)家们又在南半球建立(lì)了(le)一个(gè)几乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这里的季节与之前(qián)的实(shí)验室(shì)正好相反，而在这里，地球穿(chuān)过(guò)暗(àn)物质流的运(yùn)动特(tè)征和第一个实验(yàn)室是一样(yàng)的。

因此，如果(guǒ)在这里(lǐ)可以得到相同(tóng)的信号(hào)，就可以(yǐ)成为暗物质(zhì)所存(cún)在的非(fēi)常(cháng)有力的(de)证(zhèng)据了。但是(shì)由(yóu)于这个实验室刚刚建成不久，所以截(jié)至目前(qián)还无法提(tí)供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一(yī)srds是什么意思，srds是什么意思啊台(tái)新的望远镜(jìng)，这(zhè)台太(tài)空(kōng)望远镜叫做“南(nán)希格雷斯(sī)罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的宽视场仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗曼太空(kōng)望远(yuǎn)镜其(qí)中一个关键的用(yòng)途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只能拭(shì)目以待(dài)了。费米实验室粒子天体物(wù)理中心的(de)科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬(fēn)研(yán)究发现(xiàn)，如果暗物质(zhì)存(cún)在，它们极有可能拥有另一(yī)种神(shén)秘的效应，这(zhè)种暗(àn)物(wù)质(zhì)效(xiào)应(yīng)，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或者说是生命进化的一个(gè)重要因素。

如(rú)果这一理论得(dé)到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会(huì)不会意味着人类并(bìng)不孤(gū)单(dān)呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个(gè)角落的行(xíng)星上，暗物质正在通过这样的效应(yīng)创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这些推论的大(dà)前提是(shì)要先找到暗(àn)物质存(cún)在的实(shí)际证据。那么小伙(huǒ)伴(bàn)们(men)，你们觉得暗物质到底存不存(cún)在(zài)呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的支持是我更新的动力！

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