宇宙是(shì)“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟(jìng)是什(shén)么(me)？人类(lèi)为了寻(xún)找暗(àn)物(wù)质存(cún)在的证据，科学(xué)家们在(zài)过去的几十年当中进行了超(chāo)过50次的长期(qī)实验，但是(shì)却没有发现(xiàn)任何的有效证(zhèng)据。除了一(yī)个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学原理一(yī)书中(zhōng)，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的(de)规律。往(wǎng)后的几百年(nián)来，当天文学家(jiā)们发现某些天(tiān)体运行轨道出(chū)现异常，不符合万有引力(lì)定律(lǜ)的时候，他们就(jiù)会知道，周围(wéi)一定有未(wèi)知的(de)天体通过引(yǐn)力(lì)在摄动(dòng)它的(de)轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就(jiù)通过天王(wáng)星(xīng)运(yùn)行(xíng)轨(guǐ)道的异常，推算并且发现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都是应用(yòng)万有引力定律所取(qǔ)得重大天文成就的例子。但是这些发(fā)现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或(huò)者(zhě)是(shì)星团的尺度，事情就开(kāi)始变(biàn)得(dé)诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家(jiā)弗里茨兹(zī)威(wēi)基(jī)正在研究和测量后发(fā)星系团的质量。这是(shì)一(yī)个由(yóu)数千个星(xīng)系(xì)所组成的(de)巨大(dà)星系团，这些星系(xì)被引(yǐn)力束(shù)缚在(zài)一起。测(cè)量星系(xì)团的质量一般会使用到两种方法，当两种方法(fǎ)结果一致，就可以确定(dìng)其质(zhì)量的范围。

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

第二种是动力(lì)学质(zhì)量的计算，是利用光(guāng)谱(pǔ)红移测量星系团(tuán)中的各个星系相对于星系团的运动速度。当测量(liàng)结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学(xué)质量”的(de)400倍。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质量(liàng)消失了，或者说这99%的质量并不以可见光的形(xíng)式所存在，我们无法看到(dào)。最诡(guǐ)异的是，在测(cè)量速度的(de)过程中，兹(zī)威基(jī)发现星系团中很(hěn)多星系(xì)的(de)速度比理论上(shàng)要快得多，按照牛顿的运动学定律(lǜ)，仅靠这(zhè)些可见星系的质(zhì)量所产生的引力是无法将它们束缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该被抛(pāo)出(chū)星系团之(zhī)外了，除(chú)非有一种神秘的(de)力量在起作用，这种力(lì)量来源(yuán)于某(mǒu)种(zhǒng)隐(yǐn)形的物质(zhì)。

据此，兹维基提(tí)出(chū)了这样部分不可见的(de)暗质，它(tā)不发(fā)散(sàn)光(guāng)、吸光、反射光(guāng)，但是它们却占据着宇宙(zhòu)中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的(de)人们对这(zhè)样的一种(zhǒng)说法不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗(àn)物质”这个(gè)词才再一次出现(xiàn)。天文学(xué)家维(wéi)拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女(nǚ)座(zuò)星(xīng)系中的恒星(xīng)运动。理论上来说(shuō)，距(jù)离中心越远(yuǎn)的(de)恒星在其轨道上的运行速度就(jiù)会越慢。但是他们观测的结果(guǒ)却让人感(gǎn)到不可思议。

随着与中心(xīn)距(jù)离(lí)的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是(shì)根据牛顿的万有(yǒu)引力定律(lǜ)，在星系当中如果(guǒ)没(méi)有足够(gòu)大的质(zhì)量来吸引(yǐn)它们，这(zhè)些(xiē)外(wài)围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这(zhè)种现(xiàn)象，科学家们(men)会使用(yòng)一种相对标(biāo)准(zhǔn)的方法(fǎ)来解(jiě)释暗物质(zhì)的存在，这种方(fāng)法(fǎ)就是(shì)测量星系当中气体在(zài)X轴上距离星系中(zhōng)心(xīn)的距离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异常的结果，就认为是由暗物(wù)质的力量(liàng)进入其(qí)中。

于是科学(xué)家们(men)通过射电望远镜测量了距(jù)离(lí)星系(xì)中心(xīn)更(gèng)远距离(lí)的氢(qīng)元素，发现它们(men)的(de)旋转速度并不符合(hé)牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳系也不例外，太阳(yáng)系(xì)位于银(yín)河(hé)系的(de)第三悬臂之上，距(jù)离银(yín)河系中心2.6万光年，根(gēn)据(jù)万有引力定律(lǜ)进(jìn)行计算，太阳系的运行速度应该是(shì)160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳系正在(zài)以220千米/秒的速度(dù)围绕银河系(xì)旋(xuán)转，这(zhè)个实(shí)际速度远远大于理论(lùn)速度，那么产生以上(shàng)这(zhè)种向(xiàng)心(xīn)加速度的原因很(hěn)可能就是(shì)存在着一种我们看不到(dào)的物质(zhì)，是(shì)这(zhè)些暗物质的引(yǐn)力效应(yīng)将星(xīng)系聚集在了一起。

也是从这(zhè)时开始，越来(lái)越多的研究(jiū)人员开始相信暗(àn)物质的存在。科学家根据星(xīng)系(xì)外恒(héng)星轨道的速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中暗物质的(de)质量(liàng)占(zhàn)整个星(xīng)系(xì)质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是(shì)唯一可以解释(shì)这个现象的(de)原因(yīn)。在一(yī)项新(xīn)的(de)研究(jiū)当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没(méi)有引力效应的(de)遥远(yuǎn)恒(héng)星(xīng)之间，也(yě)会出现速度上(shàng)的微小差(chà)异。另(lìng)外，天文学家还发(fā)现了一(yī)个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离(lí)地球(qiú)大约(yuē)2.5亿光年，大小和(hé)银河系(xì)不多，但是星系当(dāng)中存在的恒星数量却只有银河系的(de)千分之一。

所以在理论上，该星系(xì)必须(xū)存在暗物质(zhì)，否则就(jiù)会分崩离析(xī)。但是科(kē)学家们使(shǐ)用最先进的(de)望远镜对(duì)其进行了40个小(xiǎo)时的详(xiáng)细测量之(zhī)后，发现星系中的恒(héng)星运动(dòng)是可以用正常的(de)物(wù)质和(hé)力(lì)学定律来解(jiě)释的(de)。那么又有人提出，也(yě)许该星系(xì)的暗物质，已经被附近(jìn)的另一个大(dà)星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的(de)附近(jìn)没有任何星系存(cún)在。造成这些现象的除了暗物(wù)质的假说之外，另一种可能就(jiù)是(shì)人类对引力(lì)的(de)理解还不够全面，引力很可能(néng)在(zài)不(bù)同尺度(dù)空间中的工作方式(shì)是不同的，这(zhè)意味着在行星(xīng)系尺度中的天体会(huì)沿(yán)着(zhe)它(tā)们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但(dàn)是上升到星(xīng)系和星(xīng)团的(de)尺度，引力之间的相(xiāng)互作用(yòng)则是不同的方式。对于在星系(xì)团(tuán)之间(jiān)的相互作(zuò)用，科学家还引入了外部场效应的概念，指(zhǐ)的(de)是在数百万光年的规模上，巨大的质量之间会(huì)产生对彼此特(tè)殊的效(xiào)果，这个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理论。如果(guǒ)MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们需要对现在的物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也让很多人认(rèn)为暗物质假说理论就此(cǐ)终(zhōng)结。但(dàn)是在(zài)宇宙当中(zhōng)还有关于(yú)暗物质存在的其他(tā)的理论证(zhèng)据(jù)，这些理论(lùn)证据是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年(nián)的子弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组(zǔ)成(chéng)，类似这(zhè)样的星团，它们(men)大(dà)部分的普通质量都(dōu)在星系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞(zhuàng)的时(shí)候，星际气(qì)体(tǐ)的相互作用就会导致温度的急(jí)剧升高(gāo)，速度大幅降低(dī)。所以(yǐ)在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹(dàn)星(xīng)系团大(dà)部(bù)分(fēn)的质量将(jiāng)位于所有这些(xiē)气体所在的中(zhōng)间(jiān)区(qū)域。那么我(wǒ)们通过什(shén)么来(lái)验证它的质量区(qū)域到(dào)底是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯(sī)韦伯太(tài)空望远镜传(chuán)回了(le)宇宙当中第(dì)一(yī)张全彩的高清照片，在(zài)照片中(zhōng)我们可以明显地(dì)看到很多星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大的形变。其实这些星系(xì)本身(shēn)并不(bù)是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出(chū)了什么问(wèn)题，而(ér)是这样极(jí)遥远(yuǎn)的天(tiān)体和我们地球上的观(guān)测(cè)者之(zhī)间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个(gè)超大质量的东(dōng)西的引力，会使身后更遥远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是(shì)引力(lì)透镜效应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑(hēi)洞或(huò)者是(shì)暗(àn)物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发现(xiàn)它的大质量区(qū)域并不是在中间，而是在两侧。所以最好的解释(shì)方法就是(shì)当星(xīng)团发生全部的碰撞时，可被(bèi)观测到的(de)质(zhì)量(liàng)气(qì)体被卡在了(le)中间，暗物质则直接通过了这个(gè)区域，并在两(liǎng)边(biān)形成(chéng)了引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也被(bèi)认为是暗物质存在的迄(qì)今为(wèi)止最好的理论证(zhèng)据。

除(chú)此之(zhī)外(wài)，还有(yǒu)来自(zì)宇宙当中(zhōng)最古(gǔ)老的(de)光。从宇(yǔ)宙大爆(bào)炸(zhà)开始(shǐ)，38万年之后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻(zǔ)地穿(chuān)越在宇(yǔ)宙(zhòu)当中了(le)。经过了130多亿(yì)年之后，这些光(guāng)在宇宙空间(jiān)背景(jǐng)上留下了各相同(tóng)性的微波辐(fú)射(shè)。其中红色(sè)的(de)部分(fēn)表示温度较高(gāo)的区域(yù)，蓝色则(zé)表(biǎo)示相(xiāng)对较冷的(de)区域，但实际上它们(men)之间(jiān)的(de)温差只有万分之一。

科学家们通过(guò)对前景(jǐng)背(bèi)景(jǐng)分离后的二值图像进行连通域(yù)提(tí)取和(hé)标记(jì)之后发现，如(rú)果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形(xíng)看(kàn)起来不应该是这样的，而随着暗物质的增加(jiā)，一些峰值(zhí)的幅(fú)度会减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背(bèi)景辐射(shè)的测(cè)量值(zhí)，我们需(xū)要的暗物(wù)质大约(yuē)是普(pǔ)通物质的5倍。这个数字与(y美人刑是什么，古代刑法美人计是什么意思ǔ)解释星系当中(zhōng)恒星运动所需要(yào)的暗物质比(bǐ)例(lì)是一(yī)致的(de)。这就意味着。

用了一(yī)个简单的理论框(kuāng)架(jià)，就很好(hǎo)地解释了很多不同的观测结(jié)果。而(ér)暗物质的本(běn)质(zhì)就(jiù)是宇宙(zhòu)当中存在(zài)着某种类型(xíng)的粒子，它们不参与任何(hé)其(qí)他的电磁作用，只通过引力来(lái)相互作用。所(suǒ)以如果能够(gòu)找到这种粒子(zi)的存在，就相当于找到(dào)了(le)暗(àn)物质存在的(de)实际证据(jù)。这种粒子到(dào)底是(shì)什么(me)？科学家们已(yǐ)经提(tí)出了数十种的假(jiǎ)想目标，而(ér)要寻找这(zhè)些(xiē)不(bù)同的目标粒子所(suǒ)需要的实验方式也不(bù)相(xiāng)同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为(wèi)了寻找这(zhè)些看不见(jiàn)、摸不到，几乎(hū)不会与常规物质相(xiāng)互作(zuò)用的“暗物(wù)质”，科学(xué)家们已经进行了超过50次的实验(yàn)，却没(méi)有任何(hé)实质性的发现(xiàn)，除了一个(gè)地方，意(yì)大利的格(gé)兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的(de)地(dì)下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏着地球(qiú)上最大的地学(xué)实验室，这个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个三层楼高的探测器，一直致力于寻(xún)找(zhǎo)暗物质(zhì)粒子的(de)周期性震美人刑是什么，古代刑法美人计是什么意思荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过(guò)了20多年的数据收集，人们发(fā)现了一(yī)个有趣的事情。探(tàn)测率(lǜ)会在每年的(de)6月份达到峰值(zhí)，然后在11月降(jiàng)到最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一(yī)样(yàng)。一些科学家认为(wèi)这可能是人类发现暗物质(zhì)的第一个直(zhí)接证据。

但是为什(shén)么(me)暗物质会产(chǎn)生周期(qī)性的年(nián)度信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕着(zhe)银(yín)河系进行(xíng)移(yí)动，那么(me)如果暗(àn)物质(zhì)存在宇宙(zhòu)当中，这意(yì)味(wèi)着(zhe)我们也在以这样(yàng)的(de)速度(dù)在(zài)穿越着暗(àn)物(wù)质流，这(zhè)个过程中会产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速(sù)度(dù)围(wéi)绕太阳(yáng)进行旋(xuán)转。所以(yǐ)有半(bàn)年的时间，地球围绕太(tài)阳的方向(xiàng)与太阳环绕银河系(xì)的(de)方(fāng)向是一(yī)致的，而另外(wài)半年则与(yǔ)之(zhī)相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳的方向正好(hǎo)达到完全(quán)一(yī)致，这是理论(lùn)上地球穿越暗物质流(liú)最快的时段。而在11月(yuè)份，又(yòu)恰(qià)好达到了最(zuì)慢值。尽管在实际的情(qíng)况中，太(tài)阳(yáng)系相对银河系的(de)平面呈现了60度的倾斜(xié)，但是这并不影(yǐng)响(xiǎng)这个理论的有效性(xìng)。

因此(cǐ)科学家认为这可以用来解(jiě)释，研(yán)究人员(yuán)们所观测(cè)到的周期(qī)性信号。当(dāng)然也可能有其他的情况，造成(chéng)这(zhè)种年度周(zhōu)期(qī)信号的差异也可(kě)能(néng)是温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利(lì)游客的数量也符合这个周(zhōu)期(qī)的(de)规律。

所以，科(kē)学(xué)家们又在南半球建立了一个几乎相同的实(s美人刑是什么，古代刑法美人计是什么意思hí)验室，这里的季节与(yǔ)之前的实验(yàn)室正好(hǎo)相反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗物质流的(de)运(yùn)动特征和第一个实(shí)验室是(shì)一(yī)样(yàng)的(de)。

因(yīn)此(cǐ)，如(rú)果在这(zhè)里可以得到(dào)相同的信号，就可以成为(wèi)暗物质所存(cún)在的非常(cháng)有(yǒu)力的证据了。但是由(yóu)于这个(gè)实验室刚刚建成不(bù)久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目前(qián)还(hái)无法提供相应的数据支(zhī)持。另(lìng)外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台新的望(wàng)远镜(jìng)，这台太空望(wàng)远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远(yuǎn)镜相同，但它(tā)的(de)宽视场仪(yí)器提供的视野是哈勃红(hóng)外(wài)仪(yí)器(qì)的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗曼(màn)太空望远(yuǎn)镜(jìng)其(qí)中一(yī)个关键的(de)用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于(yú)探测的结果，我们(men)只(zhǐ)能拭目以待了。费米实验室粒(lì)子天体物理(lǐ)中心的科(kē)学家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研(yán)究发现，如(rú)果暗(àn)物质存在，它们极有可能拥有另(lìng)一种神秘的(de)效应(yīng)，这种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙当中生命的(de)诞生，或者说(shuō)是生命进(jìn)化的一个重要因素(sù)。

如果这(zhè)一理论得到(dào)进一(yī)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(lèi)并(bìng)不孤(gū)单呢(ne)？或(huò)许在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)某(mǒu)个角落(luò)的行星上，暗物(wù)质正在通过这样(yàng)的效(xiào)应创造(zào)生命。当然，这些推论(lùn)的大(dà)前提(tí)是要先(xiān)找到暗(àn)物(wù)质(zhì)存(cún)在的(de)实际(jì)证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得(dé)暗物质(zhì)到底存不存在(zài)呢？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，你的支持是我更新的动力！

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