宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗物质(zhì)存在的(de)证据，科学家(jiā)们在过去的几十(shí)年当中(zhōng)进(jìn)行了超(chāo)过50次的长期实验，但是(shì)却没有发现任何的有效(xiào)证据。除了一个地(dì)方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学(xué)原理(lǐ)一书(shū)中(zhōng)，埃(āi)萨克牛顿发(fā)表了(le)万有引(yǐn)力定律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文(wén)学家们(men)发现某些(xiē)天(tiān)体运(yùn)行轨(guǐ)道出现异(yì)常，不符合万(wàn)有引(yǐn)力定律的时(shí)候，他们就会知(zhī)道，周围一定有未知(zhī)的天(tiān)体通(tōng)过引力在摄动它的轨道(dào)木铎金声是什么意思在论语中，木铎金声的意思。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥(ào)本勒维耶就通(tōng)过(guò)天王星运行轨道的异常，推算并且(qiě)发现了海王星的(de)存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗(huì)星(xīng)、冥王星的发(fā)现都是应用万有(yǒu)引力定律所取(qǔ)得重大天(tiān)文成就(jiù)的例子(zi)。但是(shì)这些发(fā)现都(dōu)是(shì)在恒星系统的(de)尺度(dù)当中(zhōng)，可当我们上升到(dào)星系或者是星团的尺(chǐ)度，事(shì)情(qíng)就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家弗(fú)里茨兹威基正在研究和测(cè)量后发星系(xì)团的质(zhì)量。这是一个由数千个(gè)星系所组成的巨大星系(xì)团，这些星系被引力束缚(fù)在一起。测(cè)量星系团的质量(liàng)一般会使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果(guǒ)一致，就可以(yǐ)确定其质量的(de)范(fàn)围。

第(dì)一种是获得其"光度学的质量"，需要的(de)数据是测(cè)量各个星系的光度。

第二种是动力学质量(liàng)的计(jì)算(suàn)，是利用光谱红移测量星系团中的(de)各个星系相对于星(xīng)系团的运动速度。当测量(liàng)结果出来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团有99%的(de)质(zhì)量消失了(le)，或者说(shuō)这99%的质量并(bìng)不以(yǐ)可(kě)见光(guāng)的(de)形式所存在，我们(men)无法看到。最(zuì)诡异的是，在测(cè)量速度的(de)过(guò)程中，兹威基发(fā)现星系(xì)团中很多星(xīng)系的速度比(bǐ)理论上(shàng)要快(kuài)得多，按照(zhào)牛(niú)顿的(de)运动学定律，仅靠这些可见(jiàn)星系(xì)的质量所产生的引力(lì)是(shì)无法(fǎ)将它们(men)束缚在星系团(tuán)内的，它们(men)早(zǎo)就应该被抛出星(xīng)系团之(zhī)外(wài)了，除非有一(yī)种神秘的力(lì)量在起作用，这种力量来源于某种(zhǒng)隐形的物(wù)质。

据此，兹维基(jī)提出了这样部分不可见的暗(àn)质，它不发散光(guāng)、吸(xī)光、反射光，但是(shì)它们却占据着宇宙中绝大部分的(de)质量。只是当时的人(rén)们对(duì)这(zhè)样(yàng)的(de)一种(zhǒng)说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之(zhī)后(hòu)，“暗(àn)物质”这个(gè)词才(cái)再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观(guān)测仙(xiān)女座(zuò)星(xīng)系中的恒星运动(dòng)。理论上(shàng)来(lái)说，距离中心(xīn)越远的恒星在(zài)其轨道(dào)上的运行速度(dù)就会越慢。但是他(tā)们观测的结果却让人感到(dào)不可(kě)思议(yì)。

随(suí)着(zhe)与中心距离的增加(jiā)，恒星的旋(xuán)转速度几乎保持(chí)不变。可是根(gēn)据(jù)牛(niú)顿的万有引力定律，在(zài)星系当(dāng)中如(rú)果没有足够(gòu)大的质(zhì)量来吸引(yǐn)它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于(yú)这种现象，科学家们(men)会使用一种相对标准的方法(fǎ)来解释(shì)暗物(wù)质的存(cún)在(zài)，这种方法就(jiù)是测(cè)量星系当中气体在(zài)X轴上距(jù)离星系中心(xīn)的距离，以及(jí)在Y轴上(shàng)气体的旋转速(sù)度。如果(guǒ)出现(xiàn)异常的结果，就认为是(shì)由暗物质的力量进入其中。

于是科(kē)学(xué)家们(men)通(tōng)过射电望远镜测量(liàng)了距离(lí)星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并(bìng)不符合牛顿(dùn)的力学定律。我们(men)的太阳(yáng)系也不例外，太阳系位(wèi)于银(yín)河系(xì)的第三悬臂(bì)之(zhī)上，距离银(yín)河系中(zhōng)心2.6万光年(nián)，根(gēn)据(jù)万有引力定(dìng)律(lǜ)进行计算，太阳系(xì)的运行速(sù)度应该(gāi)是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米/秒的速度(dù)围(wéi)绕银河系旋转，这个实际速(sù)度远远大于(yú)理论速度，那么产生以(yǐ)上这种向心加速度的原因很可能就是存在着一(yī)种(zhǒng)我们看(kàn)不到(dào)的物质，是这些暗(àn)物质的引力效应将(jiāng)星(xīng)系聚集在了一起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多的研究(jiū)人员开始相(xiāng)信暗物(wù)质的存在(zài)。科学家根据星系外恒星轨道的速(sù)度，估算在星系当(dāng)中(zhōng)暗物(wù)质的质量占(zhàn)整个星系质量的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并不(bù)是唯一可(kě)以解(jiě)释这(zhè)个现象的原因。在(zài)一项(xiàng)新的研究(jiū)当中，科(kē)学家们发(fā)现，几乎没有(yǒu)引力(lì)效应的遥远恒星之(zhī)间，也会出现速度上(shàng)的微小差异(yì)。另外，天文(wén)学家还(hái)发现了一(yī)个(gè)反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约2.5亿(yì)光年，大(dà)小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星数量却(què)只(zhǐ)有银河(hé)系的千分(fēn)之(zhī)一。

所(suǒ)以在理论上，该(gāi)星系必须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离析。但(dàn)是科学家(jiā)们使用最(zuì)先进的望远镜对(duì)其进行了(le)40个小时的详细测(cè)量之后(hòu)，发现星系中的恒星运动是可(kě)以(yǐ)用正常的物质和力学定律来解释的。那么又(yòu)有人提出(chū)，也许该星系的暗物质(zhì)，已经被附近(jìn)的(de)另一个大星系剥离了。奇怪(guài)的是(shì)，它(tā)的附近没有任何星系存在。造(zào)成这些现(xiàn)象的(de)除了暗物质的假说之(zhī)外，另一种(zhǒng)可能就是(shì)人类(lèi)对引力的理(lǐ)解还(hái)不够全面(miàn)，引(yǐn)力很可能在不同尺(chǐ)度(dù)空(kōng)间中的工(gōng)作方式是不同的，这意味着(zhe)在(zài)行星(xīng)系(xì)尺度(dù)中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解(jiě)的方(fāng)式运(yùn)动。但(dàn)是(shì)上(shàng)升到星系和星团的尺度，引力之间(jiān)的相(xiāng)互(hù)作用则是不(bù)同的方(fāng)式。对于在(zài)星系团之间的相互作用，科学家还引入了外部场效(xiào)应的概念，指的是(shì)在数百万光年的规模上，巨大的质量之间会产(chǎn)生对彼此(cǐ)特殊的效(xiào)果，这(zhè)个理(lǐ)论叫(jiào)做M木铎金声是什么意思在论语中，木铎金声的意思OND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理(lǐ)论成立，这(zhè)意味着我们需(xū)要对现在的物理定律进行(xíng)修正，这些发现也让很多人(rén)认为(wèi)暗(àn)物(wù)质(zhì)假说理(lǐ)论(lùn)就此终(zhōng)结。但(dàn)是在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关于(yú)暗(àn)物质存在(zài)的其(qí)他的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的(de)子弹星系团，由两个碰撞的星系(xì)团所组成，类似这(zhè)样的星团，它(tā)们大(dà)部分(fēn)的普通质量都(dōu)在星系的气体当中。当星(xīng)团以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的(de)时候，星际气(qì)体的(de)相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在(zài)碰撞(zhuàng)之后，子弹星系(xì)团(tuán)大(dà)部(bù)分的质量将位于所有这些气体所在(zài)的中间(jiān)区域。那么我们通过什(shén)么(me)来验(yàn)证它的(de)质量(liàng)区域到底是不(bù)是集中(zhōng)在中间(jiān)呢(ne)？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当中第一张全彩(cǎi)的高清(qīng)照片，在照片中我们可以明显地(dì)看到很(hěn)多星(xīng)系(xì)似乎被拉伸(shēn)产生了巨(jù)大(dà)的形变。其实这些星系本身并不是真的被(bèi)扭曲(qū)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(tǐ)和(hé)我们地(dì)球上的观测者之间。被一个质(zhì)量超级巨大的(de)天体遮(zhē)挡，这个超大质量的东西(xī)的引力，会使身(shēn)后(hòu)更遥远星系的光(guāng)都发生了扭曲。这(zhè)个(gè)现象(xiàng)就是引力透镜效应。这个巨大的天体(tǐ)可能(néng)是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当(dāng)人们对(duì)子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域(yù)并不是在中间，而是(shì)在两侧。所以最好的解释方(fāng)法就是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡(kǎ)在了(le)中间(jiān)，暗物(wù)质则直接(jiē)通(tōng)过了这(zhè)个(gè)区域(yù)，并在两边形成了引力透镜。对子弹星(xīng)系(xì)团的引力(lì)透镜研究也被认为是暗物质(zhì)存(cún)在的迄今(jīn)为(wèi)止最好的理论证据。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38木铎金声是什么意思在论语中，木铎金声的意思万(wàn)年之(zhī)后(hòu)，可见光终于可以畅通无阻地(dì)穿越在(zài)宇宙当中了。经过了(le)130多亿年之后(hòu)，这些光在(zài)宇宙空间(jiān)背景上留(liú)下了各相同性的微波(bō)辐射(shè)。其中(zhōng)红色(sè)的部分(fēn)表示温(wēn)度(dù)较高的区(qū)域(yù)，蓝色则表(biǎo)示(shì)相对较(jiào)冷的区域，但实际(jì)上(shàng)它(tā)们(men)之间(jiān)的温(wēn)差只有万分之一(yī)。

科学家们通过对前景(jǐng)背景(jǐng)分离(lí)后(hòu)的(de)二值(zhí)图(tú)像进行连通域提取(qǔ)和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙(zhòu)当中没有(yǒu)暗物质，图形看(kàn)起来不(bù)应该是这样的，而随着暗(àn)物质的增加，一些(xiē)峰值的幅(fú)度会减小(xiǎo)，才(cái)变得看起来“和(hé)谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值，我们需要的暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星系(xì)当中(zhōng)恒星(xīng)运(yùn)动所需要的暗物质比例是一(yī)致(zhì)的。这就意味着。

用(yòng)了一个简单(dān)的(de)理论(lùn)框架，就很好(hǎo)地解释了很(hěn)多不(bù)同的观测(cè)结果。而(ér)暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存(cún)在着某种类(lèi)型的粒子，它们不(bù)参与任何其(qí)他的电磁作(zuò)用，只通过引力来相互作(zuò)用。所以如(rú)果能够找到这种粒子(zi)的存在(zài)，就相当于找到了暗物(wù)质(zhì)存在的实(shí)际(jì)证据(jù)。这种粒子到(dào)底是什么？科学家们已经提出了数十种(zhǒng)的(de)假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所(suǒ)需要的实验方式也不相同。在过去的几十年当(dāng)中，人类为了寻找这些看不(bù)见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超(chāo)过50次的(de)实验，却没(méi)有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方(fāng)，意大利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔(ěr)卑(bēi)斯山脉(mài)。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球上(shàng)最大的地学(xué)实验室(shì)，这个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的(de)探测(cè)器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周(zhōu)期性(xìng)震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家声称观测(cè)到了某种(zhǒng)信号。经过(guò)了(le)20多(duō)年(nián)的数(shù)据收集，人(rén)们(men)发现(xiàn)了一(yī)个有趣的事情。探测率会在每年的6月份达(dá)到峰值(zhí)，然(rán)后在(zài)11月降(jiàng)到最低，而且(qiě)在20年当中(zhōng)每(měi)年都(dōu)是一(yī)样。一些(xiē)科学家认为这可能是人类(lèi)发现暗物质的第一个(gè)直接证据。

但是为(wèi)什么暗(àn)物(wù)质会产(chǎn)生周期性的年度信(xìn)号(hào)呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的(de)速(sù)度围绕着(zhe)银河系(xì)进行移(yí)动，那么如果(guǒ)暗物质存在(zài)宇宙当(dāng)中，这意(yì)味着我们(men)也在以(yǐ)这样(yàng)的速(sù)度在穿越着暗(àn)物质(zhì)流，这个过程中会产生(shēng)相应的(de)振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太(tài)阳环绕银河系的方向是一致的(de)，而另(lìng)外(wài)半(bàn)年则与之相反。

而在6月份的(de)时候，地(dì)球与(yǔ)太(tài)阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理论上地球(qiú)穿越暗物质(zhì)流(liú)最快的时段。而在11月份，又恰(qià)好达到了最慢(màn)值。尽管在(zài)实际的情况(kuàng)中，太(tài)阳系相对银河(hé)系(xì)的平(píng)面呈(chéng)现了60度的倾斜(xié)，但是这(zhè)并不影响这(zhè)个(gè)理(lǐ)论(lùn)的(de)有效性。

因此科学家(jiā)认为(wèi)这可以用来解释(shì)，研(yán)究人员(yuán)们所观测到的(de)周(zhōu)期(qī)性信号。当(dāng)然也(yě)可能有其(qí)他的情况，造(zào)成这种年度周(zhōu)期(qī)信号的差异也可能是温度、湿度(dù)、土壤中(zhōng)的(de)水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这(zhè)个(gè)周期的规律。

所以，科(kē)学(xué)家们又在南(nán)半球建立了(le)一个几乎相同的实验室，这(zhè)里的季节与之(zhī)前(qián)的实验室正(zhèng)好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特(tè)征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此(cǐ)，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成(chéng)为暗物质所存在(zài)的非常有力的(de)证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建成不久(jiǔ)，所以(yǐ)截至(zhì)目前还无法提(tí)供相应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射(shè)一台新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南(nán)希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视(shì)场仪器提供的视(shì)野是哈勃红(hóng)外(wài)仪(yí)器(qì)的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太空望远镜其(qí)中一个关(guān)键的用途就(jiù)是探(tàn)索(suǒ)暗(àn)物质(zhì)背后(hòu)的奥秘(mì)，对于探测的结果，我们(men)只能(néng)拭目以待了。费米实(shí)验室粒子天体(tǐ)物理(lǐ)中心(xīn)的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研究发(fā)现，如果(guǒ)暗物质存(cún)在，它们(men)极(jí)有(yǒu)可能拥(yōng)有另一种神(shén)秘的效应(yīng)，这种暗物(wù)质效应(yīng)，会支持宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)生命的诞生，或者说是生命进化的一个重要因素。

如果这(zhè)一理论得到进一步(bù)的证实(shí)，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗(àn)物质正在通过(guò)这样的效(xiào)应(yīng)创造生命(mìng)。当然，这些推论的(de)大前提是要先找到暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的(de)实际证据。那么小伙伴们，你(nǐ)们(men)觉(jué)得暗物质到底(dǐ)存不存在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点(diǎn)赞，你的支持是我更新的动力(lì)！

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