宇宙是“人为制(zhì)造”的？为何会存(cún)在科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟(jìng)是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科学(xué)家们在过去的几十年(nián)当中进行了超过(guò)50次的长期实49是质数还是合数为什么是奇数，49是质数还是合数为什么不是奇数验(yàn)，但是(shì)却没有(yǒu)发(fā)现任何的有效证据。除了(le)一个地(dì)方，在1687年出版的自然哲(zhé)学数学(xué)原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天(tiān)体运动的规律。往后的(de)几(jǐ)百年来，当天文学家们(men)发(fā)现某些(xiē)天体运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引力定律的时(shí)候，他们就会知道，周(zhōu)围一定(dìng)有未知(zhī)的天体通过(guò)引力在摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天(tiān)王星运行轨道的异(yì)常，推算(suàn)并且发(fā)现了(le)海(hǎi)王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥(míng)王星的发现(xiàn)都是应用(yòng)万有引力定律所取得重大天(tiān)文成就的例子。但是这(zhè)些发现都是在恒星系(xì)统的尺度当中(zhōng)，可当我们上(shàng)升到(dào)星(xīng)系或者(zhě)是星团的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家弗里茨兹(zī)威基正在研究和测量后(hòu)发星系团(tuán)的质量。这是(shì)一个由数(shù)千个星(xīng)系所组成的巨大星系团，这些星系被引力束(shù)缚在一起(qǐ)。测量星(xīng)系团的质量一般会(huì)使用到两(liǎng)种方法，当两(liǎng)种方法结果一致，就(jiù)可以确定其质量的范围。

第一种是获(huò)得其"光度(dù)学的质量"，需要的数据是(shì)测(cè)量各个星系(xì)的光度。

第二(èr)种(zhǒng)是动力学(xué)质量(liàng)的计算，是(shì)利用光谱(pǔ)红移(yí)测量星系团(tuán)中的各个星系相对(duì)于星(xīng)系(xì)团(tuán)的运动速度。当测量结果出(chū)来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量(liàng)”竟(jìng)然(rán)是“光(guāng)度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意(yì)味着(zhe)，后发座星系团(tuán)有(yǒu)99%的质量消(xiāo)失(shī)了，或者(zhě)说这99%的质(zhì)量并(bìng)不以可见光的(de)形式所(suǒ)存在，我们无法看到。最诡异的(de)是(shì)，在测量(liàng)速度(dù)的(de)过程中，兹威(wēi)基发现星系团(tuán)中(zhōng)很(hěn)多(duō)星(xīng)系的速度比(bǐ)理论上要快得多，按照牛顿(dùn)的(de)运(yùn)动学定(dìng)律，仅靠这些可见星系的质量所产生的(de)引力是无法将它们(men)束缚在(zài)星系团内的，它(tā)们早就应(yīng)该被抛(pāo)出(chū)星系团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了(le)这样部分(fēn)不可(kě)见的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它(tā)们却占据着宇宙中绝大部分的(de)质量。只是当时的人们对这样的一种说(shuō)法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次出(chū)现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特(tè)福特在观测仙(xiān)女座星系中的恒星(xīng)运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其(qí)轨道上的运行速度就会越慢(màn)。但是他们观(guān)测的结果却让人感到(dào)不可思(sī)议。

随(suí)着与中心距离的增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛顿的(de)万(wàn)有引力定律，在星系当中如果没(méi)有足够大的质(zhì)量来吸引(yǐn)它们，这些外(wài)围的恒星早就被甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会(huì)使用一(yī)种相对标准的(de)方法来解释(shì)暗(àn)物质的(de)存在，这种方(fāng)法就是测量星系(xì)当中气体在X轴(zhóu)上(shàng)距离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴上(shàng)气(qì)体(tǐ)的旋转速(sù)度。如果(guǒ)出现异常的(de)结(jié)果(guǒ)，就(jiù)认(rèn)为是由暗物质的(de)力(lì)量进入(rù)其中。

于是科学家们(men)通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离的氢(qīng)元素，发现(xiàn)它们的(de)旋转(zhuǎn)速度并(bìng)不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的(de)太阳系也(yě)不(bù)例外，太(tài)阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂(bì)之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳(yáng)系的(de)运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但(dàn)实际上，太(tài)阳系正(zhèng)在(zài)以220千米/秒的速(sù)度围绕银(yín)河系旋转，这个(gè)实际速度(dù)远远大于理(lǐ)论速度(dù)，那么(me)产(chǎn)生(shēng)以上(shàng)这种(zhǒng)向心加(jiā)速度的原(yuán)因很可能就是存在着一种我们看不到的物(wù)质，是这些暗物质的引力效应将星系聚集在了一(yī)起。

也是(shì)从这时(shí)开(kāi)始，越来越多的研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在。科学家根据(jù)星系外(wài)恒星轨道(dào)的速度(dù)，估(gū)算在星(xīng)系当中暗物质的(de)质量占整个星系质量(liàng)的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释这个现象的原因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力(lì)效(xiào)应的遥远恒星之(zhī)间，也会出(chū)现速度上的(de)微小差异。另外(wài)，天文学(xué)家(jiā)还发现了一个(gè)反(fǎn)常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不多(duō)，但是星(xīng)系当中存在的恒星数量却只有银河系的千(qiān)分之一(yī)。

所以在理论上，该星系(xì)必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科(kē)学家们使用(yòng)最先进的望(wàng)远(yuǎn)镜对其进行了40个小时的详细(xì)测(cè)量之后，发(fā)现星系中的恒星运动是可以用正(zhèng)常的(de)物质和(hé)力学定律来(lái)解释(shì)的。那么又有人提(tí)出，也(yě)许(xǔ)该星系的暗物质，已经被附近的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它(tā)的附近没(méi)有(yǒu)任(rèn)何星系存在。造成这些现象的除了暗(àn)物质的假说之外，另(lìng)一种可(kě)能就是人类对(duì)引力的(de)理解还不够全面，引力很可能在不同尺(chǐ)度空间中的(de)工(gōng)作方式(shì)是不同的(de)，这意味着在行星系(xì)尺度中的天体会沿(yán)着(zhe)它们(men)的轨道，按照(zhào)我们所理解的方式运动。但是上升(shēng)到星系和星团的尺度，引(yǐn)力之间的相(xiāng)互(hù)作用则(zé)是不同的方式。对于在星系(xì)团之间的相互作用(yòng)，科学家还引入了外部场效应的概念(niàn)，指的是在(zài)数百(bǎi)万光年的(de)规模上，巨(jù)大的质量之间(jiān)会(huì)产生对彼(bǐ)此特殊的效果(guǒ)，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意(yì)味着我们需要对现在(zài)的(de)物(wù)理定律进行修正，这些发现也(yě)让很多人认(rèn)为暗物质假说理论就此终结。但(dàn)是在宇宙当中还有关于暗(àn)物质存(cún)在的其他的理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所(suǒ)没法解释的(de)“引(yǐn)力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子(zi)弹星(xīng)系团，由两个碰撞的星系(xì)团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大(dà)部分的(de)普通质量都在星系的(de)气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞的(de)时候，星际(jì)气体(tǐ)的相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系(xì)团大部(bù)分的质量(liàng)将(jiāng)位于(yú)所(suǒ)有这些(xiē)气体(tǐ)所在(zài)的中(zhōng)间区域。那么我们(men)通过什(shén)么来验证它的(de)质量区域(yù)到(dào)底是不是集中在(zài)中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传(chuán)回(huí)了宇(yǔ)宙(zhòu)当中第(dì)一张全彩的高清照片，在照片(piàn)中我(wǒ)们可以明显地看到很多星系似乎被(bèi)拉伸(shēn)产生了巨(jù)大(dà)的形变。其实这些星系本(běn)身并(bìng)不是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问(wèn)题，而(ér)是这样极遥远的天(tiān)体和我们(men)地球上的观测者(zhě)之间(jiān)。被一个(gè)质(zhì)量(liàng)超级(jí)巨(jù)大(dà)的天体遮挡，这个超大质量的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远(yuǎn)星系(xì)的光都(dōu)发(fā)生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的天体(tǐ)可(kě)能是超大质量的黑洞(dòng)或者是(shì)暗物质。

所以当人们对子弹星系(xì)团(tuán)观测的时(shí)候，发现它的大质(zhì)量区域并不(bù)是在中(zhōng)间(jiān)，而是在两侧。所(suǒ)以(yǐ)最好(hǎo)的解(jiě)释方法就是当星团发(fā)生全部的(de)碰撞(zhuàng)时，可被观测到(dào)的质量气体(tǐ)被卡在了中间，暗(àn)物质则直接通(tōng)过了这个区域，并在两边形成了引(yǐn)力透镜。对(duì)子弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)的引(yǐn)力透镜研究也(yě)被认(rèn)为是暗物质存在的迄今为止(zhǐ)最好的理论证(zhèng)据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光(guāng)。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可(kě)见光终于可以畅通无(wú)阻地(dì)穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年(nián)之后，这些光(guāng)在宇宙空间背景上留(liú)下了各相同性的微波辐射。其中红色的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的(de)区域，但(dàn)实际上它们之间的温差只有(yǒu)万分(fēn)之一(yī)。

科学家们通过对前(qián)景(jǐng)背景分(fēn)离(lí)后的(de)二值图像进行连通(tōng)域提取和(hé)标记之后(hòu)发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当中(zhōng)没49是质数还是合数为什么是奇数，49是质数还是合数为什么不是奇数(méi)有暗物(wù)质，图(tú)形看(kàn)起来不应该(gāi)是这样的，而随着暗物(wù)质(zhì)的增加，一些(xiē)峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测(cè)量值，我(wǒ)们需要的暗物质大约是普通物质(zhì)的5倍。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星运动所需(xū)要(yào)的暗物质(zhì)比例是一(yī)致(zhì)的(de)。这(zhè)就意味着。

用了一个(gè)简单的理论框(kuāng)架，就很好地解(jiě)释(shì)了很(hěn)多不同的观测(cè)结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着(zhe)某种类(lèi)型的(de)粒子，它(tā)们不参与任何其他的电磁作用，只通过(guò)引力(lì)来(lái)相(xiāng)互(hù)作用。所以如果能够找到这种(zhǒng)粒子(zi)的存在，就相当(dāng)于找到(dào)了暗物质存在的实(shí)际证(zhèng)据。这(zhè)种粒子(zi)到底(dǐ)是什么(me)？科学家们已经(jīng)提出了数(shù)十种的假想目(mù)标，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒(lì)子所需(xū)要(yào)的(de)实验方式也不相同。在过去(qù)的几十年当中，人类为了(le)寻找这(zhè)些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常(cháng)规(guī)物质相互作用的“暗物质”，科(kē)学家们已(yǐ)经进行了超过50次的实验(yàn)，却没(méi)有任何实质性的(de)发现，除了一个地方，意大利的(de)格(gé)兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着地(dì)球上最大的地学实(shí)验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个(gè)三层楼(lóu)高的探测(cè)器，一直致力于寻找(zhǎo)暗物(wù)质粒子(zi)的周(zhōu)期性震(zhèn)荡。

49是质数还是合数为什么是奇数，49是质数还是合数为什么不是奇数ype="jpeg" data-w="1234" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/82fd8b93a96870b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

自1997年以来，这(zhè)里的科(kē)学(xué)家(jiā)声称观测到(dào)了某种信号。经过了20多年的数据(jù)收集，人(rén)们发现了一个有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降到(dào)最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样(yàng)。一些科学家(jiā)认为这(zhè)可(kě)能是人类(lèi)发现(xiàn)暗物质的第一个直(zhí)接证据(jù)。

但是为什么暗物质会产生(shēng)周期(qī)性(xìng)的年度信(xìn)号(hào)呢？刚才我们讲了太(tài)阳系正在(zài)以(yǐ)220公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕着银(yín)河(hé)系(xì)进行移动(dòng)，那(nà)么如果暗物质存在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中，这意味(wèi)着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相应的振(zhèn)荡，同时地(dì)球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围绕太阳(yáng)的方向与(yǔ)太阳(yáng)环绕银河系的方(fāng)向是一致的，而(ér)另外(wài)半(bàn)年则与(yǔ)之相反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太阳的方向正(zhèng)好达到完全(quán)一致，这是理论(lùn)上地球穿越暗物(wù)质流(liú)最(zuì)快(kuài)的(de)时段。而在(zài)11月份，又恰好达(dá)到了最慢(màn)值。尽(jǐn)管在实际的(de)情况中(zhōng)，太阳系相对银河系的(de)平面呈现了60度(dù)的(de)倾斜(xié)，但是这并不(bù)影响这个(gè)理论的有效性。

因此科学(xué)家认为这(zhè)可以用(yòng)来(lái)解(jiě)释，研究(jiū)人员们所观测到的周期性信(xìn)号(hào)。当然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度周期信号的(de)差(chà)异也可(kě)能是温度、湿度(dù)、土壤中的水分(fēn)、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客的数量也符合这个(gè)周(zhōu)期的规律。

所以，科(kē)学家们又在南半球建立了一个几乎相同(tóng)的(de)实验室(shì)，这里的季节与之前的实(shí)验室正好相反，而在这里，地(dì)球穿过暗物质流的运动特征和(hé)第一个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗物质所存在(zài)的非常有力的证据(jù)了。但是(shì)由于(yú)这个实验(yàn)室刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所(suǒ)以截至(zhì)目(mù)前还(hái)无(wú)法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台新(xīn)的望(wàng)远镜，这(zhè)台太空望远镜叫做(zuò)“南(nán)希格(gé)雷斯罗曼(màn)”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大(dà)小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同(tóng)，但它的宽视(shì)场(chǎng)仪器提供的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其中一个(gè)关(guān)键的用途就是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对于探测的结(jié)果(guǒ)，我们(men)只能拭目以待了(le)。费(fèi)米实验室粒子天(tiān)体物(wù)理(lǐ)中心的科学家(jiā)丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研(yán)究发(fā)现，如果暗物质存(cún)在，它们极有可(kě)能拥有另一种神(shén)秘的效应，这种暗物质效应，会(huì)支持(chí)宇宙当中生(shēng)命的(de)诞生，或者说是生命进化的一(yī)个重要(yào)因(yīn)素。

如果这一理论(lùn)得到进一步的证实，那(nà)么遍(biàn)布宇(yǔ)宙当中的(de)暗物(wù)质(zhì)会不会意(yì)味(wèi)着(zhe)人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的(de)效应创造生命。当然，这些(xiē)推(tuī)论的大前(qián)提是要先找到暗物质(zhì)存在的实际(jì)证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗(àn)物质到底存不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的(de)支持(chí)是我更新的动(dòng)力(lì)！

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