宇(yǔ)宙(zhòu)是(shì)“人(rén)为制造”的？为何会存在科(kē)学无(wú)法解释的(de)“暗物(wù)质”？暗物质(zhì)又(yòu)究(jiū)竟是什(shén)么？人类为了寻找暗物质存在的证据，科(kē)学家(jiā)们在过(guò)去的几十年当中进行了(le)超过50次的长期实(shí)验(yàn)，但是(shì)却没有发现任(rèn)何(hé)的有(yǒu)效证(zhèng)据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自然(rán)哲学数学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的规(guī)律(lǜ)。往(wǎng)后的(de)几百(bǎi)年来，当天文学家们发(fā)现某(mǒu)些天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符合万(wàn)有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未知的天体通过引力(lì)在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运(yùn)行(xíng)轨道的异常，推算并且(qiě)发现了海王星的存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万有引力定律所(suǒ)取(qǔ)得重大天文(wén)成就的(de)例子。但(dàn)是(shì)这(zhè)些发(fā)现都是在(zài)恒星系统的尺度当中(zhōng)，可当我们(men)上升到(dào)星系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨(cí)兹(zī)威基(jī)正(zhèng)在研究和测量后发星系团的质量。这是一个由数千个星(xīng)系所组成的巨大星系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一(yī)起(qǐ)。测(cè)量(liàng)星系团(tuán)的质量一般会(huì)使用到两(liǎng)种方法，当(dāng)两种方法结果一致，就(jiù)可以确(què)定其(qí)质量的(de)范(fàn)围(wéi)。

第一种(zhǒng)是(shì)获得(dé)其(qí)"光(guāng)度学的质量"，需(xū)要的数(shù)据是测量(liàng)各个星系的光度。

第二种是动力学质量的(de)计算，是利(lì)用光谱红移测量星系(xì)团(tuán)中的各个(gè)星系相对于星系团的运动(dòng)速(sù)度。当测量结果(guǒ)出来(lái)之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系(xì)团有99%的质量消失了，或(huò)者说(shuō)这99%的质(zhì)量并(bìng)不以可(kě)见光的形式所存(cún)在(zài)，我(wǒ)们无(wú)法看(kàn)到(dào)。最(zuì)诡异的(de)是，在测量速度的(de)过程中(zhōng)，兹威基发现(xiàn)星(xīng)系(xì)团中很多星系(xì)的速度比理(lǐ)论上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些可见星系的质(zhì)量所(suǒ)产生的引(yǐn)力是无法将它(tā)们束缚在(zài)星系(xì)团内的，它们早(zǎo)就应该被抛(pāo)出星系团之外了，除(chú)非有一种神(shén)秘的力量在起作用，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

水浒传鲁智深倒拔垂杨柳概括20字，水浒传鲁智深倒拔垂杨柳概括100字t="宇宙是(shì)“人(rén)为创造”的证(zhèng)据？颠覆科学认知的暗(àn)物质！竟是生命诞(dàn)生的基(jī)础？_黑(hēi)料正能(néng)量(liàng)" decoding="async" data-ratio="0.6186612576064908" data-type="jpeg" data-w="1479" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/46f985a9e4c3e7e.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

据此，兹维(wéi)基提出了这样(yàng)部分不可见的(de)暗(àn)质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是它们(men)却占(zhàn)据(jù)着(zhe)宇(yǔ)宙中绝大部(bù)分的质量。只是当时(shí)的人们对这样的一种说(shuō)法不(bù)屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才(cái)再一次出现。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特在观测仙(xiān)女座星(xīng)系(xì)中的恒星运(yùn)动。理论上来说(shuō)，距离(lí)中(zhōng)心越远的恒(héng)星(xīng)在其(qí)轨(guǐ)道上的运行速(sù)度就会越慢。但是他们观测的(de)结(jié)果却让(ràng)人感到不可思议(yì)。

随着与中(zhōng)心距离的(de)增加，恒星的旋转速(sù)度几乎(hū)保持不变。可是根(gēn)据牛顿的万有(yǒu)引力定律(lǜ)，在星系当中(zhōng)如果没有足够大的质(zhì)量来吸引(yǐn)它们，这(zhè)些外围的(de)恒星早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于(yú)这种(zhǒng)现象，科(kē)学家(jiā)们(men)会使用一种相对标准(zhǔn)的方法来解释(shì)暗(àn)物质(zhì)的存在，这种方法就(jiù)是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离(lí)星系中心的(de)距离，以及在Y轴上气(qì)体的旋(xuán)转速度。如果出现异常的结(jié)果，就认为是(shì)由(yóu)暗(àn)物质的力量进入其(qí)中。

于是科学家们通过射电望远镜(jìng)测(cè)量了距(jù)离星系(xì)中心更远距离(lí)的氢(qīng)元素(sù)，发现它们(men)的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太(tài)阳系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系(xì)的第三悬(xuán)臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年(nián)，根据万有(yǒu)引力定律(lǜ)进(jìn)行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但(dàn)实际上(shàng)，太阳系正在以(yǐ)220千米/秒的速(sù)度围(wéi)绕银(yín)河系旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于(yú)理论速(sù)度，那么产生以(yǐ)上这种向心加速度的(de)原因很可能(néng)就是存在着一种(zhǒng)我(wǒ)们(men)看不到的物质，是这些暗(àn)物质的(de)引力(lì)效应(yīng)将星系聚集在了(le)一起(qǐ)。

也是(shì)从(cóng)这时开始，越来越多的研(yán)究人员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外(wài)恒(héng)星(xīng)轨道的速度，估算在星系当中暗物(wù)质的质量占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不是唯一(yī)可以解(jiě)释(shì)这个现象的(de)原因。在(zài)一(yī)项新的研(yán)究当中，科学家们发(fā)现，几乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星(xīng)之间，也会出(chū)现速度上的微小(xiǎo)差异。另外，天文学家(jiā)还发现了(le)一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大(dà)约2.5亿光(guāng)年，大(dà)小和银河系不多，但是(shì)星(xīng)系当中存在的(de)恒星数(shù)量却只有银河系(xì)的千(qiān)分(fēn)之一。

所以在理论(lùn)上，该(gāi)星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会分(fēn)崩离析。但是科学家们使(shǐ)用最先进(jìn)的望远镜对(duì)其进行了40个(gè)小时的详细(xì)测量之(zhī)后(hòu)，发(fā)现星系中的恒星(xīng)运动是(shì)可以用正常的物质和力学定律(lǜ)来解(jiě)释的。那么又(yòu)有人提出，也许该星系(xì)的暗物质，已经被(bèi)附近(jìn)的(de)另(lìng)一个大(dà)星系剥离(lí)了。奇怪的(de)是(shì)，它的附近没有任(rèn)何星系存在。造(zào)成这些(xiē)现(xiàn)象的除(chú)了暗物质的假(jiǎ)说之(zhī)外，另(lìng)一种可能(néng)就是(shì)人类(lèi)对引力的理解还(hái)不够全面，引力很可能在不同尺度(dù)空间中的工作(zuò)方式是不同的(de)，这意味着在行(xíng)星(xīng)系(xì)尺度中的(de)天体(tǐ)会沿着它们(men)的(de)轨(guǐ)道，按(àn)照我们(men)所(suǒ)理解(jiě)的(de)方式运动。但是上(shàng)升到星系和星团的尺度，引力之间的相(xiāng)互(hù)作(zuò)用则是不同的方式(shì)。对于(yú)在星(xīng)系(xì)团之(zhī)间的相互(hù)作用，科学家还引入了外(wài)部场效应(yīng)的(de)概念，指的是在数(shù)百(bǎi)万光年的规模上(shàng)，巨大的(de)质量之(zhī)间会(huì)产(chǎn)生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论(lùn)叫(jià水浒传鲁智深倒拔垂杨柳概括20字，水浒传鲁智深倒拔垂杨柳概括100字o)做MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意(yì)味着我们需要对(duì)现在的物理定律进行修正，这些(xiē)发现也(yě)让很多人(rén)认为暗物质假说(shuō)理论就(jiù)此终结。但(dàn)是在(zài)宇宙当中还有关于暗(àn)物质存(cún)在的其他(tā)的理论(lùn)证据，这些理(lǐ)论证据是(shì)蒙德理论所(suǒ)没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的(de)星系团所组成，类(lèi)似(shì)这(zhè)样的星(xīng)团，它们(men)大部(bù)分的普通质量都在星系(xì)的(de)气(qì)体当中。当星团以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体(tǐ)的相互作用就会导致温度的急(jí)剧(jù)升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系(xì)团大(dà)部(bù)分的质量将位(wèi)于所有这些气体所(suǒ)在的(de)中(zhōng)间(jiān)区域。那(nà)么我们通过什(shén)么来验(yàn)证它的质量区域到底是(shì)不是集(jí)中在中间呢(ne)？前(qián)不久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传(chuán)回了宇(yǔ)宙当中第(dì)一张全彩的高清照片(piàn)，在照(zhào)片中我们可以明(míng)显(xiǎn)地(dì)看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其(qí)实(shí)这(zhè)些星系本身并(bìng)不是(shì)真的(de)被扭曲了，也(yě)不是(shì)韦伯望远镜出(chū)了什(shén)么问题，而是这样极遥远的天体和(hé)我们地球上的观测者之间。被一个质量超(chāo)级巨(jù)大的天体遮挡，这个(gè)超大质(zhì)量(liàng)的(de)东(dōng)西(xī)的引力，会使身(shēn)后更遥(yáo)远星系的光都(dōu)发(fā)生了扭曲。这个(gè)现象就是(shì)引力透镜效应。这个巨大的(de)天体(tǐ)可能是超(chāo)大(dà)质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对(duì)子弹星系团观(guān)测的(de)时候，发(fā)现它的大质量区域并不是在(zài)中间，而是(shì)在两侧。所以(yǐ)最好的(de)解释方法就(jiù)是(shì)当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的质量气体被卡(kǎ)在了中间(jiān)，暗物质则直接(jiē)通过了(le)这个区域，并(bìng)在两边(biān)形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子弹星(xīng)系团的引(yǐn)力(lì)透(tòu)镜研(yán)究也(yě)被认为是(shì)暗(àn)物质存在的迄今为(wèi)止(zhǐ)最(zuì)好(hǎo)的(de)理论证据(jù)。

除此之外(wài)，还(hái)有(yǒu)来自宇宙当中最(zuì)古老的(de)光。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开(kāi)始，38万年之后，可(kě)见光终于可(kě)以畅通无阻地(dì)穿越在(zài)宇宙当(dāng)中了。经过了(le)130多亿年之后，这(zhè)些光在(zài)宇(yǔ)宙空间背(bèi)景上留下了(le)各相同性的微波(bō)辐射(shè)。其(qí)中红色(sè)的(de)部分(fēn)表示温度较高(gāo)的区域，蓝(lán)色则表示相(xiāng)对较冷的(de)区域，但(dàn)实际上它们之间的(de)温差(chà)只有(yǒu)万分之(zhī)一。

科(kē)学(xué)家们通过对前(qián)景(jǐng)背景(jǐng)分离后的二值图像进(jìn)行连(lián)通域提(tí)取(qǔ)和标记之后发现(xiàn)，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图(tú)形看起来不(bù)应该是这样的，而(ér)随着暗物(wù)质的增(zēng)加，一些峰值(zhí)的幅度会(huì)减小，才变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背(bèi)景辐射(shè)的测量值，我们需要(yào)的暗物质大约是普(pǔ)通物质的(de)5倍。这个数字(zì)与解释星系当中恒(héng)星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是一(yī)致的。这就意(yì)味着。

用了(le)一(yī)个简(jiǎn)单的(de)理论框(kuāng)架，就很(hěn)好地(dì)解释了很多不同的观测结果(guǒ)。而暗物质的本质就(jiù)是宇宙当中存在着(zhe)某(mǒu)种类型的粒子，它们(men)不参与任何其(qí)他的电磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果能够找到(dào)这(zhè)种(zhǒng)粒子的(de)存(cún)在，就相当于(yú)找到了暗(àn)物质存在的实际证据。这水浒传鲁智深倒拔垂杨柳概括20字，水浒传鲁智深倒拔垂杨柳概括100字种粒子到底是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十(shí)种(zhǒng)的(de)假想目标，而要寻找这些不同的目标粒(lì)子所需要(yào)的(de)实验方式也不相同。在过去的(de)几十年当中(zhōng)，人类为了寻找这些看不见、摸(mō)不到，几乎(hū)不会与常规(guī)物质(zhì)相互作用的“暗物(wù)质”，科学家们已经(jīng)进行了超过(guò)50次的实(shí)验(yàn)，却没有任何实质性(xìng)的发现，除了一(yī)个(gè)地方，意大利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿(ā)尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井当中(zhōng)，藏着地球上最大的地(dì)学实(shí)验(yàn)室，这(zhè)个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探测器，一直致力于寻找(zhǎo)暗(àn)物质粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家声称观测到了某种信号。经过了20多年的(de)数据收集，人们发(fā)现了(le)一个有趣的(de)事情。探测(cè)率(lǜ)会在每年的6月份(fèn)达到峰值，然后(hòu)在11月(yuè)降到最低，而且在20年(nián)当中(zhōng)每年都是(shì)一样。一(yī)些科(kē)学家认(rèn)为这可(kě)能是人类发现暗(àn)物质的第一个直接(jiē)证据。

但是(shì)为什么暗物质会产生周期性的年度信号呢(ne)？刚才我们讲了太(tài)阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围(wéi)绕着银河系(xì)进行(xíng)移(yí)动，那么(me)如(rú)果暗(àn)物质(zhì)存在宇宙当(dāng)中，这(zhè)意味着(zhe)我们也在(zài)以这样的速度在穿越着(zhe)暗物(wù)质(zhì)流(liú)，这个(gè)过程中会产生相(xiāng)应的振(zhèn)荡，同时(shí)地(dì)球(qiú)又以(yǐ)30公里(lǐ)/秒的速度围绕(rào)太阳进行(xíng)旋转。所(suǒ)以(yǐ)有(yǒu)半(bàn)年的(de)时间，地球围绕太阳的方(fāng)向与(yǔ)太阳环绕银(yín)河系(xì)的方向是(shì)一(yī)致的，而另外半年则与之相反。

而在(zài)6月(yuè)份的时候，地(dì)球与太阳(yáng)的方向正好达(dá)到完全一(yī)致(zhì)，这是理(lǐ)论(lùn)上(shàng)地球穿越暗物质流最快的(de)时(shí)段(duàn)。而(ér)在11月份，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际(jì)的(de)情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜(xié)，但(dàn)是(shì)这并不影响这个(gè)理论的有效性。

因(yīn)此科学家认为(wèi)这可以(yǐ)用来解释(shì)，研究人员(yuán)们所观测(cè)到的周期性(xìng)信号(hào)。当然也可能有(yǒu)其(qí)他的情况，造成这种年度周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤(rǎng)中的水(shuǐ)分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大利(lì)游客的数量(liàng)也符合这(zhè)个(gè)周期的规律。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们又在南半球建立了一个几乎相同的(de)实验室，这里(lǐ)的季(jì)节与之前的实(shí)验(yàn)室(shì)正好相反(fǎn)，而(ér)在这里，地球穿(chuān)过暗(àn)物质流(liú)的运动特(tè)征和第一个实(shí)验室(shì)是一样的。

因此，如果(guǒ)在这里可以得到相(xiāng)同的信号，就可(kě)以成为暗物质所(suǒ)存在的非常(cháng)有力(lì)的证据了。但是由(yóu)于这个实验室刚刚建成(chéng)不(bù)久，所以截(jié)至(zhì)目前还无(wú)法提供(gōng)相(xiāng)应(yīng)的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望(wàng)远镜，这(zhè)台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟(gēn)哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器(qì)提供的(de)视野是哈勃红(hóng)外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中(zhōng)一(yī)个关键的用途(tú)就是探索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥秘，对(duì)于(yú)探测的结(jié)果，我们只能拭目以(yǐ)待了(le)。费米(mǐ)实(shí)验室粒子(zi)天体(tǐ)物(wù)理中(zhōng)心(xīn)的(de)科学家丹(dān)琥(hǔ)珀和贾森斯特(tè)芬研究(jiū)发(fā)现，如果暗(àn)物质存在，它(tā)们(men)极有可能(néng)拥(yōng)有另(lìng)一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者(zhě)说(shuō)是生命(mìng)进化的一个重要因(yīn)素。

如果这一理论得(dé)到进一步的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗(àn)物质会不(bù)会(huì)意味着(zhe)人类并不孤单呢？或许在(zài)宇宙当中(zhōng)某个(gè)角落的行星上(shàng)，暗物质正在通(tōng)过这样(yàng)的效(xiào)应创造(zào)生命。当(dāng)然，这些推论的大前(qián)提是要(yào)先找到暗物质存(cún)在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存不存在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点赞，你的支持是我更(gèng)新的动力！

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