宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释(shì)的“暗物质(zhì)”？暗物质又究(jiū)竟是(shì)什(shén)么？人类为(wèi)了寻找暗物(wù)质存在的证据，科学家们在(zài)过(guò)去的几(jǐ)十年当中进行了超过(guò)50次的长期(qī)实验，但是却没有发现任何的有(yǒu)效证据。除(chú)了一个地方(fāng)，在1687年出版(bǎn)的自然哲(zhé)学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引(yǐn)力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运动的规(guī)律。往后的几百年来，当天(tiān)文(wén)学家(jiā)们发(fā)现(xiàn)某(mǒu)些天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异常，不(bù)符(fú)合万(wàn)有引力(lì)定律的(de)时候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未知的(de)天体(tǐ)通(tōng)过引力在(zài)摄动它的轨(guǐ)道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星运行轨(guǐ)道的异(yì)常，推算并且发现了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万(wàn)有引力定律所取得重大天(tiān)文成就的例子(zi)。但是这些发现都是在(zài)恒星系(xì)统的尺(chǐ)度(dù)当(dāng)中，可当(dāng)我们上(shàng)升到星系或者是星团的(de)尺度，事情(qíng)就开始变得(dé)诡(guǐ)异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后发星系团的质量。这是一个由数千个星系所组成的(de)巨大(dà)星系团，这(zhè)些(xiē)星系(x二婚女人一般都嫁什么人，娶二婚女人很丢人吗ì)被引(yǐn)力束缚在(zài)一起。测量星系团的质量一般(bān)会使(shǐ)用到两种方法，当(dāng)两种方法结果(guǒ)一致，就(jiù)可以确定(dìng)其质量的范围(wéi)。

第一种(zhǒng)是获得其(qí)"光度学的质量"，需要的数据(jù)是测量各(gè)个星系(xì)的光度(dù)。

第二(èr)种是动力(lì)学(xué)质量(liàng)的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量星(xīng)系团(tuán)中的(de)各个星系相对于星系(xì)团的运动(dòng)速(sù)度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹(zī)威基(jī)彻底懵了，“动力(lì)学(xué)质量(liàng)”竟(jìng)然是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后(hòu)发座星系团有(yǒu)99%的(de)质量消失了，或者说这(zhè)99%的质量并不以可见光的(de)形式(shì)所存在，我们(men)无法看到。最诡(guǐ)异的(de)是，在测量速度的过(guò)程中，兹威基发现(xiàn)星系团(tuán)中很多星系的速度(dù)比理(lǐ)论上要快(kuài)得多，按照牛(niú)顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些(xiē)可见星系的质量(liàng)所产生的引力是(shì)无法将它们束缚(fù)在星系团内的，它(tā)们(men)早就应(yīng)该被(bèi)抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力(lì)量在起作用，这种力量来(lái)源于(yú)某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这(zhè)样部分不(bù)可(kě)见(jiàn)的(de)暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当时的(de)人们(men)对这样的(de)一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在(zài)观测仙女座星系中的恒星运动。理论上(shàng)来(lái)说，距(jù)离中心(xīn)越(yuè)远的恒星(xīng)在(zài)其轨(guǐ)道(dào)上的运行速度就会越(yuè)慢(màn)。但是他们观(guān)测的结果却让人(rén)感到不(bù)可(kě)思议。

随(suí)着与中(zhōng)心距(jù)离的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是(shì)根据牛顿的万有引力定律，在星(xīng)系当中如果没有(yǒu)足够大(dà)的质(zhì)量来吸引它(tā)们，这(zhè)些(xiē)外围的(de)恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中了。基于(yú)这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学家们(men)会使用一种相(xiāng)对(duì)标准(zhǔn)的方法来解释暗物质(zhì)的存在(zài)，这(zhè)种方法就是测(cè)量星系(xì)当(dāng)中气(qì)体在X轴上距离星系(xì)中(zhōng)心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度(dù)。如果(guǒ)出(chū)现异常的结果，就认为是(shì)由暗物质(zhì)的力量进入其中。

于是科(kē)学家们通过射(shè)电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现它们(men)的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿(dùn)的力(lì)学定律(lǜ)。我们的太阳系(xì)也不例外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬(xuán)臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进(jìn)行计算，太阳系(xì)的运行速度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在(zài)以(yǐ)220千米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转，这个实际(jì)速度远远大于理论(lùn)速度，那么产生以上(shàng)这种(zhǒng)向心加速度的(de)原因(yīn)很可能就是(shì)存(cún)在着一种我们看不到的(de)物质，是这些(xiē)暗物质(zhì)的引力效(xiào)应将星系聚集在了(le)一起。

也是从这时开始，越来越多(duō)的研究人员开始相信暗(àn)物质的存在。科学家根(gēn)据星系(xì)外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中暗物质(zhì)的(de)质量占整(zhěng)个星系(xì)质量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物质并不(bù)是唯一可以解释这个现象的原因。在一项新的研(yán)究当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度上的微(wēi)小差异。另外(wài)，天文学(xué)家还发(fā)现(xiàn)了一个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系(xì)距离(lí)地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星系(xì)当中存(cún)在的恒星数量(liàng)却只(zhǐ)有银河系的千分之一。

二婚女人一般都嫁什么人，娶二婚女人很丢人吗a-type="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/a67445eab7c8392.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以在(zài)理论上，该星系(xì)必须存(cún)在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家(jiā)们使用最先(xiān)进(jìn)的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发(fā)现星系中的恒星运(yùn)动是可以(yǐ)用(yòng)正常(cháng)的物质(zhì)和(hé)力(lì)学(xué)定律来解释的(de)。那(nà)么又(yòu)有人提出，也(yě)许该星系的暗物质，已经(jīng)被(bèi)附近(jìn)的另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造成这些现象的除了暗物质的假(jiǎ)说(shuō)之外，另一种可能就是人类对引(yǐn)力的理解还(hái)不够全面，引(yǐn)力很可能在不同(tóng)尺度(dù)空间中(zhōng)的(de)工作方式是不同的，这(zhè)意(yì)味着在行(xíng)星系尺度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理解的方式(shì)运动(dòng)。但(dàn)是上升到星系和星(xīng)团的尺度，引力之间的相互(hù)作(zuò)用(yòng)则是不同的方式(shì)。对于在星系团之(zhī)间的相互作(zuò)用，科学(xué)家还引入了外部场效应的(de)概念，指(zhǐ)的是在数百万光年(nián)的规模上，巨(jù)大的质量之间会(huì)产生对彼此特殊的效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味着我们需(xū)要对现在的物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也让很多人(rén)认为暗物质(zhì)假说理论就此终(zhōng)结。但是在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中还有(yǒu)关(guān)于暗(àn)物质存在的其他(tā)的理论证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所没法(fǎ)解释(shì)的“引力透镜”。

径向距(jù)离(lí)为37亿光年的子(zi)弹(dàn)星系团(tuán)，由(yóu)两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似这样的星团，它们大部分的普通(tōng)质(zhì)量都在星(xīng)系(xì)的(de)气体当中。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气体的相(xiāng)互(hù)作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在(zài)理论上，在碰撞之(zhī)后，子(zi)弹星(xīng)系团(tuán)大部(bù)分的(de)质量将位于所(suǒ)有这些气体所在的中(zhōng)间区(qū)域。那么我们通过(guò)什么来验(yàn)证它的(de)质量区域到底是不是(shì)集中在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传(chuán)回了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照片中我们可以明显地看到很多星(xīng)系(xì)似乎被拉(lā)伸产(chǎn)生了巨大的形变。其(qí)实这些星系本身(shēn)并不(bù)是真的被扭(niǔ)曲了(le)，也不是韦(wéi)伯(bó)望远镜出了什(shén)么问题，而(ér)是这样极遥远的天体和我(wǒ)们(men)地(dì)球上的(de)观测者之间。被一个质量超级巨大的(de)天(tiān)体(tǐ)遮挡，这个超大质(zhì)量的东(dōng)西的引力，会使身(shēn)后(hòu)更遥远(yuǎn)星系的光都发生(shēng)了扭(niǔ)曲(qū)。这个现象就是引力(lì)透(tòu)镜效应(yīng)。这个巨大的(de)天(tiān)体可(kě)能是超大(dà)质量的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物质。

所(suǒ)以当(dāng)人们对子弹星系团(tuán)观测的时(shí)候，发现它的大(dà)质量区(qū)域并不是在中间，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释方法就(jiù)是当星团发(fā)生(shēng)全部的碰(pèng)撞时，可(kě)被(bèi)观测到(dào)的质(zhì)量(liàng)气体被卡在了中间，暗(àn)物质则直接通过了(le)这个区域，并(bìng)在两边形(xíng)成了(le)引力(lì)透镜。对(duì)子弹星系团的引力透(tòu)镜研究也被(bèi)认为(wèi)是暗物质存在的(de)迄今为止最(zuì)好的理论证据。

除此之外，还(hái)有(yǒu)来(lái)自宇宙(zhòu)当中最古(gǔ)老(lǎo)的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之(zhī)后，可见光(guāng)终(zhōng)于(yú)可(kě)以畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经过(guò)了130多亿(yì)年之后，这些光在(zài)宇宙空(kōng)间背(bèi)景上(shàng)留下了(le)各相同(tóng)性的微波(bō)辐射。其中红色的部分(fēn)表(biǎo)示(shì)温(wēn)度较高的区域(yù)，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实际上它们(men)之间(jiān)的温差只有万分之(zhī)一。

科学家(jiā)们(men)通(tōng)过对前景(jǐng)背景分离后的二值图像(xiàng)进行连通域提取和标(biāo)记之后(hòu)发现，如(rú)果(guǒ)宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看起来(lái)不应该是这样的，而随着暗物质(zhì)的增加，一(yī)些峰值(zhí)的(de)幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要的暗物质大约是普(pǔ)通(tōng)物(wù)质的(de)5倍。这个数字与解释星系(xì)当中(zhōng)恒星运动所(suǒ)需要的暗物质比例是一(yī)致的。这就意味着。

用了一(yī)个(gè)简(jiǎn)单的理论框架，就(jiù)很好(hǎo)地解释了(le)很多(duō)不同的观测结果。而暗物(wù)质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒(lì)子，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所以如果(guǒ)能(néng)够找到(dào)这(zhè)种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相当(dāng)于找(zhǎo)到(dào)了(le)暗物质存(cún)在的实际证(zhèng)据(jù)。这种粒子到底是什(shén)么(me)？科学家们已经提(tí)出了数(shù)十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需要的(de)实验方式也不相同(tóng)。在过去的(de)几十年当中，人类为了(le)寻找这些看不(bù)见、摸(mō)不到，几乎不会与常(cháng)规物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了(le)超过(guò)50次的实验(yàn)，却没有(yǒu)任何(hé)实(shí)质性(xìng)的(de)发(fā)现，除了(le)一个地(dì)方，意大利的格兰萨(sà)索(suǒ)山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处(chù)的(de)地(dì)下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏(cáng)着(zhe)地球上最大(dà)的(de)地学实(shí)验室(shì)，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三层楼高的(de)探测(cè)器，一(yī)直(zhí)致力于寻找暗物(wù)质(zhì)粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称观(guān)测到了某种信号(hào)。经过了20多(duō)年的(de)数据收(shōu)集，人(rén)们(men)发现了(le)一(yī)个有趣(qù)的事(shì)情。探测率会在每年的(de)6月份达到峰值，然后(hòu)在11月降到最低，而且在(zài)20年当(dāng)中每年都(dōu)是一样。一(yī)些科学(xué)家认(rèn)为这(zhè)可能是(shì)人类(lèi)发现暗物质的第一(yī)个直接(jiē)证据。

但(dàn)是为(wèi)什么暗(àn)物(wù)质会(huì)产(chǎn)生周期性的年度信号呢？刚才我们(men)讲(jiǎng)了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速度围绕着银(yín)河系进行移动，那么如果(guǒ)暗物(wù)质存在宇宙当中，这意味着我们也在(zài)以(yǐ)这(zhè)样(yàng)的速(sù)度在穿越着暗物质流，这个过程中会产生相应的振荡(dàng)，同时(shí)地球(qiú)又以30公里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)太阳进行旋转。所以有(yǒu)半年(nián)的(de)时间，地球围绕太阳的方向与太阳环(huán)绕银(yín)河系的方(fāng)向(xiàng)是一致的，而(ér)另外半年(nián)则与之相反。

而(ér)在(zài)6月份的时候，地球与太阳的方向正(zhèng)好达到完全(quán)一致，这是理论上地(dì)球穿越暗物质流最快的时(shí)段。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了最(zuì)慢值。尽(jǐn)管在实际的情况中，太阳系相(xiāng)对银河系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但(dàn)是这并(bìng)不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可以用来(lái)解释，研究人员(yuán)们所观测到的周期性(xìng)信号(hào)。当(dāng)然也可能有其他的(de)情况，造成这(zhè)种年度周期信号的(de)差异也可能是(shì)温(wēn)度、湿度(dù)、土壤中的水(shuǐ)分、高(gāo)山上的积雪，甚至连意(yì)大利游客的数(shù)量也符合这个(gè)周期的规律。

所以，科(kē)学(xué)家们又(yòu)在南半球建立(lì)了一个几(jǐ)乎相同的实(shí)验(yàn)室，这里(lǐ)的季节(jié)与之前的实(shí)验(yàn)室正好相反，而(ér)在(zài)这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因(yīn)此(cǐ)，如(rú)果在这里(lǐ)可(kě)以得到相同的信(xìn)号，就(jiù)可(kě)以成为暗物(wù)质所存在(zài)的非常有力的(de)证(zhèng)据了。但是由于这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以(yǐ)截至目(mù)前还无法提供相应(yīng)的(de)数据(jù)支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的(de)望(wàng)远(yuǎn)镜，这台(tái)太(tài)空望远镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷(léi)斯罗(luó)曼”，它(tā)的(de)主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但(dàn)它的宽视场仪(yí)器提供的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键(jiàn)的用途就是探索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥秘，对于探测的结(jié)果(guǒ)，我们只(zhǐ)能(néng)拭目以待了。费米(mǐ)实验室粒子天体物(wù)理中(zhōng)心(xīn)的科(kē)学家丹琥珀和(hé)贾(jiǎ)森斯特芬研究发(fā)现，如果暗(àn)物(wù)质存在(zài)，它们极有(yǒu)可能拥有(yǒu)另一种(zhǒng)神秘的(de)效应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中生命的诞生，或者说是(shì)生命(mìng)进化的一(yī)个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得(dé)到进一步的证(zhèng)实，那(nà)么遍布宇(yǔ)宙当中的暗物(wù)质会不会意味着人类并不孤单呢？或(huò)许(xǔ)在宇(yǔ)宙当中某个角落的(de)行星上，暗物质正在通(tōng)过这样的效应创(chuàng)造生命(mìng)。当然(rán)，这些推(tuī)论的大前(qián)提是要先(xiān)找到(dào)暗物质存在的实(shí)际证据。那(nà)么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗(àn)物质到底存不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是我更新的(de)动力(lì)！

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