宇宙是(shì)“人(rén)为制(zhì)造”的？为(wèi)何会存在(zài)科学无法解释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗物质又究竟(jìng)是(shì)什么(me)？人类为(wèi)了(le)寻找暗物(wù)质(zhì)存在的证据，科学家们在过去的几十(shí)年当中(zhōng)进行了超过50次的(de)长期实(shí)验，但(dàn)是却没(méi)有发(fā)现任何(hé)的(de)有效证据。除了一个(gè)地(dì)方，在1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃(āi)萨(sà)克(kè)牛(niú)顿发表了万(wàn)有引力(lì)定(dìng)律，它揭示了宇宙中天体运(yùn)动的规律。往后的(de)几百(bǎi)年来(lái)，当天文(wén)学家(jiā)们发现某些天体运(yùn)行轨(guǐ)道出(chū)现异(yì)常，不符合万(wàn)有引力定律(lǜ)的时(shí)候，他们就会知道，周围一定有未(wèi)知的天体通过引力在摄动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星(xīng)运行轨道的异常，推算并(bìng)且发现了(le)海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是应(yīng)用万有引力定律所取(qǔ)得重大天文成就的例子(zi)。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上升到星系或者是(shì)星团的尺度(dù)，事情就(jiù)开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理(lǐ)学家弗里茨兹威基正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巨大星系团，这些星系被引力束缚在(zài)一(yī)起。测量(liàng)星系团的(de)质量一(yī)般会(huì)使用到(dào)两种方(fāng)法，当两种方法结果一(yī)致，就可以确(què)定其质量的范围(wéi)。

第(dì)一种是获得(dé)其"光(guāng)度学的(de)质(zhì)量"，需要的数(shù)据是测(cè)量各个星系的光度(dù)。

第二种是动力学质量的计算，是(shì)利(lì)用光谱红移测量(liàng)星系(xì)团(tuán)中(zhōng)的各个星(xīng)系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测量结(jié)果出(chū)来之后，兹威基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味着，后(hòu)发座星系(xì)团有(yǒu)99%的质(zhì)量消失(shī)了，或者说这99%的质量并不以(yǐ)可见光的形式所存(cún)在(zài)，我们无(wú)法看到(dào)。最诡异的是，在(zài)测量(liàng)速度(dù)的过程中，兹威(wēi)基发现星系团中很多星系的速度比(bǐ)理论(lùn)上要(yào)快(kuài)得(dé)多(duō)，按照牛顿(dùn)的运动学(xué)定律，仅(jǐn)靠这些可见(jiàn)星(xīng)系(xì)的质(zhì)量(liàng)所产生(shēng)的(de)引(yǐn)力是无法将它们(men)束缚在星系(xì)团内的，它们早就(jiù)应该被抛出星(xīng)系团之外(wài)了，除非有一种神(shén)秘的力量(liàng)在起(qǐ)作用，这种(zhǒng)力量(liàng)来(lái)源于某(mǒu)种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部(bù)分不(bù)可(kě)见(jiàn)的暗质，它(tā)不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是(shì)当时(shí)的人们对(duì)这样的一种说法不(bù)屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年(nián)之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现(xiàn)。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙女(nǚ)座星系中的恒星运动。理论上来(lái)说(shuō)，距离中心越远的(de)恒星在其轨道上的运行速度就(jiù)会越慢。但是(shì)他们观(guān)测的结(jié)果却让人感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度(dù)几(jǐ)乎保持(chí)不变。可是根据牛顿的(de)万有引(yǐn)力定律(lǜ)，在星系当(dāng)中如果没有足够大的质量来吸(xī)引它(tā)们，这(zhè)些外围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙(zhòu)当中了。基(jī)于这(zhè)种现象，科学家们会使用一种相对标准(zhǔn)的(de)方法来解释暗物质的存(cún)在，这种(zhǒng)方法就是测(cè)量星系当中气体在X轴上距离星系(xì)中心(xīn)的(de)距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的(de)旋转速度。如果出现异常的(de)结果，就认为是由暗物(wù)质的(de)力量进(jìn)入其中。

于是科学家(jiā)们通过射电望远镜测量了距离星系中心(xīn)更(gèng)远距离的(de)氢元素(sù)，发现(xiàn)它们的(de)旋转速(sù)度并不符合牛(niú)顿的力学(xué)定律。我们(men)的太阳(yáng)系也不例外，太阳(yáng)系位于银河(hé)系的(de)第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万(wàn)光(guāng)年(nián)，根据万有引力(lì)定律进行计算，太阳系的运(yùn)行速度(dù)应(yīng)该是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速(sù)度围绕银河系(xì)旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于(yú)理论(lùn)速度(dù)，那么产生以上(shàng)这种向心加速(sù)度的原因很可能就(jiù)是存在着一种我(wǒ)们看不(bù)到的物(wù)质，是这些暗物质的引力效应将星系聚集在了一起。

也(yě)是从这时(shí)开始，越来越多的研究人(rén)员开始(shǐ)相信暗物质的(de)存在。科学家根据(jù)星(xīng)系外(wài)恒(héng)星轨道的(de)速度，估算在星系当(dāng)中暗物质的质量占整个(gè)星系(xì)质量的85%。但是，暗物质并不是唯一(yī)可以(yǐ)解释这个现象的原因。在(zài)一项新(xīn)的(de)研究当中(zhōng)，科学家们发(fā)现，几乎(hū)没有引力(lì)效应的(de)遥远(yuǎn)恒星之间(jiān)，也会出现速度上(shàng)的微(wēi)小差异。另外，天文学(xué)家还发(fā)现了一个(gè)反常(cháng)的星系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大(dà)约(yuē)2.5亿(yì)光年，大小和银河系不多，但是星系当中存在的恒(héng)星(xīng)数量却只有银河系的千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该(gāi)星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离析(xī)。但是科(kē)学家们使用最先进(jìn)的望远镜(jìng)对其进行了40个小时的详细测(cè)量之(zhī)后，发现星系中的(de)恒(héng)星(xīng)运动是可以(yǐ)用正常的(de)物质和(hé)力学定律来(lái)解释(shì)的(de)。那么(me)又有人提(tí)出，也许(xǔ)该(gāi)星系的(de)暗物质，已经被附近的另一个大星(xīng)系(xì)剥离了(le)。奇怪(guài)的是，它的(de)附近(jìn)没有任(rèn)何星系(xì)存在。造成这些现(xiàn)象的除(chú)了暗(àn)物质的假说之外(wài)，另一种可能(néng)就是人类对引力(lì)的理解还不够(gòu)全面，引力很可(kě)能在不同尺度空(kōng)间(jiān)中的工作方(fāng)式(shì)是不同的(de)，这意味(wèi)着在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的(de)轨道，按照(zhào)我们(men)所理(lǐ)解的方式运动(dòng)。但是上升到星(xīng)系和(hé)星团的(de)尺(chǐ)度，引力(lì)之间的相互(hù)作用则是不(bù)同(tóng)的方式。对(duì)于在星系团之间的相互作用(yòng)，科(kē)学家(jiā)还引(yǐn)入了外部场效应的概念，指的是在数(shù)百万光(guāng)年的(de)规(guī)模(mó)上，巨大(dà)的(de)质量之(zhī)间会产生对(duì)彼此(cǐ)特殊的效(xiào)果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的物理定律进行修正，这(zhè)些发(fā)现也让很多(duō)人(rén)认为暗(àn)物质假说理论就此终结。但是(shì)在宇宙(zhòu)当中还有关于(yú)暗物质(zhì)存(cún)在的其(qí)他的(de)理论证(zhèng)据，这些理(lǐ)论(lùn)证据是蒙德理(lǐ)论所没法解(jiě)释的(de)“引力透镜”。

径向(xiàng)距离(lí)为(wèi)37亿光年的子弹星(xīng)系团，由两(liǎng)个碰撞的星系团所(suǒ)组(zǔ)成，类似这样的(de)星(xīng)团，它们(men)大(dà)部(bù)分的普通质量都(dōu)在星系的气(qì)体(tǐ)当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时(shí)发生碰撞的时候(hòu)，星际气体的(de)相互作(zuò)用(yòng)就会导致温度的急剧(jù)升高，速(sù)度大幅降低(dī)。所以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子(zi)弹星系(xì)团大部分的质量将(jiāng)位于(yú)所有(yǒu)这些气体所在的中间区域。那么我们通过什么来验证它的(de)质量区域到底(dǐ)是不是集(jí)中在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回了宇宙当中(zhōng)第一张全(quán)彩的高清照(zhào)片，在照片中我(wǒ)们可以明显地看到很多星(xīng)系似乎被(bèi)拉伸产生了(le)巨大的形变。其实这些星系本(běn)身(shēn)并不是真的被扭(niǔ)曲了(le)，也不(bù)是韦伯望远镜(jìng)出了(le)什么问题(tí)，而是这样(yàng)极遥(yáo)远的天体和(hé)我们地球上的(de)观测者(zhě)之间。被一个质(zhì)量超级巨大的(de)天体(tǐ)遮挡，这个超大质量(liàng)的东西(xī)的引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光(guāng)都发生了扭曲。这(zhè)个(gè)现象就是引力(lì)透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可(kě)能是(shì)超大质量(liàng)的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹(dàn)星(xīng)系团观测的时候，发现它的大质(zhì)量区域并不是在中间，而是在两侧(cè)。所以最(zuì)好的解释方法就(jiù)是当(dāng)星团发生全部的碰撞时，可(kě)被观(guān)测到(dào)的质(zhì)量(liàng)气体(tǐ)被(bèi)卡(kǎ)在了(le)中间，暗物质则直接通过了这个区域(yù)，并在两边形成了(le)引力透镜。对子(zi)弹星系(xì)团的引力透镜研究(jiū)也被认(rèn)为是暗(àn)物质存在的迄今为止(zhǐ)最好的理论证(zhèng)据。

除此之外(wài)，还有来(lái)自宇(yǔ)宙当(dāng)中最古老的光。从宇宙(zhòu)大(dà)爆(bào)炸(zhà)开始(shǐ)，38万(wàn)年(nián)之后，可见(jiàn)光(guāng)终(zhōng)于(yú)可以畅(chàng)通(tōng)无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些光在宇(yǔ)宙(zhòu)空间背景上留下了各相同性的微波(bō)辐射。其中红色的部分表(biǎo)示温度(dù)较(jiào)高(gāo)的区(qū)域，蓝色则表示相对较冷的区域，但(dàn)实(shí)际上它们之(zhī)间(jiān)的温差只有万分之一(yī)。

科学家们(men)通过对前景背(bèi)景分离后(hòu)的二值(zhí)图(tú)像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质(zhì)，图形看起来不应该是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些(xiē)峰值(zhí)的(de)幅度(dù)会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了(le)匹配(pèi)宇宙微波背景辐射(shè)的测量值，我们需(xū)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当(dāng)中恒星运动所(suǒ)需要(yào)的暗物质比例是一致的。这就(jiù)意味着。

用(yòng)了一个简单的(de)理论框架(jià)，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测结(jié)果。而暗(àn)物质的(de)本质就是宇宙当中存(cún)在着某种(zhǒng)类(lèi)型的粒(lì)子，它们不参与(yǔ)任何(hé)其他的电(diàn)磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以(yǐ)如果能够找到这(zhè)种(zhǒng)粒子的存在，就相当(dāng)于找到了(le)暗物质存(cún)在的实际(jì)证据(jù)。这种(zhǒng)粒子到底是(shì)什(shén)么？科学家们(men)已(yǐ)经(jīng)提出了数(shù)十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要(yào)寻找这些不同(tóng)的目标(biāo)粒子所需要的实验方(fāng)式也(yě)不相同。在过去的(de)几(jǐ)十年当中，人类为(wèi)了寻找这些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家(jiā)们(men)已(yǐ)经进行了超(chāo)过(guò)50次(cì)的实(shí)验(yàn)，却(què)没(méi)有任何实质性的发(fā)现，除了一个地(dì)方，意大(dà)利的(de)格兰萨索(suǒ)山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在(zài)山下1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏着地(dì)球上最大(dà)的地学实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三(sān)层楼高的探测器，一直致力(lì)于寻找暗物质粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学(xué)家(jiā)声称观测到了某种信号。经过了20多年的(de)数据收集，人们发现了一个(gè)甜蜜惩罚类似的有哪些 推荐一下满是车的剧男女有趣的事情。探(tàn)测率会在每(měi)年的(de)6月份达(dá)到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而且(qiě)在20年当中每年(nián)都是一样。一(yī)些科学家认为这(zhè)可能(néng)是人类发现暗(àn)物质的第一(yī)个直接证据。

但是为什么暗物(wù)质会产(chǎn)生周(zhōu)期性的(de)年度(dù)信(xìn)号呢？刚才我们讲(jiǎng)了(le)太阳(yáng)系正在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系(xì)进行移动，那么如(rú)果暗(àn)物质(zhì)存(cún)在(zài)宇宙当(dāng)中，这意(yì)味(wèi)着我(wǒ)们也在以这样的(de)速度在穿越(yuè)着暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相应的振荡(dàng)，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太(tài)阳(yáng)进(jìn)行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时(shí)间，地球围绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银河系(xì)的方向是一致的(de)，而另(lìng)外半年则与之相反。甜蜜惩罚类似的有哪些 推荐一下满是车的剧男女>

而在(zài)6月份的时候(hòu)，地球(qiú)与(yǔ)太阳的方(fāng)向正好达到完全一(yī)致，这(zhè)是(shì)理论(lùn)上地球穿(chuān)越暗物质流最快的(de)时段。而(ér)在11月份，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管在实(shí)际(jì)的情况中，太阳系(xì)相(xiāng)对银河系(xì)的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但(dàn)是(shì)这并不(bù)影响这(zhè)个理论的(de)有效性。

因此科学家认为(wèi)这可以用(yòng)来解释，研究(jiū)人员(yuán)们所(suǒ)观测到(dào)的周期性信号。当(dāng)然(rán)也可能有其他的情况，造成(chéng)这种年(nián)度周期信号的差异也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至连(lián)意大(dà)利游(yóu)客的数量(liàng)也符合这个周期的规律。

所以，科(kē)学(xué)家们又在南半球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与之前(qián)的(de)实验室正好相(xiāng)反，而在(zài)这里(lǐ)，地球穿(chuān)过暗物(wù)质流的运动特征(zhēng)和第一(yī)个(gè)实验室是一样的。

因此，如果在这里可(kě)以(yǐ)得到(dào)相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所存在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由于(yú)这个实验(yàn)室刚(gāng)刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截(jié)至目前还无(wú)法提供相应的数据支持。另外(wài)，在2025年(nián)，NASA将会发(fā)射一(yī)台新的望远(yuǎn)镜(jìng)，这台(tái)太空望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远(yuǎn)镜(jìng)相同，但(dàn)它的宽视场(chǎng)仪器(qì)提供的视(shì)野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南(nán)希格雷斯(sī)罗曼太空望远镜其中(zhōng)一(yī)个关键(jiàn)的用途就是(shì)探索暗物(wù)质背后的奥秘，对于(yú)探测的(de)结果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒(lì)子(zi)天体物理中心的科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物(wù)质存在，它们极(jí)有可能拥有(yǒu)另一种(zhǒng)神秘(mì)的效应，这种暗物质效应，会支持宇(yǔ)宙当中(zhōng)生(shēng)命的诞生，或者说是生命进化的一个重要(yào)因素。

如果这(zhè)一理论得到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙当(dāng)中(zhōng)的暗物(wù)质会不会意味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的行星上，暗物质(zhì)正在通过这样(yàng)的效应创造生命。当然，这些推(tuī)论的(de)大前提是要先找到暗物质存在的实际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到(dào)底(dǐ)存不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你(nǐ)的(de)支持(chí)是(shì)我更新的动力！

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