宇宙是“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何会存(cún)在(zài)科学(xué)无法解(jiě)释(shì)的“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为(wèi)了寻找暗(àn)物(wù)质存在的证据，科学(xué)家们(men)在过(guò)去的几十年当中进行了超过50次的长期实验，但(dàn)是却没有发现任何的有(yǒu)效(xiào)证据。除(chú)了一个(gè)地方，在1687年出(chū)版的(de)自然(rán)哲学数学原理一书中，埃(āi)萨(sà)克牛(niú)顿(dùn)发表了万有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体(tǐ)运动的规律。往后(hòu)的几百年来，当(dāng)天文学家们发现某些天体运(yùn)行轨道(dào)出现异常，不符合万(wàn)有引力定律的时(shí)候(hòu)，他们就会知道，周围一定(dìng)有未(wèi)知(zhī)的天体通过(guò)引(yǐn)力在摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒(lēi)维耶就(jiù)通过天王星运行轨(guǐ)道的异常，推算(suàn)并且发现(xiàn)了(le)海王(wáng)星的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现都是应用万有引力(lì)定律(lǜ)所取得重(zhòng)大天文成(chéng)就的例子。但是这(zhè)些发现都是在恒星(xīng)系统的尺度(dù)当中(zhōng)，可当我们上升到星系或者是星团的尺度，事情就开始(shǐ)变得诡异(yì)了。

1933年(nián)，瑞士(shì)的物(wù)理学家弗里茨(cí)兹(zī)威(wēi)基正在研究和测量(liàng)后(hòu)发星(xīng)系团(tuán)的质量。这是(shì)一(yī)个由数(shù)千个(gè)星系所组成的巨大(dà)星系团(tuán)，这些星系被引力(lì)束缚在一起。测量(liàng)星(xīng)系(xì)团的质量(liàng)一般会使用到(dào)两种方(fāng)法，当两种(zhǒng)方法结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

第一(yī)种是获(huò)得(dé)其"光度(dù)学的质量"，需要的数据是测(cè)量各个星(xīng)系的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是动(dòng)力学质(zhì)量的计算，是利用(yòng)光谱红(hóng)移(yí)测量星系团中(zhōng)的各个星系相对于星(xīng)系团的(de)运(yùn)动速度(dù)。当测量结果(guǒ)出(chū)来之后，兹威基(jī)彻底(dǐ)懵了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座(zuò)星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或(huò)者(zhě)说(shuō)这99%的质量并(bìng)不以可见光的(de)形式所存在，我们(men)无法看(kàn)到。最诡异(yì)的是，在测量速度的过程中，兹威(wēi)基发现星(xīng)系(xì)团中很多星(xīng)系的速度比理论上要快得多(duō)，按照(zhào)牛顿的运动(dòng)学(xué)定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些可见星(xīng)系的(de)质量所产生的引力是(shì)无法(fǎ)将它们束缚(fù)在星系团(tuán)内(nèi)的，它们早就(jiù)应该(gāi)被抛出星系团之外了，除(chú)非有一种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于(yú)某(mǒu)种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹(zī)维基提出了这(zhè)样部分不可见的暗(àn)质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是它们却占(zhàn)据着宇(yǔ)宙中绝大部分的(de)质量。只是当时(shí)的人们对这样(yàng)的一种说法不(bù)屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这(zhè)个词才再一次出现(xiàn)。天(tiān)文学家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和肯特(tè)福(fú)特(tè)在观(guān)测仙女座星系中的(de)恒星运(yùn)动。理(lǐ)论上(shàng)来说(shuō)，距离中心越远(yuǎn)的恒星(xīng)在其(qí)轨道(dào)上(shàng)的(de)运(yùn)行速度就(jiù)会越慢。但是他们观测(cè)的结(jié)果(guǒ)却让人感到不可思议。

随着(zhe)与(yǔ)中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持(chí)不变。可(kě)是(shì)根据牛(niú)顿的万有(yǒu)引力定(dìng)律，在星系当中如果(guǒ)没有足够大(dà)的质量(liàng)来吸引它们，这(zhè)些(xiē)外围(wéi)的恒星早就(jiù)被(bèi)甩到宇宙当中了。基于这种(zhǒng)现象，科(kē)学家们会使用一(yī)种相(xiāng)对(duì)标(biāo)准的方法来解释暗物质的存在，这种(zhǒng)方法(fǎ)就是测(cè)量星系(xì)当中气体在(zài)X轴(zhóu)上距离星系中(zhōng)心的距(jù)离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现(xiàn)异常的(de)结果，就认为是由暗物质的力量进入其中。

于是(shì)科学家们通(tōng)过(guò)射(shè)电望远镜测量了距(jù)离星(xīng)系中心更远距(jù)离的氢元素(sù)，发(fā)现它们的旋转速(sù)度并不(bù)符合(hé)牛顿的力学定律。我们的太阳系也(yě)不例外(wài)，太阳系位于银河(hé)系的第(dì)三(sān)悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太(tài)阳系的运行(xíng)速度(dù)应该是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围绕银(yín)河(hé)系旋转，这个(gè)实际速(sù)度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产生以上这种向心加速度的原因(yīn)很可(kě)能就是存在(zài)着一种我们(men)看(kàn)不(bù)到(dào)的物质(zhì)，是这些暗物质(zhì)的引(yǐn)力效应将(jiāng)星系聚集在(zài)了一起。

也是从这时开(kāi)始(shǐ)，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存(cún)在。科学家根据(jù)星系外恒(héng)星轨道(dào)的速度，估算(suàn)在星系当中暗物质的质量占(zhàn)整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗(àn)物(wù)质并不(bù)是唯(wéi)一可以解释(shì)这个现象的原因。在一项新的(de)研究当(dāng)中，科(kē)学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小(xiǎo)差异。另(lìng)外，天(tiān)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(xì)距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银(yín)河系(xì)不(bù)多(duō)，但是星系当(dāng)中存在的恒(héng)星数(shù)量却只(zhǐ)有银河(hé)系的千(qiān)分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析(xī)。但是科学家们(men)使(shǐ)用最(zuì)先进(jìn)的(de)望远镜对其进行了40个(gè)小时(shí)的(de)详细(xì)测(cè)量之后，发现星系中(zhōng)的恒星运动是可以用正常的物(wù)质(zhì)和力(lì)学定(dìng)律来解释的。那么(me)又有人(rén)提出，也许该星系的暗物质，已经被附(fù)近的(de)另一个大(dà)星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成(chéng)这些(xiē)现象的除了暗物(wù)质的假说之外，另(lìng)一(yī)种可能就是人类对引力(lì)的(de)理解还不够全面，引力(lì)很可(kě)能在不(bù)同尺度空间(jiān)中的(de)工作方式是不同(tóng)的，这(zhè)意味着在行星系(xì)尺(chǐ)度中的(de)天体(tǐ)会(huì)沿着它们的轨道(dào)，按(àn)照我(wǒ)们所理解的方式(shì)运动。但是(shì)上(shàng)升到星系和星团的(de)尺度，引(yǐn)力之间的相互作用则(zé)是不同的(de)方式。对于在星(xīng)系团(tuán)之间的(de)相互作用(yòng)，科学家还引入了(le)外部场效应(yīng)的概念(niàn)，指的是在数百(bǎi)万光年(nián)的规模上，巨大的质(zhì)量之间会产生(shēng)对(duì)彼此特殊的效果(guǒ)，这个(gè)理(lǐ)论叫做MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我们需要(yào)对(duì)现在的物理定律进行修正，这些发现也(yě)让很(hěn)多人认为暗物质假(jiǎ)说(shuō)理论就此终结。但是在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关于暗物质存在的(de)其他的理(lǐ)论(lùn)证据(jù)，这些理论证(zhèng)据是蒙德理论所(suǒ)没法解释的“引力(lì)透(tòu)镜”。

中国现在有多少士兵军人，目前中国有多少士兵"https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/18fc0a6e444b507.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

径(jìng)向距(jù)离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组成(chéng)，类似这样(yàng)的(de)星团，它们大(dà)部分的(de)普通质量都(dōu)在(zài)星系(xì)的(de)气(qì)体(tǐ)当(dāng)中。当星(xīng)团以(yǐ)1000万(wàn)公(gōng)里/小时(shí)发生碰撞的时候(hòu)，星际(jì)气(qì)体(tǐ)的(de)相互作用就会(huì)导致温度的急剧(jù)升高(gāo)，速度大幅降(jiàng)低。所以在理论(lùn)上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团大部(bù)分的质量将(jiāng)位于所有这些(xiē)气(qì)体所在的(de)中间区(qū)域。那(nà)么(me)我们通过什(shén)么来验证(zhèng)它的质量区域到底是不是集中(zhōng)在中间呢？前(qián)不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当(dāng)中第(dì)一张(zhāng)全(quán)彩(cǎi)的高清照片(piàn)，在照(zhào)片中我们(men)可以明(míng)显地看到很多星系似乎被拉伸(shēn)产生(shēng)了巨大的形变(biàn)。其实这些星系本(běn)身并不是真的(de)被扭曲了，也不(bù)是韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而是这样(yàng)极遥远的天体(tǐ)和我(wǒ)们地球上的观测(cè)者之间。被一个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西的引(yǐn)力(lì)，会(huì)使身后更遥远星(xīng)系的(de)光(guāng)都(dōu)发生了扭曲。这个现(xiàn)象(xiàng)就是引力透(tòu)镜效应。这个(gè)巨大(dà)的(de)天体(tǐ)可能(néng)是超大质(zhì)量的(de)黑洞或者是(shì)暗物质。

所以(yǐ)当人们对(duì)子弹(dàn)星系团观测的时候，发现它(tā)的大质量区域(yù)并不(bù)是(shì)在中间，而是在两(liǎng)侧。所以最(zuì)好的(de)解释方法就是(shì)当星团发生全部的碰撞时(shí)，可被观(guān)测(cè)到的质量气(qì)体(tǐ)被卡在了中间(jiān)，暗物质则直(zhí)接通过了这个区域，并(bìng)在两边形成了引力透镜。对(duì)子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究也被认为是(shì)暗物质存在的迄今(jīn)为止最好的理论(lùn)证据(jù)。

除此(cǐ)之外(wài)，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大(dà)爆(bào)炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿(chuān)越在宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)了(le)。经过了(le)130多亿年之后(hòu)，这(zhè)些光在宇宙(zhòu)空间背(bèi)景上留下了各相同性的微波辐(fú)射(shè)。其中红色的部(bù)分(fēn)表(biǎo)示温(wēn)度较高(gāo)的区域，蓝(lán)色则(zé)表示(shì)相对较冷的区域，但(dàn)实际上(shàng)它们之间的温差只有万分之一(yī)。

科(kē)学(xué)家(jiā)们通过对(duì)前景背(bèi)景分离后的二值图像进行连通域提取和标(biāo)记(jì)之(zhī)后(hòu)发现，如果宇宙(zhòu)当(dāng)中没有暗物质(zhì)，图形(xíng)看起来(lái)不应该是这样(yàng)的(de)，而(ér)随着(zhe)暗物(wù)质(zhì)的(de)增加(jiā)，一些峰值(zhí)的(de)幅度会减小(xiǎo)，才变得看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹配(pèi)宇(yǔ)宙(zhòu)微波背(bèi)景辐射的测(cè)量值(zhí)，我们需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数(shù)字与解释(shì)星系当(dāng)中(zhōng)恒星(xīng)运(yùn)动所需(xū)要的暗物质比例是一(yī)致(zhì)的(de)。这就(jiù)意味着。

用(yòng)了一(yī)个简单的理论框架，就很(hěn)好(hǎo)地解(jiě)释(shì)了(le)很多不同的观(guān)测结果(guǒ)。而暗物(wù)质的本(běn)质就是宇宙当中存(cún)在着某种类型的粒子，它们不参与任(rèn)何其他(tā)的电(diàn)磁作(zuò)用，只通过引力来相互作用。所以(yǐ)如果能够找到这种粒子的存在(zài)，就相当于找到了暗物(wù)质(zhì)存在的实际(jì)证据。这种(zhǒng)粒子到底是(shì)什么(me)？科(kē)学家们已经提出了数十种的假想目标，而要(yào)寻找(zhǎo)这些不同(tóng)的目标粒子所需要的实验方式也不(bù)相同。在过去的几(jǐ)十(shí)年当中，人类为了(le)寻(xún)找这(zhè)些看不见、摸不(bù)到，几乎不会(huì)与(yǔ)常规物质相互作用的“暗物(wù)质(zhì)”，科学家们已经进行了超(chāo)过50次(cì)的(de)实验(yàn)，却没(méi)有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方(fāng)，意大(dà)利(lì)的(de)格(gé)兰(lán)萨索山，隶(lì)属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山脉。

在(zài)山下1400米处(chù)的地(dì)下矿(kuàng)井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学(xué)实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三(sān)层楼(lóu)高(gāo)的探测器，一直致力(lì)于寻找暗物质(zhì)粒子的周期性震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里(lǐ)的科学家声称(chēng)观测到了(le)某种(zhǒng)信号。经过了(le)20多年(nián)的数据收集，人(rén)们发现了(le)一个有趣的事情。探测率(lǜ)会在每年的6月份达到峰值(zhí)，然后(hòu)在11月降到(dào)最低，而且在20年当中每年都(dōu)是一样。一些科学家认(rèn)为这(zhè)可能(néng)是人(rén)类(lèi)发现(xiàn)暗物(wù)质的第一个直接证据。

但(dàn)是为什么暗物中国现在有多少士兵军人，目前中国有多少士兵质会(huì)产(chǎn)生(shēng)周期性的年度信(xìn)号(hào)呢？刚才(cái)我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳系(xì)正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)着银河(hé)系(xì)进(jìn)行(xíng)移动，那么如(rú)果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在以这样(yàng)的速度在穿(chuān)越着暗物质流，这(zhè)个(gè)过程中会产(chǎn)生(shēng)相应的(de)振荡(dàng)，同时(shí)地(dì)球又以(yǐ)30公(gōng)里/秒的(de)速度围绕太(tài)阳进行旋转。所以有半(bàn)年(nián)的时间，地球围绕太(tài)阳的方(fāng)向与(yǔ)太阳环绕银河系的方(fāng)向(xiàng)是(shì)一致的，而另外(wài)半年则与之相反。

而(ér)在6月份的时(shí)候(hòu)，地(dì)球与太(tài)阳的方向正好达到(dào)完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越(yuè)暗物质流(liú)最(zuì)快的时(shí)段。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最慢(màn)值(zhí)。尽管在实际的情(qíng)况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对银河(hé)系的(de)平面呈现了60度的(de)倾斜(xié)，但是这并(bìng)不影(yǐng)响(xiǎng)这个理(lǐ)论的有(yǒu)效性。

因(yīn)此(cǐ)科学家认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的(de)周期(qī)性信号(hào)。当然也可能有其(qí)他的情况，造成这(zhè)种年度(dù)周期信号的差异也可能(néng)是温(wēn)度、湿度、土壤(rǎng)中的(de)水分、高山上的积雪，甚至连意大利游(yóu)客的数量也(yě)符(fú)合这个(gè)周期的规(guī)律(lǜ)。

所以，科学家们又在(zài)南半球建立(lì)了一个几乎相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的实验室(shì)正好相(xiāng)反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗物质(zhì)流(liú)的(de)运(yùn)动特征和第一个实验室是一(yī)样(yàng)的。

因此，如(rú)果在(zài)这(zhè)里可以(yǐ)得到相同的信号，就(jiù)可以成为暗物质(zhì)所存在的非常有力(lì)的证(zhèng)据(jù)了。但是由于这个(gè)实验(yàn)室刚刚建成不久，所(suǒ)以(yǐ)截至目前还无法提供相(xiāng)应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的(de)宽视场(chǎng)仪器提(tí)供的视(shì)野是哈(hā)勃(bó)红(hóng)外仪器的100倍(bèi)。南希格(gé)雷斯(sī)罗(luó)曼太空望远(yuǎn)镜其中一(yī)个关键的用途就是探索暗物(wù)质(zhì)背后的奥(ào)秘，对于探测(cè)的结果(guǒ)，我们只能拭目以待(dài)了(le)。费米实验室粒子天体(tǐ)物(wù)理中心(xīn)的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬(fēn)研究发现，如果暗物质存在，它们(men)极有可(kě)能(néng)拥有另一种神秘(mì)的效应，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的诞生，或者说是生命进(jìn)化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进一步的证实，那(nà)么(me)遍布宇宙当(dāng)中(zhōng)的暗(àn)物质会不会意(yì)味着人类并不(bù)孤单呢(ne)？或许在宇宙当(dāng)中某个角落的(de)行星上，暗物质正在(zài)通过这样的效应(yīng)创(chuàng)造生命。当(dāng)然，这些推论的大(dà)前提是(shì)要先找(zhǎo)到暗(àn)物质存(cún)在的实际证据。那么小伙(huǒ)伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不(bù)存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是我更(gèng)新的动力！

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