宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会(huì)存(cún)在(zài)科学(xué)无法解释的“暗(àn)物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找暗物(wù)质存(cún)在(zài)的证据，科学(xué)家们(men)在过去(qù)的几十年当(dāng)中进行(xíng)了超过(guò)50次的长期实验(yàn)，但是却(què)没有发现任(rèn)何的有效(xiào)证据。除了一个地方，在1687年出(chū)版的自然哲学数学原(yuán)理一(yī)书(shū)中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙中天体运(yùn)动的(de)规(guī)律(lǜ)。往后的几百年来，当(dāng)天文(wén)学(xué)家们发现(xiàn)某些(xiē)天体(tǐ)运行轨道出现(x跑单是什么意思啊 没发货扣跑单费合理吗iàn)异常，不符合万(wàn)有引力(lì)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在摄动(dòng)它的轨(guǐ)道(dào)。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶(yé)就(jiù)通过天(tiān)王星运行轨道的异常，推(tuī)算并(bìng)且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发(fā)现都是(shì)应用万(wàn)有(yǒu)引力定律所(suǒ)取得重大天文成(chéng)就的(de)例(lì)子。但是这些(xiē)发现都是在(zài)恒星(xīng)系统的尺度当中，可(kě)当我们上(shàng)升到星系或者是星团的尺度，事情就开始变(biàn)得诡异(yì)了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威基正在研究和(hé)测量后(hòu)发(fā)星(xīng)系团的质量。这是一个由数千个(gè)星(xīng)系(xì)所(suǒ)组成(chéng)的巨大星系团，这些星(xīng)系被(bèi)引力(lì)束缚在(zài)一起(qǐ)。测量星系(xì)团的质量一般会(huì)使用到两种方法，当(dāng)两种方法(fǎ)结果(guǒ)一致，就可(kě)以确定其质量的范围(wéi)。

第一种是(shì)获得(dé)其"光度学的质量"，需(xū)要(yào)的(de)数据(jù)是(shì)测量各个星(xīng)系的(de)光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的(de)计(jì)算，是利(lì)用(yòng)光谱红(hóng)移测量(liàng)星系(xì)团中的(de)各个星系相对(duì)于星系团的运动速度。当测量结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹(zī)威基(jī)彻(c跑单是什么意思啊 没发货扣跑单费合理吗hè)底(dǐ)懵了，“动力学(xué)质(zhì)量”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星系团有99%的质量消失了(le)，或者(zhě)说这99%的质量(liàng)并(bìng)不(bù)以可(kě)见光的形式所存在，我们无法看(kàn)到(dào)。最诡异的(de)是，在测(cè)量速度的过程中(zhōng)，兹威基(jī)发现星系团中很多星系的速(sù)度比理论上要快得多，按照牛(niú)顿的运动(dòng)学定律(lǜ)，仅靠这些可见(jiàn)星系的(de)质量所产生的引力是无法将(jiāng)它们束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出星系(xì)团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在起作用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出了(le)这样部分不可见的暗(àn)质(zhì)，它不(bù)发散(sàn)光、吸光、反射光，但(dàn)是它们(men)却占(zhàn)据(jù)着宇宙中(zhōng)绝大部(bù)分的质(zhì)量(liàng)。只是(shì)当时的人们(men)对这样的(de)一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年(nián)之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天(tiān)文(wén)学(xué)家维拉鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙(xiān)女座星系中(zhōng)的恒(héng)星运动。理论上(shàng)来(lái)说(shuō)，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其(qí)轨(guǐ)道(dào)上的运行速度就(jiù)会越慢(màn)。但是他们观测的结果却让人(rén)感到不(bù)可思议(yì)。

随着与中(zhōng)心(xīn)距离的增加，恒星的旋(xuán)转速度几乎保持(chí)不(bù)变。可是根据牛顿的万有引力定(dìng)律(lǜ)，在星系当中(zhōng)如果没(méi)有足够大的质量来吸引它(tā)们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基(jī)于这(zhè)种现象，科学家(jiā)们会使用(yòng)一(yī)种相对标(biāo)准的(de)方法来(lái)解释暗物质(zhì)的存在，这(zhè)种方法就(jiù)是(shì)测量星(xīng)系当中气(qì)体在X轴上距离星系(xì)中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体的旋转速度。如果出现异(yì)常的结果，就认(rèn)为是由暗物质(zhì)的(de)力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测量了距(jù)离星系(xì)中(zhōng)心更远距(jù)离的(de)氢(qīng)元素，发(fā)现它们的(de)旋转速(sù)度并不符合牛顿的(de)力(lì)学(xué)定律。我们的太阳系(xì)也不例外，太阳系位于银河(hé)系(xì)的第三(sān)悬臂之(zhī)上，距离(lí)银河系(xì)中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引(yǐn)力定律进(jìn)行(xíng)计算，太阳系的运行速(sù)度应(yīng)该是160千米/秒(miǎo)跑单是什么意思啊 没发货扣跑单费合理吗，但实际上，太阳系正在以220千(qiān)米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围绕银河(hé)系旋(xuán)转，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度，那(nà)么产生(shēng)以上这种向心加速度的原因很可能就是(shì)存在着(zhe)一种我们看(kàn)不到的物质，是这些暗物质的引力效应将星(xīng)系聚集(jí)在(zài)了一起。

也(yě)是从这时开始，越来(lái)越多的研究(jiū)人员开始相信暗物质的存在。科(kē)学家根据星系外恒星轨(guǐ)道的(de)速度(dù)，估算在星系当中暗物质的质量(liàng)占整(zhěng)个(gè)星系(xì)质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解(jiě)释这(zhè)个现(xiàn)象的(de)原因。在一(yī)项(xiàng)新的研究(jiū)当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥远恒(héng)星(xīng)之间，也(yě)会出(chū)现速(sù)度上(shàng)的(de)微小(xiǎo)差(chà)异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但(dàn)是星(xīng)系当中存在的恒星数(shù)量却只(zhǐ)有(yǒu)银河系(xì)的千分(fēn)之一。

所(suǒ)以在(zài)理(lǐ)论上(shàng)，该星系必须存在(zài)暗物质，否则就(jiù)会分崩离析。但是科(kē)学家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现星系(xì)中(zhōng)的恒星运动是可以用正常(cháng)的物质和力学定律来(lái)解(jiě)释(shì)的。那么又有人提出，也(yě)许该(gāi)星(xīng)系的(de)暗物质，已经被(bèi)附近(jìn)的另一个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它(tā)的附近没有任何星系存在。造成这些现象的(de)除了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一(yī)种可(kě)能就(jiù)是人类对引(yǐn)力的理解还(hái)不够全面(miàn)，引力很(hěn)可(kě)能在不同尺度(dù)空(kōng)间中(zhōng)的工作方(fāng)式是(shì)不同的，这意(yì)味着在行星系(xì)尺(chǐ)度中的(de)天体(tǐ)会沿着(zhe)它们(men)的轨(guǐ)道，按照我们(men)所理(lǐ)解的方式运动。但是上升到星系和(hé)星团的(de)尺(chǐ)度，引力之(zhī)间的相互作用(yòng)则是不同(tóng)的方式。对于(yú)在星系团之间的(de)相互作用(yòng)，科学家还引入了外(wài)部场效(xiào)应的概念，指的是在数百万光年的规模(mó)上，巨(jù)大的(de)质量之间(jiān)会产(chǎn)生对彼(bǐ)此特(tè)殊的效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这(zhè)意(yì)味着我们需要(yào)对现在(zài)的物理定(dìng)律(lǜ)进行修正，这些(xiē)发现也让很(hěn)多人认为暗(àn)物质假说理(lǐ)论就此终结。但是(shì)在宇宙(zhòu)当(dāng)中还(hái)有关于暗物质(zhì)存在的其他的理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙德(dé)理(lǐ)论所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的子(zi)弹星系团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所(suǒ)组成，类似这(zhè)样的(de)星(xīng)团，它们(men)大部分的普通质量都在星系的(de)气体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小时(shí)发生(shēng)碰撞(zhuàng)的时候，星际气(qì)体的相互(hù)作用就会导致温(wēn)度(dù)的急(jí)剧(jù)升高(gāo)，速度(dù)大(dà)幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大部分的质量将位(wèi)于所有这些气体(tǐ)所在的中间区域。那么我们(men)通过(guò)什么来验证(zhèng)它(tā)的质量区(qū)域到底是不是集中(zhōng)在中(zhōng)间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回(huí)了宇(yǔ)宙当中第(dì)一张全彩的(de)高(gāo)清照片，在照(zhào)片中(zhōng)我们可以(yǐ)明显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的被(bèi)扭(niǔ)曲(qū)了，也不是韦(wéi)伯(bó)望远镜出了什么(me)问题，而是这(zhè)样极遥(yáo)远的天(tiān)体和我(wǒ)们地(dì)球上的观测(cè)者之(zhī)间。被一个质量超级巨大的天体遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量的东西的引(yǐn)力，会(huì)使身后(hòu)更遥(yáo)远星系的光都(dōu)发生了扭曲(qū)。这个现(xiàn)象就是引力(lì)透镜效应(yīng)。这个巨大(dà)的天(tiān)体可能(néng)是超大(dà)质(zhì)量(liàng)的(de)黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人们对(duì)子弹星系团观测的时候(hòu)，发现它的(de)大质(zhì)量区域并不(bù)是(shì)在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好的解释方法就是当星(xīng)团发生全(quán)部(bù)的碰撞时，可被观(guān)测(cè)到的质量气体被卡在了中(zhōng)间(jiān)，暗(àn)物质则直接通过(guò)了这个区域(yù)，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对(duì)子(zi)弹星系团的引力透镜研究(jiū)也被认为是暗物质存在(zài)的迄今(jīn)为止最好的(de)理论证据。

除此(cǐ)之外(wài)，还有来自宇(yǔ)宙当中(zhōng)最(zuì)古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始(shǐ)，38万(wàn)年(nián)之后，可见光终于(yú)可以畅通(tōng)无阻地(dì)穿越在(zài)宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年之(zhī)后，这些光在宇宙空间背景上(shàng)留下(xià)了各相同性的微波辐射(shè)。其中红色的部分表(biǎo)示温度较高的区(qū)域，蓝色(sè)则表示相(xiāng)对(duì)较冷的区(qū)域，但实(shí)际上它(tā)们之(zhī)间的温差只有万分之一。

科学家(jiā)们通(tōng)过对(duì)前景背景(jǐng)分离后的二值图(tú)像进行(xíng)连(lián)通域提取(qǔ)和标(biāo)记之(zhī)后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有(yǒu)暗物(wù)质，图形看(kàn)起(qǐ)来不应该是(shì)这样的，而随着暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才(cái)变得看起来“和(hé)谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐(fú)射的测量值(zhí)，我们需(xū)要的暗物质(zhì)大约是普通物质(zhì)的5倍。这个数(shù)字与解释星系当中恒星运动所(suǒ)需要(yào)的暗物质比(bǐ)例是一(yī)致(zhì)的。这就意(yì)味着。

用了一个简单的理论(lùn)框(kuāng)架，就(jiù)很好(hǎo)地解(jiě)释了很多不同的观测(cè)结果。而(ér)暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当(dāng)中存(cún)在着(zhe)某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒(lì)子，它们不(bù)参与任何其他的(de)电磁作用，只(zhǐ)通过(guò)引力来相(xiāng)互作用。所以如果能(néng)够(gòu)找到这种(zhǒng)粒(lì)子的存在，就相(xiāng)当于(yú)找到了暗物质(zhì)存在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是(shì)什么？科学家们已经(jīng)提出(chū)了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这些(xiē)不同的目标(biāo)粒(lì)子(zi)所需(xū)要的实验方式也不相同(tóng)。在过去的几十(shí)年当中，人类为了(le)寻(xún)找这些看不见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎不会与常规物(wù)质相互作用(yòng)的“暗物(wù)质(zhì)”，科学(xué)家(jiā)们已经进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了一个地方，意大利的(de)格兰(lán)萨索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井(jǐng)当中，藏着(zhe)地球上最大的地学(xué)实验室，这(zhè)个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个(gè)三层(céng)楼高的探(tàn)测器，一(yī)直致力(lì)于寻找暗物质粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科学家声称观测到了某种信(xìn)号。经过(guò)了20多年的(de)数据收(shōu)集，人们发现了(le)一个(gè)有趣的事(shì)情。探测(cè)率会在每(měi)年(nián)的(de)6月份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最(zuì)低，而且在20年当中每(měi)年都是一(yī)样(yàng)。一些科(kē)学(xué)家(jiā)认为这可能是人类发现暗物质的第(dì)一(yī)个直接(jiē)证据。

但是(shì)为什么暗物质会产生(shēng)周期性的(de)年(nián)度(dù)信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了太(tài)阳(yáng)系正(zhèng)在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当(dāng)中，这意味着我们也(yě)在以(yǐ)这样(yàng)的速(sù)度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这个(gè)过(guò)程中会产生相应的振荡(dàng)，同时(shí)地球(qiú)又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速度围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋转。所以有半年的时(shí)间(jiān)，地球围绕太阳的(de)方向与太阳环绕银河系的方(fāng)向是一致(zhì)的(de)，而另外半年则与之(zhī)相反。

而(ér)在6月份的时候，地球(qiú)与(yǔ)太(tài)阳的方向(xiàng)正(zhèng)好(hǎo)达到完全一致，这是(shì)理(lǐ)论上地(dì)球穿越暗物(wù)质流最快(kuài)的时段(duàn)。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管在实(shí)际的情(qíng)况中，太阳系相对银河系的平面呈现了(le)60度的(de)倾(qīng)斜，但是这并(bìng)不影响这个理论(lùn)的有效性。

因此科(kē)学家认(rèn)为这可(kě)以用来解释，研究(jiū)人员们所观测到的周期性信(xìn)号。当然也(yě)可能有其他(tā)的情况，造成这种年度周期信号的(de)差异也可能是(shì)温度、湿度(dù)、土壤中的(de)水分(fēn)、高山(shān)上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客的(de)数(shù)量(liàng)也符合这(zhè)个周期的规律。

所(suǒ)以，科学(xué)家们又在南半球建立了一个几乎相同的实验室(shì)，这里(lǐ)的季节与之前(qián)的实验室正(zhèng)好(hǎo)相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物质流的运动特(tè)征和第一个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相(xiāng)同的信号，就可以(yǐ)成(chéng)为暗物质所存在的非常有力(lì)的(de)证(zhèng)据了。但是由于这(zhè)个(gè)实验室(shì)刚刚(gāng)建成(chéng)不久，所以截至目前还(hái)无法提供相应(yīng)的数据支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发(fā)射一台新(xīn)的(de)望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大(dà)小跟哈勃(bó)望远镜(jìng)相同(tóng)，但它的(de)宽视(shì)场(chǎng)仪(yí)器提供的视野是(shì)哈(hā)勃(bó)红外仪器的100倍。南希(xī)格雷斯罗(luó)曼(màn)太空(kōng)望远镜其中一个关键的用途就是探索暗(àn)物质(zhì)背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭(shì)目以待(dài)了。费米(mǐ)实验室粒子天体物理中心的(de)科(kē)学家丹琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬研(yán)究发现(xiàn)，如果暗物质存在(zài)，它们极有可(kě)能(néng)拥有另一种神秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说是生(shēng)命进化的(de)一个重要因素(sù)。

如果这(zhè)一(yī)理(lǐ)论(lùn)得(dé)到进一步(bù)的证实，那么遍布宇(yǔ)宙当中的暗(àn)物质会不会意味(wèi)着人类并不孤单呢？或许在(zài)宇宙当中某(mǒu)个角(jiǎo)落的行(xíng)星上(shàng)，暗物质正在通过这(zhè)样的效应创造(zào)生命。当然，这些推(tuī)论(lùn)的大前提是要(yào)先找(zhǎo)到暗物质存在(zài)的实际(jì)证据。那(nà)么(me)小伙伴(bàn)们，你们觉得暗(àn)物质到(dào)底存不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的(de)支持是我(wǒ)更新(xīn)的动力！

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