宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为(wèi)制(zhì)造”的(de)？为(wèi)何会存(cún)在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人类为了寻找暗物质存(cún)在的证(zhèng)据，科(kē)学家(jiā)们(men)在过去的几(jǐ)十年(nián)当中进行(xíng)了(le)超过50次的长(zhǎng)期实(shí)验，但是却没有发现任何(hé)的有效(xiào)证(zhèng)据。除了一个地方，在1687年出(chū)版的自然哲学数学原理一书中，埃(āi)萨(sà)克牛(niú)顿发表了万有引力定律，它揭示(shì)了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往后的几(jǐ)百年来，当天文学家们发(fā)现某些天体运(yùn)行轨道出现异常(cháng)，不符合万有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有未知的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王(wáng)星运行(xíng)轨(guǐ)道的异(yì)常，推算并且(qiě)发(fā)现了海王星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的(de)发现都是应用万有引力(lì)定律所取得重大天(tiān)文成就的例子。但是这些发现都(dōu)是在恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我们(men)上升到星系(xì)或者是星团的尺度，事情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的(de)物理学家弗里茨(cí)兹(zī)威基正(zhèng)在研究和(hé)测量后发星系团的质量。这是一个由(yóu)数千个星(xīng)系所(suǒ)组成的(de)巨大星系(xì)团，这些(xiē)星系被引力(lì)束(shù)缚在一(yī)起。测量星系团的质(zhì)量一般会使用到两种方法(fǎ)，当两种方(fāng)法(fǎ)结(jié)果一致，就可以确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得其"光度学的(de)质(zhì)量"，需要的数(shù)据是测量(liàng)各个星系的(de)光(guāng)度(dù)。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学质(zhì)量的计算，是利用光谱红移测量星(xīng)系团中的各(gè)个星系相对于星系团的运动速度(dù)。当测量(liàng)结果出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度(dù)学质量”的(de)400倍。这(zhè)意味着，后发(fā)座(zuò)星系团(tuán)有99%的质量(liàng)消失了，或者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式所(suǒ)存在，我们无(wú)法看到。最诡异的是，在(zài)测(cè)量速度(dù)的过程(chéng)中，兹威基发现星系团中很多星系的速度比(bǐ)理论上要快(kuài)得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见(jiàn)星(xīng)系(xì)的质量所产生的(de)引力是无法将它们束缚在星系团内的(de)，它们(men)早就应该被抛(pāo)出(chū)星系团之(zhī)外(wài)了(le)，除非有一(yī)种神秘的力量(liàng)在起作用，这(zhè)种力量(liàng)来源于某种隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据此，兹维基(jī)提(tí)出了这(zhè)样部分不可见的暗(àn)质，它(tā)不发(fā)散光(guāng)、吸光(guāng)、反射光，但是它们却(què)占据着宇宙(zhòu)中绝大部分的质(zhì)量。只(zhǐ)是当时(shí)的人们对这样的一种说法不(bù)屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个(gè)词(cí)才(cái)再一次出现。天(tiān)文学(xué)家维拉鲁宾和肯特福(fú)特(tè)在观(guān)测仙(xiān)女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上(shàng)来(lái)说，距离中心(xīn)越远的恒星在(zài)其轨道上的运(yùn)行速度(dù)就(jiù)会越(yuè)慢。但(dàn)是他们观测的(de)结(jié)果却让人感(gǎn)到不可思议。

随着与中心距离的(de)增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎(hū)保持不变。可(kě)是根据牛顿的万有(yǒu)引力定律，在星系当中如果没有足够(gòu)大的质量来吸引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇(yǔ)宙当(dāng)中了。基于这(zhè)种现(xiàn)象，科(kē)学家们会使用一种(zhǒng)相对标(biāo)准的方法来解释暗物质的(de)存在，这种(zhǒng)方法就是测量星(xīng)系当中(zhōng)气(qì)体在X轴上距离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如(rú)果(guǒ)出现异(yì)常的结果，就认为(wèi)是(shì)由暗物质(zhì)的力(lì)量进入其中。

于是科学家们通(tōng)过射电望远镜测(cè)量了距离星系中心更远距离的氢元素，发现(xiàn)它们(men)的旋转(zhuǎn)速度(dù)并不符合(hé)牛顿的力学定(dìng)律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系(xì)的第三悬(xuán)臂之上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的运行(xíng)速度应该(gāi)是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系正在(zài)以(yǐ)220千米(mǐ)/秒的(de)速度围(wéi)绕银河系旋转，这个实际速度远远大于理论速度(dù)，那(nà)么(me)产生以(yǐ)上这种向心加速度的(de)原因很可能就是存(cún)在着一种(zhǒng)我们看不(bù)到(dào)的(de)物质，是这些暗物质的(de)引(yǐn)力效(xiào)应将(jiāng)星系聚集在了一起。

也(yě)是(shì)从这时(shí)开始，越来越多的研究人员开(kāi)始相信暗物质的存在(zài)。科学家根据星(xīng)系(xì)外恒星轨道的速度(dù)，估算(suàn)在星系当中暗物(wù)质的质量占整(zhěng)个星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物(wù)质(zhì)并不是唯(wéi)一(yī)可以解(jiě)释这个现象(xiàng)的原(yuán)因。在一项(xiàng)新(xīn)的(de)研究(jiū)当中，科(kē)学家(jiā)们发现(xiàn)，几乎没有引力(lì)效应(yīng)的遥(yáo)远(yuǎn)恒星之间，也会(huì)出现速度上的微小差异。另外，天(tiān)文学家还发现(xiàn)了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大(dà)约2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多，但(dàn)是(shì)星(xīng)系当中存在的恒星数量却(què)只有银(yín)河系的千(qiān)分之(zhī)一。

女生摸你头发暗示什么，女生摸你的头发代表什么"jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/a67445eab7c8392.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以在理论上，该星系必须存(cún)在暗(àn)物(wù)质，否则就会分崩离(lí)析。但是科学家们使用(yòng)最先进(jìn)的(de)望远镜(jìng)对(duì)其进行了40个小时的(de)详细测量(liàng)之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的物质和(hé)力学定律来解释的。那么又(yòu)有人提(tí)出，也许该星系的暗物质，已经被附近的另一个大(dà)星系剥离了。奇怪的是(shì)，它(tā)的(de)附(fù)近没有任何星系存(cún)在。造成这些现象(xiàng)的除了(le)暗物质的(de)假说之外，另一种可能就是人类对(duì)引力的理(lǐ)解还(hái)不(bù)够全面，引(yǐn)力很可能在不(bù)同尺度空间中(zhōng)的工作(zuò)方(fāng)式(shì)是不同的，这意味着(zhe)在(zài)行(xíng)星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照(zhào)我(wǒ)们(men)所理(lǐ)解的方式运(yùn)动。但是上升(shēng)到星(xīng)系和星团的(de)尺度，引力之间的相互(hù)作(zuò)用(yòng)则是不同的方(fāng)式。对(duì)于在星(xīng)系团之间的相(xiāng)互作用，科学(xué)家(jiā)还(hái)引入(rù)了外(wài)部场(chǎng)效应的概(gài)念，指(zhǐ)的是(shì)在数百万光年的规模上，巨(jù)大的质量之间会(huì)产生对彼此(cǐ)特殊(shū)的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着(zhe)我们需(xū)要对现在(zài)的物理定律进行修正，这些发现也让(ràng)很(hěn)多人认(rèn)为暗物质(zhì)假(jiǎ)说(shuō)理论(lùn)就(jiù)此终结。但是在宇宙当中还有关于暗物质(zhì)存在的其(qí)他的(de)理论证(zhèng)据，这些理论证据是(shì)蒙德理论所(suǒ)没法解释的(de)“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由(yóu)两个碰撞的星(xīng)系团所组成，类似这样的星团，它们大部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在(zài)星系的(de)气(qì)体当中。当(dāng)星团以1000万公里/小时发(fā)生(shēng)碰撞(zhuàng)的(de)时(shí)候，星际(jì)气体的相(xiāng)互作(zuò)用就会导致温度的急剧(jù)升高，速度大幅降低(dī)。所(suǒ)以在理论(lùn)上，在(zài)碰(pèng)撞之后，子弹(dàn)星系团(tuán)大部分的质量(liàng)将位于所(suǒ)有这些气(qì)体(tǐ)所(suǒ)在的中间区(qū)域。那么我们通过什么来验(yàn)证它的质量区域到(dào)底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆(mǔ)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(wǒ)们(men)可以明显地(dì)看到很(hěn)多(duō)星系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的形变。其实(shí)这(zhè)些星系本(běn)身并不是真的被扭曲了(le)，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什么问题(tí)，而是这(zhè)样(yàng)极遥(yáo)远的天体和我们地球上的(de)观测者之间。被(bèi)一个质量超级巨(jù)大的天体遮挡(dǎng)，这个(gè)超(chāo)大(dà)质量的东西的引力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都(dōu)发生了扭曲。这个现象(xiàng)就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天(tiān)体(tǐ)可能是超(chāo)大质量(liàng)的黑洞(dòng)或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以当(dāng)人们对子弹星系团观测(cè)的时候，发现它(tā)的大质量区域(yù)并不是(shì)在(zài)中间(jiān)，而(ér)是(shì)在两侧。所以最好的(de)解释方(fāng)法就是当星团发生全部的碰撞时，可被(bèi)观测到的(de)质量气(qì)体被卡在了中间，暗(àn)物质则直(zhí)接通过了(le)这(zhè)个区域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系团(tuán)的引力(lì)透镜研(yán)究也被认为是(shì)暗物(wù)质存(cún)在的迄今为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当(dāng)中最(zuì)古老的(de)光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这些(xiē)光在宇(yǔ)宙空(kōng)间背景上留下了(le)各相同性(xìng)的微波辐射。其中红色的部分(fēn)表示温度(dù)较高的区(qū)域，蓝(lán)色则表示相对较(jiào)冷的(de)区域，但实际上它们之间的(de)温(wēn)差只有万分之一。

科学家们通过(guò)对前景背景分离后(hòu)的二值图像进(jìn)行连通域提取和标记之后发(fā)现(xiàn)，如(rú)果宇宙(zhòu)当中没有暗物(wù)质，图形(xíng)看起(qǐ)来(lái)不应该是这(zhè)样(yàng)的，而随着暗(àn)物质的增加，一(yī)些(xiē)峰值的(de)幅(fú)度(dù)会(huì)减小，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射(shè)的测(cè)量值(zhí)女生摸你头发暗示什么，女生摸你的头发代表什么，我们需要(yào)的暗(àn)物质大约是普(pǔ)通物质的(de)5倍。这个数字与解(jiě)释星系当中(zhōng)恒(héng)星运动(dòng)所需要的暗物质比例是一致的。这就意(yì)味着。

用(yòng)了一(yī)个简单的理论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测结果。而(ér)暗物质的本(běn)质(zhì)就是宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的(de)粒(lì)子，它(tā)们不参与任何其他的电磁作用，只通(tōng)过(guò)引力(lì)来相(xiāng)互作用。所(suǒ)以如果能够找(zhǎo)到(dào)这(zhè)种粒(lì)女生摸你头发暗示什么，女生摸你的头发代表什么子的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十种的假想目(mù)标，而要(yào)寻(xún)找这些不同(tóng)的目标粒子所需要的(de)实验方式(shì)也(yě)不相同。在过去的(de)几十年当中，人(rén)类(lèi)为了(le)寻找这些(xiē)看(kàn)不见、摸不到，几乎不会(huì)与常规物质相互作(zuò)用的“暗(àn)物质(zhì)”，科(kē)学家们已经进(jìn)行了超过50次(cì)的实验，却没有(yǒu)任何实质性(xìng)的(de)发现(xiàn)，除了一个地方，意(yì)大利的格(gé)兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯(sī)山(shān)脉。

在山下1400米(mǐ)处的(de)地下(xià)矿井当中，藏着地(dì)球上最大(dà)的地学实验室，这个实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探测器，一直致(zhì)力于寻找暗物质(zhì)粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称观测(cè)到(dào)了某种信(xìn)号(hào)。经过了20多(duō)年的数据收集，人(rén)们发现了一个有(yǒu)趣的(de)事情(qíng)。探测率会在每年的6月份达(dá)到峰值，然(rán)后在11月降(jiàng)到(dào)最低(dī)，而且在20年当中(zhōng)每年都是(shì)一样。一些科学家认为这可能是人类发(fā)现暗物(wù)质的(de)第一个(gè)直接证据。

但是(shì)为什(shén)么暗物(wù)质会(huì)产生(shēng)周期性的年度信(xìn)号呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正在以(yǐ)220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进(jìn)行移动(dòng)，那么如果暗(àn)物质(zhì)存在宇宙当(dāng)中，这意味着(zhe)我(wǒ)们也在以这样的(de)速(sù)度在穿越着暗物质流，这(zhè)个(gè)过(guò)程中会(huì)产生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕太阳(yáng)进(jìn)行旋转。所(suǒ)以有半(bàn)年(nián)的(de)时(shí)间(jiān)，地(dì)球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的(de)方向是(shì)一(yī)致的，而另外半年则(zé)与(yǔ)之相反。

而在6月份(fèn)的时(shí)候，地球(qiú)与太(tài)阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这(zhè)是理(lǐ)论上地球(qiú)穿越暗物质流最(zuì)快(kuài)的时段。而(ér)在11月份(fèn)，又恰好达(dá)到了(le)最(zuì)慢(màn)值。尽管在(zài)实际的情(qíng)况中，太阳系相(xiāng)对银河系的平(píng)面呈现了60度(dù)的(de)倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认(rèn)为这可以(yǐ)用来解(jiě)释(shì)，研究人员们所观测到的周期性信(xìn)号。当然也可能有其他(tā)的情况，造成这种年度周期信号(hào)的(de)差(chà)异也可能(néng)是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意(yì)大利游客的数量也符合这(zhè)个周期的规律。

所以(yǐ)，科学家们(men)又(yòu)在南半球(qiú)建立(lì)了一(yī)个几乎相同的实(shí)验室，这里(lǐ)的季(jì)节与(yǔ)之前(qián)的实(shí)验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的(de)运动特征和第一(yī)个实(shí)验室是(shì)一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的(de)信号，就可以成为暗物质所存在的(de)非常(cháng)有力的证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建成(chéng)不久，所以截至目前还无法提供(gōng)相应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望(wàng)远(yuǎn)镜，这台太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它的宽视场仪器提供的视(shì)野是哈勃(bó)红外(wài)仪器的100倍(bèi)。南希格雷(léi)斯罗曼太空望(wàng)远(yuǎn)镜其(qí)中一个关键的(de)用途就(jiù)是探(tàn)索暗(àn)物质(zhì)背后的(de)奥(ào)秘，对于探(tàn)测的结果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米(mǐ)实(shí)验室粒子天体物理中心的(de)科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬(fēn)研(yán)究发(fā)现(xiàn)，如(rú)果暗(àn)物质存在，它们极有可能(néng)拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当(dāng)中生命的诞生，或者说是生命进化的(de)一个重要因(yīn)素。

如果这一(yī)理论得到进一步(bù)的证实(shí)，那么遍布宇(yǔ)宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味着人类(lèi)并(bìng)不孤单(dān)呢？或许在宇(yǔ)宙(zhòu)当中某个角落的(de)行星上，暗物质正在通过这样的效(xiào)应创(chuàng)造(zào)生命。当然，这些推论的大前提是要(yào)先(xiān)找到(dào)暗物质存(cún)在的(de)实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们(men)觉得暗(àn)物(wù)质到(dào)底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持是我更新的动力！

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