宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为(wèi)何会存在(zài)科(kē)学(xué)无(wú)法解释的(de)“暗(àn)物质(zhì)”？暗(àn)物质又(yòu)究竟是什(shén)么(me)？人(rén)类为了寻找暗(àn)物(wù)质存在的证(zhèng)据，科学(xué)家们在(zài)过去的几(jǐ)十(shí)年(nián)当中进行了超过50次(cì)的长期实(shí)验，但是却没有发现任何的(de)有效证(zhèng)据。除了一个地方，在(zài)1687年(nián)出版的自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引力定律(lǜ)，它揭示了(le)宇宙中(zhōng)天体(tǐ)运动的(de)规律。往后的几百年(nián)来，当天文学(xué)家们发现某些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未(wèi)知的(de)天体通过引力在摄动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通(tōng)过(guò)天王星运行轨道的异常，推算(suàn)并(bìng)且发现了海王(wáng)星的存在。另外(wài)，哈(hā)雷(léi)彗星、冥(míng)王(wáng)星的(de)发现都是应用(yòng)万有引力定律所(suǒ)取(qǔ)得(dé)重(zhòng)大天文成就(jiù)的例子。但是这些发现(xiàn)都是在恒星系统的尺度(dù)当(dāng)中，可当我们上升到星(xīng)系或者(zhě)是(shì)星团的尺度，事情就开始变得(dé)诡异了(le)。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正(zhèng)在研究和测量后发(fā)星系团的质量。这(zhè)是一个由数千(qiān)个星系所组成的巨(jù)大星系团，这些星系被引力(lì)束(shù)缚(fù)在一起(qǐ)。测量星系团的质量一般会使用到两种(zhǒng)方(fāng)法，当两种方(fāng)法结果一致，就可以确定其(qí)质(zhì)量的范围。

第一种是(shì)获得其"光度学的质量"，需要的数据是测(cè)量各(gè)个星系的光度(dù)。

第(dì)二种是动力学质(zhì)量的计算，是(shì)利用光谱红(hóng)移测量星系团中的各个星系(xì)相对(duì)于(yú)星系团(tuán)的运动速(sù)度。当测量结果出(chū)来(lái)之后，兹威(wēi)基彻底(dǐ)懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光(guāng)度学质(zhì)量”的400倍(bèi)。这意味(wèi)着，后发座(zuò)星系团有(yǒu)99%的质量消失了(le)，或者(zhě)说这(zhè)99%的质量(liàng)并不以可见光的形式所存在，我们(men)无法看到(dào)。最(zuì)诡异的是，在测(cè)量速度的(de)过程中，兹威(wēi)基(jī)发(fā)现星(xīng)系团中很多星系的速度(dù)比理论上要快得(dé)多，按(àn)照牛顿的运动学定(dìng)律(lǜ)，仅(jǐn)靠这些可见星系的(de)质量(liàng)所产生的引(yǐn)力是(shì)无法(fǎ)将它们(men)束缚在(zài)星系团(tuán)内(nèi)的，它们早就应该被抛出星(xīng)系团之(zhī)外了(le)，除(chú)非有一种神秘的力量在起作用，这种力量(liàng)来源(yuán)于某种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹(zī)维基(jī)提出了这样部分(fēn)不可见的暗(àn)质，它不(bù)发(fā)散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们(men)却占据着宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大(dà)部(bù)分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样(yàng)的(de)一(yī)种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙(xiān)女座星系中的恒星运动(dòng)。理论上来说，距(jù)离(lí)中心越(yuè)远的(de)恒星(xīng)在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们观测的结果却让人感到不(bù)可(kě)思议。

随着与中心(xīn)距离的增加(jiā)，恒星的旋转速度(dù)几(jǐ)乎保持不变。可是根据(jù)牛顿的万有引力定律，在星系当中如果没有足(zú)够大(dà)的质量来吸引它们，这些外围的(de)恒(héng)星早就被甩(shuǎi)到宇宙(zhòu)当中了。基(jī)于这种现象，科(kē)学(xué)家们会(huì)使用一种(zhǒng)相对标(biāo)准的方法来解(jiě)释(shì)暗(àn)物质(zhì)的存在，这种方法就是测量星系(xì)当中气体在X轴上距离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认(rèn)为是由暗物(wù)质的力量(liàng)进入其(qí)中。

于(yú)是(shì)科学家们通过射电望远镜测量了距(jù)离星系中心更远距(jù)离的(de)氢(qīng)元(yuán)素(sù)，发现它们的旋转速度并不符合(hé)牛顿的力学(xué)定(dìng)律。我们的太(tài)阳系也不例外，太阳系位于银河(hé)系(xì)的第三(sān)悬臂(bì)之上，距(jù)离(lí)银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的(de)运行速度(dù)应该是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的(de)速度围绕银河系旋转，这个实(shí)际速度(dù)远远大于理(lǐ)论速度，那么(me)产生以上这(zhè)种(zhǒng)向心(xīn)加速(sù)度的原因(yīn)很可能就是存(cún)在着一种我们看不到的(de)物(wù)质(zhì)，是这些暗物(wù)质的引力(lì)效应将星系聚(jù)集在了一起。

也是(shì)从(cóng)这(zhè)时开始，越来越多的研(yán)究人(rén)员开始相(xiāng)信(xìn)暗物(wù)质(zhì)的(de)存在(zài)。科学家根据星系外恒星(xīng)轨道(dào)的速(sù)度，估算在(zài)星系(xì)当中暗(àn)物质的质量占整个星(xīng)系质(zhì)量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解(jiě)释这个现象的原(yuán)因。在一(yī)项(xiàng)新(xīn)的研究当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效应的遥远恒星之间，也(yě)会出现(xiàn)速度上的微小差异。另(lìng)外(wài)，天文学家(jiā)还发现了一个(gè)反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系(xì)距离(lí)地球(qiú)大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小和银河系(xì)不多，但是(shì)星系当中存在的恒星数量却(què)只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗(àn)物(wù)质，否(fǒu)则就会分崩离析(xī)。但是科学家们使(shǐ)用最先进的望远镜对其(qí)进行了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发现星系中的恒(héng)星运(yùn)动是(shì)可以用正常的(de)物质和(hé)力学(xué)定律来解释的(de)。那么又(yòu)有人(rén)提出，也许该星系的暗物质，已经(jīng)被附(fù)近的(de)另一(yī)个(gè)大星系(xì)剥离了。奇(qí)怪的是，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造成这些(xiē)现象的(de)除(chú)了(le)暗(àn)物质(zhì)的假说之外，另一种可能(néng)就是人类对引(yǐn)力(lì)的理(lǐ)解(jiě)还(hái)不够全(quán)面，引力很可能在不同尺度空间中的工作方式(shì)是不同的，这意味着在行星系尺度(dù)中(zhōng)的天(tiān)体会沿着它们的(de)轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式运动。但是(shì)上升到星系和星团的尺度(dù)，引力之(zhī)间的相互作用(yò五指毛桃土茯苓牛大力汤功效与作用，四种人不能吃牛大力ng)则是(shì)不同的方式。对(duì)于(yú)在星系团之(zhī)间的相互作用，科学家还引(yǐn)入了(le)外部场效应的概念(niàn)，指的是在数百万光年的规(guī)模上(shàng)，巨大的质量之间会(huì)产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这(zhè)个理论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成立，这意(yì)味着我们需要对现在的物(wù)理(lǐ)定律进行修五指毛桃土茯苓牛大力汤功效与作用，四种人不能吃牛大力正，这些发(fā)现也(yě)让很(hěn)多人认(rèn)为暗物质(zhì)假(jiǎ)说理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在的其他的理论证据，这些理(lǐ)论证(zhèng)据是蒙德理论所没法(fǎ)解释(shì)的(de)“引力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹(dàn)星系团(tuán)，由两个碰(pèng)撞(zhuàng)的星系团所组(zǔ)成，类似(shì)这(zhè)样的星团，它们大(dà)部(bù)分的普通质(zhì)量都在星系的气体当中。当星(xīng)团以1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的(de)时候，星际气体的(de)相(xiāng)互作用就会导致温度的(de)急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上，在(zài)碰(pèng)撞之后(hòu)，子弹(dàn)星系团大部(bù)分的质量将位于(yú)所(suǒ)有这些气体所在的中(zhōng)间区(qū)域。那(nà)么我们通过什么来验证它的(de)质(zhì)量区域到底是不是(shì)集(jí)中在中间呢(ne)？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜传回了宇宙当中第(dì)一张全彩的高清(qīng)照片，在照(zhào)片中(zhōng)我们可以明显地看到很多(duō)星系(xì)似乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其(qí)实这(zhè)些星(xīng)系(xì)本身(shēn)并(bìng)不是真的被扭曲了，也(yě)不(bù)是韦伯望远镜(jìng)出了什么(me)问题，而是这样极(jí)遥远(yuǎn)的天体(tǐ)和我们地球上的(de)观测者之间。被一个质(zhì)量超级巨(jù)大的天体遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后更遥(yáo)远(yuǎn)星系的光(guāng)都发(fā)生了(le)扭曲。这个现象就是(shì)引(yǐn)力透镜(jìng)效(xiào)应。这个(gè)巨(jù)大(dà)的(de)天(tiān)体可能是(shì)超大质(zhì)量(liàng)的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观(guān)测的时候，发现它(tā)的(de)大质量区(qū)域并不是(shì)在中(zhōng)间(jiān)，而是(shì)在(zài)两侧(cè)。所(suǒ)以(yǐ)最好的解(jiě)释方法(fǎ)就(jiù)是当星团发生全部(bù)的碰撞(zhuàng)时(shí)，可被观测(cè)到的质量(liàng)气体被(bèi)卡在(zài)了中间，暗(àn)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。对子弹星(xīng)系团的(de五指毛桃土茯苓牛大力汤功效与作用，四种人不能吃牛大力)引(yǐn)力透镜研究也被认为是暗(àn)物质存在的迄今为止最(zuì)好的理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始(shǐ)，38万年之后(hòu)，可见光终(zhōng)于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中了。经过了130多亿年(nián)之后(hòu)，这些(xiē)光在宇宙空(kōng)间(jiān)背景上(shàng)留下了(le)各相同(tóng)性的(de)微波辐射(shè)。其(qí)中红色的(de)部(bù)分(fēn)表示温度(dù)较高(gāo)的区(qū)域，蓝(lán)色则(zé)表示相对较冷的(de)区域，但(dàn)实际上它们之间的(de)温差只(zhǐ)有万分(fēn)之(zhī)一(yī)。

科学家(jiā)们通过对前景背景分离后的二值图像(xiàng)进(jìn)行(xíng)连通域提取和标(biāo)记(jì)之(zhī)后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图(tú)形看起来(lái)不应该是这样的，而随着暗物(wù)质的增加，一些峰值的幅度会减小，才变得看起来(lái)“和谐”。为了(le)匹配(pèi)宇宙微波(bō)背景辐射的测(cè)量值(zhí)，我们需要的(de)暗物质大约是普通物质的5倍。这个数字(zì)与解释星系(xì)当中恒星运动所需(xū)要的暗物质比例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论框(kuāng)架，就很(hěn)好(hǎo)地解释了很多不(bù)同的(de)观测(cè)结果。而暗物质的本(běn)质就是宇宙(zhòu)当中存在着某种类型(xíng)的粒子，它(tā)们不参与任何其他的电磁(cí)作用，只(zhǐ)通过(guò)引力来相互(hù)作用。所(suǒ)以如果能够(gòu)找到这种粒子的(de)存在，就相当(dāng)于找到了暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。这(zhè)种粒子到底是什么？科学家们已经提(tí)出(chū)了数(shù)十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这(zhè)些不(bù)同的目标粒子(zi)所需要的实验(yàn)方式(shì)也不相同(tóng)。在过(guò)去(qù)的几十年当(dāng)中，人类为了寻找这些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎不会与常规物质相互作用(yòng)的(de)“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没(méi)有任何实(shí)质性的发现，除了一个地(dì)方，意(yì)大(dà)利的格兰萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中(zhōng)，藏着地球上(shàng)最大的(de)地学(xué)实验室(shì)，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层(céng)楼高(gāo)的探测器，一(yī)直致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家声(shēng)称观测到了某种(zhǒng)信(xìn)号。经过了(le)20多年的数据收集，人们发(fā)现(xiàn)了一(yī)个有趣(qù)的(de)事情。探测率会在每年的6月份达到峰值(zhí)，然(rán)后在11月降到最低，而且在20年当中每(měi)年都是一样(yàng)。一些科学家(jiā)认为这可能是(shì)人类(lèi)发现暗物质的(de)第一个直接证据。

但是为什(shén)么暗(àn)物(wù)质会产生(shēng)周期性(xìng)的年度(dù)信号(hào)呢(ne)？刚才我们讲了太(tài)阳(yáng)系正(zhèng)在(zài)以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味着(zhe)我们也在以(yǐ)这样(yàng)的(de)速度在穿越着暗物质流(liú)，这个过程中会产生(shēng)相应的振荡，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的速度围绕太(tài)阳进(jìn)行旋(xuán)转。所(suǒ)以(yǐ)有(yǒu)半年(nián)的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向(xiàng)与太(tài)阳环绕银河(hé)系的方向是一致(zhì)的，而另(lìng)外半(bàn)年则与之(zhī)相反。

而在6月份的时候，地(dì)球与太阳的方向(xiàng)正好达到完(wán)全(quán)一致(zhì)，这是理论上地球穿越(yuè)暗物质流最快的时段。而(ér)在11月份(fèn)，又恰好达(dá)到(dào)了最慢(màn)值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系相对银河系的平(píng)面呈现(xiàn)了60度的(de)倾斜，但是这并不影响这个(gè)理论(lùn)的有效性。

因此(cǐ)科学家认为这(zhè)可(kě)以用(yòng)来解释，研(yán)究人员(yuán)们所观测到的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他的(de)情况，造成(chéng)这种年度(dù)周期信号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上(shàng)的积雪(xuě)，甚至连意大(dà)利(lì)游客的(de)数量也(yě)符合这(zhè)个(gè)周期的规律。

所以，科(kē)学家们又(yòu)在南半球建立了一个几乎相同的实验室，这里的(de)季(jì)节与(yǔ)之前的实验(yàn)室正好(hǎo)相反，而在(zài)这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一(yī)个(gè)实验室(shì)是一样的。

因此，如果在这里可(kě)以得到相同的信(xìn)号，就(jiù)可以(yǐ)成为暗物质所存在的非常(cháng)有力的(de)证据了(le)。但是由于这个实验室刚(gāng)刚(gāng)建成不久，所以(yǐ)截至目前还无法提供相(xiāng)应的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射(shè)一台(tái)新(xīn)的望远(yuǎn)镜，这台太空(kōng)望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗(luó)曼(màn)”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但它(tā)的(de)宽视场仪器提(tí)供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关(guān)键的用途就是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我们只能拭(shì)目(mù)以(yǐ)待了。费(fèi)米实验(yàn)室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究(jiū)发现，如果暗物质存在(zài)，它们极有可能(néng)拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的(de)一个重要因(yīn)素。

如(rú)果这(zhè)一(yī)理论(lùn)得到(dào)进一步的证(zhèng)实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人类并不孤(gū)单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落(luò)的行星上(shàng)，暗(àn)物(wù)质正在通过这样的效应创造生命(mìng)。当然，这(zhè)些推论的大(dà)前提是要先找到(dào)暗物(wù)质存(cún)在(zài)的实际证(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得暗物(wù)质到底存不(bù)存(cún)在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞，你的(de)支持(chí)是我更新的动力！

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