宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在科学无(wú)法解释的“暗(àn)物质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么(me)？人(rén)类(lèi)为(wèi)了寻找暗(àn)物质(zhì)存在的证据，科学(xué)家(jiā)们在过去的几(jǐ)十年当(dāng)中进行了(le)超过50次的长期(qī)实验，但是却没有发现任何的(de)有效(xiào)证据。除(chú)了一个地方，在1687年(nián)出(chū)版的自然(rán)哲(zhé)学数(shù)学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿(dùn)发表了(le)万有引(yǐn)力定律(lǜ)，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当天(tiān)文学家们发现某些天体运(yùn)行轨道出现异(yì)常(cháng)，不符合万有(yǒu)引力定律的时候，他们就会(huì)知道，周围(wéi)一(yī)定有(yǒu)未(wèi)知的天体(tǐ)通(tōng)过引力在(zài)摄(shè)动(dòng)它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运(yùn)行轨道的异常(cháng)，推算并且发现了海王星的存在(zài)。另外，哈(hā)雷(léi)彗星、冥王星的(de)发现(xiàn)都是(shì)应用万有引(yǐn)力定律(lǜ)所(suǒ)取(qǔ)得重大天文(wén)成就的(de)例(lì)子。但是(shì)这些(xiē)发(fā)现(xiàn)都是在(zài)恒(héng)星系统(tǒng)的尺度当中，可当我们上升到星系(xì)或(huò)者是星团的(de)尺(chǐ)度(dù)，事情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物(wù)理学(xué)家弗里茨(cí)兹威基正在研(yán)究和测量(liàng)后发星(xīng)系团的质量。这(zhè)是一个由(yóu)数千个星系(xì)所组成的巨大星系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一(yī)起。测量星(xīng)系团的质(zhì)量一般(bān)会使用(yòng)到两种方(fāng)法，当两种方(fāng)法结果一致，就可以确定(dìng)其质量(liàng)的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光(guāng)度学(xué)的质量"，需(xū)要的数据是测(cè)量各个(gè)星系的光(guāng)度。

第二种是动力学质量的(de)计算(suàn)，是利用(yòng)光谱红(hóng)移测(cè)量星(xīng)系团中的各(gè)个星系相对(duì)于(yú)星系团的运动速度。当测量结果出来之(zhī)后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的(de)质量并不以可见光的形(xíng)式所存在，我们无法看(kàn)到(dào)。最诡(guǐ)异的是(shì)，在测量(liàng)速(sù)度的过程中，兹(zī)威(wēi)基发现星系(xì)团(tuán)中很多星系的速(sù)度比理论上(shàng)要快得多，按照牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠这些可见星系的质量(liàng)所(suǒ)产生(shēng)的引力(lì)是无法将(jiāng)它(tā)们束缚在星系团内的(de)，它们早就(jiù)应该被(bèi)抛出星系团之外了，除非有一种神(shén)秘的力(lì)量在起(qǐ)作用(yòng)，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了这样部分不可见的暗(àn)质(zhì)，它不发散(sàn)光(guāng)、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中绝大(dà)部(bù)分的(de)质量(liàng)。只是当时(shí)的人(rén)们(men)对这样(yàng)的一(yī)种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才(cái)再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯特福(fú)特在观测(cè)仙女座星系中(zhōng)的(de)恒星运动。理论(lùn)上来说(shuō)，距离中心越远的恒(héng)星在其轨道上(shàng)的运(yùn)行速度就会越慢。但(dàn)是他们观测的结果却让人(rén)感到不(bù)可思议。

随着与(yǔ)中心距离的增加，恒(héng)星(xīng)的旋转速(sù)度几乎保持不变。可是根(gēn)据牛顿(dùn)的万有(yǒu)引力定律(lǜ)，在星系(xì)当中(zhōng)如果(guǒ)没(méi)有(yǒu)足够大(dà)的质量来吸(xī)引它们，这些外(wài)围的(de)恒(héng)星早就被(bèi)甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。基于这种现(xiàn)象，科学(xué)家们会使(shǐ)用一种相(xiāng)对(duì)标(biāo)准的方法来解释暗(àn)物质的存在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴上距离星(xīng)系中心的距离(lí)，以及在Y轴(zhóu)上(shàng)气体(tǐ)的旋转速度。如(rú)果出现异常的(de)结果，就认为是由暗物质的力量进入(rù)其中。

于(yú)是(shì)科学家们(men)通过(guò)射电望远镜测量了距离星系(xì)中心更(gèng)远距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。1什么意思网络用语女生，211什么意思网络用语我们的太阳系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万(wàn)光年(nián)，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系的(de)运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但(dàn)实际上(shàng)，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕银河(hé)系(xì)旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大于理论(lùn)速度，那么(me)产(chǎn)生以上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就是存在着一种我(wǒ)们(men)看不(bù)到的(de)物质，是这些(xiē)暗(àn)物(wù)质的引力效应(yīng)将(jiāng)星(xīng)系聚集(jí)在(zài)了一起。

也是(shì)从这时开(kāi)始，越来(lái)越多的研究人员开始相信暗物质(zhì)的存在(zài)。科(kē)学(xué)家(jiā)根(gēn)据星(xīng)系外恒(héng)星轨道的速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中暗物质的质量占整个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个现象的原因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度(dù)上的微小差异(yì)。另外，天文学(xué)家还发现了(le)一个反常的(de)星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约2.5亿光年(nián)，大(dà)小(xiǎo)和银河系不多，但是星系当(dāng)中存在(zài)的恒星数量却只有银河系的千(qiān)分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗(àn)物(wù)质(zhì)，否则就会(huì)分崩(bēng)离析(xī)。但是科学家们使(shǐ)用最先(xiān)进的望(wàng)远镜对其进(jìn)行了40个(gè)小(xiǎo)时的详细测量之后(hòu)，发现(xiàn)星系中(zhōng)的(de)恒星运动是可以用(yòng)正常的物质和力(lì)学定律(lǜ)来解释(shì)的。那么又有人提出(chū)，也许(xǔ)该星系的暗物(wù)质，已经被附近的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪(guài)的(de)是(shì)，它的附近没(méi)有任何星(xīng)系(xì)存在。造成这(zhè)些现象的除了暗物质的假说之(zhī)外，另一种可能就是(shì)人类对引力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空(kōng)间中的工作方式是不同的，这(zhè)意味着在行星系尺度中(zhōng)的(de)天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式(shì)运(yùn)动。但是上升到星系(xì)和星团(tuán)的尺度，引(yǐn)力之间的(de)相互作用(yòng)则是不(bù)同(tóng)的方式。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科学(xué)家(jiā)还引(yǐn)入(rù)了外部场(chǎng)效应的概念，指的是(shì)在(zài)数百万(wàn)光年的规模(mó)上，巨(jù)大的质(zhì)量(liàng)之间会产生对彼此特殊(shū)的效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我们需要(yào)对现在的物(wù)理定(dìng)律进(jìn)行(xíng)修正，这些发现也(yě)让很多人认为(wèi)暗物(wù)质假说(shuō)理论就此终结。但是在宇宙当中还有关于(yú)暗物质存在的其他的理论证据，这些理论证(zhèng)据是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所(suǒ)组(zǔ)成，类似这样(yàng)的(de)星团，它们大部分的普通质量(liàng)都在星系的气(qì)体当中。当星团以1000万公里/小时发(fā)生(shēng)碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气体的相互作用(yòng)就会导(dǎo)致温度的急剧升高(gāo)，速(sù)度大幅(fú)降低。所(suǒ)以1什么意思网络用语女生，211什么意思网络用语在理论上(shàng)，在(zài)碰撞之(zhī)后，子弹星系(xì)团大部分的质量将位于所(suǒ)有这些气体(tǐ)所(suǒ)在的(de)中间区(qū)域(yù)。那么我们通(tōng)过什么来验证它的质量区(qū)域到底是(shì)不是(shì)集中在中间呢？前不久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空望远镜传回了宇宙当中(zhōng)第一张全(quán)彩的(de)高清照片，在照片中我们可以明显地(dì)看到(dào)很多(duō)星系似乎(hū)被(bèi)拉伸产生(shēng)了巨大(dà)的形变。其实(shí)这些(xiē)星系(xì)本(běn)身并不(bù)是(shì)真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什么问题，而是这样极遥远的天体(tǐ)和我们地(dì)球(qiú)上的观测者之间。被一个质量超级(jí)巨大(dà)的天体遮挡(dǎng)，这(zhè)个(gè)超大质量的东(dōng)西的引(yǐn)力，会使身后更(gèng)遥远星(xīng)系的光都发生了(le)扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体可能是(shì)超大质量的(de)黑(hēi)洞或(huò)者(zhě)是(shì)暗物质。

所以当人们对子弹(dàn)星(xīng)系团观测的时候，发现它的大质量(liàng)区域(yù)并不是在中(zhōng)间，而(ér)是(shì)在两侧(cè)。所以最好的(de)解释方法就是当星团发生(shēng)全部的碰(pèng)撞(zhuàng)时，可被观测到的(de)质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则(zé)直接通过(guò)了这(zhè)个区域，并在(zài)两边形成了引力(lì)透镜。对子(zi)弹星系团的引力透(tòu)镜研究也被认为是暗物质(zhì)存在的(de)迄今为止最好的理论证据。

除(chú)此之外，还有来自(zì)宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于(yú)可以(yǐ)畅通无(wú)阻地穿(chuān)越在宇宙当(dāng)中了。经过(guò)了130多亿(yì)年之后，这些光(guāng)在宇宙空间背(bèi)景上留下了(le)各相同性的微波(bō)辐射(shè)。其中红色的部分表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则表示(shì)相对较冷(lěng)的区域(yù)，但实际(jì)上它们之间(jiān)的(de)温差只有万分(fēn)之一(yī)。

科学(xué)家们通过对前景背(bèi)景分离后(hòu)的二(èr)值(zhí)图像进行连通域提取(qǔ)和标记(jì)之(zhī)后(hòu)发现，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度会减小，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射的测量(liàng)值(zhí)，我们需要(yào)的暗物质大约是普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数(shù)字与解(jiě)释星系当中恒星运(yùn)动(dòng)所(suǒ)需要的(de)暗物质比例是(shì)一(yī)致(zhì)的(de)。这就意味(wèi)着。

用了一个简(jiǎn)单的理论框架，就很好(hǎo)地解释了(le)很(hěn)多不(bù)同的(de)观测结果。而(ér)暗物质(zhì)的(de)本质(zhì)就是(shì)宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中存在着某种类型的粒(lì)子，它们(men)不参与任何其他(tā)的电(diàn)磁作(zuò)用(yòng)，只(zhǐ)通过(guò)引力来相互作(zuò)用(yòng)。所以如果(guǒ)能够找(zhǎo)到这种粒子(zi)的(de)存在(zài)，就相当于找(zhǎo)到了(le)暗(àn)物质(zhì)存(cún)在(zài)的实际证据。这(zhè)种粒子到底是什么？科学家们已(yǐ)经(jīng)提出了数十种的假(jiǎ)想目标(biāo)，而要寻找这些不同的目标(biāo)粒子(zi)所需要的实验方式也不相(xiāng)同。在过去的几十年当中，人类为(wèi)了寻找这(zhè)些看不见(jiàn)、摸不到，几(jǐ)乎不会(huì)与常(cháng)规物质相(xiāng)互作用的(de)“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了(le)一个地方，意大(dà)利的格兰萨索(suǒ)山(shān)，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下(xià)1400米处的(de)地下矿井当中(zhōng)，藏着地球上最大的地学实验室，这(zhè)个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探(tàn)测器，一直(zhí)致力于(yú)寻找(zhǎo)暗(àn)物质粒子(zi)的(de)周(zhōu)期性震荡(dàng)。

自1997年以来(lái)，这里的(de)科学家声称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多(duō)年的数据收集，人(rén)们发现了一(yī)个有趣的事情。探测率会在每年(nián)的6月份达到(dào)峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而且在(zài)20年当中每(měi)年(nián)都是一(yī)样。一些科学家认为这可能是(shì)人类发现暗物质的第(dì)一个(gè)直接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会(huì)产生周期性的年度(dù)信号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)着银河系进行移动(dòng)，那么如果暗(àn)物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着我(wǒ)们也在以这样的速度在(zài)穿(chuān)越(yuè)着(zhe)暗物质流，这个过程中会产生相应(yīng)的振(zhèn)荡，同时地(dì)球又以(yǐ)30公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋(xuán)转。所以有半年(nián)的时间，地球围绕(rào)太阳的(de)方向与(yǔ)太阳(yáng)环绕银河系的方向是一致的，而(ér)另外半年则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候(hòu)，地球(qiú)与太阳(yáng)的方向正好(hǎo)达到完全一致，这是理论上地(dì)球(qiú)穿(chuān)越暗物(wù)质(zhì)流最快(kuài)的(de)时段(duàn)。而(ér)在11月份(fèn)，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实(shí)际的情况中(zhōng)，太阳系相(xiāng)对银河系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理(lǐ)论的(de)有效性。

因此科学家(jiā)认为这可以用来解释，研究(jiū)人员们(men)所观测到的周期性信(xìn)号。当然(rán)也可能有(yǒu)其他的情(qíng)况，造成这种年度周期信(xìn)号(hào)的差异也(yě)可(kě)能是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分(fēn)、高山上的(de)积雪，甚至连(lián)意大利游客的数量也符合这(zhè)个周期的规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球建立了(le)一个(gè)几乎相同(tóng)的实(shí)验室，这里的季(jì)节与(yǔ)之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这(zhè)里(lǐ)，地球穿过暗物质流的运(yùn)动特征(zhēng)和第一个(gè)实验室是一样的。

因(yīn)此，如果在(zài)这里可(kě)以得到相(xiāng)同的(de)信号，就可以成为暗物质所存在的非常(cháng)有力的证据(jù)了(le)。但是(shì)由于这个(gè)实验(yàn)室刚刚建(jiàn)成不久，所以截至目前还无法提供相(xiāng)应的数据支(zhī)持(chí)。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望(wàng)远镜(jìng)，这台太空(kōng)望远镜叫做“南希(xī)格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它的宽视(shì)场(chǎng)仪(yí)器提供的视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯(sī)罗曼(màn)太空望远镜其(qí)中一个关键的用途就(jiù)是探索(suǒ)暗(àn)物质背(bèi)后的奥秘，对于(yú)探测的结果(guǒ)，我们只能拭目以待了。费米实(shí)验室(shì)粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物质存在，它(tā)们极有可能拥有(yǒu)另(lìng)一种神秘(mì)的效应(yīng)，这种暗物质(zhì)效(xiào)应(yīng)，会(huì)支持(chí)宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的(de)一个重(zhòng)要因素。

如果这一理(lǐ)论(lùn)得到进一步(bù)的证实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的(de)暗(àn)物质(zhì)会(huì)不会(huì)意(yì)味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某(mǒu)个(gè)角落的行(xíng)星上，暗物质正在通过这样的效应创(chuàng)造生命(mìng)。当(dāng)然，这些推论(lùn)的大前(qián)提是要先(xiān)找(zhǎo)到(dào)暗物(wù)质存在的实际证据。那(nà)么小(xiǎo)伙伴们(men)，你们觉得暗物质到底存不存(cún)在呢(ne)？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是(shì)我(wǒ)更新的动力！

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