宇宙是“人(rén)为制造”的？为(wèi)何会存在科学无法解释的(de)“暗(àn)物(wù)质(zhì)”？暗物(wù)质又究(jiū)竟是什么(me)？人类为了寻找暗物(wù)质存(cún)在的证据，科学家(jiā)们在(zài)过去的几十年当中进(jìn)行(xíng)了(le)超过50次的长期实验，但是(shì)却没(méi)有发现(xiàn)任何的(de)有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲(zhé)学数学原理一书(shū)中，埃萨(sà)克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体(tǐ)运(yùn)动(dòng)的规律。往后的几百年来，当天文学家们(men)发现某(mǒu)些天体运行轨(guǐ)道出现(xiàn)异(yì)常(cháng)，不符合万(wàn)有引力(lì)定律的时候(hòu)，他们(men)就(jiù)会知道，周(zhōu)围一定(dìng)有未知的(de)天体通过引力在(zài)摄动(dòng)它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运行(xíng)轨道(dào)的(de)异常(cháng)，推算并且发现了海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现都是应(yīng)用万有引力(lì)定律(lǜ)所(suǒ)取得重大天(tiān)文成(chéng)就的例子。但(dàn)是这些发现都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或者是(shì)星团的尺度，事情就(jiù)开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家(jiā)弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量后(hòu)发星系团(tuán)的质(zhì)量。这是一个由数千(qiān)个(gè)星系所组成的巨大(dà)星(xīng)系团(tuán)，这些星(xīng)系被(bèi)引力束缚(fù)在(zài)一起。测量(liàng)星系团的(de)质(zhì)量(liàng)一(yī)般会使用到两种方法，当(dāng)两种(zhǒng)方法结果一(yī)致，就(jiù)可以确(què)定其质量(liàng)的(de)范围。

第(dì)一种是获得其"光度学的(de)质量"，需(xū)要的数据是测量各个星系的光度。

第二种是(shì)动力(lì)学质量的计(jì)算，是利用光谱红移测量星系(xì)团(tuán)中的各个(gè)星系相对于星系团的运动速度。当(dāng)测(cè)量结果出(chū)来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学质量”竟(jìng)然是“光度(dù)学质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味(wèi)着(zhe)，后发座星系团有99%的质量消失了，或(huò)者说这(zhè)99%的质量(liàng)并(bìng)不以可见光的(de)形式所(suǒ)存在，我们无(wú)法看到。最诡异(yì)的(de)是，在测量(liàng)速度的过程中，兹(zī)威(wēi)基发现星系团中很(hěn)多星系的速度比(bǐ)理论(lùn)上要(yào)快得多，按照牛顿的运动学(xué)定律，仅靠这些可(kě)见星系的质量所产生的引力是无(wú)法(fǎ)将它们束缚在星系(xì)团(tuán)内的(de)，它们早就应(yīng)该被(bèi)抛出星系(xì)团之外了，除非(fēi)有一种(zhǒng)神秘(mì)的力量在起作(zuò)用，这种力量来源于(yú)某种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹(zī)维基提出了这样部(bù)分不可见的暗质，它(tā)不(bù)发散光(guāng)、吸光、反射光(guāng)，但是它们却占据(jù)着宇宙中(zhōng)绝大部分的(de)质量。只是当(dāng)时的人们对这(zhè)样的(de)一种说法不(bù)屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文(wén)学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙(xiān)女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说，距离中(zhōng)心越远的恒星在其轨道(dào)上的运行速度就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到(dào)不(bù)可(kě)思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒星的(de)旋(xuán)转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据牛顿的(de)万有引力定律，在(zài)星系(xì)当中如(rú)果没有足够大的质(zhì)量(liàng)来吸引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象(xiàng)，科学家们会使用一(yī)种相对标准的方法来(lái)解释暗物(wù)质的存在(zài)，这种方法就是测量星系(xì)当中气体在X轴上距(jù)离(lí)星系(xì)中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度(dù)。如果出现异常的结果，就认(rèn)为是由暗物质的力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距(jù)离(lí)星系中心更远距离的氢元素，发现它们的(de)旋转速度(dù)并不符合牛顿的力学定(dìng)律(lǜ)。我们(men)的太阳系也不例外，太阳系(xì)位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距离银河系(xì)中(zhōng)心2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万有(yǒu)引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运(yùn)行速(sù)度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太(tài)阳系正(zhèng)在(zài)以(yǐ)220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实(shí)际速度远(yuǎn)远(yuǎn)大于理论速度(dù)，那么产生(shēng)以上这种向心加速度的原因很可能就(jiù)是存在着一(yī)种我们看不到的物质，是这些暗物质的引力效(xiào)应将星系(xì)聚集在了(le)一起。

也是从(cóng)这时(shí)开始，越来越(yuè)多的研究人员开始相信暗(àn)物质的(de)存在(zài)。科(kē)学(xué)家根(gēn)据星系外(wài)恒(héng)星轨道的速(sù)度(dù)，估算在星系当中(zhōng)暗物质(zhì)的质量占(zhàn)整个星系(xì)质(zhì)量的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯(wéi)一(yī)可以解释这个(gè)现象的(de)原因。在一项新(xīn)的研究(jiū)当中，科学(xué)家们发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒(héng)星之(zhī)间，也会出现速度上的微小差异。另外，天文(wén)学家还(hái)发(fā)现了(le)一个反常的星(xīng)系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这(zhè)个星系(xì)距离地球(qiú)大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒(héng)星(xīng)数量却只有(yǒu)银河系的千分之一。

所以在(zài)理论上，该星系必须存(cún)在暗(àn)物质，否则就会(huì)分(fēn)崩离析。但是科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(liàng)之(zhī)后，发(fā)现星系中的恒星运动是可(kě)以用正常的物质和力学(xué)定律来解(jiě)释的。那么又有人(rén)提出，也(yě)许该(gāi)星系的暗物质，已经(jīng)被(bèi)附近(jìn)的另一个大星(xīng)系剥离(lí)了。奇怪的(de)是，它的附近没有任何(hé)星系(xì)存在。造成这些现象的除了暗物质(zhì)的假(jiǎ)说之外，另一种可能就(jiù)是人类对引力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面，引力很(hěn)可能在不同尺度空(kōng)间中的工作方式(shì)是(shì)不(bù)同(tóng)的(de)，这意味着(zhe)在(zài)行星系尺度中的(de)天体会沿着它们(men)的轨道，按照我们所理(lǐ)解(jiě)的方式运动。但是上升到星系和星团的尺(chǐ)度，引力之间的相(xiāng)互作用则是不同(tóng)的(de)方式。对(duì)于在星系团之间的相互作(zuò)用，科学家还引入了(le)外部场效应的概念，指(zhǐ)的是在数百万(wàn)光年的规模上，巨大(dà)的质(zhì)量之间会产(chǎn)生对彼此(cǐ)特殊的效果(guǒ)，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味(wèi)着我们需要对现在的物理定律(lǜ)进行修正，这些发(fā)现也让很多人认为暗物(wù)质假说理论(lùn)就此终结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存在的其他的理(lǐ)论证(zhèng)据，这(zhè)些理论证据是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释的“引力透(tòu)镜”。

2023年真的有僵尸病毒吗，丧尸病毒真的存在吗-w="1649" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/18fc0a6e444b507.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

径(jìng)向距离(lí)为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由(yóu)两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似这(zhè)样的星团，它们(men)大部分(fēn)的普通质(zhì)量都(dōu)在星系的(de)气(qì)体当(dāng)中(zhōng)。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞的时候(hòu)，星际(jì)气(qì)体(tǐ)的(de)相互作用就会导致温度的(de)急剧升高，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰(pèng)撞(zhuàng)之后，子弹(dàn)星系团大部分(fēn)的质(zhì)量(liàng)将位于所有(yǒu)这些气体所(suǒ)在的中(zhōng)间区(qū)域。那么我们通(tōng)过(guò)什么来验证它的质量区域(yù)到底是不(bù)是(shì)集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传(chuán)回了宇宙(zhòu)当中第(dì)一(yī)张全彩的高清照片，在照片中我(wǒ)们可(kě)以明显地看到(dào)很多星系似乎被拉伸产生了巨大(dà)的形变(biàn)。其实这些星系(xì)本身并(bìng)不是真的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样(yàng)极遥远的(de)天体和我们(men)地球上的观(guān)测(cè)者之(zhī)间。被一个(gè)质量超级(jí)巨大的天体遮(zhē)挡(dǎng)，这个超大质量的东西的引力，会(huì)使(shǐ)身后更遥远星系的光都发生了(le)扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透(tòu)镜(jìng)效应。这个巨(jù)大的(de)天体可能是超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以(yǐ)当人们对(duì)子弹星(xīng)系团观测的时候，发现它的大质量区(qū)域并不是在中间，而(ér)是在两侧。所(suǒ)以(yǐ)最(zuì)好的(de)解释方法(fǎ)就是当星团发生(shēng)全部(bù)的碰撞时，可被观测到的(de)质量(liàng)气体被卡在了中间(jiān)，暗物(wù)质则(zé)直(zhí)接通过了这(zhè)个区域，并在两边形成了引力透镜。对子弹(dàn)星系(xì)团的引(yǐn)力透镜研究(jiū)也被认为是暗物质存在的迄(qì)今(jīn)为止(zhǐ)最(zuì)好的(de)理论证据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当(dāng)中最古老(lǎo)的(de)光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之(zhī)后，可(kě)见光终(zhōng)于可(kě)以畅通(tōng)无阻地穿越在(zài)宇宙当中(zhōng)了。经(jīng)过了130多亿年之后，这些光在宇宙(zhòu)空(kōng)间背景上留下了各相同性(xìng)的微波(bō)辐射。其中红色的部分(fēn)表示温度较高(gāo)的区(qū)域，蓝色则(zé)表示相(xiāng)对较(jiào)冷的区域，但实际上它(tā)们之间的温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通过对(duì)前景背景分离后的二值图像进行连通域提取和标记(jì)之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有(yǒu)暗(àn)物质，图形看起来(lái)不应该(gāi)是这样的(de)，而随(suí)着(zhe)暗物(wù)质的(de)增(zēng)加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背(bèi)景辐射的测量值，我们需要的暗物质(zhì)大约是普通物质的5倍。这(zhè)个数字与(yǔ)解释(shì)星系当中恒星运(yùn)动所需要(yào)的暗物(wù)质比例是一(yī)致的。这就意味着(zhe)。

用(yòng)了(le)一个简单(dān)的理论框(kuāng)架，就很(hěn)好(hǎo)地解释了很多不同的观(guān)测结(jié)果(guǒ)。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙当中存(cún)在着(zhe)某种(zhǒng)类型的粒子，它们不参(cān)与任何(hé)其他的电磁作用，只通过引力来相互作用。所以(yǐ)如(rú)果(guǒ)能够找到(dào)这(zhè)种粒子的存(cún)在(zài)，就相当于(yú)找到了暗物(wù)质存在的实际证(zhèng)据。这(zhè)种(zhǒng)粒子(zi)到底是什(shén)么？科学家们已经提出了数(shù)十(shí)种(zhǒng)的假想目标，而(ér)要寻找这些不同的目标粒子所需要的实验方式(shì)也不相(xiāng)同。在过去的几十年当中，人(rén)类为(wèi)了寻(xún)找这些(xiē)看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规物质相互作用的(de)“暗(àn)物质”，科学(xué)家(jiā)们(men)已经进行了超(chāo)过(guò)50次(cì)的(de)实验，却没有任何实(shí)质性的发现，除(chú)了(le)一个地(dì)方，意大利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔(ěr)卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处(chù)的(de)地(dì)下矿井当(dāng)中，藏着地球上最大的地(dì)学(xué)实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼(lóu)高的探(tàn)测器(qì)，一(yī)直致(zhì)力于寻找暗物质(zhì)粒子的(de)周期性(xìng)震荡。

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自1997年以(yǐ)来，这里(lǐ)的(de)科学家声称观测(cè)到了某(mǒu)种信号(hào)。经过了20多年的数据收集，人们(men)发现了一个有(yǒu)趣(qù)的事情。探测(cè)率会在每(měi)年的6月份(fèn)达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是(shì)一(yī)样。一些(xiē)科学家(jiā)认为这(zhè)可能是人类发现暗(àn)物质的第一个直(zhí)接证据(jù)。

但是为(wèi)什么暗物(wù)质会产生周期性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如(rú)果(guǒ)暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意味(wèi)着我们也(yě)在以这样的速度(dù)在穿越(yuè)着(zhe)暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以30公里(lǐ)/秒(miǎo)的速(sù)度围绕太阳进行(xíng)旋(xuán)转(zhuǎn)。所(suǒ)以有半年的时(shí)间(jiān)，地球围绕太阳的方(fāng)向与(yǔ)太(tài)阳环绕(rào)银河系的方向是一致(zhì)的，而(ér)另外半年则(zé)与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与太(tài)阳(yáng)的(de)方向正好达到完全一致(zhì)，这是(shì)理论上地球穿越暗(àn)物质流最快(kuài)的(de)时段。而在11月份，又恰好达(dá)到了最慢值(zhí)。尽管在实(shí)际的情况(kuàng)中，太阳系相对银河系(xì)的平面呈现了60度的(de)倾斜(xié)，但是这并不影(yǐng)响这个理论的(de)有效性。

因此(cǐ)科学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究(jiū)人员们(men)所观测到的周期(qī)性(xìng)信号(hào)。当然也可(kě)能(néng)有其他的情况，造成(chéng)这种年(nián)度周期信号的差(chà)异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至(zhì)连意大(dà)利(lì)游(yóu)客(kè)的数量也符(fú)合这个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南(nán)半球建立了一个几乎相同的实验室(shì)，这(zhè)里(lǐ)的季节(jié)与之前的(de)实验室正好相反，而在(zài)这里，地球穿过暗物质流的(de)运动特征和(hé)第一个实验(yàn)室是(shì)一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这里可以得到相同的(de)信(xìn)号，就可以成为暗物质所(suǒ)存在(zài)的非常(cháng)有力的证(zhèng)据了。但是由(yóu)于这个实验室刚刚(gāng)建成(chéng)不久，所以截至目前还(hái)无法提供相应的数据支持(chí)。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台(tái)新的望远(yuǎn)镜，这台(tái)太空(kōng)望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃(bó)望远(yuǎn)镜相同，但它(tā)的宽(kuān)视场(chǎng)仪器提供的视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼(màn)太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一个关键的用(yòng)途就是(shì)探索(suǒ)暗物质背后的(de)奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只能拭(shì)目(mù)以待了。费(fèi)米实(shí)验室粒子天(tiān)体(tǐ)物理(lǐ)中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬研(yán)究(jiū)发(fā)现(xiàn)，如果(guǒ)暗物质存(cún)在，它们极有可能拥有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或者说是生命进化的一(yī)个重(zhòng)要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进一步(bù)的证实，那么(me)遍布(bù)宇宙当中的暗物质(zhì)会不会意(yì)味着人(rén)类(lèi)并(bìng)不孤单呢？或(huò)许在(zài)宇宙当中某个(gè)角落的行星上，暗(àn)物质正在通(tōng)过这样的效应创造生命。当然，这些推论(lùn)的大(dà)前提是要先找到暗物(wù)质存(cún)在的实际证据(jù)。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存(cún)不存(cún)在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支(zhī)持是我更新的动力！

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