宇宙是(shì)“人为制造(zào)”的？为何会存在(zài)科(kē)学无法(fǎ)解释的“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟是什么？人类(lèi)为了寻找(zhǎo)暗物质存(cún)在的证据，科学家们(men)在过去(qù)的几十(shí)年当中进行了(le)超过50次(cì)的长(zhǎng)期实验，但是却(què)没有(yǒu)发现任何(hé)的有效证据。除了一个地(dì)方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学原(yuán)理一(yī)书中(zhōng)，埃萨(sà)克牛顿(dùn)发表了万有引(yǐn)力定(dìng)律，它揭示了(le)宇宙中天体运动的规律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知(zhī)道，周围一(yī)定有未知的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星(xīng)运(yùn)行(xíng)轨(guǐ)道的异常，推算并且发(fā)现了海(hǎi)王(wáng)星的(de)存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的(de)发(fā)现都是应用万有引力定(dìng)律所取得重大天文(wén)成就的例子。但是这些发现(xiàn)都是在恒星系统的尺度(dù)当(dāng)中，可当我(wǒ)们上升到星系或者(zhě)是星团的尺度(dù)，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗(fú)里(lǐ)茨兹(zī)威(wēi)基正在研究和测量(liàng)后发星(xīng)系团的质量。这是一个(gè)由(yóu)数千(qiān)个星(xīng)系所组成的(de)巨大(dà)星系团(tuán)，这些星系被引力束(shù)缚(fù)在(zài)一(yī)起(qǐ)。测量(liàng)星(xīng)系团(tuán)的(de)质(zhì)量一般会使(shǐ)用到两种(zhǒng)方法，当两种方法结(jié)果一致(zhì)，就可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种是获得其"光度(dù)学的质量"，需要的数据是测量各个星系(xì)的光(guāng)度。

第(dì)二种是动力学质量的计算(suàn)，是利(lì)用光谱红移测量星系团中的(de)各个星(xīng)系相对于(yú)星(xīng)系团的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星(xīng)系团(tuán)有(yǒu)99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量并不以可见光的形式所存在，我们无法看到。最诡异的(de)是，在测量速度(dù)的过(guò)程中，兹威基发现(xiàn)星系(xì)团中(zhōng)很多星系的速度比理论上要快得(dé)多(duō)，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系(xì)的(de)质量(liàng)所(suǒ)产生的引力是无法将(jiāng)它们束缚在星系团内的，它们早就(jiù)应该被抛(pāo)出星系团之外了，除非有(yǒu)一种神(shén)秘的(de)力(lì)量(liàng)在(zài)起(qǐ)作用，这种力量来源于某种(zhǒng)隐形的物质(zhì)。

据(jù)此，兹维基提出了这样部分不可见(jiàn)的暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大(dà)部(bù)分的质量。只是当时的人们对(duì)这样的一(yī)种说(shuō)法不(bù)屑一顾。

直到(dào)40年之(zhī)后(hòu)，“暗物质”这个词才再(zài)一次出现。天文学家(jiā)维拉鲁宾(bīn)和(hé)肯(kěn)特(tè)福特在(zài)观测(cè)仙女座星系中的恒星(xīng)运动。理论上来说(shuō)，距离(lí)中心越远(yuǎn)的(de)恒星在其轨道上的(de)运行速(sù)度就(jiù)会越慢。但是他们观测(cè)的结果却让人感到不(bù)可思议。

随(suí)着与中心距离(lí)的增(zēng)加，恒星(xīng)的(de)旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛顿的万有引力定律(lǜ)，在(zài)星系(xì)当(dāng)中如果没有足够(gòu)大的质量来吸引它们，这些外围的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于(yú)这(zhè)种现象，科(kē)学家们会使(shǐ)用(yòng)一种相对(duì)标准的方法来解释(shì)暗物质的存(cún)在(zài)，这种方法就(jiù)是(shì)测量(liàng)星系当中气体在X轴(zhóu)上距离(lí)星系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度(dù)。如(rú)果出现异常的结(jié)果，就认(rèn)为是由暗物(wù)质(zhì)的力(lì)量进入(rù)其中。

于是科学(xué)家们(men)通过射电望远镜测(cè)量了距离星系中(zhōng)心更远距离的(de)氢元素(sù)，发(fā)现它(tā)们的旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们(men)的太阳(yáng)系也(yě)不例外，太阳系(xì)位于(yú)银河系的第三悬臂之上，距(jù)离(lí)银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万光年(nián)，根(gēn)据万有(yǒu)引(yǐn)力定律进行(xíng)计算，太(tài)阳系的运行速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系正在(zài)以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系(xì)旋(xuán)转，这个(gè)实际速度远远(yuǎn)大于理(lǐ)论速(sù)度，那么产生以上这种向心(xīn)加速度的原因很可能就是(shì)存在着(zhe)一种我们看不到的物(wù)质，是这些暗物质的引力效应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也(yě)是(shì)从这时(shí)开(kāi)始，越来越多的研(yán)究人员开(kāi)始相信暗物质的存在。科学家根(gēn)据星系外恒星轨道(dào)的(de)速度，估算在(zài)星系(xì)当中暗(àn)物(wù)质的质量占(zhàn)整(zhěng)个(gè)星(xīng)系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不(bù)是(shì)唯(wéi)一(yī)可以解释这个现象(xiàng)的原因(yīn)。在一项新的研(yán)究当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之间，也会(huì)出(chū)现(xiàn)速度上的微(wēi)小差异(yì)。另外，天(tiān)文学家还发现了一个(gè)反(fǎn)常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多，但是(shì)星系(xì)当中(zhōng)存在的恒(héng)星(xīng)数(shù)量却(què)只有银河系的(de)千分之一。

所(suǒ)以在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则(zé)就会分崩(bēng)离析。但是科学家们使用最先(xiān)进的望远(yuǎn)镜对(duì)其进行了40个小时(shí)的(de)详细测(cè)量之后，发现星系中(zhōng)的(de)恒(héng)星(xīng)运动是可以用(yòng)正常的物质和(hé)力学定律来解(jiě)释的。那(nà)么又有(yǒu)人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经被(bèi)附(fù)近的另一个(gè)大星系剥离了。奇(qí)怪的(de)是，它的(de)附近(jìn)没(méi)有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说(shuō)之外，另一(yī)种可能(néng)就是人(rén)类对引(yǐn)力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面，引力很可能在不同尺(chǐ)度空(kōng)间中的工作方式是不同的，这意味着在行星系尺度中的天(tiān)体会沿着它们的轨道，按(àn)照我们所理解(jiě)的方(fāng)式运动。但(dàn)是上升到(dào)星系和星团(tuán)的(de)尺度，引(yǐn)力之间的相(xiāng)互作用则是不同的(de)方式(shì)。对于在星系团之间的相互(hù)作用(yòng)，科学家还(hái)引入(rù)了外部场效应的概念，指的是在数百万(wàn)光年的规模上，巨大的质量之间会产(chǎn)生对彼此(cǐ)特殊(shū)的(de)效(xiào)果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德(dé)理论成立(lì)，这意味着我们需要对现在的物理(lǐ)定律(lǜ)进行修(xiū)正，这些发现也让很多(duō)人认为暗物质假(jiǎ)说理论(lùn)就(jiù)此终结。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存在的(de)其他的理论证据，这些理论(lùn)证据(jù)是蒙德(dé)理论所没法解释的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由两个(gè)碰撞的星系(xì)团所组(zǔ)成(chéng)，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它(tā)们(men)大部分的普通质量都在(zài)星系的气体当中(zhōng)。当(dāng)星团以1000万公里/小时(shí)发生碰撞的时候，星际气体的相互作(zuò)用就会导致温度(dù)的急剧升(shēng)高，速(sù)度大(dà)幅降(jiàng)低。所以在理论(lùn)上，在碰(pèng)撞之后，子弹星(xīng)系团大部(bù)分的质量将位于(yú)所有(yǒu)这些气体所在的中间区域。那(nà)么我们通过(guò)什(shén)么来验证它的质(zhì)量区(qū)域到底是不(bù)是集中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜传回了(le)宇宙当中第一张全彩的(de)高清(qīng)照片，在照(zhào)片中我们可以(yǐ)明显(xiǎn)地看到很(hěn)多星(xīng)系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星(xīng)系本(běn)身(shēn)并不是(shì)真的被(bèi)扭曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了(le)什(shén)么问(wèn)题(tí)，而(ér)是这样极(jí)遥(yáo)远的天体和我们地球(qiú)上(shàng)的(de)观测者之间。被一个(gè)质量超(chāo)级巨大的天体遮挡，这个超大质(zhì)量的(de)东西(xī)的引力，会使身后更(gèng)遥远星系的光都发生了扭(niǔ)曲。这个现(xiàn)象就是引力(lì)透镜效应。这个巨大的(de)天体可能是(shì)超大(dà)质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是(shì)暗物(wù)质。

所以当(dāng)人(rén)们对子弹(dàn)星系团观(guān)测的(de)时(shí)候，发现它的大质(zhì)量区域(yù)并不是在中间，而是在(zài)两侧。所以最好的解释(shì)方法就是当星(xīng)团发生(shēng)全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质(zhì)则(zé)直接通(tōng)过(guò)了这(zhè)个(gè)区(qū)域，并乌蒙山在哪里属于哪个省，贵州乌蒙山在哪里在(zài)两边形成了引力透镜。对子弹星系团的引力(lì)透镜研究(jiū)也被(bèi)认为(wèi)是暗物质存(cún)在(zài)的迄今为(wèi)止(zhǐ)最好(hǎo)的理论证据。

除(chú)此(cǐ)之外，还有来自宇宙当中最(zuì)古老的(de)光。从(cóng)宇宙大爆(bào)炸开始(shǐ)，38万年之后，可见光终(zhōng)于可以畅(chàng)通(tōng)无阻地穿越在(zài)宇宙当(dāng)中(zhōng)了。经过了130多(duō)亿(yì)年(nián)之后，这些光在(zài)宇宙(zhòu)空间背景上留(liú)下了各相同(tóng)性的微波辐射。其中红(hóng)色的部分表(biǎo)示温度较高的区(qū)域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际(jì)上它(tā)们之间(jiān)的温差只有万分之一。

科学家们通过对(duì)前景背景分离后的二值图像进行连通(tōng)域提取和(hé)标记之后(hòu)发现，如(rú)果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图(tú)形看起(qǐ)来不应该是这样的，而随(suí)着暗物质(zhì)的增加，一些峰(fēng)值(zhí)的幅度会减小，才变得看起来“和(hé)谐(xié)”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测量值，我们需(xū)要的暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中恒星运动所需要(yào)的暗物(wù)质(zhì)比例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了(le)一个简单的理(lǐ)论(lùn)框架，就很好地(dì)解(jiě)释(shì)了很多不(bù)同的观测结(jié)果。而暗物(wù)质的本质(zhì)就是宇宙(zhòu)当中存在着(zhe)某种类(lèi)型的(de)粒子(zi)，它们不参与任何其他的电(diàn)磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所(suǒ)以如(rú)果(guǒ)能够找到这种粒子的存在，就相(xiāng)当于找到了暗物质存(cún)在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科(kē)学家们已(yǐ)经提出了数(shù)十种的(de)假想目标，而要(yào)寻找(zhǎo)这(zhè)些不同的目标(biāo)粒子所需要的实验(yàn)方式也不(bù)相同(tóng)。在过(guò)去的几十(shí)年当中，人类为了寻找这些(xiē)看(kàn)不(bù)见、摸不到，几乎不会与常规物(wù)质相互作(zuò)用的(de)“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进(jìn)行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于(yú)阿尔卑(bēi)斯(sī)山脉。

在山下1400米处的地下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏(cáng)着地球上最大的地学实验室，这(zhè)个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探(tàn)测器，一直(zhí)致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里(lǐ)的(de)科(kē)学家声称观测到(dào)了某(mǒu)种信(xìn)号。经过(guò)了20多年的数据收集，人们发现(xiàn)了一(yī)个有(yǒu)趣的事情(qíng)。探测(cè)率会在每年的6月份达(dá)到峰值(zhí)，然(rán)后在11月降到最低，而(ér)且(qiě)在20年当中每年(nián)都是一样。一(yī)些科学家认为(wèi)这(zhè)可能是人类发现暗物质的(de)第(dì)一个(gè)直接证据。

但(dàn)是为(wèi)什(shén)么暗物质会产(chǎn)生周期性的年度信号呢(ne)？刚才我们讲(jiǎng)了太(tài)阳系正(zhèng)在以220公(gōng)里/秒的速(sù)度围绕(rào)着银河系进行(xíng)移动，那么如(rú)果(guǒ)暗物质存(cún)在宇宙当中，这(zhè)意(yì)味着我(wǒ)们也(yě)在以这样的速度在(zài)穿越着暗物质流，这个过程(chéng)中会(huì)产生(shēng)相应的振荡，同时地(dì)球又以30公里/秒的速度围绕(rào)太(tài)阳(yáng)进行(xíng)旋转(zhuǎn)。所以有半年(nián)的时间(jiān)，地球围绕(rào)太阳的方(fāng)向与太阳环(huán)绕银(yín)河系的方向是一致的，而(ér)另(lìng)外半(bàn)年则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方(fāng)向正(zhèng)好(hǎo)达到完全一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好(hǎo)达到(dào)了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳(yáng)系(xì)相对(duì)银河系的平(píng)面呈现了60度的倾斜(xié)，但是这并不影响这个理论的有效性(xìng)。

因(yīn)此科学家认为这可以用来解释(shì)，研究人员们所观测到的周(zhōu)期性信号。当然也可能有(yǒu)其他(tā)的情况，造(zào)成这种年(nián)度(dù)周期(qī)信号的差异也可能是(shì)温度、湿(shī)度(dù)、土壤中的水分、高(gāo)山上(shàng)的(de)积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球建立了一个几乎相同(tóng)的实验室(shì)，这(zhè)里(lǐ)的季节与之前(qián)的实验室正好相(xiāng)反，而在这(zhè)里，地球穿过(guò)暗物质(zhì)流的运动(dòng)特征和第一个实验室是一样的。

因此，如果(guǒ)在这里可以得(dé)到相同(tóng)的信号，就可以成(chéng)为暗物质(zhì)所存在的(de)非(fēi)常有力的证据(jù)了。但是由于这个实(shí)验室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前还无法(fǎ)乌蒙山在哪里属于哪个省，贵州乌蒙山在哪里='color: #ff0000; line-height: 24px;'>乌蒙山在哪里属于哪个省，贵州乌蒙山在哪里提供相应(yīng)的数据(jù)支(zhī)持。另外(wài)，在2025年，NASA将会(huì)发(fā)射一台新的(de)望远镜，这(zhè)台(tái)太(tài)空望远镜(jìng)叫做(zuò)“南希格(gé)雷斯(sī)罗曼(màn)”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空(kōng)望远镜(jìng)其(qí)中(zhōng)一个关键的用途就(jiù)是探索暗物质背后的奥(ào)秘(mì)，对(duì)于探测的结(jié)果，我(wǒ)们(men)只能(néng)拭目以待了。费米实(shí)验室(shì)粒(lì)子(zi)天体物理中心(xīn)的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如(rú)果暗物(wù)质(zhì)存在，它们极有可能(néng)拥(yōng)有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗(àn)物质效(xiào)应，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中(zhōng)生命的诞(dàn)生，或者说是生命(mìng)进(jìn)化的一个重要因素。

如果这一理论得到进(jìn)一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质(zhì)会不会意(yì)味着人(rén)类并不(bù)孤(gū)单(dān)呢？或(huò)许在宇宙当(dāng)中某个角落的(de)行星上，暗(àn)物质正在通过(guò)这样的效(xiào)应(yīng)创造生命。当(dāng)然(rán)，这(zhè)些推论(lùn)的(de)大前(qián)提是(shì)要先找到(dào)暗物质存(cún)在的(de)实际证据。那(nà)么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质到(dào)底(dǐ)存不存在(zài)呢？喜欢请点(diǎn)赞，你(nǐ)的支(zhī)持是我(wǒ)更新的(de)动(dòng)力！

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