宇宙是“人为制造”的(de)？为何会存在(zài)科学(xué)无(wú)法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为了寻找暗物质存在的证据，科学家(jiā)们(men)在过去的(de)几十(shí)年当中进行了(le)超过(guò)50次的长期实验，但是却没有发(fā)现任(rèn)何(hé)的有效证据。除了一(yī)个地方，在1687年出版的自然哲(zhé)学(xué)数学原理一书中(zhōng)，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引力定(dìng)律，它(tā)揭示了(le)宇(yǔ)宙(zhòu)中(zhōng)天体运动的规律(lǜ)。往后(hòu)的几百年来，当(dāng)天文学(xué)家们发现某(mǒu)些天体(tǐ)运行轨道出现异常，不符合万有引力(lì)定(dìng)律的时候，他们就会知道，周围一(yī)定有(yǒu)未知的天(tiān)体通过引(yǐn)力在(zài)摄(shè)动它的轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过(guò)天王星(xīng)运行轨(guǐ)道的异(yì)常，推算(suàn)并(bìng)且发(fā)现了海王星(xīng)的(de)存(cún)在。另(lìng)外，哈雷彗(huì)星、冥王(wáng)星的(de)发现都是(shì)应用(yòng)万有引力定律所取(qǔ)得重大天文成就(jiù)的(de)例子。但是这些发现都是(shì)在恒星(xīng)系(xì)统(tǒng)的(de)尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我们(men)上升到(dào)星系(xì)或者是星团的(de)尺度，事情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和(hé)测量(liàng)后(hòu)发星系(xì)团的质量。这是(shì)一(yī)个由数(shù)千个星系所组成的巨(jù)大星系团，这些星(xīng)系被(bèi)引(yǐn)力束缚在(zài)一(yī)起(qǐ)。测量(liàng)星系团的质(zhì)量一般会使用到两(liǎng)种方(fāng)法，当(dāng)两种方法结果一(yī)致，就可以确定其质量的范围。

第(dì)一种是(shì)获得(dé)其"光度(dù)学的质量"，需要的数据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动(dòng)力学质量的(de)计算，是利用(yòng)光谱红(hóng)移测量星系团(tuán)中的(de)各个星系相对于星(xīng)系团的运动速度。当(dāng)测量(liàng)结果出来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学(xué)质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以可见光的形式所存在，我们(men)无(wú)法(fǎ)看(kàn)到。最诡异(yì)的是，在测量速度(dù)的过程中，兹威基(jī)发现星(xīng)系团中(zhōng)很多星系的速度比理论上要(yào)快得(dé)多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见(jiàn)星系的质量(liàng)所(suǒ)产生的(de)引力(lì)是无法(fǎ)将它们束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出星(xīng)系团(tuán)之外了，除非(fēi)有一种神秘的力量在起作用，这(zhè)种力量来源(yuán)于某种隐形(xíng)的物(wù)质(zhì)。

据此，兹维(wéi)基提出(chū)了(le)这样部分不可见(jiàn)的暗(àn)质，它不发散光(guāng)、吸(xī)光、反射(shè)光，但是它们却(què)占据着(zhe)宇(yǔ)宙中绝大部分(fēn)的质量。只是当(dāng)时的人们对这样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现。天文(wén)学家维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯(kěn)特福特在观(guān)测仙女座星系中的恒星运(yùn)动(dòng)。理论上(shàng)来(lái)说，距离中心越远的(de)恒(héng)星在其轨道上的(de)运行速度就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到不(bù)可思(sī)议。

随(suí)着(zhe)与(yǔ)中心距离(lí)的增加，恒星的旋(xuán)转(zhuǎn)速度几乎保持(chí)不变(biàn)。可是根据牛顿的万有引(yǐn)力定律，在星系当中(zhōng)如果没(méi)有(yǒu)足够(gòu)大的(de)质量来吸引它们，这些外围的恒星早就被(bèi)甩到宇(yǔ)宙当(dāng)中了(le)。基于这种现象，科学家(jiā)们会使用(yòng)一(yī)种相(xiāng)对(duì)标(biāo)准的方法来解(jiě)释(shì)暗物质的存在，这种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)就(jiù)是测量星系当中气体在X轴上距离星(xīng)系中心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度(dù)。如(rú)果出现异常的结(jié)果，就认为(wèi)是由暗(àn)物质的力量进入(rù)其(qí)中。

于是(shì)科学(xué)家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离(lí)的(de)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(wǒ)们(men)的太阳(yáng)系也不例(lì)外(wài)，太阳系(xì)位于银河(hé)系的第三(sān)悬臂之上，距离银(yín)河(hé)系中(zhōng)心2.6万(wàn)光年，根(gēn)据万有引力定律进行计算，太阳(yáng)系(xì)的运行(xíng)速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个(gè)实际速度远远大(dà)于理论速度，那么(me)产生以上这种向心加速(sù)度的(de)原因很可能就是(shì)存在(zài)着一种我们看(kàn)不到(dào)的物质(zhì)，是这些暗物质(zhì)的(de)引力效应将星系聚集在了一起。

也是从(cóng)这时(shí)开始(shǐ)，越来越(yuè)多(duō)的研究人员(yuán)开始相信暗物质的(de)存在(zài)。科学(xué)家根据星系(xì)外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗(àn)物质的质量占(zhàn)整个星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是(shì)唯一(yī)可以解(jiě)释这(zhè)个(gè)现象的原因。在(zài)一(yī)项新的研究(jiū)当中，科(kē)学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会(huì)出(chū)现速度(dù)上(shàng)的微小差异。另外，天文学家(jiā)还发现(xiàn)了(le)一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银河系不(bù)多，但是星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)存在的恒星(xīng)数(shù)量(liàng)却只(zhǐ)有银河(hé)系的千分(fēn)之一。

所以(yǐ)在(zài)理论上，该(gāi)星系必须存(cún)在暗物质，否则(zé)就会(huì)分崩离析。但是科学(xué)家们(men)使(shǐ)用(yòng)最先进(jìn)的望(wàng)远镜对其进(jìn)行(xíng)了40个小时(shí)的(de)详细测量(liàng)之后，发现星系中的(de)恒星运动是可以用正(zhèng)常的物(wù)质(zhì)和力学定(dìng)律来解释的(de)。那么又有(yǒu)人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗(àn)物质，已经被附近的另(lìng)一个大星系剥(bō)离(lí)了。奇(qí)怪的(de)是，它的附(fù)近没有任(rèn)何(hé)星系存在。造(zào)成这些(xiē)现(xiàn)象的除了暗物(wù)质的(de)假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可能就是人类对引力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面(miàn)，引力很可能在(zài)不同(tóng)尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意(yì)味着在行星系尺度中的天体会沿着(zhe)它(tā)们(men)的(de)轨道(dào)，按照我们所理解的方式运动。但是上升(shēng)到星系(xì)和星团的尺度，引力之间的相互作用则是不同的方式。对(duì)于在星系团之间(jiān)的(de)相互作用，科学家还引入(rù)了(le)外部(bù)场效应(yīng)的(de)概念，指的(de)是(shì)在数百万光年的(de)规模上，巨大的质量之(zhī)间会产生对彼此(cǐ)特殊的效(xiào)果，这个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现(xiàn)在的物理定律进行修(xiū)正，这(zhè)些发现也让很多人认(rèn)为暗(àn)物质假说理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗(àn)物质存在的(de)其他的理论证(zhèng)据，这些理论(lùn)证(zhèng)据是蒙(méng)德(dé)理论所(suǒ)没(méi)法解释的“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿(yì)光(guāng)年的子弹(dàn)星(xīng)系(xì)团，由两个(gè)碰撞的(de)星系团所(suǒ)组成(chéng)，类似这样(yàng)的星(xīng)团(tuán)，它们(men)大部分的(de)普通质量都(dōu)在星系的(de)气(qì)体当中(zhōng)。当(dāng)星团以1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时(shí)候，星际气体的相互作用就会导致温(wēn)度(dù)的急剧升高，速度(dù)大幅(fú)降(jiàng)低。所以在(zài)理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的质量(liàng)将位于所有这些气体所(suǒ)在的中间区域。那(nà)么我们通(tōng)过(guò)什么来验证它的质量区域(yù)到底(dǐ)是不是集(jí)中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇(yǔ)宙当(dāng)中第(dì)一张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我们可(kě)以明显地看到(dào)很多星系似乎被拉伸产生了巨(jù)大的形(xíng)变。其(qí)实这些(xiē)星系本身并不(bù)是真的(de)被(bèi)扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了(le)什么问题，而是这(zhè)样极遥远的天体(tǐ)和我们地球上的观(guān)测(cè)者(zhě)之间。被一个质量超(chāo)级巨大的天体遮(zhē)挡，这个超(chāo)大质量(liàng)的(de)东西(xī)的引力，会使身后更遥(yáo)远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这(zhè)个现象就是(shì)引力(lì)透镜效应(yīng)。这个巨大的(de)天(tiān)体可能是超(chāo)大(dà)质量的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物质。

所以当人们对子弹星(xīng)系(xì)团观(guān)测的时候，发现(xiàn)它(tā)的大质量区域并不是在中间，而是在两侧。所以最(zuì)好的解释方(fāng)法就是(shì)当星(xīng)团发生全部的碰撞(zhuàng)时(shí)，可被观测到的质(zhì)量气体被卡在了中间(jiān)，暗物质则(zé)直接通过了这个区域(yù)，并在两边形(xíng)成了引(yǐn)力透镜(jìng)。对(duì)子弹星系团的引力透镜研究(jiū)也被(bèi)认为(wèi)是暗物质存(cún)在的迄(qì)今为止最好的理(lǐ)论证据。

除此之(zhī)外，还(hái)有来(lái)自(zì)宇(yǔ)宙当中最古(gǔ)老(lǎo)的(de)光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之(zhī)后，可见光终于可以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)了。经过了130多亿年之(zhī)后，这(zhè)些光在(zài)宇宙(zhòu)空间背(bèi)景(jǐng)上留下了各相同性的微波辐(fú)射(shè)。其中红(hóng)色的部分表示温度(dù)较(jiào)高的(de)区域(yù)，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的区域，但实际上它们之(zhī)间的温差只有万分之一(yī)。

科学家们通(tōng)过对前景背景(jǐng)分(fēn)离后的(de)二值图像进行连(lián)通域提(tí)取和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质(zhì)，图形看起来不(bù)应该是这样的，而随着(zhe)暗(àn)物质(zhì)的增加，一些(xiē)峰值的幅度会减小，才变得(dé)看起来(lái)“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背(bèi)景辐(fú)射的(de)测(cè)量值，我们需(xū)要的暗物(wù)质大约是普(pǔ)通(tōng)物(wù)质的5倍。这个数(shù)字与解释星系(xì)当中恒星运动所需要的暗物质比例是一(yī)致的(de)。这(zhè)就意味着。

用(yòng)了一个简(jiǎn)单的(de)理论框架(jià)，就很好地解释了很(hěn)多不同的观测结果(guǒ)。而(ér)暗物质的(de)本质就是(shì)宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子，它们不(bù)参与任何其(qí)他的电(diàn)磁作用，只通过引力来(lái)相(xiāng)互(hù)作用。所以如果能够找到这种粒子的(de)存在，就相当于找到了暗(àn)物质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。这种粒子到(dào)底是什么？科学家们已经提(tí)出了(le)数(shù)十种的假想目标，而要寻找这些不同的(de)纤纤玉手什么意思打一生肖，纤纤玉手什么意思解一生肖目标粒子(zi)所需要的实验方式也不相同(tóng)。在(zài)过去的几十年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几(jǐ)乎不会与常规物质相互作用的“暗物质(zhì)”，科(kē)学家们已经进行了超(chāo)过50次的实验，却没有任(rèn)何实(shí)质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地(dì)下矿(kuàng)井当中，藏(cáng)着(zhe)地球上最大的地学(xué)实验室(shì)，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼高的(de)探(tàn)测器，一(yī)直致力于寻(xún)找暗(àn)物质粒(lì)子(zi)的周(zhōu)期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了某种信号。经过(guò)了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测(cè)率会在每年(nián)的6月份达到峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中每年都是(shì)一样。一些科学家认为这可能是(shì)人类发现暗(àn)物质的第一(yī)个直接证(zhèng)据。

但(dàn)是(shì)为什么暗(àn)物质会产生(shēng)周期性(xìng)的年度(dù)信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了(le)太(tài)阳系(xì)正(zhèng)在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)着(zhe)银河系进(jìn)行移动，那么(me)如果暗(àn)物(wù)质(zhì)存在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意味着(zhe)我(wǒ)们也在以这样(yàng)的速度在穿越着暗物质流，这个(gè)过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕(rào)太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围绕太阳(yáng)的方(fāng)向与太阳(yáng)环绕银河(hé)系的(de)方(fāng)向(xiàng)是一致的，而(ér)另外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月(yuè)份的时候(hòu)，地球与太(tài)阳的(de)方向正好达到完全(quán)一(yī)致(zhì)，这(zhè)是理论上地球穿(chuān)越暗物(wù)质流(liú)最快(kuài)的时(shí)段。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到(dào)了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系(xì)相对(duì)银(yín)河系的(de)平(píng)面(miàn)呈现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理论的有效性。

因此科学(xué)家认为这可以用来(lái)解释(shì)，研究人员们所观测(cè)到的周期性信号。当然也可能有纤纤玉手什么意思打一生肖，纤纤玉手什么意思解一生肖其他的情况(kuàng)，造成这种(zhǒng)年度周期信号的差异也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪，甚(shèn)至连意大利游客的数量也符合这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南(nán)半(bàn)球建(jiàn)立了(le)一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季节与之前的实验(yàn)室正好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质(zhì)流(liú)的运动特征和第一(yī)个实验室是一样的。

因(yīn)此，如果在这里(lǐ)可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质(zhì)所存在的非常有力的(de)证据了。但(dàn)是由于这个(gè)实验室刚刚建成不久，所以截至目前(qián)还无法提供相应的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会(huì)发射一台(tái)新的望(wàng)远镜，这台太(tài)空望远镜(jìng)叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大小跟哈(hā)勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视(shì)野是(shì)哈(hā)勃红外(wài)仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就是探索(suǒ)暗物质背后的(de)奥(ào)秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待了(le)。费米(mǐ)实验室粒(lì)子天体物理中心(xīn)的科学家(jiā)丹(dān)琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存(cún)在，它们极有可(kě)能拥有另一种(zhǒng)神秘的(de)效应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的诞生(shēng)，或者说是生命进化的一个纤纤玉手什么意思打一生肖，纤纤玉手什么意思解一生肖重要(yào)因素。

如果这一理论(lùn)得到进一步(bù)的证实(shí)，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗(àn)物质会不会(huì)意(yì)味(wèi)着人类(lèi)并不孤单(dān)呢？或许在宇(yǔ)宙当(dāng)中某个角(jiǎo)落的行星上，暗(àn)物质正在通过这样的效应创造生命。当然，这些推(tuī)论(lùn)的大前提是(shì)要先找到暗物质(zhì)存在的(de)实际证(zhèng)据(jù)。那(nà)么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持(chí)是我更新的动力！

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