宇宙(zhòu)是“人(rén)为制造”的？为(wèi)何会存在(zài)科学无法解释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗物质(zhì)又(yòu)究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗物质存在(zài)的证据(jù)，科学家们在过去的(de)几十年当中进行了(le)超(chāo)过50次(cì)的长(zhǎng)期(qī)实验，但(dàn)是(shì)却没(méi)有发现任何的(de)有效证据。除了一个地(dì)方，在1687年出版的自然哲学数学原理一(yī)书中，埃萨克(kè)牛(niú)顿发表了(le)万有引力定律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙中天体运动的(de)规(guī)律。往后(hòu)的几百年来，当天文学家(jiā)们发现某些天体运行(xíng)轨道出现异(yì)常，不符合万有(yǒu)引力定(dìng)律的时候，他(tā)们就会知道，周围一定有未(wèi)知的天体通过引力在(zài)摄(shè)动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶(yé)就通过天王(wáng)星(xīng)运(yùn)行(xíng)轨道的异常，推(tuī)算并且发(fā)现了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的(de)发现(xiàn)都是应用万有引力定(dìng)律(lǜ)所取得(dé)重大天(tiān)文成就的例子。但是这(zhè)些发现(xiàn)都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上(shàng)升到星系(xì)或者是星团(tuán)的尺度，事情就开始变得(dé)诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星(xīng)系团的质量。这(zhè)是一(yī)个由数千个星系所组成的巨大星(xīng)系团(tuán)，这些星系被(bèi)引力束缚在一起(qǐ)。测量星系团的质量一般会使用到两种方法，当两种方(fāng)法结果(guǒ)一致，就(jiù)可以确定其(qí)质量(liàng)的范围。

第一种是(shì)获得其(qí)"光度(dù)学的质量"，需要的(de)数据是测(cè)量各(gè)个(gè)星(xīng)系的光度。

第二种是(shì)动力学(xué)质量的计算，是利(lì)用(yòng)光谱(pǔ)红(hóng)移测量(liàng)星系团(tuán)中的各个星系相对于星系(xì)团的运动(dòng)速度。当测量(liàng)结(jié)果出来之后(hòu)，兹威基彻底(dǐ)懵了(le)，“动(dòng)力学质量(liàng)”竟然是(shì)“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着，后发座星系(xì)团有(yǒu)99%的质量消失了(le)，或(huò)者说这99%的质量并不以可见光的(de)形式(shì)所(suǒ)存在，我们无法看到。最诡异的是，在测量(liàng)速度的(de)过程中，兹威(wēi)基发(fā)现星系团中很多星系的速度比(bǐ)理论上(shàng)要快得多，按照牛顿(dùn)的运动学(xué)定律，仅靠这(zhè)些可见星系(xì)的质量所产生的引力(lì)是无法将它们束缚在(zài)星系团内的，它们(men)早就(jiù)应该被抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的力量在起作用，这种力量(liàng)来源于(yú)某种隐形的物(wù)质。

据此，兹(zī)维基(jī)提出了(le)这(zhè)样部分不可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分(fēn)的质(zhì)量(liàng)。只是当时的人们对这(zhè)样的一种(zhǒng)说(shuō)法(fǎ)不屑一(yī)顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这(zhè)个(gè)词才再(zài)一(yī)次(cì)出现(xiàn)。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福特在观怎么查询韩国签证结果，怎么查询韩国签证结果进度测仙女座(zuò)星系(xì)中的恒(héng)星(xīng)运动。理论上来说，距离(lí)中心越远的(de)恒星在其轨道(dào)上的运行速度(dù)就会越慢。但是(shì)他(tā)们(men)观测的结果却让人(rén)感(gǎn)到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力(lì)定律，在星(xīng)系(xì)当(dāng)中如(rú)果没有足够大的质量来吸引它们，这些(xiē)外围的恒(héng)星(xīng)早(zǎo)就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学家们会使用一(yī)种相(xiāng)对标准的方法来解释暗物质的存(cún)在，这种(zhǒng)方法就是测量星系(xì)当中(zhōng)气体在X轴上距离星(xīng)系中(zhōng)心的距离，以(yǐ)及在Y轴(zhóu)上(shàng)气体的(de)旋转速度。如果出(chū)现异常的结果，就(jiù)认为是由暗(àn)物(wù)质的力量进(jìn)入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更(gèng)远距(jù)离的氢(qīng)元素，发(fā)现它们的旋转速度并不符合(hé)牛顿的(de)力(lì)学定律(lǜ)。我们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系位(wèi)于银河(hé)系(xì)的第(dì)三悬臂之上，距离银(yín)河系中心(xīn)2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万(wàn)有引力定律(lǜ)进(jìn)行怎么查询韩国签证结果，怎么查询韩国签证结果进度计算(suàn)，太阳系(xì)的运行速度应该是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳系正在以220千(qiān)米(mǐ)/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际速(sù)度远远大于理论速(sù)度，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(zhe)一种我(wǒ)们(men)看不到的物(wù)质，是这(zhè)些(xiē)暗物(wù)质的引力(lì)效(xiào)应将(jiāng)星系聚集在了一起。

也是(shì)从(cóng)这时开始，越来越多的研究(jiū)人员开(kāi)始相信暗物质的存在(zài)。科学家根(gēn)据星系(xì)外恒星轨(guǐ)道的(de)速度，估(gū)算在(zài)星系当中(zhōng)暗物(wù)质的质量占整(zhěng)个(gè)星(xīng)系(xì)质量的85%。但(dàn)是，暗物质(zhì)并不是(shì)唯一(yī)可以(yǐ)解释这个现象的原因。在一项新(xīn)的研究(jiū)当中，科学家们发(fā)现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥(yáo)远恒星之(zhī)间，也会(huì)出现速度上(shàng)的微小差异(yì)。另外，天文学家还发(fā)现了(le)一个(gè)反(fǎn)常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小和(hé)银河系不(bù)多，但(dàn)是星(xīng)系当(dāng)中存在的恒星数量却只有银河系的千分之一(yī)。

所以在(zài)理论上(shàng)，该(gāi)星系(xì)必须存在暗物(wù)质，否则就会分崩(bēng)离(lí)析。但是(shì)科学家们使用最(zuì)先进的(de)望远(yuǎn)镜对其进(jìn)行了40个(gè)小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系中的(de)恒星(xīng)运动是可以用正常的物质和力学定律来解释的。那么(me)又有人提出，也许(xǔ)该(gāi)星系的暗物(wù)质，已经被附近的另(lìng)一个(gè)大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附近没有任(rèn)何(hé)星系存在(zài)。造(zào)成这些现象的除了(le)暗物质的假说之(zhī)外，另(lìng)一种可能就是人类对(duì)引(yǐn)力的理解还不(bù)够全面，引(yǐn)力很(hěn)可能在不同(tóng)尺度空间中的工作(zuò)方式是不同的，这(zhè)意味着在行(xíng)星系尺度中(zhōng)的天体(tǐ)会沿(yán)着(zhe)它们的轨(guǐ)道，按(àn)照我们所(suǒ)理解的方式运动。但是上升到星系(xì)和星团的尺(chǐ)度，引力之间的相(xiāng)互作用则是不(bù)同的方式(shì)。对于在星系团之间的(de)相互作用，科学家还引入了(le)外(wài)部(bù)场(chǎng)效应的概念，指的是在(zài)数(shù)百万光年的规(guī)模上，巨大的(de)质量之间会产生对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们(men)需要对现在的物理定(dìng)律进行修正，这(zhè)些(xiē)发现(xiàn)也让很(hěn)多人(rén)认为(wèi)暗物(wù)质假(jiǎ)说理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当(dāng)中(zhōng)还(hái)有(yǒu)关于暗物质存在的其他的(de)理论证据，这(zhè)些(xiē)理论证据是蒙德理(lǐ)论所没(méi)法(fǎ)解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子(zi)弹星系团(tuán)，由两个(gè)碰撞(zhuàng)的星系团(tuán)所组成，类(lèi)似这(zhè)样的(de)星团，它们大部分的普(pǔ)通质量都(dōu)在(zài)星系的气(qì)体当(dāng)中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星际(jì)气体的相互作用(yòng)就会导(dǎo)致温度(dù)的急(jí)剧升高，速度大幅降低。所以在(zài)理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大部分的(de)质(zhì)量将位于所有这些气体所在的中间区域。那么(me)我们通过什么(me)来验证它的质量区域到底是不是集中在中(zhōng)间(jiān)呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一张全彩的高(gāo)清照(zhào)片，在照片中我们(men)可以明显地看到很(hěn)多星系(xì)似乎(hū)被(bèi)拉伸产生了巨大(dà)的形(xíng)变。其(qí)实这些星系本身并不是真的被(bèi)扭曲了，也(yě)不是韦伯望(wàng)远镜出(chū)了(le)什(shén)么问题(tí)，而(ér)是这(zhè)样极(jí)遥远(yuǎn)的天体和我们地(dì)球上的观测者之间。被一(yī)个质量(liàng)超级巨大的(de)天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的(de)东西(xī)的引力，会(huì)使身(shēn)后更遥远星(xīng)系的光都(dōu)发生了(le)扭曲(qū)。这(zhè)个现象就是引力透镜(jìng)效(xiào)应。这个(gè)巨大的天体可(kě)能(néng)是超大质量的黑(hēi)洞(dòng)或(huò)者(zhě)是暗(àn)物(wù)质。

所以当人们(men)对子弹星(xīng)系团(tuán)观测的时候，发现(xiàn)它的(de)大(dà)质量区域并不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释方法(fǎ)就是当星团发(fā)怎么查询韩国签证结果，怎么查询韩国签证结果进度生(shēng)全部(bù)的碰撞(zhuàng)时(shí)，可(kě)被观(guān)测到的质量气体被卡在了中间，暗(àn)物质则直接通过(guò)了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星(xīng)系团的(de)引力(lì)透镜研(yán)究也被认为是暗物质存在的迄今为止(zhǐ)最好的理论证据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见(jiàn)光(guāng)终于(yú)可以畅通无(wú)阻地穿越在宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。经(jīng)过了130多(duō)亿年之后，这些光(guāng)在(zài)宇宙空(kōng)间背景上(shàng)留下了(le)各(gè)相同性的微波辐射。其中红色的部分(fēn)表示温度(dù)较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际上它(tā)们之间的温差只有万分(fēn)之一(yī)。

科(kē)学家们通过对前(qián)景背景分离(lí)后的二值图像进行连通域提取和标记之后(hòu)发现，如果(guǒ)宇宙当中(zhōng)没有暗物(wù)质(zhì)，图形看起来不应(yīng)该是这(zhè)样的，而随着暗物(wù)质的增加，一些峰值的(de)幅度(dù)会减小，才变(biàn)得(dé)看(kàn)起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射的测量值，我们需(xū)要(yào)的暗物质大约是普(pǔ)通物质的(de)5倍。这个数字与解(jiě)释星系当中恒星(xīng)运(yùn)动所需要的暗物(wù)质(zhì)比例(lì)是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论框架(jià)，就很好(hǎo)地解(jiě)释了很多不同的观测结(jié)果。而暗(àn)物质(zhì)的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着(zhe)某种类型的粒子(zi)，它们不参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过(guò)引力(lì)来(lái)相互作用。所以如果能(néng)够找到这种粒子(zi)的(de)存在，就相当于找(zhǎo)到了暗(àn)物质存在的(de)实(shí)际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学家们已经提出了数(shù)十种的假想目标，而要寻找这些不同(tóng)的目标粒子所需(xū)要(yào)的实验方式也(yě)不相同。在过(guò)去(qù)的几十年(nián)当中(zhōng)，人类为(wèi)了寻找这些看(kàn)不(bù)见、摸不到，几(jǐ)乎(hū)不会与常(cháng)规物质(zhì)相互作用的(de)“暗(àn)物质”，科(kē)学家们(men)已经进行(xíng)了超过(guò)50次的实验，却没有任何实质(zhì)性的发现，除(chú)了(le)一(yī)个地方，意大利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球上(shàng)最大的(de)地(dì)学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三(sān)层楼(lóu)高(gāo)的探测器(qì)，一(yī)直致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以来(lái)，这里的科学家声称观测到了某种信号。经过了20多(duō)年的数据收(shōu)集，人(rén)们发现(xiàn)了一个有(yǒu)趣(qù)的事情。探测(cè)率会在每年的6月份达(dá)到峰(fēng)值，然后在(zài)11月降到最低，而(ér)且(qiě)在20年当(dāng)中每年都是一样。一些(xiē)科学(xué)家认为(wèi)这(zhè)可能是人类发现暗物质(zhì)的第一(yī)个(gè)直接(jiē)证据(jù)。

但是为什(shén)么暗(àn)物(wù)质会产生周期性的(de)年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进(jìn)行(xíng)移动，那么如(rú)果暗(àn)物质存在宇宙当(dāng)中，这意味着我们也在以(yǐ)这样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会(huì)产生相应的振荡(dàng)，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速度围绕(rào)太阳进(jìn)行旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太(tài)阳(yáng)环绕银河系的方向是(shì)一致的，而另外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正好达到完全(quán)一致(zhì)，这是(shì)理论上地球穿越暗(àn)物质流最快(kuài)的时段。而在(zài)11月份，又恰(qià)好达到了最慢(màn)值(zhí)。尽管在实际的(de)情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜(xié)，但(dàn)是这并不(bù)影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科学(xué)家认为这(zhè)可以用来解(jiě)释，研究(jiū)人员们所观测到的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他的情况(kuàng)，造成这种(zhǒng)年度(dù)周(zhōu)期信号的差(chà)异也可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水分(fēn)、高(gāo)山上(shàng)的积雪，甚(shèn)至连意大利游客(kè)的数量(liàng)也符合这个周(zhōu)期的规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学(xué)家们(men)又在(zài)南半球建(jiàn)立了一个几乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这里的季节与(yǔ)之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这(zhè)里，地(dì)球穿过(guò)暗物质流的运动特征和第(dì)一(yī)个实验(yàn)室是(shì)一样的(de)。

因此(cǐ)，如果在这(zhè)里可以得到相(xiāng)同的信号(hào)，就可以(yǐ)成(chéng)为暗(àn)物质所(suǒ)存在的非(fēi)常有力的(de)证据(jù)了。但是由于这(zhè)个实验室刚(gāng)刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截(jié)至目前(qián)还无法提供相(xiāng)应的数据支持(chí)。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台新的望(wàng)远(yuǎn)镜，这(zhè)台(tái)太(tài)空(kōng)望远镜叫(jiào)做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器提供(gōng)的(de)视野是哈勃(bó)红外(wài)仪器(qì)的(de)100倍。南(nán)希格(gé)雷(léi)斯(sī)罗曼太空望远镜(jìng)其中一(yī)个关键的用途就是探索暗(àn)物质背后的奥秘，对于(yú)探测(cè)的(de)结果，我(wǒ)们只能拭目(mù)以待了(le)。费米实验室粒(lì)子天体物理中心的(de)科(kē)学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如(rú)果(guǒ)暗(àn)物(wù)质存在，它们极有(yǒu)可能拥有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质效应，会(huì)支持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或(huò)者说是(shì)生命进化的一个(gè)重要因素。

如果(guǒ)这一理(lǐ)论得到进一步的(de)证实，那(nà)么遍布宇宙当中的(de)暗物质(zhì)会不会(huì)意(yì)味(wèi)着人类并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角(jiǎo)落(luò)的行星上，暗物(wù)质(zhì)正在通(tōng)过这(zhè)样的效应创造生命。当然，这(zhè)些推论(lùn)的大前提是(shì)要(yào)先(xiān)找到(dào)暗(àn)物质存在(zài)的(de)实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢(ne)？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，你(nǐ)的支持是我更新的(de)动力！

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