宇宙是“人(rén)为制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物(wù)质又究竟(jìng)是什(shén)么？人类为了(le)寻找暗物质存在的证据，科(kē)学(xué)家们(men)在(zài)过去的几十(shí)年(nián)当中进行了超过50次的长期实验，但是却没有发现(xiàn)任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的(de)自然(rán)哲(zhé)学数学原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了(le)宇宙(zhòu)中天体运动的(de)规律。往后的几百年来，当(dāng)天(tiān)文学家(jiā)们发现某些(xiē)天体运行轨道出现异常，不(bù)符合万(wàn)有引力定律的时候(hòu)，他们就(jiù)会知道，周围一(yī)定有(yǒu)未知的天体通过引力在摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥(ào)本(běn)勒维耶就(jiù)通过(guò)天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并且发现了海(hǎi)王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都(dōu)是应用万有引力定律所取得重大天(tiān)文成就的例子。但是(shì)这些发现都是(shì)在(zài)恒星系统的尺度当中，可当我们上升到(dào)星系或(huò)者是星团的尺(chǐ)度(dù)，事情就开(kāi)始(shǐ)变(biàn)得诡异(yì)了(le)。

关关难过关关过 事事难熬事事熬下一句是什么，关关难过关关过 事事难熬事事熬是什么诗"https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/7e58e8fcd62ac7f.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

1933年(nián)，瑞士的(de)物理学(xué)家弗(fú)里茨兹威(wēi)基正在(zài)研究和测(cè)量后发星系团的质量。这是一个由数千个(gè)星系所组成的巨大星系团(tuán)，这些(xiē)星系被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会(huì)使用到两种方(fāng)法，当两(liǎng)种方法(fǎ)结果一致，就可(kě)以确定其质量的范(fàn)围(wéi)。

第一种是获得其"光度学的质量(liàng)"，需要的数据是测量各个星系的(de)光(guāng)度。

第二种是(shì)动力学(xué)质量的(de)计算，是利(lì)用光谱(pǔ)红移测量星系团中的(de)各个星系相对于星系团的运动速(sù)度。当(dāng)测(cè)量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学质量(liàng)”竟然是“光度学(xué)质量”的(de)400倍。这意(yì)味(wèi)着(zhe)，后发座星系(xì)团有99%的质量(liàng)消失(shī)了(le)，或者(zhě)说这99%的质(zhì)量(liàng)并不以可见光的形(xíng)式所存(cún)在，我们无法看到。最诡异(yì)的是，在(zài)测量速度的(de)过程中，兹威(wēi)基发现(xiàn)星系团中很(hěn)多星系(xì)的速(sù)度比理论上要快得多(duō)，按照(zhào)牛顿(dùn)的运动学定(dìng)律，仅靠这些可见(jiàn)星系的质量(liàng)所(suǒ)产生(shēng)的(de)引(yǐn)力是无法将它们(men)束缚在星(xīng)系(xì)团内(nèi)的，它们早就应(yīng)该被抛出(chū)星(xīng)系团之外了，除(chú)非有(yǒu)一种神秘的力(lì)量在起作用，这种力量(liàng)来源于某种隐形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹(zī)维(wéi)基提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它(tā)们(men)却占据(jù)着宇宙(zhòu)中绝(jué)大部(bù)分(fēn)的质量。只(zhǐ)是当(dāng)时(shí)的人们(men)对这样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直到(dào)40年(nián)之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系(xì)中的恒星运动(dòng)。理(lǐ)论上(shàng)来说，距(jù)离中心越远(yuǎn)的恒(héng)星在其轨道上的运行速度(dù)就会越慢。但是他(tā)们观(guān)测的(de)结(jié)果(guǒ)却让人感到不可思(sī)议。

随着与中心距离的增加，恒星(xīng)的旋转(zhuǎn)速度几乎保持(chí)不变(biàn)。可是根(gēn)据牛顿的(de)万有(yǒu)引力(lì)定律，在星系(xì)当中(zhōng)如(rú)果没有足够(gòu)大的(de)质(zhì)量来吸引它(tā)们，这(zhè)些外(wài)围的恒星早就(jiù)被(bèi)甩到(dào)宇宙当(dāng)中了(le)。基于(yú)这种现象，科学(xué)家(jiā)们会使用一种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗(àn)物质的存在，这种方法(fǎ)就(jiù)是(shì)测量星系当中气体在X轴上(shàng)距(jù)离星系中心的距离(lí)，以及在(zài)Y轴上气体的(de)旋转(zhuǎn)速度。如果出现异(yì)常的结果，就认为是由暗物质的(de)力(lì)量(liàng)进(jìn)入其中(zhōng)。

于是科(kē)学家们通过(guò)射电望(wàng)远(yuǎn)镜测量了距离星系中(zhōng)心(xīn)更(gèng)远距离的氢元素，发现它们的旋转速度(dù)并不符合牛顿(dùn)的力学定律。我们的太阳(yáng)系也不例(lì)外(wài)，太(tài)阳系(xì)位于(yú)银河系的第(dì)三悬臂之上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太(tài)阳系的运行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实(shí)际(jì)上，太阳(yáng)系(xì)正在以220千米/秒的速(sù)度(dù)围绕银(yín)河系旋转，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度，那么产生以上这(zhè)种向心(xīn)加速度的(de)原因很可能就是存在着(zhe)一种我(wǒ)们看(kàn)不到的物质，是这些暗物质(zhì)的引力效应将星系(xì)聚(jù)集在了一起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研究人(rén)员开始相信暗物质(zhì)的存在(zài)。科(kē)学家根据星(xīng)系外(wài)恒星轨道(dào)的速度，估(gū)算在星(xīng)系当(dāng)中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一(yī)可以解释这(zhè)个现象的原因。在一项(xiàng)新(xīn)的(de)研究当中(zhōng)，科学家们发(fā)现，几乎没有(yǒu)引力(lì)效应的遥远(yuǎn)恒星之(zhī)间，也会(huì)出现速度上的微小差异。另外，天(tiān)文学(xué)家还发现(xiàn)了一(yī)个反(fǎn)常的星系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河(hé)系不多，但是(shì)星系当中(zhōng)存(cún)在的恒星数(shù)量(liàng)却只有银(yín)河系(xì)的(de)千分之一。

所以在理(lǐ)论上，该星(xīng)系必须存(cún)在(zài)暗物质，否(fǒu)则就会分崩(bēng)离析。但是科学家(jiā)们使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行了40个(gè)小时的详细测量之(zhī)后，发现星系中的恒星运动是可以用正(zhèng)常的物质(zhì)和(hé)力学(xué)定律来解释的。那么(me)又有人提出，也许该(gāi)星系的暗(àn)物(wù)质，已经(jīng)被附近的另一个大(dà)星系剥离(lí)了(le)。奇怪的是，它(tā)的(de)附近没有任(rèn)何(hé)星(xīng)系存(cún)在。造(zào)成这些(xiē)现象的除了(le)暗物(wù)质(zhì)的假说之外，另一(yī)种可能就是人类对引力(lì)的理解还不够全(quán)面，引(yǐn)力很(hěn)可(kě)能(néng)在不同尺度空间(jiān)中的工作方式是不同的，这意(yì)味着在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它(tā)们的(de)轨道，按(àn)照我们所理解的(de)方式运动。但是上升到星(xīng)系和星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力(lì)之间(jiān)的相互(hù)作用则(zé)是不(bù)同的方式(shì)。对(duì)于在星系团(tuán)之间(jiān)的(de)相(xiāng)互作用，科学家还引入了外部场效应的(de)概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大的质量(liàng)之间会产生(shēng)对彼此特殊的效果(guǒ)，这个(gè)理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的物理定律进(jìn)行修正(zhèng)，这(zhè)些发现也让(ràng)很多人(rén)认为暗物质假说理论(lùn)就此终结。但是在宇宙当中还有关于(yú)暗物质存在(zài)的其他的(de)理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙德理论所没法解(jiě)释(shì)的“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子弹星(xīng)系团，由两个碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这(zhè)样的(de)星团，它们大部(bù)分的普通质量(liàng)都(dōu)在(zài)星系的气体当中。当星团(tuán)以(yǐ)1000万公里/小时发生(shēng)碰(pèng)撞的时候，星际气体的相互(hù)作用就会(huì)导(dǎo)致温度的急剧(jù)升高(gāo)，速度大幅降低。所以在(zài)理论(lùn)上，在碰撞(zhuàng)之(zhī)后(hòu)，子(zi)弹星(xīng)系团大部分(fēn)的质量将位于所(suǒ)有这些(xiē)气体所(suǒ)在的中间区域。那么我们(men)通过什(shén)么来验证它的质量(liàng)区域到底是(shì)不(bù)是集中在(zài)中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当中第一张(zhāng)全彩(cǎi)的高清照片，在(zài)照(zhào)片中(zhōng)我们可(kě)以明(míng)显地看到很(hěn)多星系似乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨大的(de)形(xíng)变。其实这些星系(xì)本(běn)身并不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而(ér)是这样极遥远的(de)天体(tǐ)和我们地(dì)球上(shàng)的观测者之间。被一(yī)个质量(liàng)超级(jí)巨大的天体遮(zhē)挡，这个(gè)超大质量的东西的引力(lì)，会使(shǐ)身后(hòu)更遥远星系的光都发生了(le)扭(niǔ)曲(qū)。这个(gè)现象就是引力(lì)透镜(jìng)效应(yīng)。这(zhè)个(gè)巨大(dà)的天体可能(néng)是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对(duì)子弹星系团观(guān)测的时候，发(fā)现(xiàn)它的大(dà)质量(liàng)区域并(bìng)不(bù)是在中间，而是在(zài)两侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是当星团发(fā)生全部的碰撞时(shí)，可被观测到的质量气(qì)体被卡(kǎ)在了(le)中间，暗物质则直接通过了(le)这(zhè)个区域，并(bìng)在两边(biān)形成了(le)引力透镜。对子弹星系团(tuán)的引力透镜研究也被(bèi)认(rèn)为(wèi)是暗物质(zhì)存在的迄今为止(zhǐ)最(zuì)好的理(lǐ)论证据(jù)。

除此之外(wài)，还有(yǒu)来(lái)自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大(dà)爆(bào)炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于可以畅通无阻地穿(chuān)越(yuè)在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙(zhòu)空间背景上留下(xià)了各相同性(xìng关关难过关关过 事事难熬事事熬下一句是什么，关关难过关关过 事事难熬事事熬是什么诗)的微(wēi)波辐射。其(qí)中红色的部分表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则(zé)表(biǎo)示相对(duì)较(jiào)冷的(de)区(qū)域，但(dàn)实(shí)际上它们之间的温差只有万分之一(yī)。

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(yù)提(tí)取和标记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起来不应(yīng)该是这(zhè)样的，而随着暗(àn)物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度会减小，才变得看起来(lái)“和谐(xié)”。为(wèi)了匹配宇宙微波背(bèi)景(jǐng)辐射的测(cè)量值，我们需要的(de)暗(àn)物质(zhì)大约是普通物质(zhì)的(de)5倍。这个数字(zì)与解释星系当中恒星运动(dòng)所需要的(de)暗物(wù)质比例是一致(zhì)的。这就意味着。

用(yòng)了一个简单的理论框架，就很好地解释了很多不(bù)同的观测结(jié)果。而(ér)暗物(wù)质(zhì)的本质就是宇宙当中存(cún)在着某(mǒu)种(zhǒng)类(lèi)型(xíng)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(xiāng)互作用。所(suǒ)以(yǐ)如(rú)果能(néng)够找到这种粒子(zi)的存在，就(jiù)相当于找(zhǎo)到(dào)了暗物质存在(zài)的(de)实际(jì)证据。这种粒子到底是什么(me)？科学家们已经(jīng)提(tí)出了(le)数十种的假想目(mù)标，而(ér)要(yào)寻找这些不同的目(mù)标粒子所(suǒ)需要的实验方式(shì)也不相同。在(zài)过去的几十年当中，人(rén)类为了(le)寻找这些(xiē)看不(bù)见(jiàn)、摸不到(dào)，几乎不(bù)会与常规(guī)物质相互(hù)作(zuò)用的“暗物质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次的实验，却没有任(rèn)何实(shí)质性的发现，除了一个(gè)地方，意大利的(de)格兰(lán)萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地(dì)球上(shàng)最大的地学实验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三层楼高的探(tàn)测器，一直致力于寻(xún)找暗物(wù)质粒子(zi)的(de)周期性震荡。

自(zì)1997年以(yǐ)来，这里的科学家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过了(le)20多年的数据收集(jí)，人们(men)发现了一个有趣的事情。探测率会在(zài)每年的(de)6月份达到(dào)峰(fēng)值，然(rán)后在(zài)11月降(jiàng)到(dào)最低，而且在20年(nián)当中每年都是一样。一(yī)些科学家认(rèn)为这可能(néng)是人类(lèi)发现(xiàn)暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但是(shì)为什么暗物(wù)质会产生(shēng)周期性(xìng)的年度信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在(zài)以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这(zhè)意味着我(wǒ)们也在以这样(yàng)的(de)速(sù)度在穿(chuān)越(yuè)着暗物质流，这个过(guò)程中会产生相应(yīng)的振荡，同时(shí)地(dì)球又以30公里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕太阳进(jìn)行旋转。所(suǒ)以有半年的(de)时间，地(dì)球围绕(rào)太阳的方向与太(tài)阳环(huán)绕银河系的(de)方(fāng)向是(shì)一(yī)致的，而另外(wài)半(bàn)年则与之相(xiāng)反(fǎn)。

而在(zài)6月份的时候，地球与太(tài)阳的方(fāng)向正好达到完全一(yī)致，这是理论上地(dì)球穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在11月份(fèn)，又(yòu)恰好(hǎo)达到了最慢值(zhí)。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银河系(xì)的平面呈现了(le)60度的倾斜，但(dàn)是这(zhè)并不影响(xiǎng)这个理论的有效性。

因此科学(xué)家认为这可(kě)以用来解释，研究(jiū)人(rén)员们(men)所观测到的(de)周期性信号。当然也可(kě)能有(yǒu)其他的情(qíng)况，造成这种年度周期(qī)信号的差异也可(kě)能(néng)是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山上的(de)积雪，甚至连意(yì)大利游(yóu)客的数(shù)量也符合这(zhè)个周(zhōu)期的规律。

所以，科(kē)学(xué)家们又在(zài)南半(bàn)球建立了(le)一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季(jì)节与之前(qián)的(de)实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质(zhì)流(liú)的(de)运动特征和第一个实验室是一样(yàng)的。

因此，如果(guǒ)在这里可以得到相同的信号，就(jiù)可以成(chéng)为暗物(wù)质所存在的非(fēi)常有力的证据了(le)。但是由于这个实验室(shì)刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至目前还无(wú)法提供(gōng)相应(yīng)的(de)数据支(zhī)持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜，这台太空望远镜(jìng)叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望(wàng)远镜(jìng)相同，但它的宽视场仪(yí)器提供的视野是哈(hā)勃红外(wài)仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远(yuǎn)镜其中一个关键的用途就(jiù)是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测的(de)结果，我们(men)只能拭目以待了。费米实验(yàn)室粒(lì)子(zi)天体(tǐ)物理中心的(de)科学家(jiā)丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬(fēn)研究发(fā)现，如果暗物质存在，它们极有(yǒu)可能(néng)拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞生(shēng)，或者说是生命进化(huà)的一个重要因素。

如果这一(yī)理论得到(dào)进一步的证(zhèng)实(shí)，那(nà)么遍布宇(yǔ)宙当中的关关难过关关过 事事难熬事事熬下一句是什么，关关难过关关过 事事难熬事事熬是什么诗暗物质会不会意味着(zhe)人类(lèi)并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的行(xíng)星上，暗物质正在通过(guò)这样的(de)效(xiào)应创造生命。当然，这(zhè)些推论的大前提是要先找到(dào)暗物质(zhì)存在的实际证据。那么小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗物(wù)质(zhì)到底存不存在(zài)呢？喜(xǐ)欢(huān)请点赞，你的支持是我更新的动力！

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