宇宙是“人为制造”的(de)？为何会存在科(kē)学(xué)无法解释的(de)“暗(àn)物质”？暗物质又究竟(jìng)是(shì)什么(me)？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科学家(jiā)们在过去的几十年当中进行了超(chāo)过50次的长期实验(yàn)，但(dàn)是却没有发(fā)现任何的有效(xiào)证据。除(chú)了一个地方，在(zài)1687年出版的(de)自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引力定律，它(tā)揭示了宇(yǔ)宙中天(tiān)体运动的规律。往后的几百年来(3502身份证号码开头是哪的，身份证号3502开头的是哪里人lái)，当天文学家们发现(xiàn)某(mǒu)些天(tiān)体运(yùn)行轨(guǐ)道出现异常，不(bù)符(fú)合万有引(yǐn)力定律的时候，他(tā)们就(jiù)会知道(dào)，周围一定有未(wèi)知的(de)天(tiān)体通过(guò)引力在摄动它的(de)轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒(lēi)维耶就通过天(tiān)王星运行(xíng)轨道的(de)异常(cháng)，推(tuī)算并(bìng)且发现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发(fā)现都(dōu)是(shì)应用万有引力定律所取(qǔ)得重大天文成(chéng)就的例子。但是这(zhè)些发现都是在(zài)恒(héng)星系统的尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我们(men)上(shàng)升到(dào)星(xīng)系或者是星团的(de)尺度(dù)，事情就开(kāi)始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹(zī)威基正在研(yán)究(jiū)和测量后发星系团(tuán)的质量(liàng)。这是一个由数千个(gè)星系所组(zǔ)成的巨大星系团，这(zhè)些星系被引力束(shù)缚(fù)在一(yī)起。测量星系(xì)团的(de)质量一般会使用(yòng)到两种方法，当(dāng)两种方法结果一致，就(jiù)可(kě)以确定其质量的范(fàn)围。

第(dì)一(yī)种是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测量各(gè)个(gè)星系的光度。

第二种是(shì)动力学质(zhì)量的计算，是利(lì)用光谱红移(yí)测量(liàng)星系团(tuán)中的各个星(xīng)系(xì)相对于星系团的运动(dòng)速度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有(yǒu)99%的(de)质量(liàng)消失了，或者说这99%的质量并不(bù)以可见光(guāng)的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们无(wú)法看(kàn)到。最诡异的(de)是，在(zài)测量速度的过程中(zhōng)，兹威基发(fā)现星系团中很多星系的速度比理(lǐ)论上(shàng)要快得多，按(àn)照(zhào)牛顿的(de)运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力是无法(fǎ)将(jiāng)它们束缚(fù)在星系团内的，它们(men)早就应(yīng)该被抛出星系团之外了，除(chú)非有一种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于某(mǒu)种隐形(xíng)的物质。

据此，兹(zī)维(wéi)基提出了这样部分不可见的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分(fēn)的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这(zhè)样的一种说(shuō)法不屑一(yī)顾(gù)。

直(zhí)到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出现(xiàn)。天文(wén)学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观(guān)测仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中心越远的恒星(xīng)在(zài)其轨道上的运(yùn)行速度(dù)就会越(yuè)慢(màn)。但是他们观测的(de)结果却让人(rén)感到不可思议。

随着与(yǔ)中心(xīn)距离的增加，恒星的(de)旋(xuán)转速度几(jǐ)乎保持不(bù)变。可是(shì)根据牛(niú)顿的万有(yǒu)引(yǐn)力定律(lǜ)，在星(xīng)系(xì)当(dāng)中如果(guǒ)没有足够大的质量来吸(xī)引它(tā)们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中了(le)。基于这种现象，科学家们会使用一种相对标(biāo)准(zhǔn)的方法来解释暗物(wù)质的(de)存在(zài)，这(zhè)种方法就是测(cè)量(liàng)星系当中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以(yǐ)及在Y轴上(shàng)气(qì)体(tǐ)的旋转速(sù)度。如果出现(xiàn)异常的结(jié)果，就认(rèn)为(wèi)是由暗(àn)物质的力量进(jìn)入其中。

于是科学家们通过射电(diàn)望(wàng)远镜(jìng)测量了距离星(xīng)系(xì)中心(xīn)更(gèng)远(yuǎn)距离的氢(qīng)元素，发现它(tā)们的旋转速度并不符合(hé)牛(niú)顿的(de)力学(xué)定律。我们的太(tài)阳系也不例外，太阳(yáng)系位(wèi)于银河系的第(dì)三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万有引力定律(lǜ)进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以(yǐ)220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际速(sù)度远远(yuǎn)大于理论速度(dù)，那(nà)么(me)产(chǎn)生以上(shàng)这种向心加速度(dù)的原因很(hěn)可能就是存(cún)在着一种我们看不到的物(wù)质，是(shì)这些暗物质的(de)引(yǐn)力效应将(jiāng)星系(xì)聚(jù)集在了一起。

也是从这时(shí)开始(shǐ)，越来越(yuè)多的研究人(rén)员开始相信暗(àn)物质的存(cún)在。科学(xué)家根据星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗(àn)物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一可以解释这个现象的原因(yīn)。在一项新的研究(jiū)当中，科学(xué)家们发现，几乎没有引力(lì)效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的(de)微小差异。另外，天文学家还发现了(le)一个反(fǎn)常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小和银(yín)河系不多，但是(shì)星系当(dāng)中存在的恒星(xīng)数量却只(zhǐ)有银河(hé)系(xì)的千分之一(yī)。

所以(yǐ)在理论上，该星(xīng)系(xì)必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使(shǐ)用(yòng)最先(xiān)进的(de)望远镜对其进行了(le)40个小时的详细测量之后，发现星系中的恒星(xīng)运动是可以(yǐ)用正常(cháng)的(de)物质和力学(xué)定律来解(jiě)释的(de)。那(nà)么又有人提(tí)出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已(yǐ)经被附(fù)近的(de)另一个大星系剥离了。奇(qí)怪(guài)的(de)是，它的(de)附近没有任何星(xīng)系存(cún)在。造成(chéng)这些现象的(de)除了暗物质的假说之外，另(lìng)一(yī)种可能就是人类(lèi)对引力(lì)的理解还(hái)不够全面，引力很可能在(zài)不同尺度空间(jiān)中的工作(zuò)方式是(shì)不同的，这意(yì)味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的(de)轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式运(yùn)动。但是上升到(dào)星系和星(xīng)团(tuán)的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的(de)相互作用则是不同的方式。对于在(zài)星系团之间的相互作用，科学家(jiā)还引(yǐn)入(rù)了(le)外部(bù)场效应的概念，指的是在(zài)数百万(wàn)光年(nián)的规模(mó)上，巨(jù)大的质量之间会产生对彼此特殊的(de)效果，这个理论(lùn)叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德(dé)理论(lùn)成立(lì)，这意味着我们需要对现在的(de)物理定律进(jìn)行修正(zhèng)，这些发现也让很多(duō)人认为暗物质(zhì)假说理论就此终结(jié)。但是在(zài)宇宙当中(zhōng)还有关于暗(àn)物质存在(zài)的其他的理(lǐ)论证据，这些(xiē)理论(lùn)证据(jù)是蒙德(dé)理论(lùn)所没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距离为37亿(yì)光(guāng)年的子弹星系团(tuán)，由两个碰撞(zhuàng)的(de)星系团所组成，类似这样的星团，它们大(dà)部分的(de)普通质量都(dōu)在星系的(de)气体当(dāng)中。当星团以(yǐ)1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞的时(shí)候(hòu)，星(xīng)际气体的相互作用就(jiù)会导致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论(lùn)上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团大部分(fēn)的质量将位于所(suǒ)有这些气体(tǐ)所在的中(zhōng)间(jiān)区域。那么(me)我们通过(guò)什么来验证(zhèng)它的质量(liàng)区域到(dào)底是(shì)不是(shì)集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回(huí)了宇宙当(dāng)中第一张全(quán)彩的高清照片(piàn)，在照片中我们可以明显地看到很(hěn)多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨(jù)大的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不(bù)是韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜出(chū)了什么问题，而是这(zhè)样(yàng)极(jí)遥远的天(tiān)体和我们(men)地球上的观测者之间。被一个质量超级巨(jù)大的(de)天(tiān)体遮挡，这个(gè)超大(dà)质量的东(dōng)西的(de)引(yǐn)力，会使身后更遥远星系(xì)的(de)光(guāng)都发生了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力(lì)透镜效应(yīng)。这个巨大(dà)的天体可能是超大质(zhì)量(liàng)的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹星系(xì)团观(guān)测的时候，发现它的大(dà)质量区域并不是在中间，而(ér)是(shì)在(zài)两侧。所以最好的(de)解释(shì)方法(fǎ)就是当星团发生全(quán)部的碰撞时，可(kě)被观测(cè)到的质量(liàng)气体被卡在了(le)中间，暗物质则直接(jiē)通过了这个区域，并在两边形(xíng)成了引力透(tòu)镜。对子弹星系团(tuán)的引力透(tòu)镜研究(jiū)也被认为(wèi)是(shì)暗物(wù)质存在的迄(qì)今(jīn)为止最(zuì)好的理论证据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙当中最古老的光(guāng)。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中(zhōng)了(le)。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光(guāng)在宇(yǔ)宙空间背景上留下(xià)了各相同性(xìng)的微(wēi)波辐射。其中(zhōng)红色的部分(fēn)表示(shì)温(wēn)度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域(yù)，但实际上(shàng)它们之间(jiān)的温差只(zhǐ)有(yǒu)万分之一(yī)。

科(kē)学(xué)家(jiā)们通过对前景背(bèi)景分离后的(de)二值图(tú)像进(jìn)行连通域提取(qǔ)和(hé)标记之后发现，如(rú)果宇宙当中(zhōng)没有暗物(wù)质(zhì)，图形看(kàn)起来不应(yīng)该(gāi)是这样的，而随着暗物质的(de)增加，一(yī)些峰值的幅度(dù)会减小，才变得(dé)看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微(wēi)波背(bèi)景(jǐng)辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质大(dà)约是普通物质的5倍。这个数字(zì)与解(jiě)释星系当(dāng)中(zhōng)恒星运动所需要(yào)的暗(àn)物(wù)质比(bǐ)例是一致的。这就意味着。

用了(le)一个(gè)简单的理论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观(guān)测结果。而暗(àn)物质的本质就是宇宙当中存在(zài)着某种类型(xíng)的粒子，它们(men)不参与任何其他(tā)的电磁作用，只通过引力(lì)来相互作用。所(suǒ)以(yǐ)如果能够找到这种粒子的存(cún)在，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的(de)实(shí)际证(zhèng)据。这(zhè)种粒子到底是什(shén)么？科学家们已经提出了数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的目(mù)标粒(lì)子所需要的实验(yàn)方式也不相同。在过去(qù)的几十年当中(zhōng)，人类为了寻(xún)找这(zhè)些(xiē)看(kàn)不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作(zuò)用的(de)“暗物质(zhì)”，科学家(jiā)们已经进行(xíng)了超过50次的实验，却没有任(rèn)何实质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处(chù)的地(dì)下矿(kuàng)井当(dāng)中，藏(cáng)着(zhe)地球上最大的地(dì)学实(shí)验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探(tàn)测器，一直致力(lì)于(yú)寻找暗物(wù)质粒(lì)子(zi)的周期性震荡。

自(zì)1997年(nián)以来，这里的科(kē)学家声称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多年的(de)数据收集，人(rén)们(men)发现了(le)一个有趣的(de)事情。探(tàn)测(cè)率(lǜ)会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到(dào)最低(dī)，而且在20年(nián)当(dāng)中每年都是一样。一些科学家(jiā)认(rèn)为这可能是人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是(shì)为什么暗物质会产生(shēng)周期性的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河(hé)系进行移动，那么如果暗(àn)物(wù)质(zhì)存在宇宙当中(zhōng)，这意味着我们也在以这样(yàng)的速度在穿(chuān)越着暗物质流，这个过程中会产生(shēng)相(xiāng)应的振荡，同时地(dì)球又以30公(gōng)里(lǐ)/秒的速(sù)度(dù)围绕太(tài)阳进行旋(xuán)转。所以(yǐ)有半年的(de)时间，地(dì)球围(wéi)绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系(xì)的(de)方(fāng)向是一致的，而另(lìng)外(wài)半年则(zé)与之相反。

而在6月份的(de)时候，地球与太阳(yáng)的方向正好(hǎo)达到(dào)完(wán)全(quán)一致，这是(shì)理(lǐ)论上地球穿越(yuè)暗物质(zhì)流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管在实(shí)际的情况中，太阳系(xì)相(xiāng)对银(yín)河系的平面呈现了(le)60度的倾斜，但是这(zhè)并不影(yǐng)响这个理论的有(yǒu)效性。

因(yīn)此(cǐ)科学家认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的周期性信号(hào)。当然也可能有其他(tā)的(de)情(qíng)况，造成这种年度周期信号的(de)差异也可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至(zhì)连意大利(lì)游客的数(shù)量也(yě)符合这个周期(qī)的(de)规律。

所以，科(kē)学家们又在南半球(qiú)建立(lì)了一(yī)个几乎相同(tóng)的(de)实验室，这里(lǐ)的季节与之前的实(shí)验室正好相反，而(ér)在这里，地球(qiú)穿过暗物质流(liú)的运(yùn)动特征(zhēng)和第一个(gè)实验(yàn)室(shì)是一样的(de)。

因此，如果在这里可以得到相同的信号(hào)，就可(kě)以成(chéng)为暗物质所存在的非常有力的证据了。但(dàn)是由于这个实(shí)验室刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所(suǒ)以(yǐ)截(jié)至目前还(hái)无法提供相应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这(zhè)台(tái)太(tài)空望远镜叫(jiào)做“南(nán)希格雷(léi)斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大小跟哈(hā)勃望(wàng)远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器提(tí)供的(de)视野是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷(léi)斯罗曼太(tài)空望远镜其中一个关键的用途就是探(tàn)索(suǒ)暗物质背后(hòu)的奥(ào)秘，对于(yú)探测的结果，我们(men)只能拭目以(yǐ)待了(le)。费米实验室粒(lì)子(zi)天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究发现，如果暗物质存在，它(tā)们极有可(kě)能拥有另一种神秘(mì)的效应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持宇宙当(dāng)中生命(mìng)的(de)诞生(shēng)，或者说是生命进化的一个(gè)重要因素(sù)。

如(rú)果这一(yī)理论得到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质会不会意味(wèi)着人类(lèi)并(bìng)不孤单呢？或许在(zài)宇(yǔ)宙当中(zhōng)某个角落的行星上，暗物(wù)质正(zhèng)在(zài)通过(guò)这样的(de)效应(yīng)创造生命。当然，这些推论(lùn)的大(dà)前提是(shì)要先找到暗物质存(cún)在的实际(jì)证据。那么小伙伴(bàn)们，你们(m3502身份证号码开头是哪的，身份证号3502开头的是哪里人en)觉(jué)得暗(àn)物质(zhì)到底存(cún)不存(cún)在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞，你的支持(chí)是我(wǒ)更(gèng)新的动力(lì)！

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