宇宙是“人为制造”的？为何(hé)会(huì)存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的(de)证据，科学家们在过去的几(jǐ)十年当中(zhōng)进(jìn)行(xíng)了(le)超过(guò)50次的长期实验，但是却没有发现任何的(de)有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学(xué)数(shù)学(xué)原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它(tā)揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规(guī)律。往后的几百年来，当天文(wén)学家们(men)发现(xiàn)某些天(tiān)体运行(xíng)轨道出现异常，不(bù)符合万有引力(lì)定律的时候，他(tā)们就会(huì)知道，周(zhōu)围一定有未知的天体通过引力在摄(shè)动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异(yì)常(cháng)，推算并且发现了海王星的存(cún)在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用万有引(yǐn)力定律所取得重大天(tiān)文成就的(de)例子。但是(shì)这(zhè)些发现都是(shì)在恒星系统的(de)尺度(dù)当中，可当我们上升到星系或者是星团的尺度(dù)，事情就开始变得(dé)诡异了(le)。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗(fú)里茨兹(zī)威基正在研究和测量后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千(qiān)个星系所组成的巨大星(xīng)系团(tuán)，这些(xiē)星系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星系(xì)团的质量一般会(huì)使用(yòng)到两种方(fāng)法，当两种方法(fǎ)结果一致，就(jiù)可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种是获得其"光度学的(de)质量(liàng)"，需要(yào)的数据(jù)是测量各个星系的光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计(jì)算，是利用光谱红移(yí)测(cè)量星系团中的各个星系(xì)相对于(yú)星系团(tuán)的(de)运动速度。当测(cè)量结果出来之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味(wèi)着，后发座(zuò)星系团有(yǒu)99%的质量消失了，或者说这99%的(de)质量(liàng)并不以可见(jiàn)光的形式所存在，我(wǒ)们无法(fǎ)看到。最诡(guǐ)异的是，在测量速度的过程中，兹威(wēi)基发现星(xīng)系团中(zhōng)很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些(xiē)可见星系(xì)的质量(liàng)所产生的引力(lì)是无(wú)法将它们束缚在星系团内的(de)，它们(men)早就应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力量(liàng)在(zài)起作用(yòng)，这(zhè)种力量(liàng)来源于(yú)某种隐形的物(wù)质。

据此，兹(zī)维基提(tí)出了这样部分不可见(jiàn)的暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反(fǎn)射光，但是它(tā)们却(què)占据着宇宙中绝大部分的质量。只是(shì)当时(shí)的人(rén)们对这样的(de)一种说法不(bù)屑一顾。

直到40年(nián)之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这个(gè)词才再一次出(chū)现。天文(wén)学家维拉鲁宾(bīn)和肯(kěn)特(tè)福特在观测仙女座星系中的(de)恒星运动(dòng)。理(lǐ)论上来(lái)说，距离(lí)中心越远的恒(héng)星在其轨道(dào)上的(de)运(yùn)行(xíng)速度(dù)就会越(yuè)慢。但(dàn)是(shì)他们观(guān)测(cè)的结(jié)果却(què)让人感到不可思议。

随着与中心距离(lí)的增加，恒星(xīng)的(de)旋转速度(dù)几乎保持不变(biDHC属于什么档次，dhc属于什么档次的化妆品àn)。可是(shì)根据牛(niú)顿的万有引力定律(lǜ)，在星系当中如(rú)果没有足够大的质(zhì)量(liàng)来吸引它(tā)们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基于这(zhè)种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家们会使(shǐ)用一种相对(duì)标(bDHC属于什么档次，dhc属于什么档次的化妆品iāo)准的方法来解释暗(àn)物质的存(cún)在，这(zhè)种方(fāng)法就(jiù)是测量星系当中气体在(zài)X轴(zhóu)上距离星系(xì)中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出(chū)现异(yì)常的结果，就认为(wèi)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(yuǎn)镜测量了(le)距(jù)离星系中(zhōng)心更远距离的氢(qīng)元素，发现它们的旋转速度(dù)并(bìng)不符合牛顿的力学定(dìng)律。我们的太阳系也不例外，太阳(yáng)系位(wèi)于银(yín)河(hé)系的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根据万(wàn)有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河(hé)系旋转，这个(gè)实际速度远远大于理论速度，那么产(chǎn)生(shēng)以上这种向心加速度的原因很(hěn)可能(néng)就(jiù)是存在着一种我们(men)看不(bù)到的物(wù)质，是(shì)这些暗物(wù)质(zhì)的引力(lì)效应将(jiāng)星系聚(jù)集在(zài)了一起。

DHC属于什么档次，dhc属于什么档次的化妆品也是从(cóng)这(zhè)时开始(shǐ)，越来(lái)越多的研(yán)究(jiū)人员开始相(xiāng)信(xìn)暗物质的存在(zài)。科学(xué)家(jiā)根据星系(xì)外恒星轨道的速(sù)度，估算在星系当中暗物质(zhì)的质量占(zhàn)整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是(shì)唯(wéi)一可以解释(shì)这个(gè)现象(xiàng)的原因。在一(yī)项(xiàng)新的(de)研究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎没有(yǒu)引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另外(wài)，天文学(xué)家还发(fā)现了一个反常(cháng)的星系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系(xì)距(jù)离地球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星系当中存在的(de)恒星数量(liàng)却只(zhǐ)有(yǒu)银河系的(de)千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离析。但(dàn)是科学家(jiā)们使用最先(xiān)进(jìn)的(de)望远镜对其进(jìn)行了(le)40个小时的详细测(cè)量之后，发现星系(xì)中(zhōng)的恒星运(yùn)动是(shì)可(kě)以用(yòng)正(zhèng)常的物质和力(lì)学定律(lǜ)来解释的。那么又有人提出，也(yě)许该星系的(de)暗物(wù)质，已经被附近的(de)另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附(fù)近(jìn)没有任何(hé)星系存在。造成这些现象的除了暗物(wù)质的假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力的理解还不够全面(miàn)，引力很(hěn)可能在不同尺度(dù)空(kōng)间(jiān)中的(de)工(gōng)作方(fāng)式(shì)是不(bù)同的，这意味着在行星(xīng)系尺度中的天体会沿着(zhe)它们的轨道(dào)，按照我们所理解的方式运动。但是上升到星系和星团(tuán)的尺度(dù)，引力之(zhī)间的相互作用则是不同(tóng)的(de)方式。对于在星系团之间的相互作用，科学家还引入了外部(bù)场效应(yīng)的概(gài)念，指的(de)是(shì)在数(shù)百万光年的规模上(shàng)，巨大(dà)的(de)质量(liàng)之间会(huì)产(chǎn)生对彼此特殊的效(xiào)果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我(wǒ)们(men)需要对现(xiàn)在的物理定律进行修(xiū)正，这些发现也让很多人认(rèn)为暗物质假说(shuō)理论就此终(zhōng)结(jié)。但是在(zài)宇宙当(dāng)中还有关于暗(àn)物(wù)质存(cún)在的其他的(de)理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似这(zhè)样的星团，它(tā)们(men)大部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在星系的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小时发(fā)生(shēng)碰撞的时候，星际气(qì)体的相互作用就会(huì)导致(zhì)温度的(de)急剧(jù)升高(gāo)，速度大幅降低。所(suǒ)以(yǐ)在(zài)理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大部分的质量将(jiāng)位于(yú)所有这些气体所在的中间区(qū)域。那(nà)么我们(men)通过什么(me)来验(yàn)证它的质量区域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传(chuán)回(huí)了(le)宇宙(zhòu)当中第一张全彩(cǎi)的高清照(zhào)片，在照(zhào)片中我们可以明显地看到很多(duō)星(xīng)系似乎被(bèi)拉伸产生了巨(jù)大的形变(biàn)。其实(shí)这些(xiē)星系本身并(bìng)不是真的被(bèi)扭曲(qū)了，也(yě)不是韦伯望远镜(jìng)出了什么问(wèn)题，而是这样极(jí)遥远的天体和(hé)我们地球(qiú)上(shàng)的(de)观(guān)测者之间。被一个质量超级巨(jù)大(dà)的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量(liàng)的东(dōng)西(xī)的引力，会使身后更遥(yáo)远星系(xì)的光都发生了扭曲(qū)。这个现象就是引(yǐn)力(lì)透镜效应。这个巨大的天体可(kě)能是超大质量(liàng)的黑洞或者是(shì)暗物质。

所以当人(rén)们对子(zi)弹星系团(tuán)观测的时候，发(fā)现(xiàn)它的(de)大质量区(qū)域并不(bù)是(shì)在中间，而是在两(liǎng)侧。所以最好的解释(shì)方法就是当星(xīng)团发(fā)生全部的碰撞时，可被(bèi)观测到的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接通过了(le)这个(gè)区域，并在两边形成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗物质存(cún)在的(de)迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除此(cǐ)之外，还有(yǒu)来自宇宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见光(guāng)终于可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇(yǔ)宙当(dāng)中了(le)。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下(xià)了各相同性的微波辐射。其(qí)中(zhōng)红色(sè)的部分表示温度较高的区(qū)域，蓝色则表示相对较冷的区(qū)域，但(dàn)实际上它们之间的(de)温差只有万分之一(yī)。

科学(xué)家(jiā)们通过对前景(jǐng)背景(jǐng)分离后(hòu)的二值(zhí)图像进行连通域提取和标记之后发现，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中没有(yǒu)暗物质，图(tú)形看(kàn)起(qǐ)来不应该是这样(yàng)的，而(ér)随着暗物(wù)质的增加，一些峰(fēng)值的幅(fú)度(dù)会减小，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配(pèi)宇宙微波(bō)背景辐射的测量(liàng)值，我(wǒ)们需要的暗物质大约是(shì)普通(tōng)物质的(de)5倍。这(zhè)个数字与解(jiě)释星系当(dāng)中恒星运动所需(xū)要(yào)的暗物质比例(lì)是一致(zhì)的。这(zhè)就意味着。

用(yòng)了一个简单的(de)理论框架(jià)，就(jiù)很好地解释了很多(duō)不(bù)同的(de)观测结果。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型(xíng)的粒子(zi)，它(tā)们不参(cān)与任何其他的电磁(cí)作用(yòng)，只通过引力来相互作(zuò)用。所以如果能够找到这种粒(lì)子的存在，就相(xiāng)当(dāng)于(yú)找到了暗(àn)物质存在的实(shí)际证据(jù)。这种粒子到(dào)底是什么？科学(xué)家们已经提(tí)出了(le)数十种的假想目标，而要寻(xún)找这(zhè)些不(bù)同(tóng)的目标(biāo)粒(lì)子所需要(yào)的实(shí)验方式也不相(xiāng)同。在(zài)过去的几十年当中，人类为了(le)寻找这些看不(bù)见、摸(mō)不到，几乎(hū)不会(huì)与常规物质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行了超过(guò)50次的实验，却没有任何实(shí)质性的(de)发现，除(chú)了一个(gè)地(dì)方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井(jǐng)当中(zhōng)，藏着(zhe)地球上最(zuì)大(dà)的(de)地学实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的(de)探测器，一直致力于(yú)寻(xún)找暗物(wù)质粒子的周期(qī)性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过(guò)了20多年的(de)数据收集，人们发现(xiàn)了一(yī)个有趣的事情。探(tàn)测(cè)率会在每年的6月份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低(dī)，而且在(zài)20年当中(zhōng)每年都是(shì)一样。一些科学家认(rèn)为这可(kě)能是(shì)人类发现暗(àn)物质的第一个(gè)直接证据。

但是(shì)为什么暗物(wù)质会(huì)产(chǎn)生周期性的(de)年度信号呢(ne)？刚才我(wǒ)们讲了太阳系(xì)正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着(zhe)银河系进行移(yí)动，那么如果暗物质(zhì)存在宇(yǔ)宙(zhòu)当中，这意味(wèi)着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这个过(guò)程(chéng)中会产(chǎn)生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行(xíng)旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地球(qiú)围(wéi)绕太阳(yáng)的方向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一(yī)致的，而另(lìng)外半年则(zé)与(yǔ)之相反。

而在(zài)6月(yuè)份的时(shí)候，地球与太阳的方(fāng)向正好达到(dào)完全(quán)一致(zhì)，这是理论上地(dì)球穿越暗物质流最快(kuài)的(de)时段。而在(zài)11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这(zhè)并不影响这个理论的(de)有(yǒu)效(xiào)性。

因此科学家认为这可(kě)以用来解释，研究(jiū)人(rén)员们所观测到的周期(qī)性信号。当然(rán)也可能有其他的(de)情况，造成这(zhè)种年度(dù)周期信号的差异也可能是温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上(shàng)的积(jī)雪，甚至连意大利游客的数量也符合这(zhè)个周期的规律(lǜ)。

所以(yǐ)，科学家们又(yòu)在(zài)南半球(qiú)建立了(le)一个几(jǐ)乎相同的实验(yàn)室，这里(lǐ)的季(jì)节与之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质流(liú)的运(yùn)动特(tè)征和第一个(gè)实(shí)验室是一样(yàng)的(de)。

因此，如果在这里可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非(fēi)常有力的(de)证据(jù)了。但是(shì)由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目前还无法提供相(xiāng)应的(de)数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台(tái)新的望远(yuǎn)镜(jìng)，这(zhè)台(tái)太空望(wàng)远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈(hā)勃望远镜相同，但它的宽视(shì)场仪器提供的视野是哈勃(bó)红外仪(yí)器的(de)100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜其中(zhōng)一个关(guān)键的用(yòng)途就是(shì)探索(suǒ)暗(àn)物质背后的奥秘(mì)，对于(yú)探测的(de)结果，我们只能拭目以待了。费(fèi)米实验室(shì)粒子天体物(wù)理中(zhōng)心的科学(xué)家丹(dān)琥珀和贾森(sēn)斯(sī)特芬(fēn)研究发(fā)现，如果(guǒ)暗(àn)物质(zhì)存(cún)在(zài)，它(tā)们极(jí)有(yǒu)可能拥有(yǒu)另(lìng)一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质(zhì)效应(yīng)，会支持(chí)宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者(zhě)说(shuō)是(shì)生命进(jìn)化的(de)一(yī)个重(zhòng)要(yào)因素。

如果(guǒ)这一(yī)理论得到进一步的(de)证实，那(nà)么遍布(bù)宇(yǔ)宙当中的暗物质会不会意味着人(rén)类(lèi)并(bìng)不(bù)孤单(dān)呢？或许在宇宙(zhòu)当中某(mǒu)个角落(luò)的(de)行星上，暗物(wù)质正在通过(guò)这(zhè)样的效应创造生命(mìng)。当然，这些推论的(de)大前提是要(yào)先找到暗物质存在的实际(jì)证(zhèng)据。那(nà)么小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你们(men)觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更(gèng)新的动力！

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