宇宙是“人为制造”的？为何(hé)会存(cún)在科学无法解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究(jiū)竟是什(shén)么？人类为(wèi)了寻(xún)找暗物质存在的证据，科学家(jiā)们(men)在过(guò)去的几十年当(dāng)中进行了(le)超小迷糊面膜成分安全吗，小迷糊适用年龄段过50次的长期实验，但是却没有(yǒu)发现(xiàn)任何的有效证(zhèng)据。除了一个地方，在1687年出(chū)版的自然哲学数学(xué)原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有(yǒu)引力定律，它(tā)揭示了宇(yǔ)宙中天体运动的(de)规律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们发(fā)现某些天(tiān)体(tǐ)运行轨道(dào)出现异(yì)常，不(bù)符合(hé)万有引力定(dìng)律的时候，他(tā)们就(jiù)会知(zhī)道，周围一定(dìng)有未知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的轨(guǐ)道(dào)。比(bǐ)如在(zài)1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星运行轨道的异常，推算并且发(fā)现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗(huì)星(xīng)、冥(míng)王(wáng)星的发(fā)现(xiàn)都是应用(yòng)万有引力定律所取得(dé)重(zhòng)大天文成就的例子。但是(shì)这些发现都是在恒星系统的(de)尺(chǐ)度当中，可当我们(men)上(shàng)升到星(xīng)系或者是星团的尺度，事情(qíng)就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威(wēi)基正在研究和测(cè)量后发星系团的质量。这是一个由数千(qiān)个星系(xì)所组成的巨大星系团，这些星系被引力束缚在一起。测量星系团的质量(liàng)一般会使用到两种方法，当(dāng)两种方法(fǎ)结(jié)果(guǒ)一致，就可(kě)以(yǐ)确定其(qí)质量的范(fàn)围(wéi)。

第(dì)一种是获得(dé)其"光度(dù)学的(de)质量(liàng)"，需要(yào)的数据(jù)是测量各个星系的光(guāng)度。

第二(èr)种是(shì)动力学质量的计算，是利用光(guāng)谱红移测量星系团中的各个(gè)星系相对于星系团的运动速(sù)度(dù)。当测(cè)量结果出来之后，兹威(wēi)基(jī)彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光度学(xué)质量(liàng)”的400倍。这意(yì)味着，后发座星系团(tuán)有99%的质(zhì)量消失(shī)了(le)，或(huò)者说这99%的质量(liàng)并不以(yǐ)可见(jiàn)光(guāng)的形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最(zuì)诡异的是，在测量速度的过程(chéng)中，兹威基发现星系团(tuán)中(zhōng)很多星(xīng)系(xì)的速度比(bǐ)理论上(shàng)要快得多(duō)，按照牛顿的运动学(xué)定律，仅靠这些可(kě)见星(xīng)系(xì)的质量(liàng)所产(chǎn)生的(de)引力是(shì)无法将它们束(shù)缚在星(xīng)系团内(nèi)的(de)，它们(men)早(zǎo)就应该被抛出星(xīng)系(xì)团之外了，除非有一种神秘的力(lì)量在起作用，这种力量来源于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基提出(chū)了这样部(bù)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(jù)着宇宙(zhòu)中绝大部分的质(zhì)量(liàng)。只(zhǐ)是当(dāng)时的人们对这样的一种说法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再(zài)一次出现。天文学(xué)家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观测仙女座星(xīng)系(xì)中的恒(héng)星运动(dòng)。理论上来说，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运行(xíng)速(sù)度(dù)就会越(yuè)慢。但(dàn)是他们观测的结果却让(ràng)人(rén)感到(dào)不可思议(yì)。

随着与(yǔ)中心(xīn)距(jù)离(lí)的(de)增加，恒星的旋(xuán)转速度几乎保持不变。可是根(gēn)据牛顿的万有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律，在星系当中如果没有(yǒu)足够(gòu)大的质(zhì)量来(lái)吸引(yǐn)它们，这些(xiē)外围的(de)恒星早就被(bèi)甩到宇宙(zhòu)当(dāng)中了。基于这(zhè)种现象，科学家(jiā)们会使(shǐ)用一(yī)种相(xiāng)对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以(yǐ)及在Y轴(zhóu)上气体的(de)旋(xuán)转速度(dù)。如果出(chū)现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力量进入其(qí)中。

于是科学家(jiā)们通过射(shè)电望远镜测量了距离星系中(zhōng)心更(gèng)远距(jù)离的氢元素，发(fā)现它们的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力学(xué)定(dìng)律。我们(men)的太阳(yáng)系也(yě)不例外(wài)，太(tài)阳(yáng)系位于银河(hé)系的第三悬臂之上，距离银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万光年(nián)，根据万有引力定律进行计算，太阳系的(de)运行速度应该(gāi)是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实际上，太(tài)阳系正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大于理(lǐ)论速度，那么产生以上这(zhè)种(zhǒng)向心加(jiā)速度的原(yuán)因(yīn)很可(kě)能就是(shì)存在着一种我(wǒ)们(men)看不(bù)到的物质，是这些暗物质(zhì)的引(yǐn)力效应将星系聚(jù)集在(zài)了一起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的(de)研究人(rén)员(yuán)开(kāi)始相信暗物质(zhì)的存(cún)在(zài)。科学家根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星(xīng)系当中暗物质的(de)质量占整个星系(xì)质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可(kě)以解释这(zhè)个现象的(de)原因(yīn)。在一项新的研究(jiū)当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有引(yǐn)力效应(yīng)的遥远(yuǎn)恒星之间(jiān)，也会出现速度上的(de)微小差异。另(lìng)外，天文学家还(hái)发现了一个(gè)反常(cháng)的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地球大约2.5亿(yì)光年，大小(xiǎo)和银河(hé)系不多，但是(shì)星系(xì)当中(zhōng)存(cún)在的(de)恒(héng)星数量却只有(yǒu)银河系(xì)的千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该星系必须存(cún)在暗物质，否则就会(huì)分崩离析(xī)。但是科学家们使用最(zuì)先进的望远(yuǎn)镜(jìng)对其进行了40个小(xiǎo)时的详细测量(liàng)之后(hòu)，发现星系中的恒星运动是可以用正常的(de)物质和力(lì)学(xué)定律(lǜ)来(lái)解释的。那么又有人提出(chū)，也许该星(xīng)系的(de)暗物质，已经被附近的另一个大(dà)星系剥(bō)离(lí)了。奇怪的是，它的附近没有任(rèn)何星系存在。造(zào)成这些现(xiàn)象(xiàng)的除了(le)暗(àn)物(wù)质的假说之外，另一种可能就是人类(lèi)对(duì)引(yǐn)力的理解还不够(gòu)全(quán)面，引力很可能在不(bù)同尺度空间中的(de)工作方式是不同的，这意味(wèi)着在行星系尺度(dù)中(zhōng)的天体会沿着它(tā)们的轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式运动(dòng)。但是(shì)上(shàng)升(shēng)到星系和星(xīng)团的(de)尺度，引(yǐn)力(lì)之间的(de)相互(hù)作用则是不(bù)同的方(fāng)式(shì)。对于在星(xīng)系(xì)团之(zhī)间的相互作用(yòng)，科学家还(hái)引入(rù)了外(wài)部场(chǎng)效应的(de)概念，指的是在(zài)数(shù)百万(wàn)光年的规(guī)模(mó)上，巨大(dà)的质量之间会(huì)产生对彼(bǐ)此特殊的效(xiào)果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如果(guǒ)MOND蒙(méng)德理论成立，这意味(wèi)着我们需要对(duì)现在的(de)物理定律进行(xíng)修正，这些(xiē)发现也让很多(duō)人认为暗(àn)物(wù)质(zhì)假说(shuō)理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在(zài)的其他的理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理(lǐ)论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离(lí)为37亿光年的子弹星(xīng)系团(tuán)，由两个碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这(zhè)样的星团(tuán)，它们大部(bù)分的普通质量都在星(xīng)系的(de)气体当中。当星团(tuán)以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞的时(shí)候，星际气体(tǐ)的相互(hù)作用就(jiù)会导致温度的急(jí)剧升高，速度大幅(fú)降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星(xīng)系团大(dà)部分的质量将位于所(suǒ)有(yǒu)这些(xiē)气体所在的中间(jiān)区(qū)域(yù)。那(nà)么我(wǒ)们通过什么来(lái)验证它的质量区域到底是(shì)不(bù)是(shì)集中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜(jìng)传回了宇(yǔ)宙当(dāng)中第一张全彩的高清照片，在照片中我们可以明显地(dì)看到很多星系似(shì)乎被拉伸产(chǎn)生(shēng)了巨大的形(xíng)变。其实这些星系本(běn)身并(bìng)不是真(zhēn)的(de)被扭曲了，也(yě)不是韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这样极遥(yáo)远的天体和我们地(dì)球上的观测者之间。被(bèi)一个(gè)质(zhì)量超(chāo)级巨大(dà)的(de)天体遮挡，这(zhè)个超大质量(liàng)的东西的引力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大的(de)天体可能(néng)是超(chāo)大(dà)质(zhì)量的黑洞或者是暗(àn)物质。

所(suǒ)以(yǐ)当人们(men)对子弹星系团观(guān)测的时(shí)候，发现它的大质(zhì)量区域并(bìng)不是(shì)在中(zhōng)间，而是在两侧(cè)。所以最好的解释方法就(jiù)是当星(xīng)团发(fā)生全部(bù)的碰撞时(shí)，可(kě)被观测(cè)到的质量(liàng)气体被卡(kǎ)在了(le)中间，暗(àn)物(wù)质则直(zhí)接(jiē)通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成了引(yǐn)力透(tòu)镜。对子弹星系团(tuán)的引(yǐn)力透镜研究也被认为是暗物质(zhì)存在的迄今为止最好(hǎo)的(de)理论证据。

除(chú)此之外，还(hái)有来(lái)自宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇(yǔ)宙大(dà)爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻(zǔ)地穿越在(zài)宇宙(zhòu)当中了。经(jīng)过了(le)130多亿(yì)年之后，这(zhè)些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各相同性(xìng)的微(wēi)波辐射。其中红(hóng)色的部(bù)分(fēn)表(biǎo)示温度较高的区域，蓝色(sè)则表示相对较冷(lěng)的区(qū)域，但实际(jì)上它们之(zhī)间的温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后(hòu)的(de)二值图像进行连通域提取(qǔ)和标记(jì)之后发现，如(rú)果宇宙当中没(méi)有暗物质，图形看起来(lái)不应该是这样的，而随着暗(àn)物质的增加(jiā)，一些峰(fēng)值的幅度会(huì)减小，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的(de)测量值，我(wǒ)们需(xū)要(yào)的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例是(shì)一致的。这就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论框架，就很(hěn)好地(dì)解释了很(hěn)多不同的观(guān)测(cè)结果(guǒ)。而暗物质的(de)本质就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子，它们(men)不参与任何其(qí)他(tā)的电磁(cí)作用(yòng)，只(zhǐ)通(tōng)过引力来相互作(zuò)用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于(yú)找到了暗物质存(cún)在的实际证据。这(zhè)种(zhǒng)粒子到底是什(shén)么？科学家(jiā)们已经提出了数(shù)十种的假想目(mù)标，而要寻找这些不同的目标(biāo)粒子所需要的实验方式也不相同。在过去的(de)几十年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎(hū)不(bù)会与常(cháng)规(guī)物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了(le)超过50次的实验，却没有任何实质(zhì)性的发现，除了一(yī)个地方，意大利的格兰(lán)萨索(suǒ)山(shān)，隶属(shǔ)于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏(cáng)着(zhe)地球上最(zuì)大的地(dì)学(xué)实(shí)验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三(sān)层楼(lóu)高(gāo)的探测器，一(yī)直致力于寻找暗(àn)物(wù)质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经(jīng)过了20多年的数(shù)据收集，人(rén)们发现了一个有趣的事情。探测率会(huì)在(zài)每年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月(yuè)降到(dào)最低，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家认(rèn)为(wèi)这可(kě)能是人类发(fā)现(xiàn)暗物质的第一个直接证据。

但是为什么(me)暗(àn)物质(zhì)会(huì)产生周(zhōu)期性的年度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了太(tài)阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进行移(yí)动(dòng)，那么(me)如果暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意味(wèi)着(zhe)我们也在以这样的(de)速度在穿(chuān)越着暗(àn)物质流，这个过程中会产生相(xiāng)应的振荡，同时地球又(yòu)以30公(gōng)里/秒(miǎo)的(de)速度(dù)围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半年的(de)时间，地球(qiú)围绕太(tài)阳(yáng)的方向与太阳(yáng)环绕银河系(xì)的(de)方向(xiàng)是(shì)一致的，而另外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候(hòu)，地(dì)球与(yǔ)太阳的(de)方(fāng)向正好达到完(wán)全(quán)一(yī)致，这(zhè)是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到(dào)了最慢值(zhí)。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系相对(duì)银(yín)河系的(de)平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这(zhè)个理论的有效(xiào)性(xìng)。

因此(cǐ)科(kē)学家认(rèn)为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们所观测到的周期(qī)性信(xìn)号。当然也可能(néng)有其他的(de)情况，造(zào)成(chéng)这种(zhǒng)年度(dù)周(zhōu)期(qī)信号的差异也可能(néng)是温度(dù)、湿(shī)度(dù)、土壤中(zhōng)的水分(fēn)、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客的(de)数量也符合(hé)这个周期的规律。

所以，科学家们又(yòu)在(zài)南半球(qiú)建立了一(yī)个几乎相同(tóng)的实(shí)验室，这里的(de)季节与之前的实验室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质流的运动特(tè)征和第一个实(shí)验室是(shì)一(yī)样(yàng)的。

因此，如果(guǒ)在这里(lǐ)可以(yǐ)得到相同的(de)信号，就可以成(chéng)为暗物质所存在的非常有力的(de)证据了(le)。但是由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前还无法提供相应的数据支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台(tái)太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相同，但它的宽视场仪器提供的(de)视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空(kōng)望远镜其中一个关键的用途(tú)就是探索暗物(wù)质背后的奥秘(mì)，对于探(tàn)测的结小迷糊面膜成分安全吗，小迷糊适用年龄段果，我(wǒ)们只能拭(shì)目以待了。费米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物(wù)质(zhì)存在，它(tā)们(men)极有(yǒu)可能拥有(yǒu)另(lìng)一种神(shén)秘的(de)效应(yīng)，这(zhè)种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是生命进化的一个重要因(yīn)素。

如果(guǒ)这一理论得到进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙(zhòu)当中的暗物质会不会(huì)意味(wèi)着人(rén)类并不孤单(dān)呢？或许在(zài)宇(yǔ)宙当中某(mǒu)个角(jiǎo)落的行星上，暗(àn)物质(zhì)正在通过(guò)这样的效应创(chuàng)造(zào)生命。当(dāng)然，这些推论的(de)大前提是要先找(zhǎo)到暗物(wù)质存在(zài)的实际(jì)证据。那(nà)么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我(wǒ)更新(xīn)的动力！

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