宇(yǔ)宙是“人为(wèi)制造(zào)”的？为何会(huì)存在(zài)科学无(wú)法解释(shì)的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质又究竟是什么？人类为了寻找暗物质(zhì)存在(zài)的证据，科(kē)学家(jiā)们在(zài)过(guò)去的几十年当中进行(xíng)了超过50次的(de)长期实(shí)验，但是却没(méi)有(yǒu)发现任何的有效证(zhèng)据。除了一(yī)个(gè)地方，在(zài)1687年出版的自然哲学(xué)数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它(tā)揭示了宇宙中(zhōng)天体运动的规律。往后的几百年来(lái)，当天(tiān)文学家们发现某些天体(tǐ)运行轨道(dào)出现异常(cháng)，不符合万(wàn)有引力定律的时候，他们就会知道(dào)，周(zhōu)围(wéi)一定有未知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨道。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥本勒(lēi)维(wéi)耶就通过天王星(xīng)运行轨道的(de)异常，推算并且发现了(le)海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发现都是应用(yòng)万有(yǒu)引力定(dìng)律(lǜ)所取(qǔ)得重大(dà)天文成就(jiù)的例(lì)子。但是这些(xiē)发(fā)现都(dōu)是在恒星系(xì)统的尺度当中(zhōng)，可(kě)当我们上升到星系(xì)或(huò)者是(shì)星团的尺度，事情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家弗里茨兹(zī)威基正在(zài)研究和测量后发星系团的质量。这(zhè)是(shì)一个由数(shù)千个星系所(suǒ)组成的巨大星系团，这些星系被引力(lì)束(shù)缚在一起。测(cè)量星系(xì)团的质量一(yī)般会使(shǐ)用到两(liǎng)种方法(fǎ)，当两种方(fāng)法结(jié)果一致(zhì)，就可以确定其质量的(de)范围。

第(dì)一种是获(huò)得其"光度学的质(zhì)量(liàng)"，需要的数据是测量(liàng)各(gè)个(gè)星系的光度。

第二种(zhǒng)是动力(lì)学(xué)质量的计算，是(shì)利用光谱红移测量(liàng)星系团中的各个(gè)星系相对于星系团(tuán)的运动(dòng)速度。当(dāng)测量结果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学(xué)质(zhì)量”竟(jìng)然(rán)是“光度学质(zhì)量(liàng)”的400倍。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质(zhì)量并不以可见光的形(xíng)式所存在，我(wǒ)们无法看到(dào)。最诡异的是(shì)，在测(cè)量速度的过(guò)程中，兹威(wēi)基(jī)发现(xiàn)星(xīng)系团中很(hěn)多星系的速度(dù)比理论上要快得多，按照(zhào)牛顿的运(yùn)动学(xué)定律(lǜ)，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产生的引力是无法将它(tā)们束(shù)缚在星系团内的，它们早就应该被(bèi)抛(pāo)出(chū)星系团之外(wài)了，除非(fēi)有一种神秘的(de)力量在(zài)起作用(yòng)，这种(zhǒng)力量来源于某种隐(yǐn)形的物质。

据此(cǐ)，兹(zī)维基提出了这样部分不可见的(de)暗质，它不发散光、吸(xī)光(guāng)、反射光，但是(shì)它们却占(zhàn)据着宇宙中绝(jué)大部分的质量。只是(shì)当时(shí)的(de)人们(men)对这(zhè)样(yàng)的一种说法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再(zài)一次出(chū)现。天文(wén)学(xué)家(jiā)维拉鲁宾(bīn)和肯特福(fú)特在观测(cè)仙女座(zuò)星系中的恒(héng)星运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行(xíng)速(sù)度就会越慢。但(dàn)是他们(men)观测的结果却让(ràng)人感到不(bù)可思议。

随着与(yǔ)中心(xīn)距离的增(zēng)加，恒(héng)星(xīng)的旋(xuán)转(zhuǎn)速(sù)度几乎保持不变(biàn)。可是(shì)根据牛(niú)顿的万有引力定律，在星系当中如果(guǒ)没(méi)有足够大的质量来(lái)吸(xī)引它(tā)们，这些外围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会使(shǐ)用(yòng)一种相对标准(z不粘人的情人男人喜欢吗，男人睡情人是不是越来越有感情hǔn)的方法来解释暗物(wù)质的(de)存在，这种方法(fǎ)就是测量星系(xì)当中(zhōng)气体在X轴上距离星系中心的距离，以(yǐ)及(jí)在(zài)Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如果出现异常(cháng)的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力量进入其(qí)中。

于是科(kē)学家们通过射电望远镜(jìng)测量了距(jù)离星系中心更远距离的氢元素，发现它们的(de)旋转(zhuǎn)速度并不符(fú)合牛顿的力学定律(lǜ)。我们(men)的太(tài)阳系也不(bù)例(lì)外，太阳系位于(yú)银河系的(de)第三悬臂之上(shàng)，距离银河(hé)系(xì)中心(xīn)2.6万(wàn)光年(nián)，根据万有引力定律进(jìn)行计(jì)算，太阳系(xì)的运行速(sù)度(dù)应(yīng)该是160千(qiān)米/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的(de)速度围绕银河(hé)系旋转，这个实际(jì)速度(dù)远远(yuǎn)大于理(lǐ)论速(sù)度，那么产生以(yǐ)上这种向心(xīn)加速度的(de)原(yuán)因很可能就(jiù)是存(cún)在着一种我们看不到的物质，是这些暗物质(zhì)的引力效(xiào)应将(jiāng)星系聚集(jí)在了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物质(zhì)的(de)存在(zài)。科学(xué)家(jiā)根据星系外恒星轨道的(de)速(sù)度，估算在星系当中暗(àn)物质的(de)质量(liàng)占(zhàn)整(zhěng)个星系质量的85%。但(dàn)是(shì)，暗物质(zhì)并(bìng)不是唯(wéi)一可以解释这个(gè)现象的原因。在(zài)一项新的研(yán)究当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效(xiào)应(yīng)的(de)遥远恒星之(zhī)间，也会出现速度上的微(wēi)小(xiǎo)差异(yì)。另外，天(tiān)文(wén)学(xué)家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大(dà)约2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多，但(dàn)是星系(xì)当中存在的恒星数(shù)量却只有银河系(xì)的千分(fēn)之一。

所以在理(lǐ)论上，该(gāi)星系(xì)必(bì)须存在(zài)暗(àn)物(wù)质，否则就会分(fēn)崩离析。但是科学家们使用最先(xiān)进的(de)望远镜对其进行(xíng)了40个小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系中(zhōng)的恒星运动是可以用(yòng)正常的物质和力学(xué)定律来解释的(de)。那么(me)又有人(rén)提出，也许该星系的暗物质(zhì)，已经被附近(jìn)的另一个大(dà)星(xīng)系剥离了。奇(qí)怪的是，它的附近没有任何星系存(cún)在。造成这些现象的除了(le)暗物质的假(jiǎ)说之外，另一种可能(néng)就(jiù)是(shì)人类对引力(lì)的理解还不(bù)够全面，引力很(hěn)可能在不(bù)同尺度空(kōng)间(jiān)中的工(gōng)作方式是不同的，这意味(wèi)着在行(xíng)星系尺度中(zhōng)的(de)天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但是上升到星(xīng)系(xì)和(hé)星团的尺度，引力之间的相互作用则是不同的方式。对于在星(xīng)系(xì)团之间的(de)相互作用，科(kē)学(xué)家(jiā)还引入(rù)了外(wài)部场效应的概念，指的是(shì)在数百万光(guāng)年的规模上，巨大的(de)质(zhì)量之间会产生(shēng)对彼此特殊(shū)的效(xiào)果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着(zhe)我(wǒ)们需要对现在的物理定律(lǜ)进(jìn)行(xíng)修正，这(zhè)些发现也(yě)让很多人认为暗物质(zhì)假说理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中还(hái)有关于暗(àn)物质存在的其(qí)他(tā)的理(lǐ)论证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径(jìng)向距(jù)离为(wèi)37亿光(guāng)年的子弹(dàn)星系团(tuán)，由两个碰撞的星系团所组成(chéng)，类(lèi)似这样的星团，它们大部(bù)分的普通质量都在(zài)星系的气(qì)体当(dāng)中。当(dāng)星团(tuán)以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞的时候(hòu)，星际气体的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高(gāo)，速度大幅(fú)降(jiàng)低。所以在(zài)理论上(shàng)，在碰(pèng)撞(zhuàng)之后，子弹星系团大部分的质量将(jiāng)位于(yú)所有这(zhè)些气(qì)体(tǐ)所在的中间区域。那么(me)我们通过什么(me)来(lái)验证它的质量区域到(dào)底是不是(shì)集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙当(dāng)中第一(yī)张全彩的高清照片，在照片中(zhōng)我(wǒ)们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的(de)形变。其实这(zhè)些星系(xì)本身并(bìng)不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出(chū)了(le)什么(me)问题，而(ér)是这样极遥远的(de)天体和我们地球上的观测者之间。被一个质量(liàng)超(chāo)级(jí)巨大的(de)天体遮(zhē)挡，这(zhè)个超(chāo)大(dà)质量的东西的引(yǐn)力(lì)，会使身后更遥(yáo)远星系的(de)光都(dōu)发生(shēng)了(le)扭曲。这个现象就是(shì)引力透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质(zhì)量的黑洞或者是暗(àn)物质。

所以当人们对(duì)子弹星系(xì)团观测(cè)的时候，发现它的大(dà)质(zhì)量区域(yù)并不是(shì)在(zài)中间(jiān)，而(ér)是在两(liǎng)侧(cè)。所以最好的解释方法就(jiù)是当(dāng)星(xīng)团发生全(quán)部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的(de)质量(liàng)气(qì)体被卡(kǎ)在了中间，暗物质(zhì)则直(zhí)接(jiē)通过了这个区域(yù)，并在两(liǎng)边形(xíng)成(chéng)了(le)引力透镜(jìng)。对子弹星(xīng)系团的引力透镜(jìng)研究(jiū)也被认为是暗物质(zhì)存(cún)在的迄今为止(zhǐ)最好(hǎo)的(de)理论证(zhèng)据(jù)。

除(chú)此之外，还有来(lái)自宇(yǔ)宙当中最(zuì)古(gǔ)老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光(guāng)终于可以畅通无阻(zǔ不粘人的情人男人喜欢吗，男人睡情人是不是越来越有感情)地穿越在(zài)宇宙当中了(le)。经(jīng)过(guò)了130多亿年之后，这些(xiē)光在(zài)宇宙空间背(bèi)景上(shàng)留(liú)下了各相同性的微波辐(fú)射。其中红(hóng)色的部分(fēn)表(biǎo)示温度较(jiào)高的区域，蓝(lán)色则表示(shì)相对较冷(lěng)的区域，但实际上(shàng)它们(men)之间的温差只有万分之(zhī)一(yī)。

科学家们通过对前(qián)景背景分(fēn)离后的二值(zhí)图像(xiàng)进行连通域(yù)提取(qǔ)和(hé)标记之后发现，如果宇(yǔ)宙(zhòu)当中没有暗物质，图(tú)形看起来不应该(gāi)是这样的，而随着暗(àn)物(wù)质的增加(jiā)，一些(xiē)峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变(biàn)得(dé)看起来(lái)“和谐”。为了(le)匹(pǐ)配宇宙微波(bō)背(bèi)景辐射的测量(liàng)值，我们需要的暗物质(zhì)大约是(shì)普通物质(zhì)的5倍。这个(gè)数字与(yǔ)解释星系当中恒星运动所需要的暗物质比例是一致的(de)。这就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论框架，就很好地解释(shì)了很(hěn)多不同的观(guān)测结果(guǒ)。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙当中存在着某种类(lèi)型(xíng)的粒(lì)子，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作用(yòng)，只(zhǐ)通(tōng)过引力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就(jiù)相当(dāng)于(yú)找到了暗物质存(cún)在的实(shí)际证据。这种粒子到底是(shì)什么？科学家们已(yǐ)经提(tí)出了数十种的(de)假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需要的(de)实验方式也(yě)不相同(tóng)。在过去的几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类(lèi)为了寻找这些看(kàn)不(bù)见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行(xíng)了超过50次的实(shí)验，却(què)没有任何实质性的(de)发(fā)现，除了一个(gè)地方，意大利的格(gé)兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处的地(dì)下矿井当(dāng)中，藏着地球(qiú)上最(zuì)大的地学实(shí)验室，这个实验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的探测器，一直致力(lì)于寻找暗物质粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学(xué)家(jiā)声称观测到了(le)某种信号。经过了(le)20多年的数据(jù)收集，人(rén)们发(fā)现了一个有趣(qù)的事(shì)情(qíng)。探测率会在每年的(de)6月份达(dá)到峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年(nián)都是一(yī)样。一些科学家(jiā)认为这可能是人(rén)类(lèi)发现暗物质的第一个(gè)直接(jiē)证据。

但是为什么暗物(wù)质会产生周期性的(de)年度信号(hào)呢？刚才我们(men)讲(jiǎng)了(le)太阳(yáng)系正在以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的速度围绕(rào)着银河(hé)系进行移动(dòng)，那么(me)如果(guǒ)暗物质存(cún)在宇宙当中，这意味着(zhe)我们也在以这(zhè)样的速(sù)度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过程中会产生(shēng)相应的(de)振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以(yǐ)有半年的时间，地球(qiú)围绕(rào)太阳的方向(xiàng)与太(tài)阳(yáng)环绕银河系的方向是一致的(de)，而另外半年则与之相反。

而(ér)在6月份的时候，地球与太阳的方向正好(hǎo)达到完全一致，这是理论上(shàng)地(dì)球穿(chuān)越暗物质流最快的(de)时(shí)段。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈现了(le)60度的倾斜，但是(shì)这并不影响这(zhè)个(gè)理论的(de)有效性(xìng)。

因此(cǐ)科学家认为这可以用来(lái)解释，研究(jiū)人员们(men)所观(guān)测到的(de)周(zhōu)期(qī)性信号。当然(rán)也可能有其他的情(qíng)况，造成这种年(nián)度周期信号的差异也可能(néng)是(shì)温度(dù)、湿度、土壤中(zhōng)的(de)水(shuǐ)分、高山(shān)上的积雪不粘人的情人男人喜欢吗，男人睡情人是不是越来越有感情，甚至(zhì)连意大(dà)利游客的数(shù)量也符合这个(gè)周(zhōu)期的规律。

所以，科学(xué)家们(men)又在南半球建立了一个几乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这里的季节与(yǔ)之前的实(shí)验室正好相反(fǎn)，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特征(zhēng)和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这(zhè)里可以(yǐ)得(dé)到(dào)相同的信(xìn)号，就可以成为(wèi)暗物质所(suǒ)存在(zài)的非常有力的(de)证据了。但是由(yóu)于这个实验室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目(mù)前还无法提供相应的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的望(wàng)远镜，这台太空望(wàng)远镜叫做(zuò)“南希格雷斯(sī)罗曼(màn)”，它的主镜大(dà)小(xiǎo)跟哈(hā)勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供(gōng)的视(shì)野是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗曼太(tài)空(kōng)望远镜其中一(yī)个关键的用途就(jiù)是探(tàn)索(suǒ)暗(àn)物(wù)质(zhì)背后的奥秘，对于探测的(de)结果(guǒ)，我们(men)只(zhǐ)能拭目以待了。费米实(shí)验(yàn)室粒子天体(tǐ)物理中(zhōng)心(xīn)的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物(wù)质(zhì)存在(zài)，它(tā)们极有可能拥有另一(yī)种神秘(mì)的效应，这种(zhǒng)暗物质(zhì)效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或(huò)者说(shuō)是生命进化的(de)一个(gè)重要因素。

如果这一理论得到进一(yī)步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会(huì)不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某(mǒu)个角落的行(xíng)星(xīng)上，暗物质正在通过这样的效应(yīng)创造生命。当然(rán)，这(zhè)些推论的(de)大前提是要先找到暗物质存(cún)在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们(men)，你们觉得暗物质到底存(cún)不(bù)存在呢？喜(xǐ)欢请点赞(zàn)，你的支持是(shì)我更(gèng)新的动力！

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