宇宙是“人为制造(zào)”的？为(wèi)何会存在(zài)科学(xué)无法解释的(de)“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找暗物质存在的证据，科学(xué)家(jiā)们在过去的几十年当(dāng)中进行了超过50次的长期实验，但是却没有发现任何(hé)的有效证据。除了一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原理(lǐ)一书中(zhōng)，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇宙中天体运动的(de)规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学家们(men)发(fā)现(xiàn)某些天(tiān)体运行轨道(dào)出(chū)现异常，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定(dìng)有未知的天体通过引力(lì)在(zài)摄动它(tā)的(de)轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过(guò)天王星运行轨道的(de)异常，推算(suàn)并且发现了海王星(xīng)的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王(wáng)星(xīng)的发现(xiàn)都是应用(yòng)万有引力(lì)定(dìng)律所(suǒ)取得重大天文成就的例子。但是这些发现(xiàn)都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或者(zhě)是星团的尺度(dù)，事(shì)情就开始变得(dé)诡(guǐ)异了。

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1933年，瑞士的物理(lǐ)学家(jiā)弗(fú)里茨兹威基(jī)正在研究和测量后发星(xīng)系团的质量(liàng)。这是一个由(yóu)数千个星系所组成的(de)巨大星系(xì)团，这些星系被引力束缚在一起。测(cè)量星系团的质量一般会(huì)使用到(dào)两种方法，当两(liǎng)种方(fāng)法结果一致，就可以确定其质量(liàng)的范围。

第(dì)一(yī)种是获(huò)得其"光度学的(de)质(zhì)量"，需(xū)要的数据(jù)是测量(liàng)各个星系的光度。

第二(èr)种是(shì)动力学质(zhì)量(liàng)的计算，是利用光谱红移测量星系团中的各个(gè)星系相(xiāng)对于(yú)星系(xì)团(tuán)的运动速度。当测量结(jié)果(guǒ)出(chū)来之(zhī)后，兹(zī)威基(jī)彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟(jìng)然是“光度(dù)学质(zhì)量”的400倍(bèi)。这意味着，后(hòu)发座星系(xì)团(tuán)有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不(bù)以可见光(guāng)的(de)形式所存在，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是(shì)，在测量(liàng)速度的过程中，兹(zī)威基发现(xiàn)星系团中(zhōng)很(hěn)多星系的(de)速度比理(lǐ)论(lùn)上(shàng)要(yào)快得多，按照(zhào)牛(niú)顿(dùn)的运动学定律，仅靠这些可见(jiàn)星系的质(zhì)量所(suǒ)产生的引力是无(wú)法将它们束缚(fù)在星(xīng)系团内(nèi)的(de)，它们(men)早就应该被抛出(chū)星系团之外了，除(chú)非有一种神秘的力(lì)量在(zài)起作用，这种力量来源于(yú)某种(zhǒng)隐(yǐn)形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部分不可见的暗质(zhì)，它不发(fā)散光(guāng)、吸光(guāng)、反射光(guāng)，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样的一种说法不(bù)屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这个词才(cái)再一次出现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯(kěn)特福(fú)特在观(guān)测(cè)仙女座星系中的恒星运动。理论(lùn)上来说(shuō)，距离中(zhōng)心越远的恒星(xīng)在(zài)其轨道上的运(yùn)行速度(dù)就会越慢。但是他们(men)观测(cè)的(de)结果却让人感(gǎn)到(dào)不可思议。

随着(zhe)与(yǔ)中(zhōng)心(xīn)距(jù)离的(de)增(zēng)加，恒星的旋转(zhuǎn)速度(dù)几(jǐ)乎(hū)保持不变。可是根据牛顿的万有(yǒu)引力定(dìng)律，在星系(xì)当(dāng)中如果(guǒ)没有(yǒu)足(zú)够大的(de)质(zhì)量(liàng)来(lái)吸引它们，这(zhè)些(xiē)外围的(de)恒星早就被(bèi)甩到宇宙当中了。基于这(zhè)种现象，科学家(jiā)们会使用一种相对标(biāo)准的(de)方法来解释暗物质的存在，这(zhè)种方法(fǎ)就是测量星系(xì)当中气体在(zài)X轴上距离(lí)星系(xì)中心的距(jù)离，以及(jí)在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如果出(chū)现异常的结果，就(jiù)认为(wèi)是由暗(àn)物质(zhì)的(de)力量进(jìn)入其中(zhōng)。

于是科学家们通(tōng)过(guò)射电望远镜测(cè)量了(le)距离(lí)星系中心(xīn)更(gèng)远距离的(de)氢元(yuán)素，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并不(bù)符合牛顿的力(lì)学定律。我(wǒ)们的(de)太阳系(xì)也不例外，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂之上，距(jù)离银河(hé)系中心(xīn)2.6万光年，根据万(wàn)有引(yǐn)力定(dìng)律进(jìn)行计算(suàn)，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(qiān)米/秒的(de)速度围绕银河(hé)系旋(xuán)转，这个实际速度远(yuǎn)远大(dà)于理论(lùn)速度，那么产生以上这(zhè)种向(xiàng)心加速(sù)度(dù)的原因很可能就(jiù)是存在着一种(zhǒng)我们看不到的(de)物质，是这些暗物(wù)质的引力(lì)效应将星(xīng)系聚集在了(le)一起(qǐ)。

也是(shì)从这时开始，越来越多的研究人员(yuán)开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学家根(gēn)据(jù)星(xīng)系外恒星轨道的速度(dù)，估算在(zài)星系当中暗(àn)物质的质量占整个星系(xì)质量的85%。但是，暗物质(zhì)并(bìng)不是唯一可(kě)以解(jiě)释这个现象的原因。在一项新的研究当中，科学(xué)家们发现，几乎没有(yǒu)引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小(xiǎo)差异(yì)。另外，天文学家还(hái)发现(xiàn)了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河(hé)系不多(duō)，但(dàn)是星系当中存在的恒星数量却只有银河系(xì)的千(qiān)分之一。

所以在理论上，该星系必须(xū)存在(zài)暗物质，否(fǒu)则就会分崩离析。但是(shì)科学家(jiā)们使(shǐ)用(yòng)最先进的望远镜对其(qí)进(jìn)行了40个(gè)小(xiǎo)时(shí)的详细(xì)测量之后，发现星系中的恒星(xīng)运动是可以(yǐ)用正常的物质和力学定(dìng)律来解释(shì)的。那么又有(yǒu)人提(tí)出，也(yě)许该星系(xì)的(de)暗物质(zhì)，已经被附近的另一个大星(xīng)系剥离了(le)。奇怪(guài)的(de)是，它的(de)附近没有任何星系存(cún)在。造(zào)成这些现象的除了暗物质的假(jiǎ)说之外(wài)，另一种可能就是人类(lèi)对(duì)引力(lì)的理解还不够全(quán)面，引力很可(kě)能在(zài)不同(tóng)尺(chǐ)度空间中的工作方式(shì)是不(bù)同的，这意(yì)味着(zhe)在行星系尺度中的(de)天体会沿(yán)着(zhe)它们的轨道，按照(zhào)我们所(suǒ)理解的(de)方式运动。但是(shì)上升(shēng)到星系和星团的尺度，引力之间的相互作用则(zé)是(shì)不同的方式。对于在星系团之间的(de)相互(hù)作用，科学(xué)家还(hái)引入了外(wài)部场(chǎng)效(xiào)应的(de)概(gài)念(niàn)，指(zhǐ)的是在数百万光年的规模上，巨(jù)大的质量之(zhī)间会(huì)产生对彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着我们需要(yào)对(duì)现在的物理定律进(jìn)行修正，这些发现也(yě)让(ràng)很(hěn)多(duō)人(rén)认为暗物质假说理论(lùn)就此终结(jié)。但(dàn)是在宇宙当中还有关于暗(àn)物质存在的其他的理(lǐ)论(lùn)证据，这些理论证据是蒙德理(lǐ)论(lùn)所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离(lí)为37亿(yì)光年的子(zi)弹星系团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞的星系团所组成，类似(shì)这(zhè)样的星(xīng)团，它(tā)们大部分的(de)普通质量都在星系(xì)的气体当(dāng)中。当星(xīng)团以1000万(wàn)公里/小时(shí)发生(shēng)碰撞(zhuàng)的时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导致温度的急(jí)剧升高(gāo)，速度大幅(fú)降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的(de)质量将位(wèi)于所(suǒ)有这些气(qì)体所在(zài)的(de)中间区(qū)域。那(nà)么我们通过什么来验证它的质量(liàng)区域(yù)到底(dǐ)是不是集中在(zài)中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜传(chuán)回了(le)宇(yǔ)宙当中(zhōng)第(dì)一张全彩的(de)高清照片，在(zài)照片(piàn)中我们可以明显(xiǎn)地看到很多(duō)星(xīng)系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其(qí)实这些星系本身并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜出了(le)什么问题(tí)，而是这样极遥远的天体和我们地(dì)球上的观(guān)测(cè)者之间。被一(yī)个质量超(chāo)级巨大的天体(tǐ)遮(zhē)挡，这(zhè)个超(chāo)大质量的东(dōng)西的引(yǐn)力(lì)，会使身后更遥远星(xīng)系的光都发生(shēng)了扭曲。这(zhè)个现象就(jiù)是引力透镜(jìng)效应。这个巨(jù)大的天(tiān)体可能是超大质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人(rén)们对(duì)子弹(dàn)星系(xì)团(tuán)观测的时候(hòu)，发(fā)现(xiàn)它(tā)的大质量(liàng)区(qū)域并不是在中间，而是在(zài)两侧。所以最好的(de)解释方(fāng)法(fǎ)就是当星团(tuán)发(fā)生全部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物(wù)质(zhì)则直接通过了这(zhè)个(gè)区域(yù)，并在(zài)两边形成了引力透镜。对(duì)子(zi)弹星系团的引力透(tòu)镜研究也被认为是暗物(wù)质存(cún)在(zài)的迄今(jīn)为止最(zuì)95311怎么转人工服务，95311怎么转人工服务直接通好的理论证据(jù)。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的光(guāng)。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终(zhōng)于可(kě)以畅通(tōng)无(wú)阻地穿(chuān)越在宇宙(zhòu)当中了。经(jīng)过了130多亿年之(zhī)后(hòu)，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙空间(jiān)背景上留下(xià)了各相同(tóng)性的微波辐(fú)射(shè)。其中红色的部分表示温度较(jiào)高的(de)区域，蓝色则表(biǎo)示相(xiāng)对(duì)较(jiào)冷的(de)区(qū)域，但实际上它们(men)之间的温差只有万分之一。

科学家们(men)通过对前(qián)景(jǐng)背景分离后的二(èr)值(zhí)图像进行连通(tōng)域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起(qǐ)来(lái)不应该是这样的(de)，而随着暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅(fú)度会减(jiǎn)小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐(fú)射的测量(liàng)值，我们需要(yào)的暗(àn)物质大约是普通物质的(de)5倍。这个(gè)数字与解(jiě)释(shì)星系当中恒星运(yùn)动所(suǒ)需要的暗物质比例(lì)是(shì)一致的。这就意味着。

用了一个简单的(de)理论框(kuāng)架，就很(hěn)好地解释了很多(duō)不(bù)同的观(guān)测结果。而暗物质的(de)本(běn)质就是宇宙当中(zhōng)存在着某种类型的(de)粒子，它们不参(cān)与任(rèn)何其他的电磁作(zuò)用(yòng)，只通过引力来(lái)相互作(zuò)用。所以如果能够(gòu)找到这种粒子的存在，就相当于(yú)找(zhǎo)到了暗(àn)物质(zhì)存在的实际(jì)证(zhèng)据。这(zhè)种(zhǒng)粒子到底是(shì)什么？科学(xué)家们已经提出了(le)数十种的假想目标，而要寻(xún)找这些不(bù)同(tóng)的目标粒子(zi)所需要的实验(yàn)方(fāng)式也不相同。在过(guò)去的几十年当中，人(rén)类为了(le)寻(xún)找这些看不(bù)见(jiàn)、摸不到(dào)，几乎不会与常规(guī)物(wù)质相互作用的“暗物(wù)质”，科学家们已(yǐ)经进行了(le)超(chāo)过50次的(de)实验，却没有任何实(shí)质性的发现，除了(le)一个(gè)地方，意大利的(de)格兰萨(sà)索(suǒ)山，隶属于(yú)阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大(dà)的地学实验室，这个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一(yī)个三(sān)层楼高的探(tàn)测器，一直致(zhì)力于寻找暗物(wù)质粒子(zi)的(de)周期(qī)性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声(shēng)称观测到了某种信号。经过了20多年的数(shù)据收(shōu)集，人们发(fā)现(xiàn)了(le)一个有趣的事情(qíng)。探(tàn)测率会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在(zài)11月降到(dào)最低，而且在(zài)20年(nián)当中(zhōng)每(měi)年(nián)都(dōu)是一样。一些科学(xué)家认为这(zhè)可(k95311怎么转人工服务，95311怎么转人工服务直接通ě)能是人(rén)类发(fā)现暗(àn)物质的(de)第(dì)一个直接(jiē)证据。

但是为什么暗物质会产生周期性(xìng)的年度(dù)信号呢？刚才(cái)我们讲(jiǎng)了太阳系(xì)正在以220公里/秒(miǎo)的(de)速度围(wéi)绕着银(yín)河系(xì)进(jìn)行移动，那么如果暗(àn)物质存在(zài)宇宙当中，这意味着(zhe)我们也(yě)在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流(liú)，这个过程中会产(chǎn)生相应的振荡(dàng)，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速度围绕(rào)太阳进(jìn)行旋转。所(suǒ)以有半年的时间，地球围绕太阳的方(fāng)向与太(tài)阳(yáng)环绕(rào)银(yín)河(hé)系的方向(xiàng)是(shì)一致的(de)，而(ér)另外半(bàn)年则与之(zhī)相(xiāng)反(fǎn)。

而(ér)在6月份的时候，地球与太(tài)阳的方(fāng)向正好(hǎo)达(dá)到完全一(yī)致，这是理论上地球穿越暗(àn)物质流最(zuì)快的(de)时段。而在(zài)11月份，又恰好(hǎo)达到(dào)了(le)最慢值。尽管(guǎn)在实际的(de)情况中，太阳系相对银河(hé)系的平面(miàn)呈现了60度(dù)的倾斜，但是(shì)这(zhè)并不影响这个理论的有效(xiào)性。

因此科学家(jiā)认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的(de)周期性信号。当然也可能有其他(tā)的情况，造(zào)成这(zhè)种年度周期信号(hào)的差异也可(kě)能(néng)是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意(yì)大利游客的(de)数量也(yě)符合这个周期的规律。

所以，科(kē)学(xué)家们(men)又在南半球建(jiàn)立了(le)一(yī)个几(jǐ)乎相同的实(shí)验(yàn)室(shì)，这(zhè)里的(de)季节与之前的(de)实验室正(zhèng)好相反，而在这里，地(dì)球穿(chuān)过暗(àn)物质流的运(yùn)动特(tè)征(zhēng)和第(dì)一个实验室是(shì)一样(yàng)的(de)。

因此，如果在这(zhè)里可以得到相同(tóng)的(de)信号，就可(kě)以成为暗物质所存在的非常有(yǒu)力的证据(jù)了。但是由于这个实验(yàn)室刚(gāng)刚建成不久，所以截至目前还无法提供相(xiāng)应的数据支(zhī)持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台(tái)新的望远(yuǎn)镜，这台太空(kōng)望(wàng)远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望(wàng)远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野是(shì)哈勃(bó)红外仪器的100倍。南(nán)希格(gé)雷(léi)斯罗曼太空望(wàng)远镜其(qí)中一个关键的用途(tú)就是(shì)探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探(tàn)测的结果(guǒ)，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒子天体物理(lǐ)中心的科学家丹琥(hǔ)珀和(hé)贾森斯特(tè)芬研(yán)究发现(xiàn)，如果暗物质存(cún)在，它(tā)们(men)极(jí)有(yǒu)可能(néng)拥有另一种(zhǒng)神秘(mì)的效(xiào)应，这种暗物(wù)质效(xiào)应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中生命(mìng)的(de)诞(dàn)生(shēng)，或者(zhě)说(shuō)是生命进化的一个重要(yào)因素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人类并不(bù)孤单呢(ne)？或(huò)许在宇宙当中某个角落的行(xíng)星上，暗物质(zhì)正在通过这样(yàng)的(de)效应创造生命(mìng)。当然(rán)，这些推论的大前提是要先找到(dào)暗物质存在的实际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们(men)觉得暗物质(zhì)到底存(cún)不(bù)存在呢？喜(xǐ)欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新的(de)动力(lì)！

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