宇宙是“人为制造”的(de)？为(wèi)何会存在科学(xué)无法解(jiě)释的“暗(àn)物质”？暗物质又究(jiū)竟是什(shén)么？人(rén)类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证(zhèng)据，科学家们(men)在过去的几十年当中进行了超过50次的长期实(shí)验，但(dàn)是却没(méi)有发现任何的有效证据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自然哲(zhé)学数学原理一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律，它(tā)揭(jiē)示(shì)了宇宙中天体运动的规(guī)律。往后的几百年来，当天文学家(jiā)们发(fā)现(xiàn)某些天体运行轨(guǐ)道出现异常，不(bù)符合万有引力定律的(de)时候，他们就会(huì)知(zhī)道，周围(wéi)一定有未知的天(tiān)体(tǐ)通过引(yǐn)力在摄(shè)动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维耶就通(tōng)过天王星运行轨(guǐ)道(dào)的异常，推算并且发现(xiàn)了海王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万(wàn)有引力定律(lǜ)所取得重大天文成就的(de)例子。但是这些(xiē)发现都是在(zài)恒星系统的尺(chǐ)度(dù)当中，可当(dāng)我们上升到星系或者是星(xīng)团的尺度，事(shì)情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威(wēi)基正在研究和测量后发星(xīng)系团的(de)质量。这(zhè)是(shì)一个由数千(qiān)个星系所组成的巨大星系团，这些星系被引力(lì)束缚在一起(qǐ)。测(cè)量星系团的质量(liàng)一般(bān)会使用到两(liǎng)种方法，当两种方法结(jié)果一致(zhì)，就(jiù)可以确定(dìng)其质(zhì)量(liàng)的范围。

第一种是(shì)获得其"光度学的质量"，需要的(de)数(shù)据(jù)是测量各个星系的光度(dù)。

第(dì)二种是动力学(xué)质(zhì)量(liàng)的计(jì)算，是利用(yòng)光(guāng)谱红(hóng)移测量(liàng)星系团中的(de)各个星系相对(duì)于星系团的运动速度。当测量结果出来之后，兹(zī)威(wēi)基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟(jìng)然(rán)是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味着(zhe)，后发(fā)座星系(xì)团有99%的(de)质(zhì)量(liàng)消(xiāo)失了，或者(zhě)说这99%的质量并(bìng)不以可见光的(de)形式所存在(zài)，我们无法看到。最(zuì)诡异的(de)是，在测(cè)量速(sù)度的过程(chéng)中，兹威基发(fā)现星系团中(zhōng)很多(duō)星系的速度比(bǐ)理论(lùn)上要快得(dé)多，按(àn)照牛(niú)顿(dùn)的运动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力是无法将它们束缚(fù)在星系团内的，它们早(zǎo)就(jiù)应(yīng)该(gāi)被抛出星系(xì)团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于某(mǒu)种(zhǒng)隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据此(cǐ)，兹维基(jī)提出了(le)这样部分(fēn)不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸(xī)光、反射(shè)光，但是它们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时(shí)的人们(men)对(duì)这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在(zài)观测仙女(nǚ)座星系中的恒星运动。理(lǐ)论上来说(shuō)，距离(lí)中心越远的(de)恒(héng)星在其(qí)轨道上(shàng)的运(yùn)行速度就会越慢。但是他们观测的结果却(què)让(ràng)人(rén)感(gǎn)到不可思议(yì)。

随着(zhe)与(yǔ)中心距离的增加，恒星的(de)旋转速度几乎保持不变。可(kě)是(shì)根(gēn)据(jù)牛(niú)顿的(de)万有(yǒu)引(yǐn)力定律，在星系当中如果没有足够(gòu)大(dà)的质量来吸引它们，这些外围的恒星早就被(bèi)甩(shuǎi)到宇宙当(dāng)中了(le)。基于这(zhè)种现象，科学家们会使用一种相对(duì)标准的方法(fǎ)来解释(shì)暗物质的存在(zài)，这(zhè)种方(fāng)法就(jiù)是测量星系当中气(qì)体(tǐ)在X轴上距离(lí)星系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如(rú)果出(chū)现异常的结果(guǒ)，就(jiù)认(rèn)为是由暗(àn)物质的(de)力量进入其中。

于是(shì)科(kē)学家们通过射电望远镜测量了(le)距离星系中心更远距离的氢元(yuán)素(sù)，发现它们的旋(xuán)转速度并不(bù)符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的(de)太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年(nián)，根据(jù)万有引力定(dìng)律进行(xíng)计(jì)算，太(tài)阳系(xì)的运行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实(shí)际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度(dù)远远大(dà)于理论(lùn)速度，那么(me)产生以上这种向(xiàng)心加速度的(de)原因很可能就是存在(zài)着一种我们(men)看不到的物质，是这些暗物质的引力效应将星系(xì)聚集在了一起。

也是从(cóng)这(zhè)时开始(shǐ)，越(yuè)来越多(duō)的研(yán)究人员(yuán)开始相信暗物质的存在。科(kē)学(xué)家根(gēn)据星(xīng)系外(wài)恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系(xì)当(dāng)中暗物(wù)质的质量(liàng)占整个星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物(wù)质并(bìng)不是唯一可以解(jiě)释这个(gè)现象(xiàng)的(de)原(yuán)因(yīn)。在一项(xiàng)新的研究当(dāng)中，科学家们发现，几乎没有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，天文学家还发现(xiàn)了一个(gè)反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球(qiú)大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和(hé)银(yín)河系不多(duō)，但是星系当中存在的(de)恒星(xīng)数量却(què)只(zhǐ)有银河系的千分之一。

所(suǒ)以(yǐ)在(zài)理论上，该(gāi)星系必须存(cún)在暗物质，否则就会分崩(bēng)离(lí)析。但是(shì)科学家们使(shǐ)用最(zuì)先进的望远(yuǎn)镜对其进行了40个小(xiǎo)时(shí)的详细(xì)测量之后，发现星系中的恒(héng)星(xīng)运动是(shì)可以用正常的物质和(hé)力学定律来解(jiě)释的(de)。那么又有人提(tí)出，也(yě)许该星系的暗物(wù)质，已经被(bèi)附近的另一个大(dà)星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没有任(rèn)何星系存(cún)在。造成这些(xiē)现(xiàn)象的除了暗物质的假说之(zhī)外，另一(yī)种(zhǒng)可能(néng)就是人(rén)类对引(yǐn)力(lì)的理解还不够全面，引力(lì)很可能在不(bù)同(tó吴亦凡真的在牢里吗，吴亦凡为什么被关进牢里ng)尺度空间(jiān)中的工作方式(shì)是(shì)不同(tóng)的，这意味着在(zài)行星系(xì)尺(chǐ)度中的天(tiān)体(tǐ)会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理解的方式运动。但是上升到星系(xì)和星团的尺度，引力之间(jiān)的相(xiāng)互作用则是不同的方式。对于在星系团之间的相互(hù)作用，科学家(jiā)还引(yǐn)入了外部场(chǎng)效应的(de)概念，指的(de)是在数(shù)百万(wàn)光年的规模上，巨大的质(zhì)量(liàng)之间会(huì)产(chǎn)生对彼此(cǐ)特(tè)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，这意味着我们需要对(duì)现在的(de)物理定律进行修正(zhèng)，这些(xiē)发(fā)现也让很多人认为暗物质假说(shuō)理论就(jiù)此(cǐ)终结。但是在宇宙当中还有关(guān)于暗物质存在的(de)其(qí)他的理论证(zhèng)据，这些理论(lùn)证据是蒙德理(lǐ)论所(suǒ)没法解释(shì)的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光(guāng)年(nián)的子(zi)弹(dàn)星系团，由两(liǎng)个(gè)碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所组成，类似(shì)这样的(de)星团，它(tā)们(men)大部分的普通(tōng)质量都(dōu)在星(xīng)系的气(qì)体当中。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星(xīng)际气(qì)体(tǐ)的(de)相互作用就(jiù)会导致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量(liàng)将位于所有这些(xiē)气(qì)体所在的中间区域(yù)。那么我们通过什么来验证它的质量区域(yù)到底(dǐ)是不是集(jí)中(zhōng)在中间(jiān)呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当中(zhōng)第(dì)一张全(quán)彩的(de)高清照片，在照片中我们可以明(míng)显(xiǎn)地看到很多星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨(jù)大的形变。其(qí)实(shí)这些星系本(běn)身并不是真的被扭曲了，也不是韦(wéi)伯(bó)望远镜出了什么问题，而是这(zhè)样(yàng)极遥远的天体和我们地球上的(de)观测者(zhě)之间。被一个质量超级巨大的天体遮(zhē)挡，这个超大质量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透镜(jìng)效(xiào)应。这个(gè)巨大的天(tiān)体(tǐ)可能是超大质量的黑(hēi)洞或者是(shì)暗物质。

所以当人(rén)们对子(zi)弹星系(xì)团观测的(de)时候，发现它的大质量区域并不是(shì)在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好的解释方法就是当星(xīng)团发生全(quán)部(bù)的碰撞时，可被(bèi)观(guān)测到的质量气(qì)体被(bèi)卡在了中间，暗物质(zhì)则直接通过了这(zhè)个区(qū)域，并在(zài)两边形(xíng)成了引力透(tòu)镜。对子弹星系(xì)团(tuán)的(de)引力透(tòu)镜(jìng)研究也(yě)被认为是暗物质存在的(de)迄(qì)今为止最好的(de)理论证据(jù)。

除(chú)此之外(wài)，还有来自宇宙(zhòu)当中最古老的(de)光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万(wàn)年之后，可(kě)见(jiàn)光终于(yú)可(kě)以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背(bèi)景上留下了各相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色(sè)则表(biǎo)示相对较冷的区域，但实际(jì)上它们之间的(de)温差只有万分之一。

科学家们通(tōng)过对前景(jǐng)背景分离后的二值图像进行(xíng)连通域提取和(hé)标记(jì)之后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物(wù)质，图形看(kàn)起来不应该是这(zhè)样的，而随着暗物(wù)质的增加，一些峰(fēng)值(zhí)的幅(fú)度会减小(xiǎo)，才(cái)变得看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹配宇(yǔ)宙微(wēi)波背景辐射的测量值，我们需要的暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这(zhè)个(gè)数字(zì)与解释星(xīng)系(xì)当中恒(héng)星运动所需要(yào)的暗(àn)物质比例是(shì)一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就(jiù)很好地(dì)解(jiě)释了很(hěn)多不(bù)同的观(guān)测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中(zhōng)存(cún)在着(zhe)某种类(lèi)型的粒子(zi)，它们(men)不参与任何(hé)其他的电(diàn)磁作用，只通过引力来相互(hù)作(zuò)用(yòng)。所(suǒ)以如果能够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到(dào)了暗物(wù)质存在的实(shí)际证据。这种粒子(zi)到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出了数十种的假想目标，而要寻(xún)找这些不同的(de)目标(biāo)粒子所需(xū)要的实验方式(shì)也不相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几乎不(bù)会(huì)与(yǔ)常规物质相互(hù)作用(yòng)的“暗物质”，科(kē)学家们已(yǐ)经进(jìn)行了(le)超过50次(cì)的(de)实验(yàn)，却没有任何实质(zhì)性的发现，除了一(yī)个地(dì)方(fāng)，意(yì)大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉(mài)。

在山(shān)下(xià)1400米处的地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地(dì)学实验室，这(zhè)个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个(gè)三层楼高的探测(cè)器，一直致力(lì)于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了某种信号(hào)。经过(guò)了20多(duō)年的数据收集，人(rén)们发现了一个有(yǒu)趣(qù)的事(shì)情。探(tàn)测率(lǜ)会(huì)在每年的(de)6月份达到峰(fēng)值，然(rán)后在11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在20年当中(zhōng)每年都(dōu)是(shì)一样。一(yī)些科学家(jiā)认为这(zhè)可能是人类(lèi)发现暗(àn)物质的第一个直(zhí)接证据(jù)。

但是为什么暗物质会(huì)产(chǎn)生(shēng)周期(qī)性(xìng)的年度信(xìn)号(hào)呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在(zài)以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银(yín)河系进行移(yí)动，那么如果(guǒ)暗(àn)物质存在宇宙(zhòu)当中(zhōng)，这(zhè)意味着我们也在以这样(yàng)的速度在(zài)穿越着(zhe)暗物质(zhì)流，这个过程(chéng)中(zhōng)会产生相应的振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)太阳进行旋(xuán)转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳(yáng)环(huán)绕银河(hé)系的方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的(de)时候，地球与太阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是(shì)理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银(yín)河系的平(píng)面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响(xiǎng)这(zhè)个理论(lùn)的(de)有效性。

因此科(kē)学家认为这可以(yǐ)用来解释，研(yán)究人(rén)员们所观测到的(de)周期性信(xìn)号。当然(rán)也(yě)可能有其他的情况，造成这种年度周期信号的差异也可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连(lián)意大(dà)利游客(kè)的数(shù)量也符合这个周期(qī)的规律。

吴亦凡真的在牢里吗，吴亦凡为什么被关进牢里ta-ratio="0.5980582524271845" data-type="jpeg" data-w="1545" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/8743f9db0f4ec1b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以，科学家们又(yòu)在南半(bàn)球(qiú)建立了一(yī)个几乎相同的实验室，这里的(de)季节与之前的实验室(shì)正好相反(fǎn)，而在(zài)这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特征和(hé)第一个实验室是一样的。

因此，如果在这里(lǐ)可以得到相同的信(xìn)号，就可以成为暗物(wù)质所存在的非常有力的证(zhèng)据了。但(dàn)是由(yóu)于这个实验室刚(gāng)刚建成不(bù)久，所以截至目(mù)前还(hái)无法提供(gōng)相应的数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台(tái)新的望远镜，这(zhè)台太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪(yí)器提供(gōng)的视野是(shì)哈勃红(hóng)外仪器的100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中一个(gè)关键(jiàn)的用途(tú)就是探索暗(àn)物质背后的奥秘，对于探测(cè)的结果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费(fèi)米(mǐ)实验室粒子天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和(hé)贾森(sēn)斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质(zhì)存在(zài)，它们极有可能拥(yōng)有另(lìng)一种神秘(mì)的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或(huò)者说是生命(mìng)进(jìn)化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一理论得到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意(yì)味着(zhe)人类并不孤单呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当中某个角落的(de)行星(xīng)上，暗物质正(zhèng)在通过这样的(de)效应创造生命。当然(rán)，这些(xiē)推论的大前(qián)提是要先找(zhǎo)到暗物质(zhì)存在的实际证据。那么(me)小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到(dào)底存不存在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点(diǎn)赞，你的(de)支持是我更新(xīn)的动力！

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