宇宙是“人为制造(zào)”的(de)？为(wèi)何会存在科(kē)学(xué)无法(fǎ)解(jiě)释的“暗物(wù)质”？暗物质(zhì)又究竟是什么(me)？人(rén)类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科(kē)学家们在(zài)过(guò)去(qù)的几十年当中进行了(le)超过50次的长(zhǎng)期实(shí)验，但是却(què)没有(yǒu)发现任何的有效证(zhèng)据。除(chú)了一(yī)个(gè)地(dì)方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学原(yuán)理一书中(zhōng)，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引力(lì)定律，它揭示了宇宙中天体运动的规(guī)律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们(men)发现某些(xiē)天体运行轨道出现(xiàn)异常，不符合(hé)万有(yǒu)引力定律的时候，他们(men)就会知道，周(zhōu)围一定有未知的天体通过引力在(zài)摄(shè)动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王(wáng)星运(yùn)行轨道的(de)异常，推算并(bìng)且(qiě)发现了海王星的存在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王星的发现都(dōu)是应用万(wàn)有引(yǐn)力定律所取得(dé)重大天文成(chéng)就的例子。但(dàn)是这些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或(huò)者是星团的(de)尺度(dù)，事(shì)情就开(kāi)始(shǐ)变得诡(guǐ)异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正在研(yán)究和测量后(hòu)发星系团的(de)质量。这(zhè)是一个由数(shù)千(qiān)个星(xīng)系所组成的(de)巨大(dà)星系团，这些(xiē)星系被引力束缚在一起。测(cè)量星系团(tuán)的质量一般会使用到(dào)两(liǎng)种方法，当(dāng)两种方法结(jié)果一致，就(jiù)可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学(xué)的(de)质量"，需要(yào)的数据是(shì)测量各(gè)个星系(xì)的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是动(dòng)力(lì)学质量的计算，是利用光谱(pǔ)红(hóng)移测量星系团中(zhōng)的各个星系相(xiāng)对于星系(xì)团(tuán)的运动速度。当测(cè)量结(jié)果出来之(zhī)后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力(lì)学质量(liàng)”竟然(rán)是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意(yì)味着，后发(fā)座星系(xì)团有99%的质量消失了(le)，或者说这(zhè)99%的(de)质量(liàng)并(bìng)不以可见光的形(xíng)式所存(cún)在，我们(men)无法看到。最诡异的是，在测量(liàng)速度(dù)的过程中，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星系的速(sù)度(dù)比理(lǐ)论上(shàng)要快得多，按照(zhào)牛顿的运动(dòng)学(xué)定(dìng)律，仅靠这些(xiē)可见星系(xì)的质量(liàng)所产生的(de)引力(lì)是无法将它们束(shù)缚(fù)在星系(xì)团内的，它们早就应该被抛出星系(xì)团之外(wài)了(le)，除非有一种神秘(mì)的力量在(zài)起作(zuò)用，这种(zhǒng)力(lì)量(liàng)来(lái)源于某种(zhǒng)隐形的物质(zhì)。

据此(cǐ)，兹维基(jī)提出了这样(yàng)部(bù)分(fēn)不可(kě)见的暗质，它(tā)不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却(què)占据着宇宙中绝大(dà)部分的质(zhì)量(liàng)。只是当(dāng)时的人们对这样的一种说(shuō)法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗(àn)物质”这(zhè)个词(cí)才再一次出(chū)现。天文学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾和肯(kěn)特福特在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中心越(yuè)远的恒星在其(qí)轨道上的(de)运(yùn)行(xíng)速度就会(huì)越慢。但是他(tā)们观测的结果却让(ràng)人(rén)感到不可思议。

随(suí)着与中(zhōng)心(xīn)距离的增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保(bǎo)持不变(biàn)。可是(shì)根据牛顿的万有(yǒu)引力(lì)定律，在星系当中如(rú)果没(méi)有(yǒu)足够大的质量来吸引它们，这些(xiē)外围的(de)恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种(zhǒng)现象，科学家们(men)会使用一种相对标准的(de)方法来解释暗物质的存在，这种(zhǒng)方法就是测量(liàng)星系(xì)当(dāng)中气体在X轴上距(jù)离星系中心的距离(lí)，以及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的(de)旋转速度。如果(guǒ)出现异常(cháng)的结(jié)果，就认为是由暗物质(zhì)的力量进入其中。

于(yú)是科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了(le)距离星系中心更远(yuǎn)距离(lí)的氢元素，发现它们的旋(xuán)转(zhuǎn)速度(dù)并不符合牛顿的力学(xué)定律。我们(men)的(de)太阳系也不例(lì)外，太阳系(xì)位(wèi)于银河系的第三悬臂之(zhī)上(shàng)，距离银(yín)河系中心(xīn)2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万有引力定律进行计算，太阳系的(de)运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银河系旋转，这(zhè)个(gè)实际(jì)速(sù)度远远大(dà)于理论速度，那么产(chǎn)生(shēng)以(yǐ)上这种(zhǒng)向心(xīn)加速度的原因很可能(néng)就是存在着一种我们看不到的物质(zhì)，是这些(xiē)暗物质的引力效(xiào)应将星系(xì)聚集在(zài)了一起。

也是从(cóng)这(zhè)时开(kāi)始(shǐ)，越来越(yuè)多的研究人员开始相信(xìn)暗物质的存在(zài)。科学家根据星系外(wài)恒星轨道(dào)的(de)速(sù)度，估算(suàn)在星系当中暗(àn)物质的质量占整个(gè)星系质(zhì)量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这(zhè)个(gè)现象的原因。在一项新的研究当中，科(kē)学家们发现，几乎没有引力(lì)效(xiào)应的(de)遥远(yuǎn)恒星之间，也会(huì)出现(xiàn)速度上的微(wēi)小(xiǎo)差(chà)异。另外(wài)，天文学家还发现(xiàn)了一个反(fǎn)常(cháng)的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距(jù)离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系(xì)当中存在的恒星数(shù)量却只有(yǒu)银河系(xì)的千分之一。

所以在理论上，该星系(xì)必(bì)须(xū)存在(zài)暗(àn)物(wù)质，否(fǒu)则就会分(fēn)崩离析。但(dàn)是科学(xué)家们使用最先进的望远镜(jìng)对(duì)其进(jìn)行了40个(gè)小时的详(xiáng)细(xì)测量之(zhī)后，发现星(xīng)系中的(de)恒星运(yùn)动是可以用(yòng)正常(cháng)的物质和力学(xué)定律来(lái)解释(shì)的(de)。那么又有人(rén)提出(chū)，也许该(gāi)星系的暗物质，已经被(bèi)附近(jìn)的另一个(gè)大星系剥离了。奇(qí)怪的是，它的附(fù)近没有任何(hé)星系存(cún)在。造(zào)成这些现象的除了暗(àn)物质的假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力的理解还不够全(quán)面，引力很可能在不同尺度空(kōng)间中的工(gōng)作方(fāng)式是不同的，这意味(wèi)着在行星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照(zhào)我们所理解的方(fāng)式运(yùn)动(dòng)。但是上升到星系和星团的尺度，引(yǐn)力之间的相互(hù)作(zuò)用则是不同的(de)方式。对于在星系团之间的(de)相(xiāng)互作用，科学家(jiā)还引入了外部场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的是在(zài)数百万光年的规模上，巨(jù)大的质量之间会(huì)产生对彼此特殊的效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如(rú)果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味着我们需要对(duì)现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些发现也让很多人(rén)认为暗物质(zhì)假说理论就此终结(jié)。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中还(hái)有关(guān)于暗物质存在的其他的(de)理论证(zhèng)据(jù)，这些(xiē)理论证(zhèng)据是蒙德理论所没法解释的“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向距离为(wèi)37亿光年的子(zi)弹星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类(lèi)似这样的星团，它(tā)们大部分的普通质(zhì)量都在星系的(de)气(qì)体当(dāng)中。当星团以(yǐ)1000万公里(lǐ)/小时发生(shēng)碰撞的时(shí)候，星际(jì)气体的相(xiāng)互作用(yòng)就会导致温度的(de)急(jí)剧升(shēng)高，速度大(dà)幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有(yǒu)这些气体所在的中间区域。那么(me)我们通(tōng)过(guò)什么来(lái)验(yàn)证它的质量区(qū)域到底是不是集中在(zài)中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的(de)高清照片，在照片中我(wǒ)们可以明显地(dì)看到很多(duō)星系似乎被拉(lā)伸产生了巨(jù)大的(de)形变。其(qí)实(shí)这些星系本身(shēn)并不是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦(wéi)伯望远镜(jìng)出了什么问(wèn)题，而(ér)是(shì)这(zhè)样极遥远的天体和我(wǒ)们地球(qiú)上的观(guān)测者之间(jiān)。被(bèi)一个质(zhì)量超级巨(jù)大(dà)的天体(tǐ)遮挡，这个超大(dà)质量的东(dōng)西的(de)引力，会(huì)使身(shēn)后更遥(yáo)远星系(xì)的光(guāng)都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是(shì)引力透镜效应。这个(gè)巨大的天(tiān)体可能(néng)是超(chāo)大质量的(de)黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域并不是在中间(jiān)，而是在两侧(cè)。所以(yǐ)最好的(de)解(jiě)释方法就是(shì)当星团(tuán)发生全部的(de)碰撞时(shí)，可被观(guān)测到的质量气体女生说喜欢独处是什么意思，一个人独处是什么意思被卡在了中间，暗物(wù)质则(zé)直接通过了这(zhè)个区域，并在两(liǎng)边形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子弹星系团的引力透(tòu)镜研究也被(bèi)认为是暗物(wù)质存在的迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自(zì)宇宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光。从(cóng)宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后(hòu)，可见(jiàn)光终于可以(yǐ)畅通无阻地穿(chuān)越(yuè)在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这(zhè)些(xiē)光(guāng)在宇(yǔ)宙空间背景上留下了各相同性的微波辐射。其(qí)中(zhōng)红(hóng)色(sè)的部分表示温度较高的区域(yù)，蓝色则(zé)表示相对较(jiào)冷(lěng)的区域，但实际(jì)上它们之间的(de)温差只有万分之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背景分离(lí)后的(de)二(èr)值图像进行(xíng)连(lián)通(tōng)域提取和标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没有暗物(wù)质，图(tú)形看起来不应该是这样(yàng)的，而(ér)随着暗物质的增加，一些峰值的(de)幅度会(huì)减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景辐射(shè)的(de)测量值，我们需(xū)要(yào)的暗物质大约(yuē)是普(pǔ)通物质的5倍。这个数字与解释星系(xì)当中恒星运动所需要的暗物(wù)质比例(lì)是一致的。这就意味着。

用了一(yī)个(gè)简(jiǎn)单的理论框(kuāng)架(jià)，就很(hěn)好(hǎo)地解释了很多不同(tóng)的观测(cè)结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙当中存(cún)在着某种类型的粒子，它(tā)们不参与(yǔ)任何其他的电磁(cí)作用，只通过引(yǐn)力(lì)来相互作用(yòng)。所以如果能(néng)够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到了暗(àn)物质存在的实际证据。这种粒(lì)子到(dào)底是什(shén)么？科学(xué)家(jiā)们(men)已经提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不同(tóng)的目(mù)标(biāo)粒子所需要的实(shí)验(yàn)方(fāng)式(shì)也不相同(tóng)。在过去的几十年当(dāng)中，人类为了(le)寻找这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规(guī)物质相互作用的(de)“暗物(wù)质”，科学家们已经进行了超过(guò)50次的实验(yàn)，却没有任何(hé)实质(zhì)性(xìng)的发(fā)现，除了一个地(dì)方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处(chù)的(de)地下矿井当中，藏着地球上最大的地(dì)学实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的(de)探测器(qì)，一直(zhí)致力(lì)于(yú)寻找暗物质粒(lì)子的周期(qī)性震荡(dàng)。

自1997年以来，这(zhè)里的科(kē)学家声(shēng)称观测(cè)到(dào)了某种信号(hào)。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集，人(rén)们发现了一个(gè)有趣(qù)的事情。探测率(lǜ)会在每(měi)年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且在20年当中每年都是一样。一些(xiē)科学家认为这可(kě)能(néng)是人(rén)类(lèi)发现(xiàn)暗物质的女生说喜欢独处是什么意思，一个人独处是什么意思第一(yī)个直接证据。

但(dàn)是(shì)为什么暗物(wù)质(zhì)会(huì)产生周期性的年(nián)度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正(zhèng)在(zài)以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕(rào)着银河系(xì)进行移(yí)动，那(nà)么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在(zài)以这(zhè)样的速(sù)度在(zài)穿越着暗物质流，这(zhè)个过(guò)程中会产生相应的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行(xíng)旋转。所以有半年(nián)的(de)时间，地(dì)球围绕太阳的方向(xiàng)与(yǔ)太(tài)阳环绕银河系(xì)的(de)方向是一致的，而另(lìng)外半年(nián)则与(yǔ)之相反。

而在6月份(fèn)的(de)时(shí)候，地球与太阳的方向(xiàng)正(zhèng)好达到完全一致，这是理(lǐ)论上地球(qiú)穿越暗物质流最快(kuài)的时段。而在(zài)11月份，又(yòu)恰好达到了最(zuì)慢值。尽管在实(shí)际(jì)的情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜(xié)，但(dàn)是这并不影(yǐng)响(xiǎng)这(zhè)个理论的(de)有(yǒu)效(xiào)性(xìng)。

因(yīn)此(cǐ)科(kē)学(xué)家认为这可以用来解释，研究人员(yuán)们所观测到的周期性信号(hào)。当然也(yě)可能有其他的情况，造成这种年度周期信号的(de)差异也可(kě)能是温度、湿度(dù)、土壤中(zhōng)的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数(shù)量(liàng)也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家们又(yòu)在南半球(qiú)建立了一个几乎相同的(de)实验室，这里的(de)季节与之前的实(shí)验室正好相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗(àn)物质(zhì)流的运动特征和第一(yī)个实验室是一样(yàng)的。

因此，如果(guǒ)在(zài)这里可以得到相同的信(xìn)号(hào)，就可以成为(wèi)暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据(jù)了。但是(shì)由于这个(gè)实验室刚刚建成不久，所以截(jié)至(zhì)目前还无法提供(gōng)相应的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远镜(jìng)相同，但它的宽视(shì)场仪器提(tí)供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜其中一个关(guān)键的用(yòng)途就是探索(suǒ)暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测的结(jié)果，我们(men)只能拭目以待了。费米实验室粒子天体物(wù)理中心的科学(xué)家丹琥珀(pò)和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗(àn)物(wù)质(zhì)存在，它们极有可能拥(yōng)有(yǒu)另(lìng)一种神秘(mì)的(de)效应(yīng)，这种暗物质效(xiào)应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当(dāng)中生命的诞(dàn)生(shēng)，或者(zhě)说是生命进化的一个重要因(yīn)素。

如(rú)果(guǒ)这(zhè)一(yī)理论(lùn)得到进一步(bù)的证实，那么遍布宇宙当中的(de)暗(àn)物质会不会意味(wèi)着(zhe)人类并不孤单(dān)呢(ne)？或许(xǔ)在宇宙当中某个角落的行(xíng)星上，暗物质正(zhèng)在通过(guò)这(zhè)样的效应创造生(shēng)命。当然，这些推论的大前提是要先找(zhǎo)到暗物质(zhì)存在的实际证据。那么小伙(huǒ)伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存不存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新(xīn)的(de)动力(lì)！

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