宇宙是“人为制造”的(de)？为何会存在(zài)科学(xué)无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类为(wèi)了寻找(zhǎo)暗物质存在的证(zhèng)据，科学家们在过去的几十年(nián)当中进(jìn)行了(le)超过50次的(de)长(zhǎng)期实(shí)验(yàn)，但(dàn)是却没(méi)有发(fā)现任何的(de)有(yǒu)效(xiào)证据(jù)。除了一个地方，在1687年(nián)出版的(de)自(zì)然哲学(xué)数(shù)学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发(fā)表了万(wàn)有引力定(dìng)律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来(lái)，当天(tiān)文学(xué)家们发(fā)现某些天(tiān)体(tǐ)运行轨道出现异常，不符合万(wàn)有引(yǐn)力定律的时候，他们(men)就(jiù)会知道，周围一定有未(wèi)知(zhī)的(de)天(tiān)体通(tōng)过引力在摄动它(tā)的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶(yé)就(jiù)通过天王星运行(xíng)轨道的异(yì)常，推(tuī)算并且(qiě)发现了海王(wáng)星的存(cún)在。另外，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥王星的发现都是(shì)应用万有引(yǐn)力定律所取得重(zhòng)大天文成就的例子。但是这些发现(xiàn)都是在恒星系(xì)统的尺(chǐ)度(dù)当中，可当我们上升到(dà2023年真的有僵尸病毒吗，丧尸病毒真的存在吗o)星(xīng)系(xì)或(huò)者是星团的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测量后发星系团的质(zhì)量(liàng)。这(zhè)是一个由数千个星系所组(zǔ)成(chéng)的巨大星系(xì)团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起(qǐ)。测量(liàng)星系(xì)团的质量一般会使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当两(liǎng)种方法(fǎ)结果一(yī)致，就可以确定(dìng)其质量的范围。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质(zhì)量"，需要的数据(jù)是测量(liàng)各个星系(xì)的光度。

第(dì)二种是动力学质量的计算，是(shì)利(lì)用光谱红移测量星系(xì)团中的各个星系相对于星(xīng)系团的(de)运动速(sù)度。当测量结果出(chū)来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然(rán)是“光度(dù)学质量”的400倍。这意味着(zhe)，后发(fā)座(zuò)星系团有99%的质量消(xiāo)失了(le)，或者说这99%的质(zhì)量并不(bù)以可(kě)见光的(de)形式所存在，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在测量速度(dù)的过程中，兹威基发现星系团中很多星系的速(sù)度比理论上要快得多，按照(zhào)牛顿的运(yùn)动学(xué)定律(lǜ)，仅靠这些(xiē)可见星系的质量所产(chǎn)生(shēng)的引(yǐn)力是无法将(jiāng)它(tā)们(men)束(shù)缚在(zài)星系团内的，它们早就(jiù)应该被抛出星(xīng)系(xì)团之外(wài)了，除非有一种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于某种隐(yǐn)形的物(wù)质。

据(jù)此，兹维基(jī)提(tí)出(chū)了这样部分(fēn)不(bù)可见的暗质(zhì)，它不(bù)发散光、吸光(guāng)、反射(shè)光(guāng)，但是它们(men)却(què)占据着(zhe)宇(yǔ)宙中(zhōng)绝(jué)大(dà)部分的质量。只(zhǐ)是当时的人(rén)们对这样的一种(zhǒng)说(shuō)法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再(zài)一次(cì)出现。天文学家维拉(lā)鲁宾(bīn)和肯特福(fú)特(tè)在观(guān)测仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说，距离中心越(yuè)远的恒(héng)星在其轨道(dào)上的运行速度(dù)就会越慢。但是(shì)他们观测的结果却让人感到不可思(sī)议(yì)。

随着(zhe)与中(zhōng)心距离(lí)的(de)增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎(hū)保持不变。可是根据(jù)牛顿的万有引力定律，在星(xīng)系(xì)当(dāng)中如果没(méi)有足够大的质(zhì)量来吸(xī)引它们(men)，这(zhè)些外围的恒(héng)星早就被(bèi)甩到宇宙当中(zhōng)了(le)。基于这种(zhǒng)现象(xiàng)，科(kē)学家们(men)会使用一种相(xiāng)对标准的(de)方法(fǎ)来解释暗物质的存在(zài)，这种方(fāng)法(fǎ)就是(shì)测量星系(xì)当中气(qì)体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中心(xīn)的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的(de)旋转速(sù)度。如(rú)果出(chū)现异常的(de)结果，就认为是由暗物质(zhì)的力量(liàng)进入其中。

于是科学(xué)家们通(tōng)过射电望(wàng)远镜测量了距(jù)离(lí)星系(xì)中心更(gèng)远距离(lí)的氢(qīng)元素，发现(xiàn)它(tā)们的旋(xuán)转速度并不(bù)符合(hé)牛顿的力学(xué)定律。我们(men)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，距离银河系(xì)中心2.6万光年(nián)，根(gēn)据万(wàn)有引力定律进(jìn)行(xíng)计算，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒(miǎo)，但实际(jì)上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的(de)速度围绕银河系旋转，这个实际(jì)速度远远大于理论(lùn)速(sù)度(dù)，那么产(chǎn)生以上这种向(xiàng)心加(jiā)速度的原因很可能就(jiù)是存(cún)在着一种我们看不到的物质，是这些暗(àn)物质的引力效应将(jiāng)星(xīng)系聚集在了(le)一起。

也(yě)是(shì)从这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物(wù)质(zhì)的存(cún)在。科学(xué)家根(gēn)据星(xīng)系外恒星轨道(dào)的速度，估算在星(xīng)系当中暗物质的质量占整个星(xīng)系质(zhì)量的85%。但是，暗物(wù)质(zhì)并不是(shì)唯一可以解释这个现象的原因。在一项新的研(yán)究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎没(méi)有(yǒu)引力效应的遥远恒星之(zhī)间，也会出现速度上的微小差异(yì)。另外，天文(wén)学家(jiā)还发现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离地球大约2.5亿光(guāng)年(nián)，大(dà)小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银河系的(de)千分之一。

所以在理(lǐ)论(lùn)上，该星系必须存(cún)在暗物质，否则就会分(fēn)崩离(lí)析(xī)。但是科学家们(men)使用(yòng)最先进(jìn)的望(wàng)远镜对(duì)其(qí)进行了40个小时的详细测量(liàng)之后，发现星系中的(de)恒星运动(dòng)是可以(yǐ)用正常的物质和力学定律(lǜ)来(lái)解(jiě)释的。那(nà)么又(yòu)有人提出，也许该星系(xì)的(de)暗(àn)物质，已(yǐ)经被附(fù)近(jìn)的(de)另一(yī)个大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它(tā)的附近没有任何星系(xì)存(cún)在(zài)。造(zào)成这些现(xiàn)象(xiàng)的除(chú)了(le)暗物质(zhì)的假说之外，另一种可能就是(shì)人类对引力的理解还(hái)不够全(quán)面，引(yǐn)力很(hěn)可能在不同尺度空间(jiān)中的(de)工(gōng)作方式(shì)是不(bù)同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它(tā)们的轨道，按(àn)照我(wǒ)们所(suǒ)理解的(de)方式运(yùn)动(dòng)。但是(shì)上升到星(xīng)系和(hé)星(xīng)团的尺度，引力之间(jiān)的相互作用则是不同(tóng)的方式。对(duì)于在星(xīng)系团之间的相互作用，科学家还引入了外部场效(xiào)应的概念，指的是在数百万光年的(de)规模上(shàng)，巨大(dà)的质量之间会产生对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理(lǐ)论成立，这意味着(zhe)我们需要对现在的(de)物理定律进行修正，这(zhè)些发现也让很多(duō)人(rén)认为(wèi)暗物(wù)质假说(shuō)理论就此终结(jié)。但是在(zài)宇宙当中还(hái)有关于(yú)暗物(wù)质存在(zài)的其他的(de)理论(lùn)证据，这些(xiē)理(lǐ)论证据是蒙德理论所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星(xīng)系团，由两个碰撞(zhuàng)的(de)星系(xì)团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大部分的普通质(zhì)量(liàng)都(dōu)在星系的(de)气体当中(zhōng)。当星(xīng)团以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞的时(shí)候，星(xīng)际气(qì)体(tǐ)的(de2023年真的有僵尸病毒吗，丧尸病毒真的存在吗)相互(hù)作用(yòng)就会(huì)导致温度的急剧升高(gāo)，速(sù)度大(dà)幅降低(dī)。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团(tuán)大部分的质量将位于所(suǒ)有这(zhè)些气体(tǐ)所在的(de)中间区域(yù)。那么我们通过什(shén)么来验证它的质量区域到底是不是集中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯(bó)太空望(wàng)远(yuǎn)镜传(chuán)回了宇宙(zhòu)当中第一张全(quán)彩的高(gāo)清照片，在照(zhào)片中我们可以明显地看到很多星系似乎(hū)被拉伸(shēn)产生了巨大的形变。其实这些星系本(běn)身并不是(shì)真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什(shén)么问题，而是这样极遥远的(de)天体和我们地球上的(de)观测(cè)者之间。被一个质量超级巨大(dà)的(de)天(tiān)体遮挡(dǎng)，这个超大质量(liàng)的东(dōng)西的引力，会(huì)使身后更遥远(yuǎn)星(xīng)系的光(guāng)都发(fā)生(shēng)了扭曲(qū)。这个现象(xiàng)就是引力(lì)透镜效应。这个巨大的天(tiān)体(tǐ)可能是(shì)超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人们对子弹星(xīng)系团观测的时(shí)候(hòu)，发现(xiàn)它的(de)大质量区域并不是在(zài)中间，而是在(zài)两侧。所以(yǐ)最好的解释(shì)方法就是当星团发生全部的碰(pèng)撞(zhuàng)时，可被观测到的质量(liàng)气体(tǐ)被卡在了中间，暗物质(zhì)则直接(jiē)通过了这个区域，并在两边形(xíng)成了引(yǐn)力透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研(yán)究也(yě)被认为(wèi)是暗物质(zhì)存在的迄(qì)今为(wèi)止最好的理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中最古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之(zhī)后，可(kě)见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了(le)。经过了130多亿(yì)年之后，这些光(guāng)在宇宙空间背景上留下了各(gè)相同性的微波辐射。其中红色(sè)的部分(fēn)表示温(wēn)度较高的区域，蓝(lán)色(sè)则表示(shì)相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之(zhī)间的温差只有万分之一(yī)。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分离后的二(èr)值图像进行(xíng)连通(tōng)域提取和标记之后(hòu)发现(xiàn)，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没有暗物(wù)质，图形看起来不应(yīng)该是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度(dù)会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微(wēi)波背景辐(fú)射的测量值，我(wǒ)们需要(yào)的暗物(wù)质(zhì)大约是普通(tōng)物质(zhì)的5倍(bèi)。这(zhè)个数字与解释星系当中恒(héng)星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是(shì)一致的(de)。这就意味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论(lùn)框架，就很好地解释了很(hěn)多不同的观(guān)测结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙当中(zhōng)存在(zài)着某种类型(xíng)的粒(lì)子，它们不参与任(rèn)何其他的(de)电磁作(zuò)用，只通过引(yǐn)力来(lái)相互作用。所以如果能(néng)够找(zhǎo)到这种粒子(zi)的存在(zài)，就相(xiāng)当于(yú)找(zhǎo)到(dào)了暗物质(zhì)存在的实(shí)际证据。这(zhè)种粒子到底(dǐ)是什么？科学家(jiā)们已经提(tí)出了(le)数(shù)十(shí)种的假想目(mù)标，而要寻找这些(xiē)不同(tóng)的目标粒(lì)子所需要(yào)的实(shí)验方式也不相同。在过(guò)去的几十年当中，人(rén)类为了(le)寻找这些看(kàn)不见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎不会与(yǔ)常规物质相(xiāng)互(hù)作用的(de)“暗(àn)物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验(yàn)，却没有任何实质性的发现，除了一个地方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大(dà)的地学(xué)实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探测器，一(yī)直致力于(yú)寻找(zhǎo)暗(àn)物质粒子的周期性震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学(xué)家声称观测(cè)到(dào)了某(mǒu)种(zhǒng)信(xìn)号。经过了(le)20多年的数据收集，人(rén)们发现(xiàn)了一个(gè)有趣的(de)事情。探测率会在每年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月(yuè)降到最低，而且(qiě)在(zài)20年当中(zhōng)每年都是一样(yàng)。一些(xiē)科学(xué)家认为这可能是(shì)人类(lèi)发现暗物质的第(dì)一(yī)个直(zhí)接证据。

但是为什么暗物(wù)质会产生(shēng)周期(qī)性的(de)年度信号呢？刚(gāng)才我们讲了(le)太阳系正(zhèng)在(zài)以220公里/秒的速(sù)度(dù)围绕着(zhe)银河(hé)系进行移动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙(zhòu)当中(zhōng)，这意味着我(wǒ)们(men)也在(zài)以这样的速度在穿(chuān)越着暗物质流，这个过程中会产生相(xiāng)应的(de)振荡，同时(shí)地球(qiú)又以30公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕(rào)太阳进行旋(xuán)转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳的方(fāng)向与太阳环绕银河系的方(fāng)向是一致的，而另外(wài)半年则与(yǔ)之相反。

而(ér)在6月份的时候，地球(qiú)与太阳的方向正好达到完全一致，这是理论上地球穿(chuān)越暗物(wù)质流(liú)最快的时段。而在11月份，又恰(qià)好达到(dào)了最慢值。尽管(guǎn)在实(shí)际的情况(kuàng)中，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈(chéng)现了(le)60度的倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理论的(de)有效性。

因此科(kē)学(xué)家认为(wèi)这可以用来解(jiě)释，研究(jiū)人员们所观测到的周期性信号。当然也可能(néng)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(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也(yě)符合这个周期的规律(lǜ)。

所以，科(kē)学家们又在(zài)南半(bàn)球建立(lì)了一个几乎相同的(de)实验室，这里的(de)季节与之前的实验室(shì)正好相反，而在(zài)这里，地球(qiú)穿(chuān)过暗物质流的运(yùn)动特征和第一个实验室是一(yī)样的(de)。

因(yīn)此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成(chéng)为(wèi)暗(àn)物(wù)质所存在的(de)非(fēi)常有力的证据(jù)了。但是由于(yú)这个(gè)实验室刚刚建成不久，所以(yǐ)截至目前还无法提供相应的数据支(zhī)持。另外，在(zài)2025年(nián)，NASA将(jiāng)会发射一(yī)台新(xīn)的望远(yuǎn)镜，这台太(tài)空(kōng)望远镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供(gōng)的视野是哈(hā)勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途(tú)就是探(tàn)索暗(àn)物质背后的奥秘，对于(yú)探测的结果(guǒ)，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭目(mù)以待了。费米实验室粒子天体(tǐ)物理中心的科(kē)学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗(àn)物质(zhì)存在，它们极有可能拥有另一种(zhǒng)神(shén)秘(mì)的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者(zhě)说是生(shēng)命进化的一个重要因素。

如果这一理论得到进一步(bù)的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的暗物质(zhì)会不会意(yì)味着(zhe)人(rén)类并不孤(gū)单呢(ne)？或许在宇宙当中某个(gè)角(jiǎo)落的(de)行(xíng)星上，暗物质正在通过(guò)这样的效(xiào)应创造生命。当然，这(zhè)些推论的大前提是要先找到(dào)暗物质存在(zài)的实际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是我更(gèng)新的动力！

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