宇宙是“人为制造”的？为何会存在(zài)科(kē)学无法解(jiě)释的“暗物质”？暗物(wù)质又究(jiū)竟(jìng)是什么？人类为(wèi)了寻找暗物质存在(zài)的(de)证据，科学家们在(zài)过去的几十(shí)年当中进(jìn)行了超(chāo)过50次的长期实验，但是却没有发现任(rèn)何的有(yǒu)效(xiào)证据。除了一个(gè)地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数(shù)学原理(lǐ)一书中，埃(āi)萨克(kè)牛顿发表(biǎo)了万有引力定(dìng)律(lǜ)，它揭示了宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运动的(de)规律。往后的(de)几百年来，当天文学家们发现某(mǒu)些天体运行(xíng)轨道出现异常(cháng)，不符合万有引力定律的时候，他们就会知道，周围(wéi)一定有未知的天体通过(guò)引力在(zài)摄动(dòng)它的(de)轨道。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥(ào)本勒(lēi)维耶(yé)就(jiù)通过天王星运行轨道的异常(cháng)，推算并且发(fā)现了海王星的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的发(fā)现都(dōu)是应用(yòng)万有引力定律所取得重(zhòng)大天(tiān)文成(chéng)就(jiù)的例(lì)子。但(dàn)是这些发现都是(shì)在恒星系统的尺度当中，可(kě)当我(wǒ)们上(shàng)升到星系(xì)或者是(shì)星团的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和(hé)测量后发星(xīng)系团的(de)质量。这是一个由数千个星(xīng)系所组成的(de)巨大星系团，这些星(xīng)系(xì)被(bèi)引力束缚在一起。测量星系团(tuán)的质(zhì)量一般会(huì)使用到两种方法，当两种方法结果一(yī)致，就可以确(què)定(dìng)其(qí)质量的(de)范围。

第一种是获(huò)得其"光度学(xué)的质量(liàng)"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二(èr)种是(shì)动力学(xué)质量的计(jì)算(suàn)，是利用光谱红移测量星系团中的各个星(xīng)系相(xiāng)对于(yú)星(xīng)系团的(de)运动(dòng)速(sù)度。当测(cè)量(liàng)结(jié)果出来之后，兹威基(jī)彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后发(fā)座星(xīng)系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并(bìng)不以可见光的形式所存(cún)在，我们无法看到。最诡异(yì)的是，在测量速度的过程中，兹威基发(fā)现星系团中很多(duō)星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系(xì)的质(zhì)量所产生(shēng)的引力是无法将它们束(shù)缚在星(xīng)系团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星系团(tuán)之外了，除非有一种神秘的力(lì)量在起作用，这(zhè)种(zhǒng)力量(liàng)来源(yuán)于某种隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据(jù)此，兹(zī)维基提(tí)出了这样部分不可见的(de)暗质，它不发(fā)散光(guāng)、吸光、反射(shè)光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物(wù)质”这个词才(cái)再一(yī)次出(chū)现。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙(xiān)女座星(xīng)系中的(de)恒星运动。理论上来说，距离中心(xīn)越(yuè)远的(de)恒星(xīng)在其轨道(dào)上的运行速度就会(huì)越慢。但(dàn)是他们观测的(de)结果却让人感到(dào)不可思议。

随(suí)着与中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变(biàn)。可(kě)是根据牛(niú)顿的万有引(yǐn)力定律，在星系当中(zhōng)如(rú)果没有足够大的质量来吸(xī)引它们，这些(xiē)外(wài)围的恒(héng)星(xīng)早就(jiù)被(bèi)甩到(dào)宇(yǔ)宙当中了。基于这种现象，科学家们会使(shǐ)用一种相对标准的方法(fǎ)来解释暗物质的存(cún)在，这种(zhǒng)方法(fǎ)就是(shì)测(cè)量(liàng)星系当中气体在X轴上距离星系(xì)中心(xīn)的(de)距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如果出现异常(cháng)的结果，就认为是由暗物质(zhì)的力量进入(rù)其中。

于是(shì)科学(xué)家们通过射(shè)电望远(yuǎn)镜测量了(le)距离星系中(zhōng)心更远距离(lí)的氢元素(sù)，发现它们的旋转速度(dù)并不符合牛顿的(de)力学定律。我们的太阳(yáng)系也不例外(wài)，太阳系位于银河(hé)系的第三悬臂之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光年(nián)，根(gēn)据万有引力定(dìng)律(lǜ)进行(xíng)计算，太阳系的(de)运行(xíng)速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系正在以(yǐ)220千米/秒的速度围绕银(yín)河系旋转，这个实际速度远远大于理论速(sù)度，那么产生以上(shàng)这种向心加速(sù)度的(de)原因很可能就是存在着一(yī)种我(wǒ)们(men)看(kàn)不(bù)到的物质，是这(zhè)些暗(àn)物(wù)质的引力效应将星系聚集在了一起。

也是从这(zhè)时开(kāi)始(shǐ)，越来(lái)越多的研(yán)究人员开始相信暗物质的存(cún)在。科学家根据星系外(wài)恒星轨道的速(sù)度，估算在星系当中(zhōng)暗物质的(de)质量(liàng)占整个(gè)星系质量的85%。但(dàn)是(shì)，暗物质(zhì)并不(bù)是唯一可以解(jiě)释这个现象的原因。在一项新的(de)研究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之(zhī)间，也(yě)会出(chū)现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星(xīng)系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个星系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒(héng)星数量却(què)只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物(wù)质，否则就会分崩离析。但是科学(xué)家(jiā)们使用最先(xiān)进(jìn)的望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)对其(qí)进行(xíng)了40个小时的详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒(héng)星(xīng)运(yùn)动是可以(yǐ)用正常的(de)物质(zhì)和力学定(dìng)律来解释的。那(nà)么(me)又有人提出(chū)，也(yě)许该星系的(de)暗物(wù)质(zhì)，已经被附(fù)近(jìn)的另一(yī)个大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附(fù)近没有任何星系存(cún)在。造成这些现象的除(chú)了(le)暗(àn)物质的假说之外(wài)，另一(yī)种可能就(jiù)是人类(lèi)对引力的(de)理解(jiě)还不够全面，引力很(hěn)可(kě)能(néng)在不(bù)同(tóng)尺度空间中的工作方式是不同的(de)，这意味着在(zài)行星系尺度中的天体会沿着它们的(de)轨(guǐ)道，按(àn)照我(wǒ)们所理(lǐ)解的方式运(yùn)动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间的(de)相互(hù)作用则(zé)是不同的方式。对于在(zài)星系团之间的相互作(zuò)用，科(kē)学(xué)家还(hái)引入(rù)了(le)外部(bù)场效应(yīng)的(de)概念(niàn)，指的是在数百万光年(nián)的规模上，巨大(dà)的质量之间会产生对彼此特(tè)殊(shū)的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现360借条是正规的吗在的物理定律进(jìn)行修正(zhèng)，这(zhè)些发现也让(ràng)很多人(rén)认为(wèi)暗物质假说理论就此终结(jié)。但是在宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)还(hái)有关于暗物质存在(zài)的其他的理论证据，这些理论证据是(shì)蒙德理论所(suǒ)没法解释的“引力(lì)透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离为(wèi)37亿(yì)光年的子弹星系(xì)团，由(yóu)两个碰(pèng)撞的(de)星系团(tuán)所组成，类似这样的星团，它(tā)们大部(bù)分的普(pǔ)通质量都在(zài)星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星际气体的相互作用(yòng)就会导致温度的(de)急剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在(zài)碰(pèng)撞之后(hòu)，子弹星系团大(dà)部(bù)分的质(zhì)量将位于(yú)所(suǒ)有这些(xiē)气体所在的中间(jiān)区域。那么我们(men)通过什么(me)来验证它的质量区域到底(dǐ)是不(bù)是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太(tài)空望远镜(jìng)传回了宇宙当(dāng)中第一(yī)张全彩的高清照(zhào)片，在照(zhào)片中我们可以(yǐ)明显地(dì)看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些(xiē)星(xīng)系本身(shēn)并不(bù)是真(zhēn)的被扭曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了什么(me)问题，而是(shì)这样极遥远的天体和我们地球上的(de)观(guān)测者之间。被一个质量超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超大(dà)质量的东西的引(yǐn)力，会使身后(hòu)更遥远(yuǎn)星(xīng)系的光(guāng)都(dōu)发生了扭曲(qū)。这(zhè)个(gè)现(xiàn)象(xiàng)就是引力透镜效(xiào)应。这个巨(jù)大的天体可(kě)能是超大质量的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物(wù)质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系(xì)团观测(cè)的时候，发现它的大质量区域(yù)并不是在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最(zuì)好的解释方法就(jiù)是当星团发生全(quán)部的碰撞(zhuàng)时，可被观测(cè)到的质量气体(tǐ)被卡在了(le)中间，暗物质(zhì)则直接通过了这个区域，并在两边形成了引(yǐn)力透镜(jìng)。对子弹星系(xì)团的引力透镜研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除(chú)此之外，还有来自宇宙当中最古老的光(guāng)。从(cóng)宇宙大爆炸(zhà)开(kāi)始，38万年之后(hòu)，可(kě)见(jiàn)光终于可以畅通无阻地穿(chuān)越(yuè)在(zài)宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙(zhòu)空(kōng)间背景上留下了各相(xiāng)同性的微(wēi)波辐射。其中红(hóng)色的部分表(biǎo)示温度较高的区域(yù)，蓝(lán)色则表示相对较冷的区域，但实际上它们(men)之间的温差只有万分之一。

科学家(jiā)们通过对(duì)前景背景分离后(hòu)的(de)二(èr)值图像进行(xíng)连通域提取和标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)没有暗物(wù)质，图形(xíng)看起来不应该是(shì)这样的，而随着暗物质的增(zēng)加，一些峰值的幅(fú)度会减小，才(cái)变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背(bèi)景辐射(shè)的测量值，我们需要(yào)的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数字(zì)与解释星系当中恒星运动所需(xū)要的暗物质比例是一(yī)致的(de)。这就意味着(zhe)。

用了一个简单的理论框架，就很好地解释了很(hěn)多不同(tóng)的观测(cè)结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的(de)粒子，它们不(bù)参与任何(hé)其他的电磁作用，只(zhǐ)通360借条是正规的吗过引力来相互作用。所以如果(guǒ)能够360借条是正规的吗(gòu)找到这种粒子的(de)存在，就相当于找到了(le)暗物质(zhì)存在的(de)实(shí)际证据。这(zhè)种粒子到底是什么？科学家们已经(jīng)提出了(le)数十(shí)种的假想目标，而(ér)要寻找这些不同的(de)目(mù)标粒子(zi)所需要的实验方式也不相同。在过(guò)去的几十年当中，人(rén)类为了寻找(zhǎo)这些看(kàn)不见(jiàn)、摸(mō)不(bù)到(dào)，几乎不会与常规(guī)物质相互(hù)作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的(de)实验(yàn)，却(què)没(méi)有任(rèn)何实质(zhì)性的(de)发现，除了(le)一个地(dì)方，意大利的(de)格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大(dà)的地学实验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼(lóu)高的探(tàn)测器，一直(zhí)致力于寻找暗物(wù)质粒(lì)子的周期(qī)性震荡。

自1997年(nián)以来(lái)，这里的科学家(jiā)声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过(guò)了20多年(nián)的数据收集，人们发现了(le)一个(gè)有趣的事情。探测(cè)率会在(zài)每年的6月份达到峰值，然后在(zài)11月(yuè)降到最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样。一些科(kē)学家认为这(zhè)可能是人类发现暗(àn)物质(zhì)的第一个直接证据。

但是为什(shén)么暗物质会(huì)产生周(zhōu)期性(xìng)的年度信号呢？刚才我们讲了太(tài)阳(yáng)系(xì)正(zhèng)在以220公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度(dù)围绕着(zhe)银(yín)河(hé)系进(jìn)行(xíng)移(yí)动，那么如果暗物(wù)质存在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也在以(yǐ)这样(yàng)的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太(tài)阳(yáng)进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有(yǒu)半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环(huán)绕(rào)银河系的方向(xiàng)是一致的，而另外半(bàn)年(nián)则与(yǔ)之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳的方向(xiàng)正好达到(dào)完全一致(zhì)，这是理论上地球穿(chuān)越暗物(wù)质流最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰(qià)好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际的(de)情况中，太阳系相对银河(hé)系的(de)平面(miàn)呈现了(le)60度的(de)倾斜，但(dàn)是这(zhè)并(bìng)不(bù)影响(xiǎng)这(zhè)个理(lǐ)论的有效(xiào)性。

因(yīn)此(cǐ)科学家认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的周期性(xìng)信号。当然也可能(néng)有其他的(de)情况，造成这种年(nián)度周期信号的差(chà)异也可能是(shì)温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山上的积(jī)雪(xuě)，甚至连(lián)意大利(lì)游客的数量(liàng)也(yě)符合这个(gè)周期(qī)的(de)规律。

所以，科学家们又在南半球建立了一(yī)个几(jǐ)乎(hū)相同的实验室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而(ér)在(zài)这里，地球(qiú)穿过暗物质(zhì)流的运动特征和第一(yī)个实验室(shì)是(shì)一样的。

因此，如果在这里可(kě)以得到(dào)相(xiāng)同的(de)信号(hào)，就(jiù)可(kě)以成(chéng)为(wèi)暗(àn)物质所存在(zài)的非常有力的证(zhèng)据了。但(dàn)是由(yóu)于这个实(shí)验室刚刚(gāng)建(jiàn)成不久，所(suǒ)以截至目前还无法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的望远镜，这台(tái)太空望远镜叫(jiào)做“南希格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的宽视场仪(yí)器提供的视(shì)野(yě)是(shì)哈(hā)勃红外仪器的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(shì)探索暗(àn)物质背后的奥(ào)秘，对于探测(cè)的结果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米实验(yàn)室(shì)粒子天体物理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特(tè)芬研究发(fā)现，如(rú)果暗物质存在(zài)，它们极有(yǒu)可能拥(yōng)有另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或者(zhě)说是生(shēng)命进化的(de)一个重(zhòng)要因素。

如果这一(yī)理论得到进(jìn)一步的证实，那(nà)么(me)遍(biàn)布宇宙(zhòu)当中的暗物质会不会意味着(zhe)人(rén)类并不孤(gū)单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落的行星(xīng)上，暗物质正在(zài)通(tōng)过这(zhè)样的效应创造生命。当(dāng)然，这些推(tuī)论(lùn)的大前提(tí)是要先找(zhǎo)到暗物(wù)质存在的实际(jì)证据。那么(me)小伙伴们，你们(men)觉(jué)得暗(àn)物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是(shì)我更新的动(dòng)力！

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