宇宙是(shì)“人为制(zhì)造”的？为何(hé)会存(cún)在科(kē)学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟(jìng)是(shì)什么？人(rén)类(lèi)为了寻找暗物(wù)质存在的证据(jù)，科学家们在过去的几十年(nián)当中进行了超过50次的长期实验(yàn)，但是(shì)却(què)没有发现(xiàn)任何的有(yǒu)效证(zhèng)据(jù)。除了一个地方，在1687年出版(bǎn)的(de)自(zì)然哲学(xué)数(shù)学(xué)原理(lǐ)一书(shū)中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有引(yǐn)力定律，它(tā)揭示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文学家们发(fā)现某些(xiē)天体运行轨(guǐ)道出现异常(cháng)，不符合万有引(yǐn)力(lì)定律的时候，他们就会(huì)知道，周围一定有未知的天体通(tōng)过(guò)引力(lì)在(zài)摄动它的轨(guǐ)道。比如在(zài)1846年，奥(ào)本勒维(wéi)耶(yé)就通过天王星运行轨道(dào)的异(yì)常(cháng)，推算并且发(fā)现了(le)海王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万有引力(lì)定律所取(qǔ)得(dé)重(zhòng)大天文成就的例子。但(dàn)是这些发现(xiàn)都是在恒(héng)星系(xì)统的尺度(dù)当中，可当我们上(shàng)升(shēng)到星系或者是星(xīng)团的尺度(dù)，事情(qíng)就(jiù)开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理(lǐ)学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和测量后(hòu)发星(xīng)系团的质量。这是一个由数千个(gè)星(xīng)系所组成的巨大星系(xì)团(tuán)，这些星(xīng)系被引力束缚在一起。测量星系团(tuán)的质量(liàng)一(yī)般会使用到两(liǎng)种方法，当两种方法结(jié)果一致，就可(kě)以确(què)定其质量的范(fàn)围。

第一(yī)种是获得其(qí)"光度学的质量"，需(xū)要的(de)数(shù)据是测量各个星系(xì)的(de)光度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学(xué)质(zhì)量的计(jì)算，是利用光谱红移测量星(xīng)系团中的各个王宝强学历，王宝强不是84年的吗星系相对于星系团的(de)运动速度(dù)。当(dāng)测量结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹(zī)威(wēi)基彻底懵了(le)，“动力学(xué)质量(liàng)”竟(jìng)然是(shì)“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质(zhì)量消(xiāo)失了，或(huò)者说这(zhè)99%的质量(liàng)并不(bù)以可见光的形(xíng)式(shì)所存(cún)在(zài)，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在(zài)测量速度的过程中(zhōng)，兹威基发现星系团中很多星系(xì)的速(sù)度(dù)比理论上要快得(dé)多，按照(王宝强学历，王宝强不是84年的吗zhào)牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠(kào)这些可(kě)见(jiàn)星系的质(zhì)量所产生的引力是无法将它们束(shù)缚在(zài)星(xīng)系(xì)团(tuán)内(nèi)的，它们早就应该被抛出星系(xì)团之外了，除非有一种神秘(mì)的力量在起作用(yòng)，这种(zhǒng)力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹(zī)维基提出了这样部分不可(kě)见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反射(shè)光(guāng)，但(dàn)是它(tā)们却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中绝(jué)大部(bù)分的(de)质量。只是当时(shí)的人们对(duì)这样的一种说(shuō)法不(bù)屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗(àn)物质”这个词(cí)才(cái)再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙(xiān)女(nǚ)座星系(xì)中的恒星运动(dòng)。理论上来(lái)说，距(jù)离(lí)中心越远的恒(héng)星在其(qí)轨道上的运(yùn)行速度就会越慢(màn)。但(dàn)是他们观测(cè)的结果却让(ràng)人感到不可思议。

随着与中心距(jù)离的增(zēng)加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛(niú)顿的(de)万有引力定律，在(zài)星系当中如果没有(yǒu)足够大的质量(liàng)来吸(xī)引它们(men)，这些外围的恒(héng)星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基于这种现象，科(kē)学家们(men)会使用(yòng)一种相(xiāng)对标准的方法来(lái)解释暗物质的(de)存在，这(zhè)种方(fāng)法就是(shì)测量星(xīng)系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系中心的(de)距(jù)离(lí)，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如(rú)果出现(xiàn)异常的结果(guǒ)，就认(rèn)为是由(yóu)暗物(wù)质(zhì)的力量进(jìn)入其(qí)中。

于是(shì)科学家们通(tōng)过(guò)射电(diàn)望(wàng)远镜测(cè)量(liàng)了距离星系中心更远(yuǎn)距离的氢元(yuán)素，发现它们的(de)旋转速度(dù)并(bìng)不符(fú)合牛顿(dùn)的力学定律。我们的太阳系也不例(lì)外，太阳系位(wèi)于(yú)银河系的(de)第(dì)三悬臂之上，距离银河系(xì)中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力(lì)定(dìng)律(lǜ)进行计算(suàn)，太阳(yáng)系的(de)运行速(sù)度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的(de)速(sù)度(dù)围绕银(yín)河系旋转，这(zhè)个实(shí)际(jì)速度远远大(dà)于(yú)理论速度，那么产生以上这(zhè)种向心加(jiā)速度(dù)的原因很(hěn)可能就是存(cún)在着(zhe)一种我(wǒ)们看(kàn)不到(dào)的物质(zhì)，是这(zhè)些暗物质的(de)引力效应将星(xīng)系聚集在了一起(qǐ)。

也是从(cóng)这时开始，越(yuè)来(lái)越(yuè)多的研究人员开始(shǐ)相信暗物质的(de)存在。科学家根据星(xīng)系(xì)外恒星轨道的(de)速(sù)度，估算在星系当(dāng)中暗物(wù)质的质量占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯一可以解释这个现象的原因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引(yǐn)力效应(yīng)的(de)遥远恒星之(zhī)间(jiān)，也(yě)会(huì)出现速度(dù)上的微(wēi)小差异(yì)。另外，天文学家(jiā)还发(fā)现了一个反(fǎn)常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球(qiú)大(dà)约2.5亿(yì)光年(nián)，大小和(hé)银河(hé)系(xì)不多，但是星系(xì)当中存在的恒(héng)星数量却只有银河系(xì)的千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该星系必须(xū)存在暗(àn)物质，否(fǒu)则(zé)就会分崩离(lí)析(xī)。但是科学家们使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行了40个小(xiǎo)时(shí)的详(xiáng)细测量(liàng)之后，发现星系(xì)中的恒星运动(dòng)是可以用正常的物(wù)质和力学定律来(lái)解释的。那么又有人提出(chū)，也许(xǔ)该星(xīng)系(xì)的暗物质，已经被附(fù)近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系(xì)存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了暗(àn)物质的假(jiǎ)说(shuō)之外(wài)，另一种可能就是人类对引力的理解(jiě)还不够全面(miàn)，引力很可能(néng)在不同尺度空间中的工作方式是不同的(de)，这意味着在行星(xīng)系尺度中的天体会(huì)沿着(zhe)它(tā)们的轨(guǐ)道，按(àn)照我们所理解的方式运动。但是上升(shēng)到星系和星团的(de)尺度(dù)，引(yǐn)力之间的相(xiāng)互作用则是不同的方式。对(duì)于在星(xīng)系(xì)团之(zhī)间(jiān)的相互作用，科学家(jiā)还引入了外(wài)部场效应的概念，指的(de)是在数百万光(guāng)年的规模上，巨(jù)大的质量之(zhī)间会产生对彼(bǐ)此(cǐ)特(tè)殊的效果，这个(gè)理论(lùn)叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意(yì)味着我们需要对现在的物(wù)理定律进行(xíng)修正，这(zhè)些发(fā)现也让很多人(rén)认为暗物质假说理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关于(yú)暗(àn)物质存在的其他的理(lǐ)论(lùn)证据，这些(xiē)理(lǐ)论证据是蒙德理(lǐ)论所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年(nián)的子弹星(xīng)系团，由两个碰撞的星系(xì)团所组成，类似这(zhè)样的星团(tuán)，它(tā)们大(dà)部分的普(pǔ)通(tōng)质(zhì)量都在星系的(de)气体当中。当(dāng)星团以1000万公里/小时发生碰撞的时(shí)候，星际气体的相互作用(yòng)就会导致(zhì)温度的(de)急剧(jù)升高(gāo)，速度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在(zài)碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星系团(tuán)大部分的质量将位于所有这些气体(tǐ)所在的(de)中(zhōng)间区域。那么我们通过什(shén)么来验证(zhèng)它的质(zhì)量区域(yù)到底是不是集中(zhōng)在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望远(yuǎn)镜传回了(le)宇宙(zhòu)当(dāng)中第一张全彩的(de)高(gāo)清照(zhào)片(piàn)，在照片(piàn)中我们可(kě)以(yǐ)明(míng)显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨(jù)大的(de)形变。其实这些星(xīng)系本(běn)身并不是真的被扭(niǔ)曲了(le)，也不(bù)是韦伯(bó)望(wàng)远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被一个质量(liàng)超(chāo)级(jí)巨大的天体(tǐ)遮(zhē)挡，这个超(chāo)大质(zhì)量(liàng)的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都发(fā)生(shēng)了扭曲。这个现(xiàn)象就是(shì)引力(lì)透镜(jìng)效应。这个巨大的(de)天体(tǐ)可能是超大质量的黑洞或者是暗物(wù)质。

所以(yǐ)当人们对(duì)子弹星系团观测的时候，发现它的大(dà)质(zhì)量区域并不是在中间，而是在(zài)两侧(cè)。所以(yǐ)最好(hǎo)的(de)解释方法就是(shì)当星(xīng)团发生全部的碰撞时，可被观测(cè)到(dào)的质量气体被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接通过了(le)这(zhè)个区域(yù)，并(bìng)在两边形成了引(yǐn)力透镜(jìng)。对(duì)子弹星系团(tuán)的(de)引力透镜研究(jiū)也被认为是暗物质存在的迄(qì)今为止最好的(de)理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始(shǐ)，38万年之(zhī)后(hòu)，可见(jiàn)光终于(yú)可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了(le)。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间(jiān)背(bèi)景上留下了各相同性的微波(bō)辐射(shè)。其(qí)中红色的(de)部分表示温(wēn)度(dù)较高的区域，蓝色(sè)则(zé)表示相对较冷的区(qū)域，但实际上它(tā)们之间的温差只有万分之一。

科(kē)学家们通(tōng)过对前景背(bèi)景分离后的二(èr)值(zhí)图像进行连(lián)通域提取和(hé)标记之后(hòu)发现，如果宇(yǔ)宙(zhòu)当中没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看起来不应该是(shì)这样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的幅(fú)度会(huì)减小，才变(biàn)得看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹(pǐ)配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测(cè)量值，我(wǒ)们需要的暗(àn)物质大约是普通物质的5倍。这个数(shù)字与解释星系当中恒星运动所需(xū)要的(de)暗物(wù)质比例(lì)是一(yī)致的。这就意(yì)味着。

用(yòng)了一(yī)个(gè)简(jiǎn)单的理论框(kuāng)架，就很好地解释了(le)很(hěn)多不同的观测结果。而暗物(wù)质(zhì)的本质(zhì)就是(shì)宇宙当中存在着(zhe)某种类型的(de)粒(lì)子，它(tā)们不参(cān)与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引力(lì)来相互作用。所以(yǐ)如果能(néng)够找到(dào)这种粒子的存在，就相当于找到了暗物(wù)质存(cún)在的实(shí)际证据。这种粒子到底(dǐ)是(shì)什么？科学(xué)家们已经(jīng)提出了数十(shí)种的假想目标，而要寻找这些不同(tóng)的目标粒子所需(xū)要的实验(yàn)方式也不(bù)相同(tóng)。在过(guò)去的几十年当中，人类为了(le)寻找这些看(kàn)不(bù)见、摸不到，几乎(hū)不会与常规物质(zhì)相(xiāng)互作用(yòng)的“暗物质”，科学(xué)家(jiā)们已(yǐ)经(jīng)进行(xíng)了超(chāo)过50次的实验，却(què)没有任何实质性的发现，除了(le)一(yī)个(gè)地方，意(yì)大利的格(gé)兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着地球上最大的地(dì)学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个(gè)三层楼高的探测器，一直(zhí)致力于寻找暗(àn)物质粒子的周期(qī)性震荡。

自(zì)1997年以(yǐ)来，这里的科学(xué)家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多(duō)年的数(shù)据收集，人(rén)们(men)发(fā)现了一(yī)个有趣的事情。探(tàn)测率会在每年(nián)的(de)6月份达到峰值，然(rán)后在11月(yuè)降到最低，而(ér)且在20年当中(zhōng)每年(nián)都是一样。一些科学家(jiā)认为这(zhè)可能是人(rén)类发现暗(àn)物质的第(dì)一个直接证据(jù)。

但是为什么暗物质会产生周期性的(de)年度信号呢(ne)？刚才我们讲(jiǎng)了太(tài)阳系正在以220公(gōng)里/秒(miǎo)的(de)速(sù)度围绕着银河系进行移动(dòng)，那么如果暗物质存(cún)在宇宙当(dāng)中，这(zhè)意味着我们也在以这样的速度在穿(chuān)越着暗物质流，这(zhè)个过程中会产(chǎn)生相应(yīng)的振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度(dù)围绕(rào)太阳(yáng)进行旋转。所以有半年(nián)的时间(jiān)，地(dì)球围绕(rào)太阳的方向与太阳(yáng)环(huán)绕(rào)银河(hé)系的方向是一致的(de)，而另外(wài)半年则(zé)与之相反。

而(ér)在6月份的(de)时候，地球(qiú)与太阳(yáng)的(de)方向正好达到完全一致(zhì)，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时(shí)段。而在11月份(fèn)，又恰(qià)好达到了最慢值。尽管在实(shí)际(jì)的情况中，太阳系相对银河系的平(píng)面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理论的有(yǒu)效性(xìng)。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究人员们所观测到的周期性(xìng)信(xìn)号(hào)。当然也(yě)可能有其他的(de)情况，造成这种年(nián)度周期信号的差异也可能是温度、湿(shī)度、土(tǔ)壤中的水分(fēn)、高山(shān)上的积(jī)雪，甚(shèn)至连意大利游客(kè)的数量也符(fú)合(hé)这个(gè)周期的规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学家们又在南半(bàn)球建立了一个几乎相同的实验室，这里(lǐ)的季节(jié)与之前的(de)实验室正好相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物质流的运动(dòng)特征(zhēng)和第一个实验室(shì)是一样的。

因此，如果(guǒ)在(zài)这里可以得(dé)到(dào)相同的信号，就可(kě)以成为(wèi)暗物(wù)质(zhì)所存在的非常有力(lì)的证(zhèng)据了。但是由(yóu)于这个(gè)实验室刚刚建(jiàn)成不久，所以截(jié)至目前(qián)还无(wú)法提供相应的数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷(léi)斯罗(luó)曼”，它的(de)主(zhǔ)镜大小跟哈(hā)勃(bó)望远(yuǎn)镜相同(tóng)，但它的宽(kuān)视场仪(yí)器提供(gōng)的视野是哈(hā)勃(bó)红外仪器(qì)的100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗曼太空望远镜其中(zhōng)一个关(guān)键的用途就是探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于(yú)探(tàn)测(cè)的结果，我们(men)只能拭目以待了。费米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如果暗物(wù)质存在(zài)，它(tā)们极有可能拥有另一种(zhǒng)神秘的效应，这(zhè)种暗物质(zhì)效应，会(huì)支持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或者说是生命进(jìn)化的一(yī)个(gè)重(zhòng)要因素。

如果这一(yī)理论得到进一步的证(zhèng)实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗物质会不(bù)会意味着人类(lèi)并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角落的(de)行星上，暗物(wù)质正在通过这样(yàng)的效应创造生命。当然，这些推论的(de)大(dà)前提(tí)是要先(xiān)找(zhǎo)到暗物质存在的实际(jì)证据(jù)。那么小伙伴们(men)，你们觉(jué)得暗物(wù)质(zhì)到底存不存在呢(ne)？喜(xǐ)欢请点赞，你(nǐ)的支持是(shì)我更(gèng)新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 王宝强学历，王宝强不是84年的吗