宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在科学无法解(jiě)释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟是什么(me)？人类为了寻找暗物质(zhì)存在的证据，科学(xué)家们(men)在(zài)过去的几(jǐ)十年当(dāng)中进行(xíng)了超过50次的长期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地(dì)方(fāng)，在1687年出版的自(zì)然哲学数学(xué)原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙中天体运动的(de)规律。往后的几百年来，当天文学家们发现(xiàn)某些天体(tǐ)运行轨道出现异常，不符合万有引(yǐn)力(lì)定律的时(shí)候，他们就会知道，周围一定有未知的天(tiān)体通过(guò)引力在摄动它(tā)的(de)轨(guǐ)道(dào)。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王(wáng)星运行轨道的异常，推算(suàn)并且发现了(le)海王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星(xīng)的发现都是应用(yòng)万有引力定律所取得重(zhòng)大天文成就的例(lì)子。但是这些(xiē)发现都是在恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我们上(shàng)升到星(xīng)系或者(zhě)是星团的尺度，事情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里茨兹威基正在研究(jiū)和测量后发(fā)星系团的(de)质量。这(zhè)是一个由(yóu)数千个星(xīng)系所组成的巨大星系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一(yī)起。测量星系团的(de)质量一般会使用到两种方法，当(dāng)两种方法结果一致，就可以确(què)定其质量的范围。

第(dì)一(yī)种是获得其"光度学的(de)质量(liàng)"，需要(yào)的数据是测量各个星系(xì)的光度。

第二种是动(dòng)力学质(zhì)量(liàng)的计算(suàn)，是利用光谱红移测量(liàng)星系团中的各个星系相对于星系团的运动速度(dù)。当测(cè)量结果出来之后，兹威基彻底懵了(le)，“动力学(xué)质量”竟然是(shì)“光(guāng)度学质量”的400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后发座星(xīng)系(xì)团有99%的(de)质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说这(zhè)99%的(de)质量(liàng)并(bìng)不以可见光的形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡异的(de)是，在测量速度(dù)的(de)过程(chéng)中，兹(zī)威基发现星系(xì)团中(zhōng)很多星(xīng)系的(de)速度比理(lǐ)论上要(yào)快得(dé)多，按照牛(niú)顿的(de)运动学定律，仅靠这些(xiē)可见星系的质量所产生的引力是(shì)无法将它们束缚(fù)在星系团内的，它(tā)们早就应(yīng)该被抛出星系团之外了(le)，除非有一(yī)种神(shén)秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力(lì)量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基(jī)提出(chū)了这样部(bù)分不可见的暗(àn)质，它(tā)不(bù)发散光、吸光(guāng)、反(fǎn)射(shè)光，但是它们却占据(jù)着(zhe)宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当时(shí)的人们对这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个(gè)词才(cái)再一次出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙女座(zuò)星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动(dòng)。理论(lùn)上来说，距离(lí)中心越远的恒星(xīng)在其轨道上的运行速度(dù)就会越慢。但是他(tā)们观测的结(jié)果却让人(rén)感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星(xīng)的旋转(zhuǎn)速(sù)度几乎保持不变。可是根据牛(niú)顿(dùn)的万有引力定律，在(zài)星系当中(zhōng)如果没有足够大(dà)的质(zhì)量(liàng)来吸(xī)引它(tā)们(men)，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基(jī)于这种现象，科学家们会使用一种相对标准的方法来解释暗(àn)物质的(de)存在，这种方法就是测量星系当中气体在(zài)X轴上(shàng)距离星系(xì)中心(xīn)的距离，以及(jí)在(zài)Y轴(zhóu)上(shàng)气体的旋(xuán)转速度。如果出现异常的结果，就认为是由(yóu)暗物质的力(lì)量进入其中。

于是科(kē)学家们通过射电(diàn)望远(yuǎn)镜测(cè)量(liàng)了(le)距(jù)离(lí)星系(xì)中心(xīn)更远距离的氢元素，发现它们的(de)旋(xuán)转速度(dù)并(bìng)不符合牛顿的力(lì)学定律。我们的太阳系也不(bù)例外，太阳(yáng)系位于银河系(xì)的(de)第三悬臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进(jìn)行计(jì)算，太阳系(xì)的运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系(xì)正在以220千(qiān)米/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银河系旋转，这(zhè)个(gè)实际速(sù)度远远大于理论速度，那么产生(shēng)以(yǐ)上这种向心加(jiā)速度的原因很可(kě)能就(jiù)是(shì)存在着一种我们看(kàn)不到的物(wù)质，是这些暗物质(zhì)的引力效应将星系(xì)聚集在了一起。

也(yě)是从这(zhè)时开始，越来越(yuè)多的研(yán)究人员开始相(xiāng)信暗(àn)物质(zhì)的(de)存在(zài)。科学(xué)家根据(jù)星系(xì)外恒(héng)星轨道的速度，估算在星系当(dāng)中(zhōng)暗物质的质(zhì)量占整个星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物(wù)质(zhì)并不(bù)是唯一可以(yǐ)解释这(zhè)个现象的原因。在一项新的(de)研究当中，科学家(jiā)们发现，几(jǐ)乎没(méi)有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥(yáo)远(yuǎn)恒星(xīng)之(zhī)间，也会出现速度上(shàng)的微小(xiǎo)差(chà)异。另(lìng)外，天(tiān)文学家还发现了一个(gè)反常的星(xīng)系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地(dì)球大约(yuē)2.5亿光年，大小和(hé)银河系不(bù)多，但是星(xīng)系当中(zhōng)存在(zài)的恒星数量(liàng)却只有银(yín)河系的千分之一。

虎眼石怎么辨别真假，虎眼石什么人不能戴rc="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/a67445eab7c8392.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所(suǒ)以(yǐ)在理论(lùn)上(shàng)，该星系必须存在(zài)暗物质，否则就会分(fēn)崩离(lí)析。但(dàn)是科学家们使(shǐ)用最先进的(de)望(wàng)远镜对其进行了(le)40个小时的详细测量(liàng)之(zhī)后，发(fā)现星(xīng)系中的恒星运(yùn)动(dòng)是可以(yǐ)用(yòng)正常的物质(zhì)和(hé)力(lì)学定律(lǜ)来解释(shì)的。那(nà)么又有人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经被附近的另一(yī)个大星系剥离(lí)了。奇怪(guài)的(de)是，它的附(fù)近(jìn)没有任何(hé)星系存在。造成这些现(xiàn)象的除(chú)了暗(àn)物质的假说(shuō)之外(wài)，另(lìng)一种可能就是人类对(duì)引力的(de)理解还不够全面，引(yǐn)力(lì)很可能在不(bù)同尺度空间中的工作方式(shì)是不同的(de)，这意味着在行星系尺度(dù)中的(de)天(tiān)体会沿着它们的轨道，按照(zhào)我们所理(lǐ)解的方式(shì)运动虎眼石怎么辨别真假，虎眼石什么人不能戴。但是(shì)上升到星(xīng)系和星团的尺度，引力之间的相互作用则是不(bù)同的方式(shì)。对(duì)于在星系团之间的相(xiāng)互作用，科学家还(hái)引入了外部场(chǎng)效应的概念，指的是在数百万光(guāng)年的(de)规模上，巨大的质量之间会产(chǎn)生对彼(bǐ)此(cǐ)特殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙(méng)德理论成(chéng)立(lì)，这意味着我们需要对现在的物理定律(lǜ)进行修(xiū)正，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质假(jiǎ)说(shuō)理论就此(cǐ)终(zhōng)结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗(àn)物质(zhì)存在的其他的理论证(zhèng)据，这些理论证据(jù)是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引力(lì)透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年(nián)的子弹星(xīng)系团(tuán)，由两(liǎng)个碰(pèng)撞的星系(xì)团(tuán)所组成，类似这(zhè)样的星团，它(tā)们大(dà)部分(fēn)的(de)普通质(zhì)量都在星(xīng)系的气(qì)体当中。当星(xīng)团以1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的(de)时(shí)候，星际气(qì)体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大(dà)幅降低(dī)。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团(tuán)大部(bù)分的(de)质(zhì)量将位于所(suǒ)有(yǒu)这些气体所(suǒ)在的中间区(qū)域。那(nà)么我们(men)通过什么(me)来验证(zhèng)它(tā)的质(zhì)量(liàng)区(qū)域(yù)到(dào)底是不是集中在(zài)中间呢？前(qián)不久，詹姆斯(sī)韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全彩的高清照片，在照(zhào)片中我(wǒ)们可(kě)以(yǐ)明显地看到很多(duō)星系似(shì)乎被拉伸产生了巨(jù)大的(de)形变。其实这些星系本(běn)身并不是真的(de)被扭曲了，也不是韦(wéi)伯望远镜出了什么(me)问(wèn)题，而是(shì)这样极(jí)遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被一个质(zhì)量超级巨(jù)大的天体(tǐ)遮挡(dǎng)，这(zhè)个(gè)超(chāo)大(dà)质量(liàng)的东西(xī)的引力，会使(shǐ)身后更遥远星(xīng)系的光都发生了(le)扭曲。这个现象就是(shì)引(yǐn)力透镜效应(yīng)。这个(gè)巨大(dà)的天体可能是超大质(zhì)量的黑洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人(rén)们对子(zi)弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域并不是(shì)在(zài)中间，而是在两侧(cè)。所以(yǐ)最(zuì)好的解(jiě)释方法就是当星团发生全部(bù)的(de)碰撞(zhuàng)时，可被(bèi)观测到的质量气体被卡(kǎ)在了(le)中间，暗(àn)物质则直接(jiē)通过了这个区域，并在(zài)两(liǎng)边形成了引力透镜。对子(zi)弹星系团(tuán)的引力透镜研究也被认为(wèi)是暗物质存(cún)在的迄今为止最好的理论(lùn)证(zhèng)据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后(hòu)，可(kě)见光(guāng)终(zhōng)于可(kě)以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙当(dāng)中了(le)。经过了130多亿年之后，这些光在(zài)宇(yǔ)宙空间背(bèi)景上(shàng)留下了(le)各(gè)相同性的微波辐射。其中红色(sè)的部分表示温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域(yù)，但实际上它们之间的温差(chà)只有万分之一。

科(kē)学(xué)家(jiā)们通过对前景背景(jǐng)分(fēn)离后(hòu)的(de)二值图(tú)像进(jìn)行连通域提取(qǔ)和标(biāo)记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形(xíng)看起(qǐ)来不(bù)应该是(shì)这样的(de)，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小，才变得看(kàn)起来(lái)“和谐”。为了(le)匹配宇(yǔ)宙微波(bō)背(bèi)景辐(fú)射的测量值，我们(men)需要(yào)的暗物质(zhì)大约是普通物质(zhì)的5倍。这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(zhì)的。这就意(yì)味着。

用(yòng)了一个简单的(de)理论框架，就很好(hǎo)地解释了很多不同的观测结(jié)果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是宇(yǔ)宙(zhòu)当中存(cún)在着(zhe)某(mǒu)种类型的(de)粒子，它们不参与(yǔ)任何其他的电(diàn)磁作用，只通过引(yǐn)力来(lái)相(xiāng)互作用。所以如果能够找到这种粒子的(de)存(cún)在，就相(xiāng)当于找到了暗物(wù)质存在的实际证(zhèng)据。这(zhè)种粒子到底是(shì)什么(me)？科学家们已(yǐ)经提出了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻(xún)找这些不同的目(mù)标(biāo)粒子(zi)所需要的实验方式也不(bù)相同。在过去的几十(shí)年当中(zhōng)，人类(lèi)为了寻找(zhǎo)这些看不(bù)见、摸不到，几(jǐ)乎不会(huì)与(yǔ)常规物质相互作用的(de)“暗物质”，科学家们已经进行了超(chāo)过50次的实验，却没(méi)有任何实质性(xìng)的发现，除了一个(gè)地方，意(yì)大利的格兰萨索(suǒ)山，隶(lì)属(shǔ)于阿尔卑斯(sī)山(shān)脉。

在(zài)山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着地球上最大(dà)的地学实验(yàn)室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个(gè)三层楼高的(de)探测(cè)器，一直致力(lì)于寻找暗物(wù)质粒子(zi)的周期(qī)性(xìng)震(zhèn)荡。

自1997年以(yǐ)来，这(zhè)里(lǐ)的科学家声称观(guān)测到(dào)了某种信号。经过了20多年的数据(jù)收集，人们发(fā)现了(le)一个有趣(qù)的事情。探测率会在每年的(de)6月份达到峰值，然后在(zài)11月降到最低，而且在20年(nián)当中每年(nián)都(dōu)是(shì)一样。一些科学家认(rèn)为这(zhè)可能是人类发现暗物(wù)质的第一(yī)个直接证据。

但(dàn)是为什(shén)么暗物(wù)质(zhì)会(huì)产生周期性的年(nián)度信(xìn)号呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正(zhèng)在以220公里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物质存(cún)在宇宙当中(zhōng)，这(zhè)意味着我们也(yě)在以(yǐ)这(zhè)样的(de)速度(dù)在穿越着暗(àn)物质流，这个(gè)过程中会(huì)产生(shēng)相(xiāng)应(yīng)的振荡，同时地(dì)球又以(yǐ)30公里/秒的速度围(wéi)绕(rào)太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的(de)方向(xiàng)与(yǔ)太阳环绕银河系的(de)方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月(yuè)份的时候，地球(qiú)与(yǔ)太阳的方向正好达到(dào)完全一致(zhì)，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了(le)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(le)60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的(de)有(yǒu)效性。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研(yán)究人(rén)员们(men)所观测到的周期(qī)性信号(hào)。当(dāng)然也(yě)可能有其(qí)他的情况(kuàng)，造成这(zhè)种(zhǒng)年度周期信(xìn)号(hào)的差异也可能是温(wēn)度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大利游(yóu)客的数量也符合这个周期的(de)规律。

所以，科学家们又在南半球(qiú)建立了一个几乎相同的实验室，这里的季(jì)节与(yǔ)之前的(de)实验室正好相(xiāng)反，而(ér)在这里，地球穿过暗(àn)物(wù)质流(liú)的运动特征和(hé)第一(yī)个实(shí)验室是一样的。

因此，如果在这里(lǐ)可以得到相同的信号，就可(kě)以成为暗物质所存在的非常有力的证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建(jiàn)成(chéng)不久，所以截至目前还无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这台太空望远镜叫(jiào)做(zuò)“南希格(gé)雷斯(sī)罗(luó)曼”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但(dàn)它的宽视场仪(yí)器提供的视(shì)野是哈(hā)勃红外(wài)仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远镜其(qí)中一(yī)个关键的用(yòng)途就(jiù)是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只(zhǐ)能(néng)拭(shì)目以待了。费米(mǐ)实验室粒子天体(tǐ)物(wù)理(lǐ)中(zhōng)心的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物(wù)质存在，它(tā)们(men)极有可能拥有(yǒu)另一种(zhǒng)神秘的效(xiào)应，这种暗(àn)物质(zhì)效应，会支持宇宙当中(zhōng)生(shēng)命的(de)诞生，或者(zhě)说(shuō)是(shì)生命进(jìn)化的一个重要因素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会不会意味(wèi)着人类(lèi)并(bìng)不孤单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的行星上，暗物质正在通过(guò)这样的效应创造生(shēng)命。当然，这些推论的大前提是要(yào)先找到暗物质存(cún)在(zài)的实际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的(de)支持是我更新的动力！

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