宇宙(zhòu)是“人(rén)为制造”的？为何会存在科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为了寻找暗(àn)物质存在(zài)的证据，科学家们在过去(qù)的几(jǐ)十年当中(zhōng)进行了超过50次(cì)的长期实验，但是却没有发(fā)现任何的有效证据。除了(le)一个地(dì)方，在1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨克(kè)牛顿(dùn)发表了(le)万有引力定律，它揭(jiē)示了宇(yǔ)宙中天(tiān)体运(yùn)动的规(guī)律。往后(hòu)的(de)几百年来，当天文学家们发现某些天(tiān)体运行轨道出现异常，不符合(hé)万有引力定律的(de)时候，他们就会(huì)知道，周(zhōu)围(wéi)一定有未知的天(tiān)体通过引(yǐn)力在摄(shè)动它的轨道。比如在(zài)1846年(nián)，奥本勒维耶就(jiù)通过(guò)天王(wáng)星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现了海王(wáng)星(xīng)的(de)存(cún)在。另外，哈(hā)雷彗(huì)星、冥王星的发(fā)现都(dōu)是应用万有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律所取得(dé)重大天文成就(jiù)的例子。但是这些发现(xiàn)都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或者是星团的(de)尺度(dù)，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗(fú)里(lǐ)茨兹威基(jī)正在研究和(hé)测(cè)量后发星系团的质量。这是一个由数千(qiān)个星系所组成的巨大星(xīng)系团，这(zhè)些星系被引力束(shù)缚在一起。测量星系(xì)团的质量一般(bān)会使用到两种方法，当两(liǎng)种方法结果(guǒ)一致，就可(kě)以确定其(qí)质(zhì)量的范(fàn)围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要的数据(jù)是测量各个星(xīng)系的光(guāng)度。

第(dì)二种是动力(lì)学质量的计(jì)算，是利(lì)为什么风流女人看指甲用(yòng)光谱(pǔ)红移测量星系团(tuán)中的各个(gè)星系相对于(yú)星系团(tuán)的运动速度。当测量结果出来之后，兹威(wēi)基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并(bìng)不(bù)以可见光的形式(shì)所存在(zài)，我们无法看到(dào)。最(zuì)诡异的是(shì)，在(zài)测量速度的过程中，兹威基发(fā)现星系团中很(hěn)多星系的(de)速(sù)度比理论上(shàng)要快(kuài)得多，按照(zhào)牛顿的运(yùn)动(dòng)学定律，仅靠这些可(kě)见星系的质(zhì)量(liàng)所产生的引力是无(wú)法将它们(men)束缚在星(xīng)系(xì)团(tuán)内的，它们早就应该被抛出星系团之(zhī)外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量(liàng)在起作用，这种力量(liàng)来(lái)源于某种(zhǒng)隐(yǐn)形的物质。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分不可见(jiàn)的暗质(zhì)，它不(bù)发散光、吸光、反射(shè)光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部分的质量(liàng)。只(zhǐ)是当时的(de)人们(men)对这样(yàng)的一种说法(fǎ)不屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯特(tè)福特在观测仙女(nǚ)座星(xīng)系中的(de)恒星(xīng)运(yùn)动。理论上(shàng)来说，距离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行(xíng)速度就会越慢(màn)。但是他(tā)们观测的结果却让人(rén)感到(dào)不可思(sī)议。

随(suí)着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎(hū)保持不变。可是根据牛顿的(de)万有引力定律(lǜ)，在星系当中如果(guǒ)没有足够大的质量来吸引它(tā)们，这些外围的恒星早(zǎo)就被(bèi)甩(shuǎi)到(dào)宇宙当中了。基于(yú)这种现象，科学家们(men)会使用一(yī)种相对标准的方法来解释暗(àn)物(wù)质的(de)存在(zài)，这种方法就是测量星系当中(zhōng)气(qì)体在X轴上距离星系中心的(de)距离，以及在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物质的力量进入其中(zhōng)。

于是科学家们通过射(shè)电望远镜测量了距离星(xīng)系(xì)中心(xīn)更远距离的氢元(yuán)素，发现它们(men)的旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛顿的力(lì)学定(dìng)律。我们的太(tài)阳(yáng)系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系的(de)第三悬(xuán)臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律(lǜ)进行计(jì)算，太阳系的(de)运行速度应(yīng)该是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但实(shí)际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河系(xì)旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实际速度远(yuǎn)远大于理论速度(dù)，那么产生(shēng)以上这(zhè)种(zhǒng)向心加(jiā)速度的原因(yīn)很可能就是存在着一种(zhǒng)我们看不(bù)到(dào)的物质，是这些暗物质的引力效应(yīng)将星(xīng)系聚(jù)集在(zài)了一起。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开始(shǐ)相信暗物质的(de)存在。科学家根据星系外(wài)恒星轨(guǐ)道的速度，为什么风流女人看指甲估算在(zài)星系当中暗物质的质(zhì)量占整个星系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不是(shì)唯(wéi)一可以解(jiě)释这个现象的原因。在一项新的研究(jiū)当中，科学家们发现(xiàn)，几乎(hū)没有引力(lì)效应的遥远恒(héng)星之间(jiān)，也会(huì)出(chū)现速度上的微(wēi)小差异。另外，天文学家还发现了一个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离(lí)地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星系当中存(cún)在(zài)的恒星数量却只有银(yín)河系的千(qiān)分之一(yī)。

所以在理论上，该星系(xì)必须存(cún)在暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科(kē)学家们使用最先(xiān)进的望(wàng)远镜对其进行了(le)40个小时的详细(xì)测量之后(hòu)，发现星系中的(de)恒星运动是可(kě)以用正常的物质和力学(xué)定律来解(jiě)释的。那么又有人(rén)提出，也(yě)许该星系的(de)暗物质，已经被(bèi)附近(jìn)的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附(fù)近没有(yǒu)任何星系(xì)存(cún)在。造成(chéng)这些(xiē)现象的除(chú)了暗物质的假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可能就是人类对(duì)引力的(de)理解还(hái)不够(gòu)全(quán)面，引(yǐn)力很可(kě)能在不同尺度空间中的工(gōng)作方式是不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的(de)方式运动。但是上升(shēng)到星系和星团(tuán)的(de)尺度(dù)，引力之(zhī)间的相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)则是不(bù)同的方式。对(duì)于(yú)在星系(xì)团(tuán)之间的相互(hù)作用，科学家(jiā)还引入了外部场(chǎng)效应(yīng)的概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大(dà)的质量之间会产生(shēng)对(duì)彼此特(tè)殊(shū)的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着(zhe)我们需要对(duì)现在的物理定律进行修正，这些发现也让(ràng)很多人(rén)认(rèn)为暗物质假说理论就此终结。但是在宇宙当中还有关于暗物质(zhì)存在的(de)其他的理(lǐ)论证据，这(zhè)些理论证据是(shì)蒙德理论所没法解释的“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向距(jù)离为37亿光年的子弹星系团，由两(liǎng)个(gè)碰撞的星系(xì)团所组成，类似(shì)这样的星(xīng)团，它(tā)们(men)大(dà)部分的普通质(zhì)量都在(zài)星(xīng)系的气(qì)体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时(shí)发生碰撞的时候，星际气体的相互作用就会导致温度的急(jí)剧升高，速度大幅降低。所以在(zài)理论上，在碰撞之后(hòu)，子弹(dàn)星系团大部分的质量将位于所(suǒ)有这些气体(tǐ)所在(zài)的中间区域。那么我们通过(guò)什么来验证它(tā)的质(zhì)量区域到(dào)底是不(bù)是集中(zhōng)在中间呢？前(qián)不久，詹(zhān)姆斯(sī)韦(wéi)伯太(tài)空望远镜传回了(le)宇宙当中第一张(zhāng)全彩(cǎi)的高清照片，在(zài)照片中我们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了(le)巨大的形变。其实这些(xiē)星系本身并(bìng)不(bù)是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什么(me)问题，而(ér)是这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被(bèi)一个质量(liàng)超级巨大的天体遮挡，这个超大质量(liàng)的(de)东西的引力，会(huì)使身(shēn)后(hòu)更(gèng)遥远星系的光都(dōu)发生了扭(niǔ)曲。这(zhè)个现(xiàn)象就(jiù)是引力透镜效(xiào)应(yīng)。这个巨大的天体可能是超大质量的黑洞(dòng)或者(zhě)是暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当人们对子弹星系团观测(cè)的时(shí)候，发现它的大质量(liàng)区域并不是在(zài)中间(jiān)，而是在(zài)两侧。所以最(zuì)好的解释方法就是当(dāng)星团发生全部的(de)碰撞(zhuàng)时，可(kě)被观测到(dào)的(de)质量气(qì)体被(bèi)卡在了中间，暗(àn)物质(zhì)则直接通过了这(zhè)个区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜(jìng)。对子弹(dàn)星系团(tuán)的(de)引力透镜研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自宇宙当(dāng)中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后，可(kě)见光终于(yú)可以畅通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中了。经过(guò)了(le)130多亿年之后，这些光(guāng)在(zài)宇宙(zhòu)空间(jiān)背景上留下(xià)了各(gè)相同性(xìng)的微波(bō)辐射(shè)。其(qí)中(zhōng)红色(sè)的部分表示温度较(jiào)高(gāo)的区(qū)域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的(de)区域，但实际上它们之间的温(wēn)差(chà)只有(yǒu)万分之(zhī)一(yī)。

科学家们(men)通过对前(qián)景背景(jǐng)分离(lí)后的二(èr)值图(tú)像进(jìn)行连(lián)通域(yù)提取和(hé)标记之后发(fā)现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看起来不应该是这样的(de)，而随着暗(àn)物(wù)质(zhì)的增加(jiā)，一些(xiē)峰值的幅度会减小，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微(wēi)波背(bèi)景辐射的测量(liàng)值，我们需要的(de)暗物质(zhì)大约是(shì)普通(tōng)物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动所(suǒ)需要的暗(àn)物质比例是一致(zhì)的。这就(jiù)意味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论框(kuāng)架，就(jiù)很(hěn)好(hǎo)地解(jiě)释了很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当(dāng)中存(cún)在(zài)着某种(zhǒng)类型(xíng)的粒子，它们不(bù)参与任何其他的电磁作用，只通(tōng)过引力(lì)来(lái)相互作用。所以如(rú)果能够找到这种粒子的存在(zài)，就相当于找到了(le)暗物质存在的(de)实际(jì)证据。这(zhè)种粒子到(dào)底是什么(me)？科学家们(men)已经(jīng)提出了(le)数十种的假想目(mù)标，而要(yào)寻找(zhǎo)这些(xiē)不同的目标粒子所需要(yào)的实验方(fāng)式也(yě)不相同。在过去的(de)几十年当(dāng)中(zhōng)，人类为了寻找(zhǎo)这些看不(bù)见、摸不到，几乎不会(huì)与常(cháng)规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没有任何实(shí)质(zhì)性的发现，除了一个地(dì)方，意大利(lì)的格(gé)兰萨索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在山下(xià)1400米处的地下矿井当中，藏着地(dì)球(qiú)上最大的地学实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼高的探(tàn)测器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒子的周期性(xìng)震荡。

自(zì)1997年以来，这(zhè)里(lǐ)的科学家(jiā)声(shēng)称观测到了(le)某种信号。经过了20多(duō)年的数据(jù)收集，人们发现了一个(gè)有趣的(de)事情(qíng)。探(tàn)测(cè)率会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每(měi)年都是一(yī)样(yàng)。一些科学(xué)家认(rèn)为这可能是人类发现(xiàn)暗物(wù)质的(de)第一个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗(àn)物质会产生周期(qī)性的年(nián)度信(xìn)号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系(xì)正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒的(de)速度围(wéi)绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗(àn)物质存在(zài)宇宙当中，这意(yì)味(wèi)着我们(men)也在(zài)以(yǐ)这(zhè)样的速度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这个(gè)过程中会产生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里(lǐ)/秒的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时(shí)间，地球围(wéi)绕(rào)太阳的(de)方(fāng)向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另(lìng)外半(bàn)年则与之相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳(yáng)的方向正好达(dá)到(dào)完全一(yī)致，这是(shì)理论上地球穿越暗(àn)物(wù)质流最(zuì)快的时段。而在11月份，又恰(qià)好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对(duì)银(yín)河系(xì)的平面呈(chéng)现(xiàn)了60度的倾(qīng)斜(xié)，但是这并不影(yǐng)响这个理(lǐ)论(lùn)的有效性。

因此科学家认为(wèi)这可以用来解(jiě)释，研究人员(yuán)们所观测到的周(zhōu)期性信号。当然(rán)也可(kě)能(néng)有其(qí)他的情况，造成(chéng)这种(zhǒng)年(nián)度周期(qī)信(xìn)号的差异也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高(gāo)山上(shàng)的(de)积雪(xuě)，甚至(zhì)连(lián)意大利游客的(de)数量也(yě)符(fú)合(hé)这(zhè)个周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半(bàn)球建立(lì)了一个几(jǐ)乎相同的实验室，这里的季(jì)节与之前的(de)实验室(shì)正好相反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗(àn)物质(zhì)流(liú)的(de)运动特征和第一(yī)个实验室是一样的。

因此，如(rú)果在这里可以得到相同的信号，就可(kě)以成为(wèi)暗物质所存在的非常有(yǒu)力的证据了。但是由(yóu)于这个实(shí)验室刚刚建(jiàn)成不久，所以截至目前还无(wú)法提(tí)供相应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新(xīn)的望远镜，这(zhè)台(tái)太(tài)空(kōng)望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器提(tí)供的(de)视(shì)野(yě)是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空(kōng)望远镜其(qí)中一个关(guān)键的(de)用(yòng)途就是探索暗物质(zhì)背后的奥秘(mì)，对于探(tàn)测的结果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体(tǐ)物理中心的科学家丹琥珀(pò)和(hé)贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如(rú)果暗物质存在，它们极有可能拥(yōng)有另一种神秘的效应，这(zhè)种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当(dāng)中生(shēng)命的诞(dàn)生，或者说是(shì)生(shēng)命进(jìn)化的一个重要因素。

如果这一理论得到进(jìn)一(yī)步的证实(shí)，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质会(huì)不会意味着(zhe)人类并(bìng)不孤(gū)单呢(ne)？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落(luò)的(de)行星(xīng)上，暗物质(zhì)正在通过(guò)这样(yàng)的(de)效应创造生命。当然(rán)，这(zhè)些推(tuī)论的大前提是要先(xiān)找(zhǎo)到暗物(wù)质存在的(de)实际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物(wù)质(zhì)到(dào)底(dǐ)存不(bù)存在呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你的(de)支(zhī)持是我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 为什么风流女人看指甲