宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为何(hé)会存在(zài)科学无(wú)法解释的“暗(àn)物质”？暗物(wù)质又究竟是什(shén)么？人类(lèi)为了寻找暗物质存在的证据，科学家(jiā)们在过去(qù)的几十年当(dāng)中进行了超过(guò)50次的长期(qī)实验，但是(shì)却没有发现任何的有(yǒu)效(xiào)证据。除了一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原(yuán)理一书(shū)中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示(shì)了宇宙中天体运(yùn)动(dòng)的规律。往后的几(jǐ)百(bǎi)年(nián)来，当(dāng)天文学(xué)家们发现(xiàn)某些天体(tǐ)运行轨道出(chū)现异常，不符(fú)合万有引力定律的时(shí)候(hòu)，他们就会知道(dào)，周围(wéi)一(yī)定有未知(zhī)的天(t甜蜜惩罚类似的有哪些 推荐一下满是车的剧男女iān)体通过引力在摄动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨(guǐ)道的异常，推(tuī)算并(bìng)且发现(xiàn)了海王星的(de)存(cún)在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都是应用万(wàn)有引力定律所取(qǔ)得重大(dà)天文成就的例(lì)子。但是这些发现都是在恒(héng)星(xīng)系统的尺度当中，可当我们(men)上升(shēng)到星系(xì)或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹(zī)威基正(zhèng)在研究和测量后发星系团的质量。这(zhè)是一个(gè)由数千(qiān)个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨大星系(xì)团，这些星系被引(yǐn)力束缚在一起。测(cè)量星系团(tuán)的质(zhì)量一般会使用到两种方法，当两种方法(fǎ)结(jié)果一致，就(jiù)可以确(què)定其质量的范(fàn)围。

第一种是(shì)获得其(qí)"光度学(xué)的质量"，需要的数据(jù)是测量(liàng)各(gè)个(gè)星系(xì)的光度。

第二种是动(dòng)力(lì)学质量的(de)计算，是(shì)利用光谱红移(yí)测(cè)量星系团中(zhōng)的(de)各个星系相对(duì)于星系团的运动速(sù)度。当测量(liàng)结果出来之后，兹威(wēi)基彻(chè)底懵了(le)，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍(bèi)。这意味着，后(hòu)发座星系团有(yǒu)99%的质量(liàng)消(xiāo)失了(le)，或者(zhě)说(shuō)这99%的质量并不以可见光的形式所存(cún)在(zài)，我们无法看(kàn)到。最诡(guǐ)异的是，在测(cè)量速度的过(guò)程中，兹威基发(fā)现星系团(tuán)中(zhōng)很多星(xīng)系的速(sù)度比理(lǐ)论(lùn)上要快(kuài)得多，按照牛顿(dùn)的(de)运动学(xué)定律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质量(liàng)所(suǒ)产生的引力是(shì)无法将(jiāng)它们束缚在星系(xì)团(tuán)内的，它们(men)早就应(yīng)该被抛(pāo)出(chū)星系团(tuán)之外了，除非有一种神秘(mì)的力量在起作用，这种力(lì)量来(lái)源于某(mǒu)种隐形的物质。

据(jù)此，兹维(wéi)基(jī)提出了这样部分不可(kě)见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中(zhōng)绝(jué)大部(bù)分的质量(liàng)。只是当(dāng)时(shí)的人们对(duì)这样的一种说法(fǎ)不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才(cái)再一次(cì)出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观测仙女座星(xīng)系中(zhōng)的恒星(xīng)运(yùn)动。理论上来说，距(jù)离(lí)中心越远(yuǎn)的恒星(xīng)在其轨道(dào)上的运行速度就(jiù)会越慢。但是他们(men)观测的结果却(què)让人感到不可思议。

随着与中心距离的(de)增(zēng)加，恒星的(de)旋(xuán)转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎(hū)保持不变(biàn)。可是根据牛顿的(de)万有引力定(dìng)律(lǜ)，在星(xīng)系(xì)当中如果没有足够大(dà)的(de)质量来吸引它(tā)们，这(zhè)些外(wài)围的恒(héng)星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科(kē)学家们会使(shǐ)用一(yī)种相对标准的方法来解释暗物质(zhì)的(de)存在，这种方法(fǎ)就是测量(liàng)星(xīng)系当中气体在X轴上(shàng)距离星系中心的距离，以及在Y轴上气(qì)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(de)力(lì)量进入其中。

于是(shì)科(kē)学家们通过射(shè)电望远镜(jìng)测(cè)量(liàng)了距离(lí)星系中心更远(yuǎn)距离的(de)氢元(yuán)素，发现它们的(de)旋转速(sù)度并不(bù)符合(hé)牛顿的力学定律。我们(men)的太阳系也不例外，太阳系位(wèi)于(yú)银河系的(de)第三(sān)悬臂之上(shàng)，距离银(yín)河系(xì)中(zhōng)心2.6万光年，根据万(wàn)有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太(tài)阳系正在以220千(qiān)米(mǐ)/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际(jì)速度远远大于理论速度(dù)，那(nà)么(me)产生以上这种向心加速度的原(yuán)因很可能就是存在着(zhe)一(yī)种我们(men)看(kàn)不到的物质，是这些(xiē)暗(àn)物(wù)质的引力效(xiào)应(yīng)将星系聚集在了(le)一起。

也是从这时(shí)开始，越来越多的(de)研究人(rén)员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外(wài)恒星轨道的速度，估算(suàn)在星系当(dāng)中暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物(wù)质并(bìng)不是唯一可以解(jiě)释(shì)这(zhè)个现象的(de)原因(yīn)。在(zài)一项(xiàng)新的(de)研(yán)究(jiū)当中，科(kē)学(xué)家们发现，几乎没有(yǒu)引力效(xiào)应的遥远恒星之间，也会出现速度上的(de)微(wēi)小差异(yì)。另外，天文学(xué)家还发现了(le)一个反常(cháng)的星(xīng)系，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距离(lí)地(dì)球大(dà)约2.5亿(yì)光年，大小和银河系不(bù)多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量(liàng)却只有银(yín)河系的(de)千分(fēn)之一。

所以在(zài)理论(lùn)上，该(gāi)星系必须存在(zài)暗物质，否则就(jiù)会分崩(bēng)离析。但是科学家们使用最先进的望远镜对(duì)其进行(xíng)了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发现(xiàn)星系中(zhōng)的恒星运动是可以用(yòng)正常的物(wù)质(zhì)和力学定律来(lái)解释(shì)的。那么又有人提出，也许该星系的暗(àn)物质(zhì)，已(yǐ)经被附近的(de)另一个(gè)大星(xīng)系剥离了(le)。奇怪的是，它的附近(jìn)没有任何(hé)星系存在。造成这些现象的除了暗物质(zhì)的假说之外，另一种可能就是人类对引力的理解还不(bù)够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度空间(jiān)中(zhōng)的工作方式是不(bù)同的(de)，这意味着在行(xíng)星(xīng)系尺度中的(de)天体会沿(yán)着它(tā)们的轨(guǐ)道，按(àn)照(zhào)我们(men)所(suǒ)理解的方(fāng)式运动。但是上(shàng)升(shēng)到星系(xì)和(hé)星团(tuán)的(de)尺度，引(yǐn)力(lì)之间的(de)相互作用(yòng)则是不同的(de)方式。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科(kē)学家还引入了外部场效应(yīng)的概念(niàn)，指的是(shì)在数百(bǎi)万光年的规(guī)模上，巨大的(de)质(zhì)量之(zhī)间会产(chǎn)生(shēng)对(duì)彼(bǐ)此特殊的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意(yì)味着我们需要对现在的(de)物理定(dìng)律进行修正(zhèng)，这些发现也让(ràng)很多人认为暗(àn)物质(zhì)假说理论(lùn)就此终结(jié)。但(dàn)是在(zài)宇宙当(dāng)中还(hái)有(yǒu)关于暗物质存(cún)在的其他的理论证据，这些理论证据是蒙德理(lǐ)论(lùn)所没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向距(jù)离为37亿(yì)光年(nián)的子弹星系团，由两个(gè)碰(pèng)撞的(de)星系团所组成(chéng)，类似这样(yàng)的星团，它们大部分的普通质量都在星(xīng)系(xì)的气(qì)体当(dāng)中。当星团以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相互作用(yòng)就(jiù)会导(dǎo)致(zhì)温度的急(jí)剧升高，速(sù)度大幅降低。所(suǒ)以在理论(lùn)上，在碰撞(zhuàng)之(zhī)后(hòu)，子(zi)弹(dàn)星系团大部分的质量将位于所有(yǒu)这些气(qì)体(tǐ)所在(zài)的中间区域。那么我们通过什么来验证(zhèng)它(tā)的质量区域到底是(shì)不(bù)是(shì)集(jí)中(zhōng)在中间呢？前(qián)不久，詹(zhān)姆(mǔ)斯(sī)韦伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照片，在照片中我们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产(chǎn)生了巨大(dà)的(de)形(xíng)变。其实这些星(xīng)系本身(shēn)并不(bù)是真的(de)被扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什(shén)么问题(tí)，而是这样极遥远的天体和我们地球上的(de)观测(cè)者之间。被一个(gè)质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西的(de)引(yǐn)力(lì)，会使(shǐ)身后更遥远(yuǎn)星系的(de)光都发生(shēng)了扭曲。这个现象就是(shì)引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大(dà)质量(liàng)的黑洞或者是暗物(wù)质。

所以当(dāng)人们对子弹星系团(tuán)观测的(de)时候，发(fā)现它(tā)的大质量区域(yù)并不是(shì)在中间，而(ér)是在两侧。所以最(zuì)好的解释方法就是当星团发生全部(bù)的碰撞时，可被(bèi)观(guān)测到(dào)的质量气体被卡在(zài)了(le)中(zhōng)间，暗物质则直接通过了这(zhè)个区域，并在(zài)两边形成了引力透(tòu)镜。对子弹星(xīng)系(xì)团的(de)引力透镜研究也被认为是暗(àn)物(wù)质存在的迄今为止最好的理论(lùn)证据。

除此之外(wài)，还有(yǒu)来自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始(shǐ)，38万(wàn)年之后，可见光终于可(kě)以畅通无阻地(dì)穿越在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上(shàng)留下了(le)各(gè)相(xiāng)同性的微波辐射(shè)。其中红色的部分表示温度较(jiào)高(gāo)的(de)区域，蓝色则(zé)表示(shì)相对(duì)较冷的区域，但实际上(shàng)它(tā)们(men)之(zhī)间的温差(chà)只(zhǐ)有万(wàn)分之一。

科学家们(men)通过对前景背景分离后的(de)二值(zhí)图像进行连通域提(tí)取和标记之后(hòu)发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看起来不应该是(shì)这样的，而随着暗(àn)物质的增加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得(dé)看起(qǐ)来“和谐(xié)”。为了(le)匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的(de)测量值，我们(men)需(xū)要的暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这(zhè)个数字与解释星系当(dāng)中(zhōng)恒星(xīng)运动(dòng)所需要的暗物质比例是一致的。这(zhè)就(jiù)意味着(zhe)。

用了(le)一个(gè)简单的理论框架，就很好地(dì)解释了很多不同的(de)观(guān)测结果(guǒ)。而暗物(wù)质的本质(zhì)就是宇宙当中(zhōng)存(cún)在着某种(zhǒng)类(lèi)型的(de)粒子，它们不参与任何其他的电磁(cí)作用(yòng)，只通过(guò)引(yǐn)力(lì)来相互作用(yòng)。所以如果(guǒ)能够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就(jiù)相(xiāng)当于找到了暗物质存(cún)在的(de)实际证据(jù)。这种粒子(zi)到底是什么？科学家们已经提出了数十种的假想(xiǎng)目(mù)标，而要(yào)寻(xún)找(zhǎo)这些不同的(de)目标粒子所需要的实验方式也(yě)不相(xiāng)同。在过去的几十(shí)年当中，人类为了寻找这些(xiē)看不见、摸不(bù)到，几乎(hū)不会(huì)与常(cháng)规物质相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经进行了(le)超过50次的实验，却没有任(rèn)何(hé)实(shí)质性的发现(xiàn)，除了一(yī)个地(dì)方，意(yì)大利的(de)格兰萨(sà)索山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山(shān)脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏着地(dì)球上(shàng)最大的地学实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物(wù)质粒子(zi)的周期性震荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这里的(de)科学家声称观测到(dào)了(le)某种信号。经过了20多年(nián)的数(shù)据收(shōu)集，人们发(fā)现了一(yī)个有趣的事情(qíng)。探(tàn)测率会在(zài)每年的6月份达到峰值(zhí)，然后在11月降(jiàng)到最低，而且在20年(nián)当中每年都是一样(yàng)。一些科学(xué)家认为(wèi)这可能甜蜜惩罚类似的有哪些 推荐一下满是车的剧男女是人类发现暗(àn)物(wù)质的第一个直接(jiē)证(zhèng)据(jù)。

但是为(wèi)什(shén)么(me)暗物质会产生周期性的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移(yí)动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙当中，这意味着(zhe)我们也在以这样(yàng)的速度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这(zhè)个过程中会产(chǎn)生(shēng)相应的振荡，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕(rào)太阳进行旋(xuán)转。所以有半(bàn)年的时间，地(dì)球围绕太阳的方(fāng)向与(yǔ)太阳环(huán)绕银河系(xì)的(de)方向(xiàng)是一(yī)致(zhì)的，而另外半年则与之(zhī)相(xiāng)反(fǎn)。

而(ér)在6月份的时候，地(dì)球与太阳的方(fāng)向正(zhèng)好达到完全一致，这是理(lǐ)论(lùn)上地球穿越(yuè)暗物质(zhì)流(liú)最(zuì)快的时段。而在11月(yuè)份(fèn)，又恰好(hǎo)达到了最(zuì)慢值。尽管(guǎn)在实际的情况中(zhōng)，太(tài)阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影(yǐng)响这个理(lǐ)论的(de)有效性(xìng)。

因此科学家(jiā)认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他的情况，造(zào)成这种年度周期信号的(de)差(chà)异也可能是温(wēn)度、湿(shī)度、土壤中(zhōng)的(de)水分(fēn)、高山上的积雪，甚(shèn)至连意大利游客的数量(liàng)也符合这个周期的规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球建(jiàn)立了一个几乎相同的实验室(shì)，这里的(de)季节与(yǔ)之前的实(shí)验室正好相反(fǎn)，而在这里，地球(qiú)穿过暗物(wù)质流(liú)的运(yùn)动(dòng)特(tè)征和第(dì)一(yī)个(gè)实(shí)验室是一样的。

因此(cǐ)，如(rú)果在这(zhè)里可以得到相同(tóng)的信号，就(jiù)可以成(chéng)为(wèi)暗物(wù)质所存(cún)在的非常有力(lì)的证(zhèng)据(jù)了。但是由于这个实验室刚刚(gāng)建(jiàn)成(chéng)不(bù)久，所以(yǐ)截至目前还无法提(tí)供相(xiāng)应的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜，这台太空望(wàng)远镜叫做“南(nán)希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但(dàn)它的宽(kuān)视场(chǎng)仪(yí)器提供的视(shì)野(yě)是哈(hā)勃红外仪器的(de)100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗曼太(tài)空望远镜其中一个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对(duì)于探测(cè)的结果，我们只能(néng)拭目以待了。费米(mǐ)实(shí)验(yàn)室粒子天体物理(lǐ)中心(xīn)的科学家丹琥(hǔ)珀和(hé)贾森斯特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存(cún)在，它们极有(yǒu)可能拥(yōng)有另(lìng)一种(zhǒng)神秘(mì)的效(xiào)应(yīng)，这种暗物质(zhì)效(xiào)应，会支持宇宙(zhòu)当中生(shēng)命的(de)诞生，或者(zhě)说是生(shēng)命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一理论得到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的暗物质会不(bù)会意味着(zhe)人(rén)类并不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落的(de)行星上，暗物质(zhì)正在通过这样的效(xiào)应创造生(甜蜜惩罚类似的有哪些 推荐一下满是车的剧男女shēng)命。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物质存在的(de)实际证据。那么(me)小伙伴们，你们觉得暗(àn)物(wù)质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你(nǐ)的支持(chí)是我更新的动力！

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