宇宙是(shì)“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是(shì)什么(me)？人类(lèi)为(wèi)了寻找暗物质存在的证(zhèng)据，科学家(jiā)们在过去的几十(shí)年当中(zhōng)进行了超(chāo)过(guò)50次(cì)的长期(qī)实验，但是却没(méi)有(yǒu)发现任何的有效证据。除了(le)一个地方(fāng)，在1687年出(chū)版的自(zì)然哲(zhé)学数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天(tiān)体运动的规(guī)律。往(wǎng)后的(de)几百年来，当天文学家们发现某些(xiē)天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异常(cháng)，不(bù)符合(hé)万有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)的时候，他们就会知(zhī)道，周围一定有未知的天体通过引(yǐn)力(lì)在摄(shè)动它的(de)轨(guǐ)道。比(bǐ)如(rú)在1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶就通(tōng)过天王星(xīng)运行(xíng)轨(guǐ)道的(de)异常，推算并且发现了(le)海王星的(de)存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗(huì)星、冥王(wáng)星的发现都是应用万有引力(lì)定律所取(qǔ)得重大天文成就的(de)例子。但是(shì)这些(xiē)发现都(dōu)是在恒星系统的(de)尺度当中(zhōng)，可当(dāng)我们上升到星(xīng)系(xì)或者是星团(tuán)的尺度，事情就开(kāi)始变得诡异了。

光速每秒多少公里绕地球多少圈，光速每秒多少米mg alt="宇宙是“人为(wèi)创造”的证据？颠覆科学认知(zhī)的暗物质(zhì)！竟(jìng)是生命诞生的基(jī)础？_黑料(liào)正(zhèng)能量" decoding="async" data-ratio="0.5500910746812386" data-type="jpeg" data-w="1647" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/7e58e8fcd62ac7f.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

1933年(nián)，瑞士的物理学(xué)家弗(fú)里茨兹威基(jī)正在研究和测(cè)量后发(fā)星系(xì)团的质量。这是一个(gè)由数(shù)千个星系(xì)所组成(chéng)的巨大(dà)星(xīng)系团，这(zhè)些星系被引力束缚在一起。测量星系团的质(zhì)量一般会使用到两种方法，当两种方法结(jié)果一致，就可以确(què)定其(qí)质量(liàng)的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测量(liàng)各(gè)个星系的光度(dù)。

第(dì)二种是动力学(xué)质量的计算，是利用光谱红移(yí)测(cè)量星系团中的各个(gè)星系相对于星(xīng)系(xì)团(tuán)的运动速度。当测量结果出(chū)来之后，兹(zī)威(wēi)基(jī)彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然(rán)是“光度学质量(liàng)”的(de)400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后(hòu)发(fā)座(zuò)星系(xì)团有99%的质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不以可见光的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们无法看到。最(zuì)诡异的是(shì)，在测量速度的过程中，兹威基(jī)发现星(xīng)系团中很多星系(xì)的速度比理论上要快得多，按(àn)照(zhào)牛顿的运动学(xué)定律，仅(jǐn)靠这些可见星系的(de)质量所产生的引(yǐn)力是无法将它们束缚在星系团内的，它(tā)们(men)早就应该被抛出星系(xì)团之外(wài)了，除非(fēi)有一种神秘的(de)力量(liàng)在起(qǐ)作用，这种力(lì)量来源(yuán)于某种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹维(wéi)基提(tí)出了这样部分(fēn)不(bù)可见的暗质，它不(bù)发散光、吸光、反射(shè)光，但(dàn)是(shì)它们却占据着(zhe)宇(yǔ)宙(zhòu)中(zhōng)绝大部分的质量。只是当时的人们对这样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到(dào)40年之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这个词才再(zài)一次出现。天文(wén)学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女座星系中的(de)恒(héng)星运动。理论上来说(shuō)，距(jù)离(lí)中心越远的(de)恒(héng)星在(zài)其轨(guǐ)道上的运行(xíng)速度就(jiù)会越(yuè)慢(màn)。但是他们观测的(de)结果(guǒ)却让人感到(dào)不可思议。

随着(zhe)与中心(xīn)距离的增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在(zài)星系当(dāng)中如果没有(yǒu)足够大的质量来吸(xī)引它们，这些外围(wéi)的(de)恒(héng)星(xīng)早就被甩(shuǎi)到宇宙当中(zhōng)了。基于这种现(xiàn)象，科学家们(men)会使用(yòng)一(yī)种相对标准的(de)方法来解释暗(àn)物质的存在，这种方法(fǎ)就是测量星系当中气(qì)体在X轴上距离星(xīng)系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如果出现(xiàn)异常的结果，就认(rèn)为是由暗物质的力(lì)量进入(rù)其(qí)中。

于(yú)是科学家(jiā)们通过(guò)射电望(wàng)远(yuǎn)镜测(cè)量了距离星系中心更远距离(lí)的氢(qīng)元素，发现(xiàn)它们(men)的旋转速(sù)度并不符(fú)合牛(niú)顿(dùn)的力学定律。我们的(de)太(tài)阳(yáng)系也不例(lì)外，太阳(yáng)系位于(yú)银河系(xì)的第三(sān)悬臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年(nián)，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳(yáng)系(xì)的(de)运行速度应该是160千米/秒，但(dàn)实际(jì)上，太阳(yáng)系(xì)正(zhèng)在(zài)以220千米/秒的速度(dù)围(wéi)绕银河系旋转，这个实(shí)际速度远(yuǎn)远大于理论速度，那么(me)产生以上这种向(xiàng)心(xīn)加速度的原因很可能就是存(cún)在着(zhe)一种我(wǒ)们看不到的物质，是(shì)这些(xiē)暗物质的引力效应将星系聚集在了一起。

也(yě)是(shì)从这时(shí)开始，越来越多的研究(jiū)人员开始相信暗物质的存在。科(kē)学家根据星系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在(zài)星系当中(zhōng)暗物质的质(zhì)量(liàng)占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解(jiě)释这个现象(xiàng)的(de)原(yuán)因(yīn)。在一项新的研究当中，科(kē)学家们(men)发现，几乎没(méi)有引力(lì)效应(yīng)的遥(yáo)远恒星之间，也会出现速(sù)度上的微小差异。另外，天文学家(jiā)还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多(duō)，但是(shì)星(xīng)系(xì)当中存在的恒星数量却只有(yǒu)银河系的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该星(xīng)系(xì)必(bì)须存(cún)在暗物质，否则就会分(fēn)崩(bēng)离析。但(dàn)是科学家(jiā)们(men)使用(yòng)最先进的望远镜对其进行(xíng)了(le)40个小时的详细测量之后，发现星(xīng)系中的恒星运动是可以用正常(cháng)的物质和力学定(dìng)律来解(jiě)释的。那么又(yòu)有(yǒu)人(rén)提出，也许该星系的暗物质(zhì)，已经被附近的另(lìng)一(yī)个大星(xīng)系剥(bō)离了。奇(qí)怪的是，它的附近没有任何(hé)星系存在(zài)。造成这些现象的除了暗(àn)物质(zhì)的假说之外，另一种可能就是人(rén)类对(duì)引力(lì)的理解还不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度空间(jiān)中(zhōng)的工作(zuò)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(wǒ)们所(suǒ)理(lǐ)解的方式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间的相互作(zuò)用则是(shì)不同的方式。对于(yú)在星(xīng)系团(tuán)之间的(de)相互作用，科学家还引入了外部场(chǎng)效应的概念，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨(jù)大的质量之(zhī)间会产(chǎn)生对彼此(cǐ)特殊的(de)效(xiào)果，这个理论(lùn)叫(jiào)做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这(zhè)意味(wèi)着我们需(xū)要对现在的物理定律进(jìn)行修正，这些(xiē)发现也让很多人认为暗物质假(jiǎ)说理论就此(cǐ)终结。但是(shì)在(zài)宇宙当中还有关于暗物质存在的其他的理论证(zhèng)据(jù)，这些(xiē)理(lǐ)论(lùn)证据是蒙德(dé)理(lǐ)论所没法解释的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年(nián)的子弹(dàn)星系(xì)团(tuán)，由(yóu)两(liǎng)个碰撞的星(xīng)系团所组成，类似(shì)这样(yàng)的星团，它们(men)大部分的普通(tōng)质量都在星(xīng)系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时(shí)候，星(xīng)际气体的相(xiāng)互(hù)作用就(jiù)会导(dǎo)致温度的(de)急剧(jù)升高，速(sù)度大幅(fú)降低。所以在理论上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大部分(fēn)的质量将位于所有这(zhè)些气体(tǐ)所在的中间区域。那么我们通过什么来(lái)验证它(tā)的(de)质量区域到底是(shì)不是(shì)集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙当中第(dì)一张(zhāng)全彩的高清照(zhào)片，在照片(piàn)中(zhōng)我们可以明显(xiǎn)地(dì)看到很多星系似乎被拉伸产生了(le)巨大的形变。其实这些星系本身(shēn)并不是真的被扭(niǔ)曲了，也不是(shì)韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而(ér)是这样(yàng)极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观(guān)测(cè)者之间(jiān)。被一个(gè)质量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超大质量的东西的引力，会(huì)使身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就(jiù)是(shì)引(yǐn)力透(tòu)镜效应。这个(gè)巨(jù)大的天(tiān)体可能是超大质量的黑(hēi)洞或者是(shì)暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区(qū)域并不是在中间，而是在两(liǎng)侧。所以(yǐ)最好的解(jiě)释方法就是当星团发生(shēng)全部的碰(pèng)撞时，可(kě)被(bèi)观测到的质量气体被卡(kǎ)在(zài)了中间(jiān)，暗物质(zhì)则直接通过(guò)了(le)这个区(qū)域(yù)，并在两(liǎng)边形成(chéng)了引力透镜。对子弹星系团的引力(lì)透镜研究也被(bèi)认为是暗(àn)物质存在的迄今为(wèi)止(zhǐ)最好的理论(lùn)证据。

除(chú)此之外，还有来(lái)自宇宙当中最古老的光(guāng)。从宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可(kě)见光终于可以畅通(tōng)无(wú)阻地穿越(yuè)在(zài)宇宙当(dāng)中了。经(jīng)过了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空间(jiān)背景上(shàng)留下(xià)了各相同性(xìng)的微(wēi)波辐射。其中(zhōng)红色的(de)部分(fēn)表示温(wēn)度较高的区域，蓝色(sè)则(zé)表示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之间的温差只有万分(fēn)之一。

科(kē)学家们(men)通过对前(qián)景背景分离(lí)后的二值(zhí)图像(xiàng)进行连通(tōng)域提取和标记(jì)之后发现(xiàn)，如(rú)果宇宙当中(zhōng)没有暗(àn)物质，图形看起来不(bù)应该是(shì)这样的，而随着暗(àn)物质的增加，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度会减小(xiǎo)，才变(biàn)得看起(qǐ)来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微(wēi)波背景辐射(shè)的测量(liàng)值，我们需(xū)要(yào)的暗(àn)物质大(dà)约(yuē)是普通(tōng)物质的5倍(bèi)。这个数字(zì)与解释星(xīng)系当中恒星运动所(suǒ)需要的暗(àn)物质比例(lì)是一致(zhì)的。这就意味着。

用(yòng)了一个(gè)简(jiǎn)单(dān)的(de)理(lǐ)论框架，就很好地(dì)解释了很多不同(tóng)的观(guān)测结果(guǒ)。而暗物(wù)质的本(běn)质(zhì)就是宇(yǔ)宙(zhòu)当中存(cún)在(zài)着某(mǒu)种类型的粒子(zi)，它(tā)们不参与任何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来(lái)相互作用。所(suǒ)以如果能够找到这(zhè)种粒子的(de)存在，就相当于找到了(le)暗(àn)物质存在(zài)的实(shí)际(jì)证据。这种粒子(zi)到底(dǐ)是什么(me)？科学(xué)家们已经(jīng)提出了数(shù)十种的假想目标，而(ér)要寻找这些不同的目标粒子所需要的实验(yàn)方式也不(bù)相同。在(zài)过去的几十年当中，人(rén)类为了寻找(zhǎo)这(zhè)些看不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不会(huì)与常规物质相互(hù)作用(yòng)的“暗物质(zhì)”，科学家们已经进行了超(chāo)过50次的(de)实(shí)验(yàn)，却没有任何实质性的(de)发(fā)现，除了一个地(dì)方(fāng)，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿(kuàng)井当(dāng)中，藏着地球上最(zuì)大的地(dì)学实验室，这个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个(gè)三层楼高的探测(cè)器(qì)，一直(zhí)致力于(yú)寻找暗物质粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以(yǐ)来(lái)，这里的科(kē)学家声称观(guān)测(cè)到(dào)了某(mǒu)种信号。经过了(le)20多年的(de)数据收(shōu)集，人们发现了(le)一个有趣(qù)的事情。探(tàn)测率(lǜ)会在每年的6月份达(dá)到峰值，然(rán)后(hòu)在11月降(jiàng)到最低，而且在(zài)20年当中每年(nián)都是一(yī)样。一些科(kē)学家认为这可能是人类发现暗物质的第一(yī)个直接证据。

但是为什么暗(àn)物质会产生周期性(xìng)的(de)年(nián)度(dù)信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系(xì)进行移动，那么如果暗物质(zhì)存在(zài)宇(yǔ)宙当中，这意味着我们(men)也在以这(zhè)样(yàng)的速度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过程中会产生相应的振(zhèn)荡(dàng)，同(tóng)时地球(qiú)又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕太(tài)阳进行旋(xuán)转。所以有半年(nián)的时间，地球围(wéi)绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向(xiàng)是(shì)一致的，而另外半年则与之相(xiāng)反。

而(ér)在6月份的时候，地球与太阳的(de)方(fāng)向正(zhèng)好达(dá)到完全一致，这是理论上(shàng)地(dì)球穿越(yuè)暗物质流(liú)最快的时段。而在11月份，又恰好(hǎo)达(dá)到了(le)最慢值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太(tài)阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但(dàn)是这并不(bù)影响这个理论的有(yǒu)效性(xìng)。

因此科学家认(rèn)为这(zhè)可以用来解释，研究人(rén)员(yuán)们所观(guān)测到的周(zhōu)期性信号。当然也可能有其他的(de)情况(kuàng)，造成这种年度周期信(xìn)号的差异也可能(néng)是温(wēn)度、湿度、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利(lì)游客的数量也符合这个(gè)周(zhōu)期的规律。

所以，科(kē)学家(jiā)们又(yòu)在南半球建立(lì)了一个几乎(hū)相同的实验(yàn)室，这里的季节(jié)与之(zhī)前的(de)实验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物(wù)质流的(de)运动特征(zhēng)和第一个实(shí)验室是一样的。

因此(cǐ)，如果在这里可以得到(dào)相同的(de)信(xìn)号，就可(kě)以成为暗(àn)物质所存(cún)在的非常有力的证据(jù)了。但是由于这个实验室(shì)刚刚建成(chéng)不久，所以(yǐ)截至目前还(hái)无法提供相应的数据(jù)支持(chí)。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会(huì)发射一台新的(de)望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟(gēn)哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场(chǎng)仪器提(tí)供的视野是哈勃红外(wài)仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远(yuǎn)镜其中一(yī)个关键的用途就(jiù)是(shì)探索暗物质背后(hòu)的(de)奥(ào)秘，对于(yú)探(tàn)测的结果，我(wǒ)们只能(néng)拭目(mù)以(yǐ)待(dài)了。费米实验室(shì)粒子天体物理(lǐ)中(zhōng)心的科(kē)学(xué)家(jiā)丹琥珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬研究(jiū)发现，如果暗物质存在，它们(men)极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或(huò)者说是生命进(jìn)化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一理论得(dé)到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质会不(bù)会意味着人(rén)类(lèi)并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某个角落(luò)的行星上，暗物质正(zhèng)在通过这样(yàng)的效应创造生(shēng)命。当然，这些推论的(de)大前提是要先找到暗物质存在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质(zhì)到底(dǐ)存不存在(zài)呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我更新的动力！

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