宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗(àn)物质(zhì)又究竟是什么？人类(lèi)为了(le)寻(xún)找暗物(wù)质存(cún)在的(de)证据，科学(xué)家(jiā)们在过(guò)去的几十年(nián)当中进行了(le)超过50次的长期实验，但是却没(méi)有发(fā)现任(rèn)何的有效证(zhèng)据。除了一个地方，在1687年出(chū)版的自然哲学数(shù)学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往(wǎng)后(hòu)的(de)几百年来，当天文学家们发现某些天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不(bù)符合万有引(yǐn)力定(dìng)律的时候，他们就会(huì)知道，周围一定有未知的天(tiān)体通过(guò)引力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶就通过天王星(xīng)运行轨道的异常，推(tuī)算并(bìng)且发现了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应(yīng)用(yòng)万有引力定律所(suǒ)取得重大(dà)天文成就的例(lì)子。但(dàn)是这些(xiē)发现都是(shì)在恒星系统的(de)尺度当(dāng)中，可当我们上升到星系或者是星团的尺度，事情就开始变得(dé)诡异(yì)了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发星系团的(de)质量。这是(shì)一个由数(shù)千个星系所(suǒ)组成(chéng)的巨(jù)大星系团(tuán)，这(zhè)些星系被引(yǐn)力束缚在一起(qǐ)。测(cè)量星(xīng)系团的质(zhì)量一(yī)般会使用到两种方法，当(dāng)两种方法结果一致，就可以(yǐ)确(què)定其质(zhì)量的范围。

第一种是获得其"光度(dù)学的质(zhì)量"，需(xū)要的(de)数据是测量(liàng)各个(gè)星系的光度。

第二种(zhǒng)是动力学质(zhì)量的计算，是利用(yòng)光谱红移测(cè)量(liàng)星系(xì)团中的各(gè)个(gè)星系相对于星系团(tuán)的运动(dòng)速度。当测量结果出来之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力(lì)学质(zhì)量”竟(jìng)然(rán)是“光度学(xué)质量”的(de)400倍。这意味着，后发(fā)座(zuò)星(xīng)系团(tuán)有99%的(de)质量消失了，或(huò)者(zhě)说这99%的质量并不以可见光(guāng)的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们(men)无法看到。最诡异(yì)的(de)是，在测(cè)量速度的过程中，兹威基发现星系团(tuán)中(zhōng)很多星系的速度比(bǐ)理论上(shàng)要快得多，按照牛顿的运动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系(xì)的(de)质(zhì)量所产生(shēng)的引(yǐn)力是无法将它们(men)束缚在星系团内的，它(tā)们早就应该被抛出星(xīng)系团(tuán)之外了，除非有一种神秘(mì)的力量在起(qǐ)作用，这种力量来(lái)源于某种隐形(xíng)的(de)物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维基提出了(le)这样部分不可见的(de)暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它(tā)们却占(zhàn)据着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只(zhǐ)是当时的人们对这样的一种(zhǒng)说法(fǎ)不屑(xiè)一顾。

直(zhí)到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文(wén)学家维拉鲁宾和肯(kěn)特福特在观测(cè)仙(xiān)女座星(xīng)系中的(de)恒星运(yùn)动。理(lǐ)论上来说，距(jù)离中心越远的恒(héng)星在(zài)其轨(guǐ)道(dào)上的运行(xíng)速(sù)度就会越(yuè)慢。但(dàn)是他们观测的结果却让(ràng)人感到不可思(sī)议。

随(suí)着(zhe)与中(zhōng)心距(jù)离(lí)的增(zēng)加，恒星的(de)旋转速度几乎保持不变。可是(shì)根(gēn)据(jù)牛顿(dùn)的万有引力定律(lǜ)，在星系当中(zhōng)如(rú)果没有(yǒu)足够大的质量(liàng)来吸引(yǐn)它们(men)，这些外围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这(zhè)种现象，科学家(jiā)们会使用一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方(fāng)法(fǎ)来解释暗物质的存在，这种(zhǒng)方法就(jiù)是测量星系当中(zhōng)气体在X轴上(shàng)距离星系中心的距离(lí)，以及在Y轴上气体(tǐ)的(de)旋转速度(dù)。如果(guǒ)出现异常的(de)结(jié)果，就认为(wèi)是(shì)由(yóu)暗物(wù)质(zhì)的(de)力(lì)量进入其中。

于是科学(xué)家们(men)通过(guò)射电望远镜测量了距(jù)离星系中(zhōng)心更(gèng)远距离(lí)的氢元素，发(fā)现它们的(de)旋转速(sù)度并不符(fú)合牛顿的力学定(dìng)律。我们(men)的太(tài)阳系(xì)也不例外，太(tài)阳系位于银河系的第三悬臂之上(shàng)，距离银河系(xì)中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律(lǜ)进行(xíng)计(jì)算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但实际上(shàng)，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转，这个实际速(sù)度远远(yuǎn)大于理(lǐ)论速度，那么(me)产生以上这种向心加(jiā)速度的原因很(hěn)可能就是(shì)存在着一(yī)种我们(men)看不到(dào)的物质，是这些暗(àn)物(wù)质的(de)引(yǐn)力效应将(jiāng)星系聚集(jí)在了一起。

也是(shì)从这时开始(shǐ)，越来越多的研(yán)究人员开始(shǐ)相信暗物(wù)质(zhì)的存在。科学家(jiā)根据星系(xì)外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质的质量占(zhàn)整个星系质量的(de)85%。但(dàn)是，暗(àn)物质并(bìng)不是唯一(yī)可以解(jiě)释(shì)这个现象的原因。在一(yī)项新的研究当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效(xiào)应的遥(yáo)远(yuǎn)恒星之间，也会出现速(sù)度上的微小差异(yì)。另(lìng)外，天文学(xué)家还(hái)发现了一个(gè)反常(cháng)的(de)星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约(yuē)2.5亿(yì)光年，大小和银(yín)河系不多，但(dàn)是星系当中存在的恒星数量却只有银河系的千分之一。

所(suǒ)以在(zài)理论上，该星(xīng)系必须存在暗(àn)物质(zhì)，否则(zé)就会分崩离析(xī)。但是科学家们使用最先(xiān)进(jìn)的望远镜对其进行(xíng)了40个小时的详细测(cè)量之后，发现(xiàn)星系中的恒星运(yùn)动是可(kě)以用正常(cháng)的物质和力学定(dìng)律来(lái)解释(shì)的(de)。那么(me)又有人提出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经被(bèi)附近的(de)另(lìng)一个大(dà)星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造成这些现象的除了暗物质(zhì)的(de)假(jiǎ)说之(zhī)外，另一(yī)种可能就(jiù)是人类对(duì)引(yǐn)力的(de)理解还不够全面，引力很可(kě)能在(zài)不同尺(chǐ)度空间中的工(gōng)作(zuò)方式是(shì)不同的，这意味着在行星系(xì)尺度中的(de)天体会沿着它们的(de)轨道(dào)，按照我(wǒ)们所理解的方式(shì)运(yùn)动。但是上升到星系(xì刘备文学是什么意思，刘备文学啥意思)和星(xīng)团的尺度，引力(lì)之间的相互(hù)作用则是不同的方式。对于(yú)在(zài)星(xīng)系团之间的相互作用，科学家还(hái)引入了外部(bù)场效应(yīng)的概(gài)念，指的是在数百万光(guāng)年(nián)的规模上，巨(jù)大的(de)质(zhì)量之(zhī)间(jiān)会产生对彼此(cǐ)特殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味(wèi)着(zhe)我们需(xū)要对现在的物理定(dìng)律进行修正，这些发现也让很多人认为暗物质假说理论就(jiù)此终结(jié)。但是在宇宙(zhòu)当中还有关(guān)于暗物质存在的其他(tā)的理论证据刘备文学是什么意思，刘备文学啥意思，这些理论(lùn)证据是蒙(méng)德理论所没法解释的(de)“引(yǐn)力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子弹(dàn)星系团，由两(liǎng)个碰撞的(de)星(xīng)系(xì)团所组成，类似这样的星团(tuán)，它(tā)们大部分的普通质量都在星系(xì)的(de)气(qì)体当中。当星(xīng)团以1000万公里/小时发生(shēng)碰(pèng)撞的时候，星际气体的相互作用就会(huì)导致(zhì)温度的(de)急剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些气(qì)体所在的中(zhōng)间区域。那么我们通过什(shén)么(me)来验证它的(de)质量区域到(dào)底(dǐ)是不是集中(zhōng)在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太(tài)空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)传(chuán)回了宇宙(zhòu)当(dāng)中第一张(zhāng)全彩的高清照片，在照片中我们(men)可以明显地看到很(hěn)多星(xīng)系似乎(hū)被拉伸产生(shēng)了巨大的形变。其实这(zhè)些星系本(běn)身并不是真的被扭曲了(le)，也不是韦(wéi)伯望(wàng)远镜出了什么问(wèn)题，而是这样(yàng)极遥(yáo)远(yuǎn)的天体(tǐ)和我们地(dì)球上的观测者之间。被一(yī)个质量超级巨大的(de)天体遮挡(dǎng)，这个超大质量的(de)东(dōng)西(xī)的引力，会使(shǐ)身后(hòu)更遥远(yuǎn)星系的(de)光都(dōu)发(fā)生了扭曲。这(zhè)个现象就是(shì)引力透镜效应。这个(gè)巨大(dà)的(de)天体(tǐ)可能是超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人们对子弹星(xīng)系团观测的时候，发现它的(de)大质量区域并不是在中间，而是在(zài)两(liǎng)侧。所(suǒ)以最好的解(jiě)释方法就是当星(xīng)团发生全部(bù)的碰撞时，可被观测到的质量气(qì)体(tǐ)被(bèi)卡在了中间，暗物质则(zé)直接通过了(le)这(zhè)个区域，并在两边形(xíng)成了(le)引力透镜。对子弹星系(xì)团的(de)引力透镜研究也被认为是暗物质存在的迄今为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这(zhè)些(xiē)光在宇宙空间背景(jǐng)上留下了各相同性的(de)微波辐射(shè)。其中红色的部分表示(shì)温度(dù)较高的区域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域(yù)，但实际上它(tā)们(men)之间的温差只(zhǐ)有万(wàn)分(fēn)之一。

科学(xué)家们通过对前景背(bèi)景分离后的二值图像进行(xíng)连(lián)通域提取和标(biāo)记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来(lái)不应该是这样的，而随着暗物质(zhì)的增(zēng)加(jiā)，一些峰值(zhí)的幅(fú)度会减(jiǎn)小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背(bèi)景辐射的测量(liàng)值，我们(men)需(xū)要的暗(àn)物质大约是普(pǔ)通物质的5倍。这个数字(zì)与(yǔ)解释星(xīng)系当中恒星运动所需要的(de)暗物(wù)质(zhì)比例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简单的(de)理论框(kuāng)架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测结果(guǒ)。而暗物(wù)质(zhì)的本(běn)质就(jiù)是(shì)宇宙当(dāng)中存在着某种(zhǒng)类型的粒子(zi)，它们不参与任(rèn)何其他的电磁作用，只通过(guò)引力来相互作用。所以如(rú)果能够(gòu)找到这种粒子的存在，就相当于找到了(le)暗物质(zhì)存(cún)在(zài)的实际证(zhèng)据。这(zhè)种粒(lì)子到(dào)底是什么？科学家们(men)已经提(tí)出了数(shù)十种的假想(xiǎng)目标(biāo)，而要寻找这些不(bù)同的目(mù)标(biāo)粒子所需要(yào)的实验(yàn)方式也不(bù)相同。在过去的几(jǐ)十年(nián)当中，人类为(wèi)了寻(xún)找这些看(kàn)不见、摸不到，几(jǐ)乎不会与常规物(wù)质相(xiāng)互作用的“暗(àn)物质(zhì)”，科学家们已经进(jìn)行了超过50次的实(shí)验，却(què)没有任何实(shí)质性的发现，除(chú)了(le)一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏着地(dì)球上最大的地学实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高(gāo)的(de)探测器，一(yī)直致(zhì)力于寻找(zhǎo)暗物(wù)质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来(lái)，这(zhè)里的科学(xué)家声称(chēng)观测(cè)到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年(nián)的数据收集(jí)，人(rén)们发现了一个有趣的事情。探测率会(huì)在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低，而(ér)且在(zài)20年当中每年都是一样(yàng)。一些(xiē)科学家认为这(zhè)可能(néng)是(shì)人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为什么暗物质会产(chǎn)生周期(qī)性的年度信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳(yáng)系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河(hé)系进行移动，那么如果暗物质存在宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)，这意味(wèi)着我们(men)也在以(yǐ)这样的速(sù)度在穿越着暗(àn)物质(zhì)流，这个过程(chéng)中会产生相应的振(zhèn)荡，同时(shí)地球又以(yǐ)30公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有半(bàn)年的时间，地球(qiú)围绕(rào)太(tài)阳的方向与太阳环绕银(yín)河系(xì)的方向是一致(zhì)的，而另外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太阳(yáng)的方向正好达到完(wán)全一(yī)致，这是理论上(shàng)地球穿越(yuè)暗物质流最快的时段。而在11月(yuè)份(fèn)，又(yòu)恰(qià)好(hǎo)达到了最(zuì)慢值。尽管在实际的情况中，太阳系(xì)相对银(yín)河系(xì)的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影(yǐng)响(xiǎng)这个(gè)理论的有效性(xìng)。

因此科学家认为这可以用来(lái)解(jiě)释(shì)，研究人(rén)员(yuán)们所观(guān)测到的(de)周期性信号。当然也可能有其(qí)他的情况，造(zào)成这种年度周期(qī)信号的差异也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的水(shuǐ)分(fēn)、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数(shù)量也符合这个周(zhōu)期的(de)规律。

所(suǒ)以，科(kē)学家们又(yòu)在(zài)南(nán)半(bàn)球建立(lì)了(le)一个几乎相同的(de)实(shí)验(yàn)室(shì)，这里的季节与(yǔ)之前的实验室正好(hǎo)相(xiāng)反(fǎn)，而(ér)在(zài)这里(lǐ)，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这(zhè)里可(kě)以得(dé)到相(xiāng)同的信号，就可以成为暗物质所存在的非(fēi)常有力的(de)证据了。但是由于这个实验(yàn)室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目前还无(wú)法(fǎ)提供相应(yīng)的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪(yí)器(qì)的100倍。南希格雷(léi)斯(sī)罗曼太(tài)空望远镜其中(zhōng)一(yī)个(gè)关键的用(yòng)途就是探索暗物质(zhì)背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我(wǒ)们只能拭(shì)目以待了。费米实验(yàn)室粒子天体物理中心的(de)科学(xué)家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究(jiū)发现(xiàn)，如果暗物(wù)质(zhì)存在，它们极有(yǒu)可(kě)能(néng)拥有另一种神秘的效应(yīng)，这种暗物质效应(yīng)，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是(shì)生命进化的一(yī)个重要因素。

如果这(zhè)一理论得到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会(huì)不(bù)会意(yì)味着人类(lèi)并(bìng)不孤单(dān)呢？或许在宇(yǔ)宙(zhòu)当中某(mǒu)个角落的行星(xīng)上(shàng)，暗(àn)物质(zhì)正在通过这样(yàng)的效(xiào)应创造(zào)生命。当然，这些推(tuī)论的大(dà)前(qián)提是要先(xiān)找到暗物质存在(zài)的实(shí)际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我更新的动力！刘备文学是什么意思，刘备文学啥意思

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