宇宙是“人(rén)为制造(zào)”的？为何(hé)会存(cún)在科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质(zhì)又究竟是(shì)什么？人类为(wèi)了寻找暗物质(zhì)存(cún)在的证据，科(kē)学家们在过去的几十年(nián)当(dāng)中(zhōng)进行(xíng)了超过50次(cì)的长期实验，但(dàn)是(shì)却(què)没(méi)有发现任何的有(yǒu)效证(zhèng)据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自然哲(zhé)学数(shù)学原(yuán)理一书中(zhōng)，埃萨克(kè)牛顿发表(biǎo)了万有引力(lì)定律，它揭示了宇宙中天(tiān)体(tǐ)运动的规律。往(wǎng)后的(de)几(jǐ)百年来(lái)，当天(tiān)文学家们发现(xiàn)某些(xiē)天体运行轨道出(chū)现异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知(zhī)道，周(zhōu)围一定有未(wèi)知(zhī)的天体(tǐ)通过引(yǐn)力在摄动(dòng)它的(de)轨(guǐ)道。比关于团结就是力量的名人素材事例，关于团结的名人素材事例有哪些如在1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王(wáng)星(xīng)运行轨(guǐ)道的异(yì)常，推算并且发现了海(hǎi)王星(xīng)的存(cún)在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应(yīng)用万有引(yǐn)力定律所取得重(zhòng)大天(tiān)文成(chéng)就的(de)例子。但是(shì)这(zhè)些发现(xiàn)都是在恒星系统的尺度当中，可(kě)当我们上(shàng)升到星系(xì)或者(zhě)是星团的尺(chǐ)度(dù)，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家弗(fú)里茨兹威基正在研(yán)究和测量(liàng)后(hòu)发(fā)星系团的质(zhì)量。这是一个(gè)由数千个(gè)星系所组成的巨大星系(xì)团(tuán)，这些星系被引力束缚(fù)在一起。测(cè)量星(xīng)系(xì)团的质量一般会(huì)使用到两种(zhǒng)方法，当两种方(fāng)法结果(guǒ)一致，就可以确定(dìng)其质量的范围。

第一种是获(huò)得其(qí)"光度学的(de)质量"，需要(yào)的(de)数据是测(cè)量各个星系的(de)光度。

第二种是动(dòng)力学质量(liàng)的计(jì)算，是利用光谱红移测量星系团(tuán)中(zhōng)的各个(gè)星系相对(duì)于(yú)星系团的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基(jī)彻(chè)底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味着，后发(fā)座星系团有(yǒu)99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的质量(liàng)并不(bù)以(yǐ)可见光的形式所存(cún)在，我们无(wú)法看到。最诡异的是，在(zài)测量速度的过程中，兹威基发现(xiàn)星系团中很多(duō)星系(xì)的(de)速度比理论上要(yào)快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力是无(wú)法将它(tā)们束缚(fù)在星系(xì)团内的，它们早就(jiù)应该被抛(pāo)出星系团(tuán)之外(wài)了，除(chú)非有一种神秘的力量在起作用，这(zhè)种(zhǒng)力量来源于(yú)某(mǒu)种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分(fēn)不可(kě)见的暗质，它不发散(sàn)光、吸(xī)光(guāng)、反射光，但是它们却占据(jù)着宇宙中绝大部(bù)分的质(zhì)量。只(zhǐ)是当(dāng)时的人们对(duì)这样的一(yī)种说法不(bù)屑(xiè)一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次出(chū)现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观测仙女座星系(xì)中的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论(lùn)上来说，距离(lí)中心(xīn)越(yuè)远的恒星在其轨道(dào)上的(de)运行速度就会越慢(màn)。但是他(tā)们观测(cè)的结果(guǒ)却让人感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增加，恒星的(de)旋(xuán)转速度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛顿的万有引力定(dìng)律，在星系当中如果没有足(zú)够大的质(zhì)量来(lái)吸引它们，这些外围的恒星早就(jiù)被甩(shuǎi)到(dào)宇宙当中了(le)。基于这种现象(xiàng)，科学家们会使用一种相对标(biāo)准的(de)方法来解(jiě)释暗物质(zhì)的存(cún)在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴上(shàng)距(jù)离(lí)星系中(zhōng)心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如果(guǒ)出现异常的结果，就认(rèn)为是由暗物质的力量(liàng)进入其中。

于是科(kē)学家(jiā)们通过射(shè)电望远(yuǎn)镜测量了(le)距离星系中(zhōng)心更(gèng)远距离的氢元素，发(fā)现它们(men)的旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系(xì)也不例外，太(tài)阳系位于(yú)银河系的第三悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万(wàn)光年，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太(tài)阳系的运行速度(dù)应该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220千米/秒的速(sù)度围(wéi)绕银(yín)河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于理(lǐ)论(lùn)速度，那么产生以上这种(zhǒng)向心(xīn)加速度的原因(yīn)很可能(néng)就是存在着一种我们看不到的物质，是这些暗(àn)物质的引力效应将星系聚集在了一起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研(yán)究人员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星(xīng)轨(guǐ)道(dào)的(de)速度，估算在星系当中(zhōng)暗物质的质量占(zhàn)整(zhěng)个星系质量(liàng)的(de)85%。但是(shì)，暗物质并(bìng)不是(shì)唯一可(kě)以解释这个现象的原(yuán)因。在(zài)一项(xiàng)新的研究当(dāng)中，科学家们发现，几(jǐ)乎(hū)没有引力效(xiào)应的遥远恒星之间(jiān)，也会出(chū)现速度上的(de)微(wēi)小差异。另(lìng)外(wài)，天文学(xué)家还发现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多(duō)，但是(shì)星(xīng)系当中存(cún)在的恒星数(shù)量却只有银(yín)河系的千分(fēn)之一(yī)。

所以在理论上，该星系必须存在(zài)暗物(wù)质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科学家们使用最先进的(de)望远镜(jìng)对(duì)其进行了40个小时的(de)详细测量之后，发现星系中的恒星运动是可以用正(zhèng)常的物质和(hé)力学定律来(lái)解释的。那(nà)么又有人提出，也许该(gāi)星系(xì)的暗物质(zhì)，已(yǐ)经被附近的另一个大(dà)星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存(cún)在。造成这(zhè)些(xiē)现象的除了暗(àn)物质的假(jiǎ)说(shuō)之外(wài)，另一种(zhǒng)可能就是(shì)人类对引力的理解还不(bù)够全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间(jiān)中的(de)工作方式(shì)是不同的，这意味着(zhe)在行星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照(zhào)我们所(suǒ)理解的(de)方式运动。但是上(shàng)升到星系和(hé)星团的尺度(dù)，引力之间(jiān)的相互作用(yòng)则是不(bù)同的方式。对于在星系团之间的(de)相互作用，科(kē)学家(jiā)还引入(rù)了(le)外部场(chǎng)效(xiào)应的概念，指的是在数百万光(guāng)年的(de)规模上，巨(jù)大的质(zhì)量之间(jiān)会产(chǎn)生对彼此特殊的效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果MOND蒙(méng)德(dé)理论成立，这意味着我们需要对现在(zài)的(de)物理定律进行修正，这些发现也让很多(duō)人认为暗物质假说(shuō)理(lǐ)论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关(guān)于(yú)暗物质存在的其他的理论证据，这些理论证(zhèng)据是(shì)蒙德(dé)理论所没法解(jiě)释(shì)的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由两(liǎng)个碰撞的星(xīng)系团(tuán)所组成，类似这(zhè)样的星团，它(tā)们大部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在星(xīng)系的(de)气(qì)体当(dāng)中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时发生(shēng)碰撞(zhuàng)的时(shí)候，星际(jì)气体的相互(hù)作用就(jiù)会导(dǎo)致(zhì)温度的急剧升高，速(sù)度大(dà)幅降低。所以在理(lǐ)论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团大部(bù)分的质量将位于所有这些(xiē)气(qì)体(tǐ)所在的中间(jiān)区域。那么我们通过(guò)什么(me)来验证(zhèng)它的质(zhì)量(liàng)区(qū)域到(dào)底是不是(shì)集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙(zhòu)当中第一张全彩的(de)高清(qīng)照片(piàn)，在照片中我们(men)可以明(míng)显(xiǎn)地看到很多星(xīng)系(xì)似乎被拉伸产生了巨(jù)大的形变。其实这(zhè)些星系本身并(bìng)不是真的被扭(niǔ)曲了，也不是(shì)韦(wéi)伯(bó)望(wàng)远镜(jìng)出了什么问题，而是这样(yàng)极遥远的天体和我们地球上的观测(cè)者之(zhī)间。被(bèi)一个质量超级(jí)巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东西的(de)引力，会使身后更遥(yáo)远星系的光都发生了扭曲。这个现象就是引力(lì)透镜效应。这个巨大的(de)天体可能是(shì)超大质量的黑洞或者是暗物(wù)质。

所以当人(rén)们对子弹星系团观测(cè)的(de)时候，发现它(tā)的大质量区域(yù)并不是在中间，而是在两侧。所以最(zuì)好的解释方法就是当(dāng)星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗(àn)物质则(zé)直(zhí)接通过(guò)了这个区域，并在两边形(xíng)成了(le)引(yǐn)力透镜。对子弹星(xīng)系团(tuán)的(de)引力透镜研究也被(bèi)认为是暗物质存在(zài)的迄今为(wèi)止最好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见光(guāng)终(zhōng)于可(kě)以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇(yǔ)宙空间(jiān)背景上(shàng)留下(xià)了(le)各(gè)相同性的微(wēi)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(jiào)冷的区域，但实际上(shàng)它们之间的温差只有(yǒu)万分之一。

科学家们(men)通(tōng)过对前景(jǐng)背景(jǐng)分(fēn)离后的二值图像(xiàng)进(jìn)行(xíng)连通(tōng)域提(tí)取和标记之后(hòu)发现，如(rú)果(guǒ)宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)没有暗物(wù)质(zhì)，图形(xíng)看(kàn)起来不应该是(shì)这(zhè)样的，而随着暗(àn)物质(zhì)的增(zēng)加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了(le)匹配宇宙微波背景辐(fú)射的测量值，我们需(xū)要的(de)暗(àn)物质大(dà)约是普通物质的5倍。这个(gè)数字与解释星系当中(zhōng)恒星(xīng)运(yùn)动所需要的暗物质比例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个(gè)简单的理论框架，就很好地(dì)解释了很多不同的观测结果。而暗物质的本(běn)质就(jiù)是宇宙当中存在着某(mǒu)种类型的粒子，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通过引力(lì)来相互作用。所以如果能够找(zhǎo)到(dào)这种粒子的(de)存在，就相当于找(zhǎo)到了暗(àn)物质存(cún)在的实际证据。这种粒子到底是什(shén)么？科(kē)学家们已经提出了(le)数十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子(zi)所需要的(de)实验(yàn)方式也不相同。在过(guò)去(qù)的几十年当(d关于团结就是力量的名人素材事例，关于团结的名人素材事例有哪些āng)中，人类为了寻找这些看不(bù)见、摸(mō)不到，几乎(hū)不会与常(cháng)规(guī)物(wù)质相互作(zuò)用的“暗物质(zhì)”，科(kē)学(xué)家们已(yǐ)经(jīng)进行了超(chāo)过50次的实验，却没有任何实质(zhì)性的(de)发现，除了一(yī)个地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地球上最大(dà)的地学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的探测器，一直致(zhì)力于寻找暗物(wù)质粒子的周(zhōu)期性(xìng)震荡。

自(zì)1997年以来，这里的(de)科学家声称(chēng)观测到(dào)了某(mǒu)种信号。经过了20多年的数据收集(jí)，人们(men)发现了一个有(yǒu)趣的事情(qíng)。探测(cè)率(lǜ)会(huì)在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后(hòu)在11月降到最低，而且在20年当中每(měi)年都是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗(àn)物质的第一个直接(jiē)证据。

但是为(wèi)什(shén)么暗物(wù)质(zhì)会(huì)产生周(zhōu)期性的年度(dù)信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系(xì)正在(zài)以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进行移(yí)动，那么如果暗(àn)物(wù)质存在(zài)宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在(zài)以这样(yàng)的速度(dù)在穿越着暗(àn)物质流，这个过程中会产生相应的(de)振荡(dàng)，同(tóng)时(shí)地球又以30公里/秒的速度(dù)围绕太阳(yáng)进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以有半(bàn)年的时间，地球围绕(rào)太阳的(de)方向与太(tài)阳(yáng)环(huán)绕银河系(xì)的方(fāng)向(xiàng)是(shì)一致的，而另外(wài)半(bàn)年则(zé)与之相反(fǎn)。

而在6月份的(de)时候，地(dì)球与(yǔ)太(tài)阳的方向正好(hǎo)达到(dào)完(wán)全一致(zhì)，这是(shì)理论上(shàng)地球穿(chuān)越(yuè)暗物质流最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰(qià)好达到了最慢值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的(de)倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论的有(yǒu)效性(xìng)。

因此科学家(jiā)认为这可以用(yòng)来解释(shì)，研究人(rén)员(yuán)们所(suǒ)观测到的周(zhōu)期性信号。当然也可能(néng)有其他(tā)的情况(kuàng)，造成这(zhè)种(zhǒng)年度周期信号(hào)的(de)差异也可能(néng)是温(wēn)度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积(jī)雪，甚至连(lián)意大利(lì)游客的数(shù)量也符合这个(gè)周期(qī)的规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家们又(yòu)在南半球建立(lì)了一(yī)个几(jǐ)乎相同的实(shí)验室(shì)，这里的季节(jié)与之前的实验室正好相反，而(ér)在(zài)这里，关于团结就是力量的名人素材事例，关于团结的名人素材事例有哪些地球穿过暗物质流的(de)运动特征(zhēng)和第(dì)一个实验室是一(yī)样的。

因此(cǐ)，如(rú)果在这里可以得到相同的信(xìn)号，就可(kě)以成(chéng)为(wèi)暗物质所存(cún)在的非常有力的证(zhèng)据(jù)了。但是由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前还无法提供相应的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一(yī)台新的(de)望远镜，这台(tái)太(tài)空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的(de)宽视场仪器提供的视野是(shì)哈勃红外仪器的(de)100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一(yī)个(gè)关键的用途就是(shì)探索暗(àn)物质背后的奥秘(mì)，对于探测的结果，我们只能(néng)拭(shì)目以待了(le)。费米实(shí)验室粒子天体物理中心(xīn)的科(kē)学家丹(dān)琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究(jiū)发现，如果(guǒ)暗(àn)物质存在，它们极有可能(néng)拥有另一(yī)种神秘的(de)效应，这种(zhǒng)暗物质效(xiào)应，会(huì)支(zhī)持宇宙当中生(shēng)命(mìng)的(de)诞生(shēng)，或者(zhě)说是生命进化的一个重要因素。

如果这一(yī)理论(lùn)得到(dào)进一步的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当(dāng)中的暗(àn)物质会不会意(yì)味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙(zhòu)当中某个角(jiǎo)落的行星上(shàng)，暗(àn)物质正在通过(guò)这样的效应创造生命。当然，这(zhè)些推(tuī)论(lùn)的(de)大前提是要先(xiān)找到暗物(wù)质存在的(de)实际(jì)证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得(dé)暗物质到(dào)底存不存在(zài)呢？喜(xǐ)欢(huān)请(qǐng)点赞，你的支(zhī)持是我更新的动力！

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