宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学无(wú)法解(jiě)释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗(àn)物质又(yòu)究竟是什么？人类(lèi)为了寻找暗物(wù)质存(cún)在的证(zhèng)据，科学家(jiā)们(men)在过去的几十年当中(zhōng)进(jìn)行了超过50次(cì)的长期实验，但是却(què)没有发现任何(hé)的有效证据。除了一个(gè)地方，在1687年(nián)出(chū)版(bǎn)的自然哲学数(shù)学(xué)原(yuán)理(lǐ)一书中，埃萨(sà)克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律，它(tā)揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中天体运动的规(guī)律。往后的几百年(nián)来(lái)，当天(tiān)文(wén)学家们发现某(mǒu)些天体(tǐ)运行轨(guǐ)道出现异常，不符(fú)合(hé)万有引力定律的时(shí)候(hò菜鸟没有扫码出库直接拿走有什么影响手机上怎么搞u)，他们就会知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的(de)轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨道的异常，推(tuī)算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发(fā)现(xiàn)都是(shì)应用(yòng)万有(yǒu)引力(lì)定律所取(qǔ)得重大(dà)天文成就的例子。但(dàn)是这些(xiē)发现都(dōu)是在恒星系统的尺(chǐ)度当中(zhōng)，可当我(wǒ)们上升到星系或者(zhě)是星(xīng)团的尺度(dù)，事情(qíng)就开始变得诡异(yì)了。

1933年(nián)，瑞士的物理(lǐ)学家弗里茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发(fā)星系团(tuán)的质量。这(zhè)是一个(gè)由数千(qiān)个星系所组成的(de)巨大(dà)星系团，这些星(xīng)系被(bèi)引(yǐn)力束(shù)缚在(zài)一起。测量星系团的质量(liàng)一(yī)般会(huì)使用(yòng)到(dào)两(liǎng)种方法，当两种方法结(jié)果一(yī)致，就可以确定其质(zhì)量的范(fàn)围。

第一(yī)种(zhǒng)是获得其"光度(dù)学的质量"，需要(yào)的数据是测量(liàng)各个星系(xì)的光度。

第二(èr)种(zhǒng)是动力学质量(liàng)的计算，是利用光谱红(hóng)移测量星系团中的各(gè)个星系相对于星系团的(de)运动速度。当(dāng)测量结(jié)果出来之后(hòu)，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力(lì)学质量”竟然是“光度学(xué)质量(liàng)”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质量消失了，或者说这(zhè)99%的质量并不(bù)以可见光的形式所存在，我们无法看(kàn)到(dào)。最诡(guǐ)异的(de)是，在测量速度的过(guò)程(chéng)中，兹威基发现星系团中很多星系的(de)速度比理论上(shàng)要快(kuài)得多，按照牛顿的运动学(xué)定(dìng)律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所产生的引力是无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它们早就应(yīng)该被抛出(chū)星系团之外了，除非(fēi)有一种神(shén)秘的力量在起作用，这(zhè)种力量(liàng)来源(yuán)于某种隐形的(de)物质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样部(bù)分不可见的暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反射(shè)光，但是(shì)它们却占据(jù)着宇宙中绝大(dà)部分的质(zhì)量。只是(shì)当时的(de)人们对这样的一种说(shuō)法不屑(xiè)一(yī)顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再(zài)一次出(chū)现。天(tiān)文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特(tè)在观测仙女座星系中的(de)恒星运动(dòng)。理(lǐ)论上来说，距离中心越远的恒星(xīng)在其(qí)轨道上的(de)运行速度就(jiù)会越慢。但是他(tā)们(men)观测的(de)结果(guǒ)却让人感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星的(de)旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿(dùn)的(de)万有(yǒu)引力定律(lǜ)，在星系当中如果没有足够(gòu)大的(de)质(zhì)量来吸引(yǐn)它们，这些外(wài)围的(de)恒(héng)星早就(jiù)被甩到宇宙当中(zhōng)了。基(jī)于这种现象，科学家们(men)会(huì)使用一种相对标准的方(fāng)法来解(jiě)释暗物(wù)质的存在(zài)，这种(zhǒng)方法就是测量星系当中气体在(zài)X轴上距离星(xīng)系中心(xīn)的距离(lí)，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度(dù)。如果出现异常的结果，就认为是由暗物质的力(lì)量(liàng)进入(rù)其中。

于是(shì)科学家们(men)通过射电望远(yuǎn)镜测(cè)量(liàng)了距离星(xīng)系中(zhōng)心更远距离(lí)的氢元素，发(fā)现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们(men)的太阳系也不例外，太(tài)阳系位于银河(hé)系的第三悬臂之上，距离银河系(xì)中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太(tài)阳系的(de)运行速度(dù)应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河系旋转，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度，那(nà)么产(chǎn)生以(yǐ)上这种向心加速(sù)度的原因很可能就是存在(zài)着一种我们看(kàn)不到的物质，是这些暗物质的引力效应将星(xīng)系(xì)聚(jù)集在了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越(yuè)来越多的研究(jiū)人员开始相(xiāng)信(xìn)暗(àn)物质的存在。科学家(jiā)根据星(xīng)系(xì)外(wài)恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中暗物质的质量占整个(gè)星系质量的85%。但是(shì)，暗物(wù)质并不是唯一可以解释(shì)这个现(xiàn)象(xiàng)的原因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出(chū)现速度上的微小差(chà)异(yì)。另(lìng)外，天文学家还发现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系(xì)距(jù)离地球大约2.5亿光年，大(dà)小和银河(hé)系不多，但(dàn)是(shì)星系当(dāng)中存在的恒(héng)星数(shù)量(liàng)却只有银(yín)河系的(de)千(qiān)分之一(yī)。

所以在理论上，该(gāi)星(xīng)系(xì)必须存在暗物质(zhì)，否则(zé)就会分(fēn)崩离析。但(dàn)是科(kē)学家们(men)使(shǐ)用最先进的望远(yuǎn)镜对其进(jìn)行了40个小时的详细(xì)测量之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的物质和(hé)力学(xué)定律来解释(shì)的。那么又有人(rén)提出，也许该星系的暗(àn)物质(zhì)，已经被(bèi)附近的(de)另一(yī)个大(dà)星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没(méi)有任何星(xīng)系存在(zài)。造成这些现象的除了(le)暗物质的假说之(zhī)外，另一种可能就是人类对引力的理解还(hái)不(bù)够全面(miàn)，引力很可能在不同(tóng)尺度空间中的工作方式是不同的，这(zhè)意味着(zhe)在行星(xīng)系(xì)尺度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我们(men)所理解(jiě)的方式运动。但(dàn)是上升到星系(xì)和(hé)星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间(jiān)的(de)相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)则是不(bù)同的方式。对(duì)于在星(xīng)系团之间的相互作用，科学家(jiā)还引入了(le)外部场效应(yīng)的概(gài)念，指的(de)是在数百万光年(nián)的(de)规模上，巨大(dà)的质量之间会产生对(duì)彼此特殊的效(xiào)果，这(zhè)个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们需要对现在的物理定律进行修正，这些(xiē)发现也让很(hěn)多人认为(wèi)暗物(wù)质假说理论就(jiù)此终(zhōng)结(jié)。但是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的其他的理(lǐ)论证据，这些理论证据是蒙(méng)德理(lǐ)论所没法解释(shì)的(de)“引力透镜(jìng)”。

径(jìng)向距离为37亿光年(nián)的子弹星系(xì)团，由两个碰(pèng)撞的(de)星系团所组成(chéng)，类似这(zhè)样的(de)星团，它(tā)们大部分的(de)普通质量都在星(xīng)系的气(qì)体当中。当星(xīng)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(zuò)用(yòng)就会导致温度的急剧(jù)升高，速度大幅降低。所以在(zài)理(lǐ)论上，在碰(pèng)撞之(zhī)后，子弹星系团大部(bù)分的质量(liàng)将位于所有这(zhè)些气体所(suǒ)在的中间区域。那么我(wǒ)们通过什么来(lái)验(yàn)证它的质量区域(yù)到(dào)底(dǐ)是不是集中在中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯(sī)韦伯(bó)太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一(yī)张全(quán)彩的高(gāo)清照片(piàn)，在(zài)照片(piàn)中我们可以明(míng)显地看到很多(duō)星系(xì)似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这(zhè)些星(xīng)系(xì)本身并不(bù)是(shì)真的被扭曲(qū)了，也不是(shì)韦伯望远镜出了(le)什么(me)问题，而是这样极(jí)遥远的天体和我们地球(qiú)上的观测者之间。被一个(gè)质量超级(jí)巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质(zhì)量的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭(niǔ)曲。这个(gè)现象就是(shì)引(yǐn)力(lì)透镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能是(shì)超大质(zhì)量(liàng)的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系团观测的时候，发(fā)现它(tā)的(de)大质量区域并不是在(zài)中间(jiān)，而是在两侧。所(suǒ)以(yǐ)最好的解释方法就是(shì)当(dāng)星(xīng)团发(fā)生(shēng)全(quán)部的碰撞时，可被观测(cè)到的质(zhì)量气(qì)体被(bèi)卡在(zài)了中间，暗物质则直接通过(guò)了(le)这个区域，并在两边形成了引力(lì)透镜。对子弹星(xīng)系(xì)团的引力透(tòu)镜研究也被认为是(shì)暗(àn)物(wù)质存(cún)在的(de)迄今为止最好的理(lǐ)论证据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙(zhòu)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(guāng)终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年之后(hòu)，这些(xiē)光在宇(yǔ)宙空(kōng)间背景上留(liú)下了各(gè)相同性的微波(bō)辐射。其中红(hóng)色的部(bù)分表示温度较高的区域(yù)，蓝色则表(biǎo)示(shì)相对较冷的区域，但实际上它们之间的温(wēn)差只有万(wàn)分(fēn)之一(yī)。

科学家们通过对前(qián)景背景分离后的二值图像进(jìn)行连通(tōng)域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物(wù)质，图形(xíng)看起来(lái)不应(yīng)该是(shì)这样的，而随(suí)着(zhe)暗(àn)物(wù)质的增(zēng)加(jiā)，一(yī)些峰值(zhí)的幅度会(huì)减小，才(cái)变得看(kàn)起来“和谐”。为(wèi)了匹配(pèi)宇宙微波(bō)背景辐射的(de)测量值(zhí)，我们需(xū)要的暗物质大约是普通物(wù)质(zhì)的5倍。这(zhè)个数(shù)字(zì)与解释星(xīng)系当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例(lì)是一致(zhì)的(de)。这(zhè)就意味着。

用了一(yī)个简单的(de)理论框架，就很好地(dì)解(jiě)释了很(hěn)多不同的观(guān)测结果。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是宇宙当(dāng)中存在着某(mǒu)种类型(xíng)的粒子，它(tā)们不参(cān)与任何(hé)其他的电磁作(zuò)用，只通过引力来相互作(zuò)用。所以如果能够(gòu)找(zhǎo)到这种粒(lì)子的存在，就相当(dāng)于找到了暗(àn)物质(zhì)存在的实(shí)际证(zhèng)据(jù)。这种粒子到底是什么？科学家(jiā)们已经提出了数十种的假想目标，而要(yào)寻找(zhǎo)这(zhè)些不同的(de)目标粒(lì)子(zi)所需要的(de)实验方式也不相(xiāng)同。在(zài)过(guò)去的几十年当(dāng)中，人类为了寻找这些(xiē)看(kàn)不(bù)见、摸不到，几乎不(bù)会与常规物质相互作(zuò)用的“暗(àn)物(wù)质(zhì)”，科学家们已经进行了超过50次(cì)的实(shí)验(yàn)，却没(méi)有任(rèn)何(hé)实质性的发现(xiàn)，除了一个地方，意大(dà)利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山脉。

在山下1400米处的(de)地下(xià)矿井当(dāng)中，藏着地球上最大(dà)的地(dì)学实验(yàn)室(shì)，这个实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一个(gè)三层楼高的探(tàn)测器，一(yī)直(zhí)致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这(zhè)里的(de)科学家声(shēng)称观测到了某(mǒu)种信号。经过(guò)了(le)20多年的(de)数据(jù)收集(jí)，人们发(fā)现了一个有趣的事(shì)情。探测率(lǜ)会在(zài)每年的(de)6月份(fèn)达到峰(fēng)值，然后(hòu)在11月降(jiàng)到(dào)最低，而且(qiě)在(zài)20年当(dāng)中每年(nián)都是一样。一(yī)些科学家认为这(zhè)可能(néng)是人类发(fā)现(xiàn)暗物质(zhì)的第(dì)一个直(zhí)接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产生周(zhōu)期性的年度信号呢(ne)？刚才我们讲了太阳(yáng)系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意味着(zhe)我们也在(zài)以这样的速度在(zài)穿越着暗物质(zhì)流，这个过程中会产生相应的(de)振荡(dàng)，同时地球又(yòu)以(yǐ)30公里/秒的(de)速度围绕太阳(yáng)进(jìn)行旋转(zhuǎn)。所以(yǐ)有(yǒu)半年的时间，地球围(wéi)绕(rào)太(tài)阳的(de)方向与太阳环绕银河系的(de)方向是一(yī)致的，而另(lìng)外半年(nián)则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这(zhè)是理论上地(dì)球(qiú)穿(chuān)越暗物质流最快的时段(duàn)。而(ér)在11月份(fèn)，又恰好达(dá)到(dào)了最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在(zài)实际的情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科学家认为这可(kě)以用来(lái)解释(shì)，研究人员们所观(guān)测到的周期性信号。当(dāng)然也可能有其他的情况，造成这(zhè)种(zhǒng)年度周期(qī)信号的差异(yì)也可能是(shì)温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤(rǎng)中的水分(fēn)、高山上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也(yě)符合(hé)这个(gè)周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南(nán)半球建立(lì)了一(yī)个几(jǐ)乎相同的实(shí)验(yàn)室，这里的季(jì)节(jié)与(yǔ)之前的实验室正好相反，而(ér)在(zài)这里(lǐ)，地球穿过暗(àn)物质流的运动特征和第一(yī)个实验室是(shì)一样的。

因此，如(rú)果在这里(lǐ)可以得到相同的菜鸟没有扫码出库直接拿走有什么影响手机上怎么搞信号(hào)，就(jiù)可(kě)以成为暗物(wù)质所(suǒ)存在(zài)的非(fēi)常(cháng)有力的(de)证据了。但是由于这个实验(yàn)室刚刚(gāng)建成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至目前还无法(fǎ)提(tí)供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远镜，这台太空望远镜(jìng)叫做“南(nán)希格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它的(de)主镜大小(xiǎo)跟(gēn)哈(hā)勃(bó)望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的(de)视野是哈勃(bó)红(hóng)外仪(yí)器的100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗曼(màn)太(tài)空(kōng)望远(yuǎn)镜其中一个关键的用(yòng)途就(jiù)是探索暗物(wù)质(zhì)背后的奥秘(mì)，对(duì)于探测的结果，我(wǒ)们(men)只能拭目以待(dài)了。费米实(shí)验室粒子(zi)天体物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯(sī)特芬研究发(fā)现(xiàn)，如果暗(àn)物质存在(zài)，它(tā)们(men)极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效应(yīng)，会支持宇宙当中生(shēng)命(mìng)的诞生，或(huò)者说是生(shēng)命进化的(de)一(yī)个重(zhòng)要因(yīn)素(sù)。

如果这(zhè)一(yī)理论得到进一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物(wù)质会不会意(yì)味着人类并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当(dāng)中某个(gè)角落的行星(xīng)上(shàng)，暗物质正在(zài)通过这(zhè)样的(de)效应创(chuàng)造(zào)生命。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物质存(cún)在的实际证据(jù)。那么小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质到(dào)底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，你的支持是我更新的动力！

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