宇宙是“人为(wèi)制(zhì)造”的？为(wèi)何(hé)会存在科学无法(fǎ)解释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟是什么(me)？人(rén)类为了寻找暗(àn)物质存在的证据，科(kē)学家们在(zài)过去的几十年当中进行了(le)超过50次(cì)的长期实验(yàn)，但是却没(méi)有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出(chū)版的自然哲(zhé)学数(shù)学原理一书中，埃萨克牛顿(dùn)发表了(le)万(wàn)有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来，当天文(wén)学家们发现某些天体运行轨道(dào)出现异(yì)常(cháng)，不符合万有引(yǐn)力定(dìng)律的(de)时(shí)候，他们就会知道，周围一(yī)定有未(wèi)知的天体通过引力(lì)在摄动它的(de)轨(guǐ)道。比如(rú)在1846年，奥本(běn)勒维耶(yé)就通过天(tiān)王星运行(xíng)轨道的(de)异(yì)常，推算(suàn)并(bìng)且发现了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王(wáng)星的发现都是应(yīng)用万有引(yǐn)力定律(lǜ)所(suǒ)取得重大(dà)天文(wén)成就的例子(zi)。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我们上(shàng)升到(dào)星系或者是星团的尺(chǐ)度，事情(qíng)就开(kāi)始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的(de)物理(lǐ)学家弗里(lǐ)茨兹(zī)威(wēi)基正在研究和(hé)测量后(hòu)发星(xīng)系团的质量(liàng)。这是一个(gè)由数千个星(xīng)系所(suǒ)组成(chéng)的巨大星系团(tuán)，这(zhè)些星(xīng)系被(bèi)引力束缚在一起。测量星系团的质量(liàng)一(yī)般(bān)会使用(yòng)到(dào)两种方法，当两(liǎng)种方(fāng)法(fǎ)结果一(yī)致，就可以确定其质量(liàng)的范(fàn)围(wéi)。

第一种是获得其"光度(dù)学的质量"，需要的数据是测量各个(gè)星系的光度。

第二种(zhǒng)是(shì)动力学质量的计(jì)算，是利用光谱(pǔ)红移测量星系团中(zhōng)的各个星系相对(duì)于星系团(tuán)的运动速度。当测(cè)量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻(chè)底懵(měng)了，“动力学质量(liàng)”竟然(rán)是“光度(dù)学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意味着，后发座星(xīng)系(xì)团(tuán)有99%的质量消失了，或(huò)者说这99%的质量并(bìng)不以可见光的形式所存在(zài)，我(wǒ)们无(wú)法看(kàn)到。最(zuì)诡异的是，在测(cè)量(liàng)速度的过(guò)程中，兹威基发现星系团中很多(duō)星系的速度(dù)比理论(lùn)上要快得多，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这些(xiē)可见星系的(de)质量所产生的引力是无法(fǎ)将它们束缚在星(xīng)系(xì)团内的(de)，它们早就应该(gāi)被(bèi)抛出(chū)星系团之外了(le)，除非有一种神(shén)秘(mì)的(de)力量在起作用，这种(zhǒng)力量(liàng)来源于某(mǒu)种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出了(le)这样部分不可(kě)见的(de)暗质，它不发(fā)散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中绝(jué)大(dà)部分的质量。只是(shì)当时的人(rén)们对这样(yàng)的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯(kěn)特福特在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中心越远的恒星(xīng)在其轨(guǐ)道(dào)上的运行速度就会越(yuè)慢。但是他们观测的结果(guǒ)却(què)让人感到不可思议。

随(suí)着与(yǔ)中心距(jù)离的增加，恒星的(de)旋转速(sù)度几乎保持不(bù)变。可(kě)是根据牛(niú)顿的万有引(yǐn)力定律，在星系当中如果没有足够大的质量来吸引它们，这些(xiē)外围(wéi)的恒星(xīng)早就(jiù)被(bèi)甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这(zhè)种现象，科(kē)学家们会使用一种(zhǒng)相对标(biāo)准的(de)方法来(lái)解释(shì)暗(àn)物质的存在，这种方法就是(shì)测量星系当中气体在X轴上距(jù)离星系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如果出(chū)现异常(cháng)的结果，就认为是由暗物质(zhì)的力量进(jìn)入(rù)其中。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远(yuǎn)距离的(de)氢元素(sù)，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学(xué)定律。我们的太阳系也不例外(wài)，太(tài)阳系位于银(yín)河系的第三悬臂之(zhī)上(shàng)，距离银河系(xì)中心(xīn)2.6万光年，根据(jù)万有引(yǐn)力定律进行计算，太阳(yáng)系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳系正在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的速度(dù)围(wéi)绕(rào)银河系(xì)旋转，这个实(shí)际速(sù)度远远大于理论速度，那么产生以上这(zhè)种向心加速度(dù)的原因很可能就(jiù)是存在着一种我(wǒ)们看不(bù)到的物质，是这些暗物(wù)质的引力效应将星系聚集在了(le)一起。

也(yě)是(shì)从(cóng)这(zhè)时开始(shǐ)，越来越多的研(yán)究人员开始相信暗物(wù)质(zhì)的存在。科学家根(gēn)据(jù)星系外恒星轨道(dào)的速度，估算在星系当中暗物(wù)质(zhì)的质量(liàng)占整个星系(xì)质量的(de)85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一(yī)可以解释这个现象的(de)原(yuán)因。在(zài)一(yī)项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引(yǐn)力效应的遥远(yuǎn)恒星之间，也(yě)会出现速度(dù)上的微小差异。另外，天文学家(jiā)还(hái)发(fā)现了一(yī)个反常的星(xīng)系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离地球大(dà)约2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多，但是(shì)星(xīng)系当(dāng)中存在的恒(héng)星数(shù)量却只有银(yín)河(hé)系的千(qiān)分之一。

所以在理(lǐ)论(lùn)上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则就会分崩离析(xī)。但是(shì)科学(xué)家们使用最先(xiān)进的(de)望(wàng)远镜对其进行了40个小时的详细测量(liàng)之后，发现星系(xì)中的恒星运动是可以用正常的物质和力学定律来解释(shì)的。那么又有人提出，也(yě)许该(gāi)星系(xì)的暗物质，已经被(bèi)附近的另(lìng)一个大星系(xì)剥(bō)离(lí)了。奇怪的是，它的附近没有任何星(xīng)系存(cún)在。造成这(zhè)些现象的除了暗物(wù)质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人类对引(yǐn)力的理解还不够全面，引(yǐn)力(lì)很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意味(wèi)着在(zài)行星系尺度中的天体会(huì)沿(yán)着它们的轨道，按(àn)照(zhào)我(wǒ)们所(suǒ)理解(jiě)的(de)方式运动。但是上升(shēng)到(dào)星(xīng)系和(hé)星团的尺度(dù)，引力之间的相互作(zuò)用则(zé)是不同的方式。对于在星系团之间的相互作用(yòng)，科(kē)学家(jiā)还引(yǐn)入了外部(bù)场效应的概念(niàn)，指的是在数百(bǎi)万光年的(de)规模上，巨大的(de)质量(liàng)之间会产生对彼此特殊的(de)效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这(zhè)意味着我们需要对现在的物(wù)理定律进行修正，这些发现也(yě)让(ràng)很多人认为暗物质(zhì)假说理(lǐ)论就此终(zhōng)结。但是(shì)在(zài)宇宙当中还有关于暗物(wù)质(zhì)存在的其他的理(lǐ)论证据(jù)，这(zhè)些理论(lùn)证据是蒙德理论所没(méi)法(fǎ)解(jiě)释的(de)“引力透(tòu)镜”。

杀害一只斑鸠是什么罪，打死一只斑鸠会定什么罪a-w="1649" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/18fc0a6e444b507.j杀害一只斑鸠是什么罪，打死一只斑鸠会定什么罪peg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

径向距离(lí)为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由(yóu)两(liǎng)个碰撞的星(xīng)系(xì)团所组(zǔ)成，类似这样的星(xīng)团，它们大部分的普(pǔ)通质量都在星(xīng)系的(de)气体当中(zhōng)。当星团(tuán)以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰(pèng)撞的时候，星际(jì)气体(tǐ)的相互作用就会导致温度的(de)急(jí)剧升高，速度大幅降低(dī)。所以在理论上，在(zài)碰(pèng)撞之(zhī)后(hòu)，子弹星系团大部分(fēn)的质量将(jiāng)位于所(suǒ)有这(zhè)些气体所在的(de)中间区(qū)域。那么我们(men)通(tōng)过(guò)什么来验证它的质(zhì)量区域(yù)到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远(yuǎn)镜传回(huí)了宇宙当中第一张全(quán)彩的(de)高清照片(piàn)，在照片中我们可以(yǐ)明显地看到很多星系似乎被拉伸产(chǎn)生了巨大的形(xíng)变。其实这些(xiē)星系本身并(bìng)不(bù)是真的(de)被扭曲(qū)了，也不(bù)是韦伯望(wàng)远镜出了什么问题，而是这样极遥(yáo)远的(de)天体和(hé)我们地球上的观测者之间。被一(yī)个质量超级巨大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个超大质量(liàng)的东西(xī)的(de)引力，会使身(shēn)后更遥(yáo)远星系的(de)光都(dōu)发生了扭(niǔ)曲(qū)。这个现象就是(shì)引力透(tòu)镜效(xiào)应(yīng)。这个巨大(dà)的天体可能是超大质(zhì)量的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹(dàn)星系(xì)团观测的时(shí)候，发(fā)现它的大(dà)质(zhì)量(liàng)区域(yù)并不是在(zài)中间，而是(shì)在(zài)两侧。所以最好的解(jiě)释方法就(jiù)是当星(xīng)团发(fā)生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到(dào)的质量气体被卡在(zài)了中间，暗物质则(zé)直接通过了这(zhè)个区域，并在(zài)两(liǎng)边形成了引力(lì)透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研(yán)究也被(bèi)认为是暗物质存(cún)在(zài)的迄今(jīn)为止最(zuì)好(hǎo)的(de)理论证据(jù)。

除此之外，还有来自宇宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年(nián)之后(hòu)，可(kě)见(jiàn)光(guāng)终于可(kě)以(yǐ)畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿(yì)年之后，这些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各相同性的微波辐(fú)射。其(qí)中红色的部分(fēn)表(biǎo)示温度较(jiào)高(gāo)的区域，蓝(lán)色则表示相对(duì)较(jiào)冷的区(qū)域，但实际上它(tā)们之间(jiān)的温(wēn)差只有万分之一。

科学家们通(tōng)过(guò)对前(qián)景背(bèi)景分离后的二值图(tú)像进行连(lián)通域提取(qǔ)和标记之后发(fā)现，如果宇宙(zhòu)当中没有(yǒu)暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着暗物(wù)质的增(zēng)加，一些峰(fēng)值(zhí)的幅(fú)度会减小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景辐射的测量(liàng)值，我们需要的暗物质大约是普通(tōng)物质的5倍。这个数字与解释星系(xì)当中(zhōng)恒星运动(dòng)所需要的(de)暗(àn)物(wù)质比例是一致的。这就(jiù)意(yì)味着。

用了一个简单的(de)理论(lùn)框架，就很(hěn)好地解释(shì)了很多不同的观测结果。而暗(àn)物质的本质(zhì)就是宇宙当中(zhōng)存在着某种类(lèi)型的粒子，它们(men)不(bù)参与(yǔ)任何其他的电(diàn)磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存(cún)在，就相当于找到了暗(àn)物(wù)质存在的实际(jì)证据(jù)。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学(xué)家们已(yǐ)经提出(chū)了(le)数十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需要的实验方式也(yě)不相同。在过去的(de)几十年当(dāng)中(zhōng)，人(rén)类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会(huì)与常规物质相(xiāng)互(hù)作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的(de)实验，却(què)没有任何实质性的发现，除了一个地方，意(yì)大利的(de)格兰萨索山，隶属于(yú)阿(ā)尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最(zuì)大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探测器，一(yī)直致力于寻找暗物(wù)质粒子(zi)的(de)周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的(de)科(kē)学家声称观测到了(le)某种信号(hào)。经过了20多年(nián)的数据收集(jí)，人们发现了(le)一个有趣的事情。探测率(lǜ)会(huì)在(zài)每年的6月份达到峰(fēng)值，然后在(zài)11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样(yàng)。一些科学家认为(wèi)这可能是人类发现暗物质的(de)第一个直接(jiē)证据。

但(dàn)是为(wèi)什么暗物质会(huì)产生(shēng)周期(qī)性的年度(dù)信号(hào)呢？刚(gāng)才我们(men)讲了太(tài)阳系(xì)正在(zài)以(yǐ)220公(gōng)里/秒的速度围(wéi)绕着(zhe)银河系进行移动，那么(me)如(rú)果(guǒ)暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意味着(zhe)我们也(yě)在以这样的速度在穿越着暗物质流(liú)，这(zhè)个过程中(zhōng)会产生相(xiāng)应的振荡，同时(shí)地球又以30公(gōng)里/秒的速(sù)度围绕太阳进(jìn)行(xíng)旋(xuán)转。所(suǒ)以(yǐ)有半年(nián)的时间，地球围绕(rào)太(tài)阳的方向(xiàng)与太(tài)阳环绕银河系的方向是一致的，而另外(wài)半年则与之相反。

而(ér)在6月份的时候，地(dì)球与太阳的方向正好达到完全一(yī)致，这是理(lǐ)论上地球穿(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(zuì)慢值。尽管在实(shí)际的情况(kuàng)中，太(tài)阳系相对(duì)银河(hé)系的平(píng)面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影(yǐng)响这(zhè)个理论的有(yǒu)效性。

因(yīn)此(cǐ)科(kē)学家(jiā)认为这可以用(yòng)来解释，研究人员们所观测到的(de)周期(qī)性信号(hào)。当(dāng)然也(yě)可(kě)能有其(qí)他的情(qíng)况，造成这种年度(dù)周(zhōu)期信(xìn)号(hào)的差异也可能是温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的水(shuǐ)分(fēn)、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也符合(hé)这个(gè)周期(qī)的(de)规律。

所以，科学(xué)家们又在(zài)南半球建立(lì)了(le)一个几乎相同(tóng)的实(shí)验室，这里的季(jì)节与(yǔ)之前的实验室正(zhèng)好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质流的运动特征和第一个(gè)实验(yàn)室是(shì)一(yī)样的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在这里可以得到(dào)相同(tóng)的信号，就可以成为暗物(wù)质(zhì)所(suǒ)存在(zài)的(de)非常有力(lì)的证据了。但是由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目前还无法提供(gōng)相应的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新(xīn)的望远(yuǎn)镜，这台(tái)太空望(wàng)远镜叫做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的(de)主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相(xiāng)同(tóng)，但(dàn)它(tā)的(de)宽视(shì)场仪(yí)器提(tí)供的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷斯罗曼(màn)太空望远镜其中一个关键(jiàn)的用途就是(shì)探索暗物(wù)质背(bèi)后(hòu)的奥秘，对于探(tàn)测的结果(guǒ)，我们(men)只能拭目(mù)以待了。费米实验室粒子天(tiān)体物理(lǐ)中(zhōng)心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现(xiàn)，如果暗物质(zhì)存在，它们极(jí)有可能拥有(yǒu)另一种神(shén)秘的(de)效应，这(zhè)种暗物质(zhì)效应，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生命(mìng)的诞生，或(huò)者(zhě)说(shuō)是(shì)生命进化(huà)的一个重要因素。

如果这(zhè)一理论得到(dào)进一步(bù)的(de)证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中(zhōng)的暗物质会(huì)不会(huì)意(yì)味着人类并不孤单呢？或(huò)许在宇(yǔ)宙当中(zhōng)某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造(zào)生命。当(dāng)然，这些推论(lùn)的(de)大前提是要(yào)先找到暗物(wù)质存在的(de)实(shí)际证据(jù)。那么(me)小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你(nǐ)的支持是我更新的(de)动力！

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