宇宙是“人为制(zhì)造(zào)”的？为何会(huì)存在科学无法解释的(de)“暗(àn)物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的证据，科学(xué)家们在过去的几十(shí)年当中进行了超过50次的长期实验(yàn)，但是却没有发(fā)现(xiàn)任何的有(yǒu)效证据。除了一(yī)个地(dì)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(niú)顿发表(biǎo)了万有引(yǐn)力定律，它揭示了(le)宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后(hòu)的几百年来，当天文(wén)学家们发现某些天体运(yùn)行轨道出现异常，不符合万有引力定律的时候，他们(men)就会知道，周围一(yī)定有未知的天(tiān)体(tǐ)通过引力(lì)在摄动它的(de)轨(guǐ)道(dào)。比如(rú)在1846年，奥本(běn)勒维耶(yé)就通过天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并(bìng)且(qiě)发现(xiàn)了海(hǎi)王(wáng)星的存(cún)在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星(xīng)的发现(xiàn)都是应用万有引力定律(lǜ)所(suǒ)取(qǔ)得(dé)重大天文成就的例子。但(dàn)是这(zhè)些发(fā)现(xiàn)都是在恒星系统(tǒng)的尺度(dù)当中，可当我们上升到星系或者是(shì)星团的(de)尺(chǐ)度，事情就开始(shǐ)变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和测(cè)量后(hòu)发(fā)星系团的质(zhì)量。这是一个由(yóu)数千个星系所组成的巨大星系(xì)团，这些星系被引力束(shù)缚在一起(qǐ)。测量星系团的质量(liàng)一般会使(shǐ)用(yòng)到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一(yī)致，就可以确定其(qí)质量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需要的数据(jù)是(shì)测量(liàng)各个星系的光度。

第二(èr)种(zhǒng)是(shì)动力学质(zhì)量的(de)计算，是利(lì)用光谱红移测量星系(xì)团中的各(gè)个星系相对(duì)于(yú)星系团的(de)运动速度(dù)。当(dāng)测量结(jié)果出来之(zhī)后，兹威基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着，后发(fā)座星系(xì)团有99%的质(zhì)量消失了，或者说(shuō)这99%的(de)质量(liàng)并不以可(kě)见光的形式所存在，我们(men)无法看到。最诡异的是，在测(cè)量速度的过程(chéng)中，兹威基发现星(xīng)系(xì)团中(zhōng)很多星系的速度比(bǐ)理论(lùn)上要(yào)快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星(xīng)系的质量(liàng)所(suǒ)产生(shēng)的引力是(shì)无法将(jiāng)它们束(shù)缚在星系团内(nèi)的，它们早(zǎo)就应该被(bèi)抛(pāo)出星(xīng)系团之外了(le)，除非有(yǒu)一种神秘的力量在(zài)起作用，这种(zhǒng)力(lì)量来源(yuán)于某(mǒu)种(zhǒng)隐形的(de)物质。

据(jù)此，兹维基(jī)提出了(le)这样部(bù)分不可见的暗质，它不发(fā)散光、吸光(guāng)、反射光，但是(shì)它们却(què)占据着宇宙中绝大部分(fēn)的质量。只(zhǐ)是当时的人(rén)们对(duì)这样的一(yī)种(zhǒng)说(shuō)法不屑一(yī)顾。

直到40年(nián)之(zhī)后，“暗物(wù)质”这(zhè)个词才(cái)再(zài)一(yī)次(cì)出现(xiàn)。天(tiān)文学家维(wéi)拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福特在(zài)观(guān)测仙女座(zuò)星系(xì)中的恒星(xīng)运动(dòng)。理论上来说，距离中心越远(yuǎn)的恒星在(zài)其轨道(dào)上的运行速度就会越慢。但是他们观测的结果却(què)让(ràng)人(rén)感(gǎn)到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星(xīng)的(de)旋(xuán)转速度几(jǐ)乎保持不变。可是(shì)根据牛(niú)顿(dùn)的万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律，在(zài)星系当中如果(guǒ)没有(yǒu)足够大的质量来吸引它们，这些(xiē)外围(wéi)的恒(héng)星早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于这种现象，科学家们会使用一种相(xiāng)对标准的方法来解释(shì)暗物质的存(cún)在，这(zhè)种方法就是测量星系当中气体(tǐ)在X轴上距离(lí)星系(xì)中心的距离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上(shàng)气体的旋转速度。如果出现异常的结(jié)果，就认为是由暗物质的力量进入其中。

于是(shì)科学家(jiā)们(men)通过射电望(wàng)远镜测量了(le)距离星系中心更(gèng)远距离(lí)的氢元素，发(fā)现它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银(yín)河(hé)系的第三悬(xuán)臂之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光(guāng)年，根据万有(yǒu)引力定律进行(xíng)计算(suàn)，太阳系的运(yùn)行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太(tài)阳系正在以(yǐ)220千米(mǐ)/秒的速度围绕(rào)银河系旋(xuán)转，这个实(shí)际速度远(yuǎn)远大于理论速度，那(nà)么产生以上这种向心加速度的原因很可能就是存在着(zhe)一种我(wǒ)们看不到的物(wù)质，是这些暗物质(zhì)的引力效应将星(xīng)系(xì)聚(jù)集在(zài)了一起。

也是(shì)从这(zhè)时开始，越来越多的研究(jiū)人员开始相信暗物质(zhì)的存(cún)在。科学家根据星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗物质的质量(liàng)占整个(gè)星(xīng)系质(zhì)量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯一可以解释这(zhè)个现象的(de)原因。在一项新的研究当中，科学(xué)家们(men)发现(xiàn)，几乎(hū)没有引力效应的(de)遥远恒星之间，也会出现速度上的微(wēi)小差异。另外，天文(wén)学家还发(fā)现了一(yī)个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个星(xīng)系距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多(duō)，但是星(xīng)系(xì)当中存在(zài)的恒星数量却只有银河系的千(qiān)分(fēn)之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须(xū)存在暗物(wù)质(zhì)，否则就会(huì)分(fēn)崩离析。但(dàn)是科(kē)学家们使用最先进的望远镜(jìng)对(duì)其进(jìn)行(xíng)了40个小时(shí)的详细(xì)测量之(zhī)后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的物质和(hé)力学定律来(lái)解释(shì)的。那么又有(yǒu)人提出，也许该星系的暗物质(zhì)，已(yǐ)经被附近的(de)另一(yī)个大星(xīng)系剥离(lí)了。奇怪(guài)的是，它的附近(jìn)没有(yǒu)任何星系存(cún)在。造成这(zhè)些现象的(de)除了暗物质的(de)假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对(duì)引力的(de)理解还不够全(quán)面，引力很可(kě)能在不同尺度空间中的工作方式(shì)是(shì)不(bù)同的，这(zhè)意味着在(zài)行星系尺(chǐ)度中的(de)天体会沿(yán)着它们(men)的(de)轨道，按照(zhào)我们所(suǒ)理解(jiě)的(de)方式运(yùn)动。但是上升到(dào)星(xīng)系(xì)和星团的尺度，引力之间的相互作(zuò)用则是不同的方(fāng)式(shì)。对于(yú)在星系(xì)团(tuán)之间(jiān)的相互作用，科学(xué)家还引入了外(wài)部(bù)场效(xiào)应的概念，指的是在数(shù)百(bǎi)万光年的(de)规模(mó)上(shàng)，巨(jù)大的质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我(wǒ)们需要对现(xiàn)在(zài)的物(wù)理(lǐ)定律进行修正，这些发现也让很(hěn)多人认为暗物质假说(shuō)理论(lùn)就(jiù)此终(zhōng)结。但(dàn)是在(zài)宇宙当中(zhōng)还有关(guān)于(yú)暗物质存在的其他(tā)的理论证据，这(zhè)些(xiē)理论证据是(shì)蒙德理(lǐ)论所(suǒ)没法解释的(de)“引力透镜(jìng)”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子(zi)弹星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组成(chéng)，类似这样(yàng)的星(xīng)团，它们(men)大(dà)部分的(de)普通质量都在星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万(wàn)公里/小时发生碰(pèng)撞的时候(hòu)，星(xīng)际气体的(de)相互作用(yòng)就会导致温度(dù)的急剧(jù)升高，速度大幅降低。所以(yǐ)在(zài)理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系(xì)团大部(bù)分(fēn)的质量将位于所有这些(xiē)气体所在的中间区域。那么我们通过什么来验证(zhèng)它的质量区域到底是不是集中在中间(jiān)呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当中第(dì)一张全(quán)彩的(de)高(gāo)清照片(piàn)，在照(zhào)片中我们(men)可以明显地(dì)看到很多(duō)星系似(shì)乎(hū)被拉(lā)伸产生(shēng)了巨大的形变(biàn)。其实这(zhè)些星系本身并不(bù)是真的(de)被扭曲了，也不(bù)是韦伯望(wàng)远镜出了什么(me)问题，而是这(zhè)样(yàng)极遥远(yuǎn)的天体和我们地(dì)球上的观测悔辱的意思解释，悔辱的意思和拼音是什么者之间(jiān)。被一个质量(liàng)超级巨大(dà)的(de)天体遮挡，这个超大质量的(de)东西的引(yǐn)力，会使(shǐ)身后更遥远星系的光都发生了(le)扭曲(qū)。这个现象就是引力(lì)透镜(jìng)效应。这(zhè)个巨大的天体可能是超大质(zhì)量的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物质。

所以当人们(men)对(duì)子弹星系团观测的时候，发现它的(de)大质量(liàng)区域(yù)并(bìng)不是在中(zhōng)间，而是在(zài)两(liǎng)侧。所以(yǐ)最好的解释方(fāng)法就是(shì)当星团发生全部的碰(pèng)撞时，可被(bèi)观测到的(de)质量气体(tǐ)被卡在了中间，暗(àn)物质则直接通过了这个区域(yù)，并在两边形(xíng)成了引力透镜。对子弹星系团(tuán)的(de)引(yǐn)力透镜(jìng)研究也(yě)被(bèi)认为(wèi)是暗物质存(cún)在的(de)迄今为止最好的理论证(zhèng)据。

除此(cǐ)之外，还(hái)有来自宇宙(zhòu)当中最(zuì)古老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之(zhī)后，可(kě)见光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙(zhòu)空间(jiān)背景上留(liú)下了各(gè)相同性(xìng)的微波辐射。其中红色(sè)的(de)部分(fēn)表示温度较(jiào)高的区域，蓝色则(zé)表示相(xiāng)对较冷的区域，但实(shí)际上它们之间(jiān)的(de)温差只有万分之一。

科学家(jiā)们通过对前景背景分(fēn)离后(hòu)的二值图像进(jìn)行连(lián)通域提取(qǔ)和标记之(zhī)后发现(xiàn)，如(rú)果宇(yǔ)宙当中(zhōng)没有暗物质，图(tú)形看(kàn)起来不应该是(shì)这样的，而(ér)随着暗物质的增加(jiā)，一些峰(fēng)值的幅度会减(jiǎn)小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背景(jǐng)辐射的测量值，我们需要的(de)暗(àn)物质大约是普通物质的5倍(bèi)。这(zhè)个数(shù)字与解释星系当中恒(héng)星运动所需要的暗物(wù)质比例是一致的。这(zhè)就意味(wèi)着。

用(yòng)了一个简单的理论(lùn)框架，就很(hěn)好地(dì)解释了(le)很多不同的(de)观测结(jié)果。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒子，它们(men)不参与任(rèn)何其他(tā)的电磁作用，只通(tōng)过引力(lì)来相互作(zuò)用。所以如(rú)果能够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找(zhǎo)到了暗物质存(cún)在的实际证据。这种粒子到底是(shì)什(shén)么(me)？科学家(jiā)们已(yǐ)经提出(chū)了数十种(zhǒng)的假想(xiǎng)目标，而要寻(xún)找这些不(bù)同的目标粒(lì)子(zi)所(suǒ)需要的(de)实验方式(shì)也不相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为了(le)寻找这些看(kàn)不见(jiàn)、摸不到，几乎(hū)不会与常规物质(zhì)相互作(zuò)用的(de)“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了超(chāo)过(guò)50次的(de)实验，却没有任何实质性的(de)发现，除了悔辱的意思解释，悔辱的意思和拼音是什么一个地方，意大(dà)利的(de)格兰萨索山，隶(lì)属(shǔ)于阿(ā)尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地(dì)球(qiú)上最大的地学实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼(lóu)高(gāo)的探测器(qì)，一直致力于(yú)寻找暗物质粒(lì)子(zi)的周期(qī)性(xìng)震荡。

自1997年(nián)以来，这里的(de)科学家声称观测到了某种信(xìn)号。经(jīng)过了(le)20多年的数据收集，人们(men)发现了一个有趣(qù)的事(shì)情。探测率(lǜ)会在每年的(de)6月份达到(dào)峰值，然(rán)后(hòu)在(zài)11月降到最低，而且在(zài)20年当中每年(nián)都是一(yī)样。一些科学(xué)家认为这可能是人类发现暗物质的第一个直接证(zhèng)据(jù)。

但是为什么暗(àn)物质会产生周期(qī)性(xìng)的年度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系进行移(yí)动，那(nà)么如果暗(àn)物质存在宇宙当中，这(zhè)意味(wèi)着我们(men)也在(zài)以(yǐ)这样的速度在穿(chuān)越(yuè)着暗物质流，这个(gè)过程中会产生相应(yīng)的(de)振(zhèn)荡(dàng)，同时地球又以30公里/秒的(de)速(sù)度围(wéi)绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向(xiàng)与太(tài)阳(yáng)环绕银(yín)河系的(de)方向是一致的，而另外半年则与(yǔ)之相反。

而(ér)在6月份的时候，地球与太阳(yáng)的方向正好(hǎo)达到完(wán)全一致(zhì)，这是(shì)理论上地球穿越暗物质流最(zuì)快的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到了最慢值(zhí)。尽管在(zài)实际的(de)情况中，太(tài)阳系相对(duì)银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但(dàn)是这并不影(yǐng)响这个(gè)理论的(de)有(yǒu)效性。

因(yīn)此科学家(jiā)认为这可以用(yòng)来解释，研究人员们所观测到的周期性信号。当然也可能有其他的情况，造成这(zhè)种年度周期信号的差异也可(kě)能(néng)是温度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚(shèn)至连意大利(lì)游客的数量也符合这(zhè)个周期的规律。

所以，科学家们又(yòu)在(zài)南半球(qiú)建立了(le)一个几(jǐ)乎相同的(de)实验室，这里的季节与之前的(de)实验室正(zhèng)好相(xiāng)反，而在这里，地球(qiú)穿(chuān)过暗物质流的(de)运动特征和第一个实验室是一(yī)样的。

因此，如果在这里(lǐ)可(kě)以得到相(xiāng)同(tóng)的信号，就可(kě)以成(chéng)为暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但(dàn)是由于这(zhè)个实(shí)验室(shì)刚(gāng)刚(gāng)建成不久(jiǔ)，所以截至(zhì)目前还(hái)无(wú)法提供(gōng)相应的数据支(zhī)持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射(shè)一台新(xīn)的(de)望远镜，这台太空望远镜(jìng)叫(jiào)做“南希格雷(léi)斯(sī)罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈(hā)勃望(wàng)远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器提供(gōng)的(de)视野悔辱的意思解释，悔辱的意思和拼音是什么是(shì)哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼(màn)太空望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)其中一个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于(yú)探测(cè)的结果，我们只(zhǐ)能拭目(mù)以待了。费米实验室粒子天体物理中(zhōng)心的科学(xué)家丹(dān)琥珀和贾(jiǎ)森(sēn)斯特芬研究发现，如(rú)果暗物质(zhì)存在，它(tā)们极有可能拥有另一(yī)种(zhǒng)神(shén)秘的效应，这种暗物质效应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当中生(shēng)命(mìng)的诞生，或者说是生命进化的一(yī)个重要因素。

如果这一理论得到进一步的证实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗(àn)物质会不会意味着人类并不孤单呢？或(huò)许在(zài)宇宙当中某个(gè)角落的行(xíng)星上，暗(àn)物质正在通过这样的(de)效应(yīng)创造生(shēng)命。当然(rán)，这些推(tuī)论的大前(qián)提是要先(xiān)找到暗物质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们(men)觉得暗物质到底存(cún)不存在(zài)呢？喜(xǐ)欢(huān)请(qǐng)点(diǎn)赞，你的支持是我更(gèng)新的动力！

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