宇宙是“人为制造”的？为何(hé)会存在科(kē)学无法解释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科(kē)学家(jiā)们在过去的几十年当中进行了超过50次的长(zhǎng)期实验，但是却(què)没(méi)有发(fā)现任何的有(yǒu)效(xiào)证据。除了(le)一个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿(dùn)发(fā)表了万有引(yǐn)力定律，它揭(jiē)示了宇(yǔ)宙(zhòu)中(zhōng)天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来，当(dāng)天文学家(jiā)们发现某些天体(tǐ)运行(xíng)轨道(dào)出现异常(cháng)，不符合万有(yǒu)引力定律的(de)时候，他们就(jiù)会知道(dào)，周围一(yī)定有未知(zhī)的(de)天体通(tōng)过引(yǐn)力在摄(shè)动它的轨(guǐ)道(dào)。比如(rú)在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天王星运行轨道的异常，推(tuī)算并且发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈(hā)雷彗(huì)星(xīng)、冥王(wáng)星的发现都是应用万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律所取得重(zhòng)大天文成就的例子(zi)。但是(shì)这些发现都(dōu)是(shì)在恒星系(xì)统的(de)尺度当中，可(kě)当我们(men)上升到(dào)星(xīng)系或(huò)者是星(xīng)团(tuán)的尺度，事情就(jiù)开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家(jiā)弗(fú)里茨兹(zī)威基正在研究和(hé)测量后发(fā)星(xīng)系团的质(zhì)量。这是一个由数(shù)千个星系所组成的(de)巨大星系团，这些星(xīng)系被引力(lì)束缚(fù)在一起。测量星(xīng)系团(tuán)的(de)质量一(yī)般会使用到两种方法，当两(liǎng)种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)结果一致，就可以(yǐ)确定(dìng)其质(zhì)量(liàng)的范围。

第(dì)一种是获得其"光度(dù)学的质(zhì)量"，需要的(de)数据是测量各个星(xīng)系的光度。

第二种是动力(lì)学质量的(de)计算，是利用光(guāng)谱(pǔ)红移测量(liàng)星(xīng)系团中的各个星系相对于(yú)星系团的运动速度。当测(cè)量结(jié)果(guǒ)出来之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发社日节是什么节日 社日节是农历几月初几座(zuò)星系(xì)团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可(kě)见光(guāng)的形式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测量速度的(de)过程中(zhōng)，兹威(wēi)基发(fā)现星系团中很(hěn)多(duō)星系的速度比理论上(shàng)要(yào)快(kuài)得多，按照牛顿的运动(dòng)学(xué)定律，仅靠这些可(kě)见星(xīng)系的质量所(suǒ)产(chǎn)生的(de)引力是无法将它们束缚(fù)在星系(xì)团内(nèi)的，它们早就(jiù)应该被抛(pāo)出(chū)星系(xì)团之外(wài)了，除非有一种神(shén)秘的力量在(zài)起作用，这种力量(liàng)来源于(yú)某种(zhǒng)隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了这样部分(fēn)不可见(jiàn)的暗质(zhì)，它(tā)不发散光、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但是它们(men)却(què)占(zhàn)据(jù)着宇宙中绝大部(bù)分(fēn)的质量。只是当时的人们(men)对这样的(de)一种说(shuō)法(fǎ)不屑一(yī)顾(gù)。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这(zhè)个(gè)词才再一次出(chū)现。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙女座(zuò)星系中的(de)恒星运动。理论上来说(shuō)，距离中心越远的恒(héng)星在其(qí)轨道(dào)上的运行速度就(jiù)会(huì)越慢。但是他们观(guān)测的结(jié)果(guǒ)却让人感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据(jù)牛顿的(de)万有引力定律，在(zài)星系(xì)当中如果(guǒ)没有足够(gòu)大的质量来吸引它们，这些(xiē)外围的(de)恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙(zhòu)当中了。基(jī)于(yú)这种现象，科学家们(men)会(huì)使用一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方(fāng)法来解释暗物(wù)质的存在，这种方法就是测量星(xīng)系当中气体(tǐ)在(zài)X轴上距离(lí)星(xīng)系中心(xīn)的距离，以及在(zài)Y轴上气(qì)体(tǐ)的旋转(zhuǎn)速度。如(rú)果出(chū)现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物质的(de)力量进入其(qí)中。

于(yú)是科学家们(men)通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远距离(lí)的氢元(yuán)素(sù)，发(fā)现它(tā)们的旋转速度并(bìng)不符合牛顿的力学(xué)定(dìng社日节是什么节日 社日节是农历几月初几)律。我(wǒ)们的(de)太阳系也不例外(wài)，太阳系(xì)位(wèi)于银河系的第三悬(xuán)臂之(zhī)上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太阳(yáng)系的运行(xíng)速度应该是(shì)160千(qiān)米/秒，但实际上(shàng)，太(tài)阳系(xì)正在(zài)以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于理论速度，那么产(chǎn)生以上这种向心加速度的原因很可能就是存(cún)在着一(yī)种我们看不到的物质(zhì)，是这些暗物质的(de)引力效应将(jiāng)星系聚集在(zài)了一起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的(de)存(cún)在。科学家(jiā)根据(jù)星系外恒(héng)星轨道(dào)的(de)速度，估算在星系当中暗物(wù)质的质量(liàng)占整个星系(xì)质量的85%。但是，暗物(wù)质并(bìng)不是唯一(yī)可以解释这个现社日节是什么节日 社日节是农历几月初几象的(de)原因。在一项新的研究(jiū)当(dāng)中，科学家们发(fā)现，几乎(hū)没有引力(lì)效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出(chū)现(xiàn)速(sù)度(dù)上的微小差异。另外，天文学家还发现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星系(xì)当中存在的恒星数(shù)量却只有银河系(xì)的千分(fēn)之(zhī)一。

所以在(zài)理论上，该星系必须存在暗(àn)物质，否则就会(huì)分崩离析(xī)。但是科学家们(men)使用最先(xiān)进的望(wàng)远镜对其(qí)进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的恒星运动(dòng)是可(kě)以用正(zhèng)常的物质(zhì)和力学定律来(lái)解释的。那么又有人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗物质，已(yǐ)经被附(fù)近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近(jìn)没有任何星系存在。造成这些现象的除(chú)了暗(àn)物质(zhì)的假(jiǎ)说之外(wài)，另一种可能就是(shì)人类对引(yǐn)力的理(lǐ)解还不够全面，引力很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意(yì)味着在(zài)行星(xīng)系(xì)尺度中的天体会沿着它们(men)的(de)轨(guǐ)道，按照我们所理解(jiě)的(de)方式运动。但(dàn)是上升(shēng)到星(xīng)系和星团的尺度，引力之间的相(xiāng)互(hù)作用(yòng)则(zé)是不同的方式。对于在星系团之间(jiān)的相(xiāng)互作(zuò)用，科学家还引入了外部场效(xiào)应(yīng)的概念，指的(de)是(shì)在数百万光(guāng)年的规模上，巨大的质(zhì)量之间会(huì)产生(shēng)对彼此特殊的效(xiào)果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立，这意味着我们(men)需要对(duì)现(xiàn)在的(de)物理定律进行修正，这些发现也让很多人认为暗物质假说理论(lùn)就(jiù)此终(zhōng)结。但是在(zài)宇宙当中还有关于暗物质(zhì)存在的其他的理论(lùn)证据，这些理论证(zhèng)据是蒙(méng)德(dé)理论(lùn)所没法解(jiě)释的“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向距离(lí)为37亿光年(nián)的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星系团所组成，类似(shì)这样的星团，它们大部分(fēn)的普通质量都在星系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里/小时(shí)发生碰(pèng)撞的时候(hòu)，星际气(qì)体的相互作(zuò)用就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之(zhī)后，子(zi)弹星系团(tuán)大部(bù)分的(de)质量将位于所有(yǒu)这些气体所(suǒ)在的中间(jiān)区域。那么我们通过什么来验证它的质量区域到底是不是集中在中间呢？前(qián)不(bù)久，詹姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空望(wàng)远(yuǎn)镜传(chuán)回(huí)了(le)宇(yǔ)宙当中第一张全彩的(de)高(gāo)清照片，在照片中我(wǒ)们可以明显地看到很多星系似乎被拉(lā)伸产(chǎn)生了巨大的形变(biàn)。其(qí)实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜出了(le)什(shén)么问(wèn)题(tí)，而(ér)是这样极(jí)遥远的天体和我们(men)地球(qiú)上的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮(zhē)挡，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥(yáo)远星系的光(guāng)都发生了(le)扭(niǔ)曲(qū)。这(zhè)个现象就是引(yǐn)力透(tòu)镜效应。这个巨大的天体可(kě)能是(shì)超(chāo)大质量的黑洞或者是(shì)暗物质(zhì)。

所以(yǐ)当人(rén)们(men)对子(zi)弹星(xīng)系团(tuán)观测的时候，发现它的(de)大质(zhì)量(liàng)区域并不是在中间，而是在两侧(cè)。所以最好(hǎo)的解释方法就是(shì)当星团发生(shēng)全部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体(tǐ)被卡在了(le)中间，暗(àn)物质(zhì)则直(zhí)接通(tōng)过了这(zhè)个区域(yù)，并在两边形成了引力(lì)透镜。对子弹星系团的引力透(tòu)镜研究也被认为是暗物质存(cún)在的迄今(jīn)为止最好的理论(lùn)证据。

除此之(zhī)外，还(hái)有来(lái)自(zì)宇宙当中最(zuì)古(gǔ)老的光。从(cóng)宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见(jiàn)光终(zhōng)于可以畅(chàng)通无阻地(dì)穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在(zài)宇(yǔ)宙空间(jiān)背景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射(shè)。其(qí)中(zhōng)红(hóng)色的(de)部(bù)分表示温度较高的区域，蓝(lán)色(sè)则表示相对较冷的区域(yù)，但实际(jì)上(shàng)它们之间的温差只有万(wàn)分之一。

科学家(jiā)们通过(guò)对前(qián)景(jǐng)背景分离后的二(èr)值图像进行连通(tōng)域提取和(hé)标记(jì)之后(hòu)发现(xiàn)，如果(guǒ)宇宙当中没有暗(àn)物质，图(tú)形看起来不应该(gāi)是这样的，而随着暗(àn)物(wù)质的(de)增加，一些峰值(zhí)的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微波背景辐射的测(cè)量值，我们需要(yào)的(de)暗(àn)物质大约是普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解(jiě)释星系当中恒星(xīng)运动所需要的暗物质比例是一致的(de)。这就(jiù)意味着(zhe)。

用(yòng)了一个简单的理论框(kuāng)架，就很好(hǎo)地解释了很多不同的(de)观测(cè)结果。而暗物质的(de)本(běn)质(zhì)就(jiù)是(shì)宇宙当中(zhōng)存在着(zhe)某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒子，它(tā)们不参与任何其他的电磁作用，只通过(guò)引力(lì)来相互作用。所以如果能(néng)够找到这种粒子的(de)存在，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的实际(jì)证据。这种粒子到底(dǐ)是什(shén)么？科学家们已经提出(chū)了数十种的假想目(mù)标，而要(yào)寻找(zhǎo)这些不同的目标粒子所需要的实验方式也(yě)不相(xiāng)同。在过去的(de)几十(shí)年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几乎不(bù)会(huì)与常规物质相(xiāng)互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们(men)已经进行(xíng)了超过(guò)50次的实验，却没有(yǒu)任何实质性的发(fā)现，除(chú)了一(yī)个地方(fāng)，意(yì)大(dà)利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中(zhōng)，藏着地球(qiú)上最(zuì)大的地(dì)学实验(yàn)室，这个(gè)实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三(sān)层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声称观测(cè)到(dào)了(le)某(mǒu)种信号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一(yī)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月降到最低(dī)，而(ér)且在20年当(dāng)中每(měi)年都是一样。一些科(kē)学家(jiā)认为这可能是(shì)人类发现(xiàn)暗物质的(de)第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周期性(xìng)的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正在(zài)以220公(gōng)里/秒的速度围(wéi)绕着银河系进行移(yí)动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意(yì)味着我们也(yě)在以这样的速度在穿(chuān)越着暗物(wù)质流，这个过程中会(huì)产(chǎn)生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒的速度(dù)围(wéi)绕太阳(yáng)进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地球围(wéi)绕(rào)太阳(yáng)的方向与太阳(yáng)环绕银河(hé)系的(de)方(fāng)向是一致的(de)，而另外半年(nián)则与之相反。

而(ér)在6月(yuè)份的时候，地球与太阳(yáng)的方向(xiàng)正好达到完全一致，这是理论上地球穿(chuān)越暗(àn)物质流(liú)最快的(de)时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最(zuì)慢值(zhí)。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河系(xì)的(de)平面呈(chéng)现了60度的倾斜(xié)，但是这并(bìng)不影响这个理论的有效性。

因此(cǐ)科(kē)学家认(rèn)为这(zhè)可以用来解释，研究人(rén)员们所观测到(dào)的(de)周期性(xìng)信号。当然也可能有其他的(de)情况，造(zào)成这种年度周期信号的(de)差异(yì)也(yě)可能是温(wēn)度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高(gāo)山上的(de)积雪(xuě)，甚至连(lián)意大利游(yóu)客的(de)数量也符合这(zhè)个周期的(de)规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家们(men)又在南半球建(jiàn)立(lì)了一个几乎相同的实验室，这里的(de)季节与之(zhī)前的实验室(shì)正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过暗物(wù)质(zhì)流(liú)的运动特征和(hé)第一个(gè)实验室是一样的(de)。

因此，如果在这里(lǐ)可(kě)以得(dé)到相同的信号，就可以成为(wèi)暗物质(zhì)所存(cún)在(zài)的非(fēi)常有(yǒu)力的证据(jù)了。但是由于(yú)这个实验室刚刚建(jiàn)成不久，所以截至目前还无法提供相应的数据支持。另外，在(zài)2025年(nián)，NASA将会发射一台新的(de)望远镜(jìng)，这台太空(kōng)望远镜(jìng)叫做(zuò)“南希格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜(jìng)大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相(xiāng)同(tóng)，但它的(de)宽(kuān)视(shì)场仪器提供的(de)视野是哈(hā)勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中(zhōng)一个关(guān)键的用途就是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室(shì)粒子天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯(sī)特芬研究发现，如果暗(àn)物(wù)质存在，它们(men)极有可能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质(zhì)效应，会(huì)支持宇宙当(dāng)中生(shēng)命的诞(dàn)生，或(huò)者说是生命进化的一个(gè)重(zhòng)要因素。

如果这一理论得(dé)到进(jìn)一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质(zhì)会不(bù)会意(yì)味着人类并不孤(gū)单呢？或许在宇宙当中某个(gè)角落的行星上，暗(àn)物质正在(zài)通过这样的效应创(chuàng)造生命。当然(rán)，这些(xiē)推(tuī)论的大前提是要先找到(dào)暗物质存在的(de)实际(jì)证据。那么小伙伴们，你们(men)觉(jué)得暗(àn)物质到(dào)底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力(lì)！

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