宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学(xué)无法解释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗物质又(yòu)究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物(wù)质存(cún)在的证(zhèng)据，科学(xué)家们在过去的几十年当(dāng)中进(jìn)行(xíng)了超过50次的长期实(shí)验，但是却没有发现任(rèn)何的有效证据。除了一个(gè)地方，在1687年出(chū)版(bǎn)的自然哲学数(shù)学原理一书中，埃萨(sà)克牛顿发表了(le)万有引力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的(de)规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学(xué)家们发现某些(xiē)天体(tǐ)运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律的(de)时候，他们就会知道(dào)，周围一定有未知的天体通过引力(lì)在(zài)摄(shè)动它的轨(guǐ)道。比如(rú)在(zài)1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶就通过天王星(xīng)运行轨道的异常(cháng)，推算并(bìng)且(qiě)发现了(le)海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现都是应用万有引力定律所取(qǔ)得重(zhòng)大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的尺度当中(zhōng)，可(kě)当(dāng)我们上升(shēng)到星系或者(zhě)是星团的尺度，事(shì)情就开(kāi)始变得诡异了。

相亲对象不回消息算拒绝吗，相亲女拒绝你一般有三种暗示1933年，瑞(ruì)士的物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究(jiū)和测量(liàng)后发星系团的质量(liàng)。这是一个由数千(qiān)个星系所组成的巨大星系(xì)团，这些星系(xì)被引力(lì)束缚在一起。测量星系团的质(zhì)量一(yī)般会使用到两种方法，当(dāng)两种方(fāng)法结果(guǒ)一致，就可(kě)以确定其质(zhì)量的范围。

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

第二种是动力(lì)学质量的计算，是利用光谱红(hóng)移(yí)测(cè)量星系团中的各个星系(xì)相对于星系团(tuán)的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座(zuò)星系(xì)团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质(zhì)量(liàng)并(bìng)不以(yǐ)可见光(guāng)的形式所存在(zài)，我们无(wú)法(fǎ)看(kàn)到(dào)。最诡异的是，在测(cè)量速度的(de)过程中，兹威(wēi)基发现星系(xì)团中很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律(lǜ)，仅靠(kào)这些可(kě)见(jiàn)星系(xì)的(de)质量所(suǒ)产生(shēng)的引力是无法将它们束缚(fù)在星系团(tuán)内的，它们早就应(yīng)该被抛(pāo)出星系团(tuán)之外(wài)了(le)，除非有(yǒu)一(yī)种(zhǒng)神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来(lái)源(yuán)于某种隐(yǐn)形的物(wù)质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样部分不可见的暗质，它不(bù)发(fā)散光、吸光、反射(shè)光，但是它们却占据(jù)着宇宙中绝(jué)大(dà)部分的质量(liàng)。只是(shì)当时的人们对(duì)这(zhè)样(yàng)的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词(cí)才再一次出现(xiàn)。天文学(xué)家维拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特福特(tè)在(zài)观测仙女座星(xīng)系(xì)中的恒星(xīng)运动。理论(lùn)上来(lái)说，距离中心越远的恒星在其轨道上(shàng)的运(yùn)行(xíng)速度就会越慢。但是他们(men)观测的结果却让人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距(jù)离的增加，恒星的旋转速度(dù)几乎保持不变。可是根据牛(niú)顿(dùn)的万有引(yǐn)力定律，在星系(xì)当(dāng)中如果没有足够大的质(zhì)量来吸引它(tā)们，这些外围(wéi)的恒星(xīng)早就被甩到宇(yǔ)宙当中了。基于(yú)这种现(xiàn)象，科(kē)学(xué)家们会(huì)使(shǐ)用一种相对标准的方法(fǎ)来解释(shì)暗物质的存在，这种方法就(jiù)是测量星(xīng)系(xì)当中气(qì)体(tǐ)在X轴上距(jù)离星(xīng)系(xì)中(zhōng)心的距离，以及(jí)在Y轴上气体的(de)旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结果，就认为是由暗物质(zhì)的力(lì)量(liàng)进入(rù)其中。

于是科(kē)学家们通过射电望远镜测量了距(jù)离星系中心更(gèng)远距(jù)离(lí)的氢元素(sù)，发现它们的旋转速度(dù)并不符合(hé)牛顿的(de)力(lì)学定(dìng)律(lǜ)。我们的(de)太阳系也不(bù)例(lì)外，太阳系位于银河系(xì)的第三(sān)悬臂之上，距(jù)离银(yín)河系中心2.6万光(guāng)年(nián)，根据(jù)万(wàn)有引力定(dìng)律进行计算，太(tài)阳系的(de)运行速度应(yīng)该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220千米/秒的速度围绕(rào)银河(hé)系旋转，这个实际速度(dù)远远大于理论速度(dù)，那么(me)产生以上这种向心(xīn)加速(sù)度的原因(yīn)很(hěn)可能就是(shì)存(cún)在(zài)着一种我们看不(bù)到的物质，是这些暗物质的引力效应(yīng)将星(xīng)系聚集在了(le)一起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研究人员开始(shǐ)相信暗物(wù)质的(de)存在。科(kē)学家(jiā)根据星系外恒星轨道的(de)速度，估算在星系当(dāng)中(zhōng)暗物质(zhì)的质量占整个(gè)星系质量的85%。但(dàn)是(shì)，暗物(wù)质并不是唯(wéi)一可以(yǐ)解释这个(gè)现象的(de)原因。在一(yī)项新的研究当中，科学家(jiā)们(men)发现，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力效应(yīng)的遥远恒星(xīng)之间，也会(huì)出现速度上的微小差异。另外，天文学家(jiā)还发现了一个反常的(de)星系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不(bù)多，但是(shì)星系(xì)当中存在的恒星数量却(què)只有银(yín)河系的千(qiān)分之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系(xì)必须存在暗(àn)物(wù)质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科学家们使用(yòng)最先进的望(wàng)远镜对其(qí)进(jìn)行(xíng)了(le)40个小时的详细测量(liàng)之(zhī)后，发现星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动(dòng)是可以(yǐ)用正(zhèng)常的物(wù)质和力学定律来解释(shì)的。那么又有人提出，也许(xǔ)该星系的暗物(wù)质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的(de)附近没有任何星系存(cún)在。造成这些现象(xiàng)的除了暗物质的假说之(zhī)外，另一(yī)种可能(néng)就是(shì)人类对引力(lì)的理解还不(bù)够全(quán)面，引力很可能在不(bù)同(tóng)尺度空(kōng)间中的工作方式是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺度中(zhōng)的天(tiān)体会沿着它们(men)的轨(guǐ)道，按照(zhào)我们所理(lǐ)解(jiě)的方式运(yùn)动。但是上(shàng)升到星(xīng)系和星团(tuán)的尺度(dù)，引力之间的相(xiāng)互作用则是不同的(de)方式。对于(yú)在星系团之间的(de)相互作用，科学(xué)家还引入(rù)了外部场效应(yīng)的概(gài)念，指的是在数百万光年的规(guī)模上，巨大的质量(liàng)之间会产生对彼此特殊的效(xiào)果(guǒ)，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立(lì)，这(zhè)意味着(zhe)我(wǒ)们需要(yào)对现(xiàn)在的(de)物理定律(lǜ)进行修正，这些发现也让很多人认(rèn)为暗物质(zhì)假(jiǎ)说理论就此终结。但是在宇宙(zhòu)当(dāng)中还有(yǒu)关于暗物质存在的其他(tā)的理论证据，这些(xiē)理(lǐ)论(lùn)证据是(shì)蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释的“引力(lì)透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两个(gè)碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这样(yàng)的星团，它们大部分的普通质量(liàng)都在星(xīng)系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相(xiāng)互作用就会导致温度的急(jí)剧升高(gāo)，速(sù)度大幅降低(dī)。所以在(zài)理论上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系团大(dà)部分的质(zhì)量将位(wèi)于(yú)所有这些气体所在的(de)中(zhōng)间(jiān)区域。那(nà)么(me)我们(men)通过什么(me)来验证它(tā)的质量区域(yù)到(dào)底是(shì)不是(shì)集中在中间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太空(kōng)望远镜传回了(le)宇宙当中第一张全(quán)彩(cǎi)的高(gāo)清照片，在(zài)照(zhào)片(piàn)中(zhōng)我们可以明显(xiǎn)地看到(dào)很(hěn)多星系似(shì)乎(hū)被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这(zhè)样(yàng)极遥远的天体和我们地球上(shàng)的观测者之间(jiān)。被一个质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这(zhè)个超大质量的东西的引力，会使身(shēn)后(hòu)更(gèng)遥(yáo)远星系的光都发(fā)生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜(jìng)效应。这(zhè)个巨大的(de)天体可能是超大质(zhì)量的黑洞(dòng)或者是暗(àn)物质(zhì)。

所(suǒ)以(yǐ)当人(rén)们对子弹星系团(tuán)观(guān)测的时候，发现它的大质量区域并不是在中间，而是在两侧。所以最好的(de)解释方法(fǎ)就是当星团(tuán)发(fā)生全部的(de)碰撞时，可被观测到(dào)的(de)质量气体被卡在了(le)中间，暗(àn)物(wù)质则直接通过了这个区域，并在两边形(xíng)成(chéng)了(le)引力(lì)透镜(jìng)。对子弹(dàn)星(xīng)系团的引力透镜研究也被认为是暗物质存在的迄今(jīn)为止最(zuì)好的(de)理(lǐ)论证(zhèng)据(j相亲对象不回消息算拒绝吗，相亲女拒绝你一般有三种暗示ù)。

除此(cǐ)之外，还有来(lái)自(zì)宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这(zhè)些光(guāng)在宇(yǔ)宙空间背景上留下了各相同(tóng)性的微(wēi)波辐射(shè)。其中(zhōng)红色的部分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色(sè)则表示相对较冷的区域，但实际上它们之间的(de)温(wēn)差只有万分之一。

科学家(jiā)们通(tōng)过对前(qián)景背(bèi)景分离后的(de)二值图像进行连通域提取和标(biāo)记之(zhī)后发(fā)现，如果宇宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗物(wù)质，图(tú)形(xíng)看起来不(bù)应该是这样的，而随(suí)着暗物质的(de)增加，一些(xiē)峰值(zhí)的幅(fú)度会减小，才(cái)变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个(gè)数字与解释星系当中恒(héng)星运动(dòng)所需要(yào)的暗物质(zhì)比(bǐ)例是一致的。这就意(yì)味着(zhe)。

用了一个简单(dān)的理论框架(jià)，就(jiù)很好地解释(shì)了很多(duō)不(bù)同的观测结果。而暗物质的(de)本质就是宇宙当中存(cún)在着(zhe)某(mǒu)种类型(xíng)的粒子，它们(men)不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果能够找到(dào)这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在(zài)的实际(jì)证据。这种粒子到底(dǐ)是什(shén)么？科学家们(men)已(yǐ)经(jīng)提出了(le)数十(shí)种的假想目标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这些不同(tóng)的目(mù)标粒子(zi)所需要的实验方式也不相同(tóng)。在过去的几(jǐ)十(shí)年当中(zhōng)，人(rén)类为了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科(kē)学家们已经进行(xín相亲对象不回消息算拒绝吗，相亲女拒绝你一般有三种暗示g)了超过50次的实验，却没有任(rèn)何实(shí)质(zhì)性的发(fā)现，除了一个地方(fāng)，意大利(lì)的格兰(lán)萨索(suǒ)山，隶(lì)属(shǔ)于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处(chù)的(de)地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大的地学(xué)实(shí)验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼(lóu)高的探测器，一直致力于(yú)寻找暗(àn)物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以(yǐ)来，这(zhè)里的科学家声称(chēng)观测到(dào)了(le)某种信号。经过(guò)了20多年的数据收集，人们发现了一个有(yǒu)趣的(de)事情。探测率会在(zài)每(měi)年的6月份达(dá)到(dào)峰(fēng)值，然(rán)后在11月降到(dào)最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样。一(yī)些科学家认为这可能(néng)是人类发现暗物质(zhì)的第一个直接证据(jù)。

但(dàn)是为什(shén)么暗物质会产(chǎn)生(shēng)周期性的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太(tài)阳系正在(zài)以220公里/秒的(de)速(sù)度围绕着银(yín)河系进行移动(dòng)，那(nà)么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着(zhe)我们也(yě)在以这样(yàng)的(de)速度在(zài)穿越着暗物质流(liú)，这个过程(chéng)中会产生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间(jiān)，地球围绕(rào)太(tài)阳的方(fāng)向与太阳环绕(rào)银河(hé)系的方向是一致的(de)，而另(lìng)外半年则与之(zhī)相反。

而在6月份(fèn)的时(shí)候，地球与太阳(yáng)的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理论上地(dì)球穿(chuān)越暗物质流最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的情(qíng)况(kuàng)中，太阳系(xì)相对银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这(zhè)并不影响这个理论的有效性(xìng)。

因此科(kē)学家认为(wèi)这(zhè)可以用来解释(shì)，研究人(rén)员们(men)所观测到的周期性信号。当(dāng)然也可(kě)能有其他的情(qíng)况，造成这种年度(dù)周期(qī)信号(hào)的差异也可能(néng)是(shì)温(wēn)度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至连意大(dà)利游(yóu)客的数量也符(fú)合这个(gè)周期的规律。

所以，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同的(de)实验室，这里(lǐ)的季(jì)节与之前的实(shí)验(yàn)室(shì)正好相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗(àn)物质(zhì)流(liú)的运动特征和第一个实验室(shì)是一样的。

因(yīn)此，如果在这里(lǐ)可以得到(dào)相同的(de)信号，就可以(yǐ)成为暗物质所存(cún)在的非常(cháng)有力的(de)证据了。但是由于这个实验室刚刚建(jiàn)成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至(zhì)目前还(hái)无法提供相(xiāng)应(yīng)的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜(jìng)，这(zhè)台太空(kōng)望远镜(jìng)叫做(zuò)“南(nán)希格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望远(yuǎn)镜相同，但它的(de)宽视(shì)场仪(yí)器提供(gōng)的视野(yě)是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中(zhōng)一(yī)个(gè)关键的用途就(jiù)是探索暗(àn)物质背后的奥秘，对(duì)于探(tàn)测的(de)结果，我(wǒ)们(men)只能拭目以待了。费米实验室粒(lì)子天体物(wù)理中(zhōng)心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究(jiū)发现，如果(guǒ)暗物(wù)质存在，它(tā)们极有可能(néng)拥(yōng)有另一(yī)种神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应(yīng)，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或(huò)者说是生命进化的(de)一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到(dào)进一步(bù)的证实(shí)，那么遍布宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味着(zhe)人类并不孤单呢？或(huò)许(xǔ)在(zài)宇宙(zhòu)当中(zhōng)某个角落(luò)的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生(shēng)命。当然，这些推论的大前提是要先(xiān)找到(dào)暗物质存在的实际证据。那么(me)小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你(nǐ)们(men)觉得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我更新(xīn)的动(dòng)力！

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