宇宙是“人为制(zhì)造”的(de)？为何会存在(zài)科学(xué)无(wú)法解释的“暗(àn)物质”？暗(àn)物质又究竟是什么？人(rén)类为了寻找暗物质存在的证据，科学家们(men)在过去的几十年当中进(jìn)行了超过50次的长(zhǎng)期实(shí)验，但是却(què)没有发现任何的有(yǒu)效证据(jù)。除(chú)了一(yī)个地方，在(zài)1687年出版的(de)自然哲(zhé)学数学原理一书中，埃(āi)萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定(dìng)律，它(tā)揭示了宇(yǔ)宙中(zhōng)天体运动的(de)规律。往后的几百年来，当天文学(xué)家们发现某(mǒu)些天体运(yùn)行轨(guǐ)道出现(xiàn)异常，不(bù)符合万(wàn)有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知(zhī)道，周(zhōu)围(wéi)一定有未(wèi)知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通(tōng)过天王星运行轨道的异常，推算(suàn)并且发(fā)现了海王星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发现(xiàn)都是应用万有(yǒu)引力定律所取得(dé)重(zhòng)大天(tiān)文(wén)成就(jiù)的例子。但是这些(xiē)发(fā)现都是在恒星系统(tǒng)的尺度当(dāng)中，可当(dāng)我们上(shàng)升(shēng)到星系(xì)或者(zhě)是星团的(de)尺度，事(shì)情就开始变得诡(guǐ)异了(le)。

1933年，瑞士的物(wù)理学家弗里茨兹(zī)威(wēi)基正在研究和测量后发星(xīng)系团的质量。这(zhè)是一个由(yóu)数(shù)千个星系所组成的巨大(dà)星(xīng)系团，这些(xiē)星系(xì)被引力(lì)束缚在一起(qǐ)。测量星系团的(de)质量一般会使用到两(liǎng)种(zhǒng)方法，当(dāng)两(liǎng)种方法结果一致，就可(kě)以确定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的(de)质量"，需要的数据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算(suàn)，是(shì)利用光谱红(hóng)移测(cè)量星系团中的各个星(xīng)系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测(cè)量结果出来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是(shì)“光度学质量”的400倍。这意味着(zhe)，后发(fā)座星系团(tuán)有(yǒu)99%的质(zhì)量消失了，或者说(shuō)这99%的质量并不(bù)以可见光(guāng)的形式所存在，我们(men)无法看到。最诡(guǐ)异的是，在(zài)测量速度的(de)过程中，兹(zī)威基发现星(xīng)系团中很多星(xīng)系的速度比理(lǐ)论上要(yào)快得多，按照(zhào)牛顿的(de)运动学定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所产生的(de)引力是无法将它们束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出星(xīng)系团之外了(le)，除非有(yǒu)一种神秘的力量在起作用，这种力(lì)量来源于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维(wéi)基提出(chū)了这样部分不可见的暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反射(shè)光，但是它们却(què)占据着(zhe)宇宙中绝大部(bù)分的质量。只是当时的人们对这(zhè)样的一种说法(fǎ)不屑一顾(gù)。

直到40年之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这(zhè)个词(cí)才(cái)再一(yī)次出(chū)现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观(guān)测仙女(nǚ)座星系中的恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)。理论(lùn)上(shàng)来说(shuō)，距离中心越远的恒星在其(qí)轨道上的运(yùn)行速度就会越(yuè)慢。但是他们(men)观(guān)测(cè)的(de)结果却让人感到不(bù)可思议。

随着与中心距离的(de)增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变(biàn)。可(kě)是根据牛顿的万有引力定律，在星系当中(zhōng)如(rú)果没有足够大的质(zhì)量来吸引它们，这些(xiē)外围的(de)恒星(xīng)早就(jiù)被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使用(yòng)一种相对(duì)标准(zhǔn)的方法(fǎ)来(lái)解(jiě)释(shì)暗物质的存在，这种方法就是测量(liàng)星系当中气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴上(shàng)气体的旋转(zhuǎn)速度(dù)。如果出(chū)现异常的结果，就认为是由暗物(wù)质的力量进(jìn)入(rù)其中。

于是科学家们通(tōng)过射电望(wàng)远镜(jìng)测(cè)量了(le)距离(lí)星系中心更远距离的氢(qīng)元素，发(fā)现它(tā)们的旋(xuán)转速度并不符合牛(niú)顿(dùn)的力学定律。我们的太阳系也不(bù)例外(wài)，太阳系位(wèi)于(yú)银河系的第(dì)三悬(xuán)臂之上(shàng)，距离银(yín)河系(xì)中心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万有(yǒ为什么家人的核酸检测都出来了,我的还没有出来，和家人一起做的核酸检测为什么我的没出结果u)引力(lì)定律进行计算，太(tài)阳系(xì)的运行(xíng)速度应该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银河系旋转(zhuǎn)，这个(gè)实际速度(dù)远远大于理论(lùn)速度，那么产生以上这种向心加(jiā)速度(dù)的(de)原因很(hěn)可能就是存在着一种我们看不到的物质，是这(zhè)些暗物质的(de)引力效应将星系聚集在了(le)一起。

也(yě)是从这时(shí)开始(shǐ)，越来越多的研究人员(yuán)开始相信暗物(wù)质的(de)存(cún)在。科学家根据星系(xì)外恒星轨道(dào)的速度，估(gū)算在星系当中暗物质(zhì)的质量(liàng)占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物(wù)质并(bìng)不是唯一(yī)可以(yǐ)解(jiě)释这个现象的原(yuán)因。在(zài)一项新的研(yán)究当中，科学(xué)家们(men)发现，几乎没有(yǒu)引力(lì)效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另外，天文学(xué)家(jiā)还发(fā)现了一个反常的星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球大(dà)约2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多，但(dàn)是星系(xì)当中存在的恒星(xīng)数(shù)量却只有银河系的千(qiān)分之一。

所以在理论(lùn)上(shàng)，该星系必须存(cún)在暗(àn)物质，否(fǒu)则(zé)就会分崩离析。但是科学家们(men)使用(yòng)最(zuì)先进的望远(yuǎn)镜(jìng)对其进(jìn)行了40个小时的详细测(cè)量之后，发现星系中的恒星运动(dòng)是可以用正常的物质(zhì)和力(lì)学定(dìng)律(lǜ)来(lái)解释的。那么又有人提出，也许该(gāi)星系的暗物质(zhì)，已经(jīng)被附(fù)近(jìn)的另(lìng)一个大星系(xì)剥离了。奇(qí)怪的是(shì)，它的附近没有任何星系存在。造成这些现象的除(chú)了暗物质(zhì)的假说之外(wài)，另一种可能就是人(rén)类对(duì)引力的理解还(hái)不够全面，引(yǐn)力很可(kě)能在(zài)不(bù)同尺度(dù)空间中的(de)工作方式是不同(tóng)的，这意味着在行(xíng)星(xīng)系尺度(dù)中的天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式(shì)运动。但(dàn)是上(shàng)升到星系和星团(tuán)的尺(chǐ)度，引力(lì)之间的相互作用则(zé)是不同的方(fāng)式。对于在星(xīng)系团之间(jiān)的(de)相互作用(yòng)，科学家还引入了外部(bù)场效应(yīng)的(de)概念(niàn)，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨大的质量之间会产生对彼此特殊(shū)的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味(wèi)着我(wǒ)们需要(yào)对现在的物(wù)理定(dìng)律进行(xíng)修正，这些发现也让很多人认为暗物质假说理(lǐ)论就此(cǐ)终结。但是在(zài)宇(yǔ)宙当中(zhōng)还有关于暗(àn)物质存在的其他的理论证据，这些理(lǐ)论(lùn)证(zhèng)据是蒙(méng)德理论所没法解释的(de)“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所组成(chéng)，类(lèi)似这样(yàng)的星团，它们大部分的(de)普通质量(liàng)都(dōu)在星系(xì)的(de)气体当中。当星团(tuán)以(yǐ)1000万公里(lǐ)/小时发生(shēng)碰撞的时候，星际气体的(de)相互作用就会(huì)导致温度的急剧升高(gāo)，速度(dù)大幅降低。所以在(zài)理论上，在(zài)碰(pèng)撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星系团大部分的质量(liàng)将位于所有这些气体(tǐ)所(suǒ)在的中(zhōng)间区域。那么(me)我们通过什么来验(yàn)证它的质量区域(yù)到底是不是集中在中间(jiān)呢？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远镜传回了(le)宇宙(zhòu)当中第一张全彩的高清照(zhào)片，在照片中我们可以(yǐ)明(míng)显地看到很多(duō)星系似乎(hū)被(bèi)拉伸产生了巨(jù)大的形变。其实(shí)这些星(xīng)系(xì)本(běn)身(shēn)并不(bù)是真的(de)被(bèi)扭曲(qū)了，也不是(shì)韦(wéi)伯望远镜出了什么问(wèn)题，而是(shì)这样极遥远的天(tiān)体和我(wǒ)们地球(qiú)上的观(guān)测者(zhě)之间。被(bèi)一(yī)个质量超级巨大的(de)天体遮挡(dǎng)，这个超(chāo)大质量的(de)东西的(de)引力，会使(shǐ)身(shēn)后(hòu)更遥远星系的光都发(fā)生了扭曲(qū)。这个现象就是引力透(tòu)镜效(xiào)应。这个巨大(dà)的(de)天体可(kě)能是(shì)超(chāo)大质量的黑洞或者(zhě)是(shì)暗物质(zhì)。

所以(yǐ)当(dāng)人们(men)对子弹星系团观测的时(shí)候，发现(xiàn)它的大(dà)质(zhì)量区域并不是在中间，而(ér)是在两侧。所以最(zuì)好的解释方(fāng)法就是(shì)当星团发生全部(bù)的碰撞时，可被观测到(dào)的质量气体被卡在了中间，暗物质则(zé)直(zhí)接通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子(zi)弹星系(xì)团(tuán)的引力透镜研究(jiū)也被认为是(shì)暗物质存在的迄今为止(zhǐ)最好(hǎo)的理论证据。

除此(cǐ)之外，还有(yǒu)来自(zì)宇宙当中最古老的(de)光。从(cóng)宇(yǔ)宙大爆(bào)炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中了(le)。经过了130多(duō)亿年之后，这些光在宇宙空间背(bèi)景上留下了(le)各相同(tóng)性的微(wēi)波辐射。其(qí)中红色的(de)部分表(biǎo)示温(wēn)度较高的区域(yù)，蓝色则表示(shì)相对较(jiào)冷的区域，但(dàn)实际(jì)上它们之间的温(wēn)差(chà)只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科学家(jiā)们(men)通过对前景(jǐng)背景分(fēn)离后的(de)二(èr)值图像进(jìn)行(xíng)连通域提取和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看起来不(bù)应该是这样的，而随着暗物质(zhì)的增加，一些峰值的(de)幅度(dù)会减小，才变(biàn)得看起来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的测量值，我们需要的暗物质(zhì)大约是普(pǔ)通物质(zhì)的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运(yùn)动所需(xū)要(yào)的暗(àn)物质比例(lì)是一致的。这就意味(wèi)着(zhe)。

用了一个简单的理论框架，就很(hěn)好地解(jiě)释了很多(duō)不同(tóng)的(de)观(guān)测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型(xíng)的粒子，它们不(bù)参与任何其他(tā)的(de)电磁作用，只通过引力(lì)来相互作用(yòng)。所(suǒ)以如果能够找(zhǎo)到这种粒子(zi)的存在，就相当于找到了暗物质存(cún)在(zài)的实际(jì)证据。这种(zhǒng)粒子到底(dǐ)是什么？科学(xué)家(jiā)们已经提出了数(shù)十种的(de)假(jiǎ)想目标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这些不同的目标粒子(zi)所需要的实验方式也不相同。在过去的几十(shí)年当中(zhōng)，人类(lèi)为了寻找这些看不(bù)见(jiàn)、摸不(bù)到，几乎不会与(yǔ)常规物质(zhì)相互作用的“暗(àn)物质”，科(kē)学家们(men)已(yǐ)经进行了超过50次的(de)实验，却没有任何(hé)实质性的(de)发现，除了一(yī)个地方，意大利的格(gé)兰(lán)萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地(dì)下矿(kuàng)井当(dāng)中，藏着地球上最大的(de)地学实验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三(sān)层楼高的探测器，一直(zhí)致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来(为什么家人的核酸检测都出来了,我的还没有出来，和家人一起做的核酸检测为什么我的没出结果lái)，这(zhè)里的科学家声(shēng)称观测到了(le)某种信号。经过了20多年的数据(jù)收集，人(rén)们发现了(le)一个有(yǒu)趣的事情。探测率会在每年的(de)6月份(fèn)达到峰(fēng)值，然后在(zài)11月降到最低，而且在(zài)20年当(dāng)中每年都是一样。一些科学家认为这可能是(shì)人类发现暗(àn)物质的(de)第一(yī)个(gè)直(zhí)接(jiē)证(zhèng)据(jù)。

但是为什么暗物质会产(chǎn)生周(zhōu)期性的(de)年(nián)度信号呢？刚才(cái)我们(men)讲了(le)太阳系正在以220公里/秒的速度围(wéi)绕着银河系进行(xíng)移动，那么(me)如(rú)果暗物质(zhì)存在宇(yǔ)宙当(dāng)中，这(zhè)意味着我们也(yě)在以这样的速度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这个过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同(tóng)时地球又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的(de)方向与太阳环绕(rào)银河系(xì)的方(fāng)向是一致的，而(ér)另(lìng)外半年则与之(zhī)相(xiāng)反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太阳的方向正好(hǎo)达到完全一致，这是理论上(shàng)地球穿越暗物质流最快的(de)时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最慢值。尽管在(zài)实际(jì)的情况中，太阳系相对银河系(xì)的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并不影(yǐng)响这(zhè)个理论的有效性。

因此科(kē)学家(jiā)认为这可(kě)以用来解(jiě)释，研(yán)究人员们所观(guān)测到的(de)周期性信号。当然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种年(nián)度周期信号的差异(yì)也(yě)可能(néng)是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高(gāo)山(shān)上的积雪，甚至连意(yì)大利游客的(de)数量(liàng)也符合这个周期的规(guī)律。

所以，科学(xué)家们又在南半球建立(lì)了一个(gè)几乎(hū)相同的(de)实(shí)验室，这里的季节与之前的(de)实验室正好相反，而在(zài)这里，地球穿过暗物(wù)质流(liú)的运(yùn)动特征和第一个实验室(shì)是一样的。

因此，如果(guǒ)在这里(lǐ)可以得到相同的信号，就(jiù)可以成为(wèi)暗物质所存在(zài)的非常有力的证据了(le)。但是(shì)由于这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截(jié)至(zhì)目前还无法(fǎ)提(tí)供相应的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发(fā)射(shè)一台新的望远(yuǎn)镜，这台太(tài)空望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈勃望(wàng)远镜相(xiāng)同，但(dàn)它的宽(kuān)视场仪(yí)器提(tí)供的(de)视野(yě)是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空望远镜其(qí)中(zhōng)一(yī)个关键的用途就是探索暗物质背后(hòu)的奥秘(mì)，对于探测的结果(guǒ)，我们只(zhǐ)能拭目(mù)以待(dài)了。费米实验室粒(lì)子(zi)天体物理中心的科学家(jiā)丹琥珀和贾森(sēn)斯(sī)特芬(fēn)研究发(fā)现，如果(guǒ)暗物质存在，它们极有(yǒu)可能拥有另一种神秘的效(xiào)应，这种暗物质效应，会(huì)支(zhī)持宇宙当中生命的诞生(shēng)，或(huò)者说(shuō)是生(shēng)命进化的一个重要(yào)因素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味(wèi)着人类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当中某个(gè)角落的行星(xīng)上，暗物(wù)质正在通过(guò)这样的效应创造(zào)生命。当然，这些(xiē)推论(lùn)的大前提是要先找(zhǎo)到(dào)暗(àn)物质存在的实际证据。那(nà)么小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质到底存不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的(de)支持是我更新的动力！

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