宇宙是“人为制造(zào)”的(de)？为何会存(cún)在科(kē)学无(88是不是质数，79是质数吗wú)法解释的“暗物(wù)质”？暗(àn)物(wù)质又(yòu)究竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗(àn)物(wù)质存(cún)在的证据，科学家们在过去的几(jǐ)十年当中进行了超过50次(cì)的长期(qī)实验，但是却没有发现任何的有效证据(jù)。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原理一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛(niú)顿发表了(le)万有引力(lì)定律，它揭示了(le)宇宙(zhòu)中天体运(yùn)动的规律。往后(hòu)的几百年来(lái)，当天文学(xué)家们发现某些天(tiān)体运行轨(guǐ)道出现(xiàn)异常，不符合(hé)万(wàn)有(yǒu)引力定律的时候(hòu)，他们就会知道(dào)，周围一定有(yǒu)未(wèi)知(zhī)的天体通过引力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维(wéi)耶就通(tōng)过天王星运行(xíng)轨道的异常(cháng)，推算并且发现(xiàn)了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王星(xīng)的(de)发现(xiàn)都是(shì)应用(yòng)万有引力定律所取(qǔ)得重大天文(wén)成就的(de)例子。但(dàn)是这些发现(xiàn)都是在(zài)恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我们上升到星系或者是星团(tuán)的尺度，事(shì)情就开(kāi)始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学(xué)家(jiā)弗(fú)里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的(de)质(zhì)量(liàng)。这是一个由数千个星(xīng)系(xì)所组(zǔ)成的巨(jù)大星系团，这(zhè)些星系被引力束(shù)缚在(zài)一起。测(cè)量星(xīng)系团(tuán)的质量一般会使用到两种方法，当两(liǎng)种方法结果一致，就可以确定其(qí)质量的(de)范围。

第一(yī)种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需要的数(shù)据(jù)是(shì)测(cè)量各个星系的光(guāng)度(dù)。

第(dì)二种(zhǒng)是动力学质(zhì)量的计算，是(shì)利(lì)用光谱红移测(cè)量(liàng)星系团中的各(gè)个星系相对于星系团的运(yùn)动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质量消失了(le)，或者说这99%的质量并(bìng)不以可见光(guāng)的形式所存在，我们无法看到。最诡异的是，在(zài)测量速度的过程中，兹威基发现(xiàn)星系团中很(hěn)多星系的速度比理论(lùn)上要快得多，按照牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产生的引力(lì)是无(wú)法将(jiāng)它们(men)束缚在(zài)星系团内的，它(tā)们早就应该被抛出(chū)星系团(tuán)之外了，除非有一种神秘的力(lì)量(liàng)在起作用，这种力量来源于(yú)某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分不可见的暗(àn)质(zhì)，它不发散光、吸光、反射光，但(dàn)是它(tā)们却占据着宇宙(zhòu)中绝大部(bù)分(fēn)的质量。只是当时的人(rén)们对这(zhè)样的一种(zhǒng)说法(fǎ)不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天文学(xué)家维(wéi)拉鲁宾和(hé)肯特福特在观测(cè)仙女(nǚ)座星系(xì)中的(de)恒星运动。理(lǐ)论上来说，距离中心越远的(de)恒(héng)星在其(qí)轨(guǐ)道上(shàng)的(de)运行速度(dù)就会越(yuè)慢。但是他们观测(cè)的结果却让人(rén)感到不可(kě)思议。

随着与中(zhōng)心(xīn)距离(lí)的增加，恒星的(de)旋转速度几(jǐ)乎保(bǎo)持不变。可是根据牛顿的万有引(yǐn)力定(dìng)律，在星系当中如果没有(yǒu)足够大(dà)的(de)质(zhì)量来吸引它们，这些外围的(de)恒星早就被甩(shuǎi)到(dào)宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。基于(yú)这种(zhǒng)现象，科学家们会使用一种相对标(biāo)准的(de)方法来解释暗(àn)物(wù)质(zhì)的(de)存(cún)在(zài)，这种方(fāng)法就是(shì)测量星系当(dāng)中气体在X轴上(shàng)距离星系中心的距离，以及(jí)在(zài)Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如(rú)果出现异常(cháng)的结果，就认为是由暗物(wù)质(zhì)的力量进入(rù)其中。

于是科学(xué)家们通(tōng)过射电望远(yuǎn)镜测(cè)量了距离星系中心(xīn)更远距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符合牛顿(dùn)的(de)力(lì)学定律。我们的太阳系也不例外(wài)，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬(xuán)臂之上，距离(lí)银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力定律进行计(jì)算，太阳系的运行速(sù)度应(yīng)该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以(yǐ)220千米/秒的(de)速度(dù)围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产(chǎn)生以上这(zhè)种向心加(jiā)速度的(de)原(yuán)因很可能就是存在着一种我们看不到(dào)的物质，是(shì)这些暗物质的(de)引力效应将星系聚集在了一起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多的研究(jiū)人员开始相信暗物质(zhì)的存在(zài)。科学家根据星系外恒星(xīng)轨(guǐ)道的(de)速(sù)度，估算在(zài)星系当(dāng)中(zhōng)暗物(wù)质的(de)质(zhì)量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释这个现象的原因。在一项新的研究当中，科(kē)学家们发现(xiàn)，几乎没有(yǒu)引力效应的遥(yáo)远(yuǎn)恒(héng)星之间，也会出(chū)现速度上的微小差(chà)异(yì)。另外，天文学家还(hái)发(fā)现了一个反常的(de)星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小和银(yín)河系不(bù)多，但(dàn)是星系(xì)当(dāng)中(zhōng)存在的恒(héng)星数量却只有银河(hé)系(xì)的千分之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上，该星系(xì)必须存(cún)在暗物质(zhì)，否(fǒu)则就会分崩离析。但是科(kē)学家们使用最先进的望远(yuǎn)镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的物质(zhì)和力学定律来解(jiě)释的。那么又有人提出，也许(xǔ)该星(xīng)系的暗物质，已经被附近的另一(yī)个大星系剥(bō)离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何星系存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了暗物(wù)质(zhì)的假说之外，另一种(zhǒng)可能就是人类(lèi)对引力的理(lǐ)解还不(bù)够(gòu)全面，引(yǐn)力很可能在(zài)不(bù)同尺(chǐ)度(dù)空间中的工作(zuò)方式(shì)是不同的，这意(yì)味着(zhe)在行(xíng)星(xīng)系尺度中的天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按(àn)照(zhào)我们所理解的方式运动。但是上升到星系(xì)和星团的尺度，引力(lì)之间的相互作(zuò)用则(zé)是不(bù)同的(de)方式。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科(kē)学家(jiā)还引入(rù)了(le)外部场效应(yīng)的概念，指的是在数百万光年(nián)的规(guī)模上，巨大的质量之(zhī)间会产生(shēng)对彼此特殊的(de)效果，这个(gè)理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们(men)需要对(duì)现在(zài)的物理(lǐ)定律进行修正，这些(xiē)发现也让很多(duō)人认为(wèi)暗物质(zhì)假说理论(lùn)就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中(zhōng)还(hái)有关于暗物质存在的(de)其他的(de)理论证据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子(zi)弹星系团，由两个碰撞的星系团所(suǒ)组成(chéng)，类似这样的星(xīng)团，它(tā)们大部分的(de)普通质(zhì)量都在星系的气体当中。当(dāng)星团以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星(xīng)际气体的相互作(zuò)用就会导致温度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之(zhī)后，子(zi)弹星系团大部分的质量将位于(yú)所有这些气体所在的中间区域(yù)。那么我们通过什么来验证它的质量(liàng)区域到底是不(bù)是集中在(zài)中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜(jìng)传回了(le)宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照片(piàn)中(zhōng)我们(men)可以明显地(dì)看到很(hěn)多星系似乎被拉伸(shēn)产生(shēng)了巨大的形变。其实这些星系(xì)本(běn)身并不(bù)是(shì)真的被扭曲了，也不是韦(wéi)伯望(wàng)远(yuǎn)镜出(chū)了什(shén)么问题(tí)，而是(shì)这样极遥远的天体(tǐ)和我们(men)地球上的观测者(zhě)之(zhī)间。被一个(gè)质量超级巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量的(de)东西(xī)的引力，会使身后更遥(yáo)远星系的(de)光都发(fā)生了扭曲(qū)。这个现象就是引力透(tòu)镜(jìng)效应(yīng)。这个巨大的天体可能(néng)是超大(dà)质量的黑洞或者是(shì)暗物质。

所以(yǐ)当人们对(duì)子弹星(xīng)系(xì)团观测的时候(hòu)，发(fā)现它的大质量区域并不是在中间，而是(shì)在两侧。所以最好的(de)解释方法就(jiù)是当星团发(fā)生(shēng)全部的碰撞时，可被观测(cè)到的(de)质量气体被卡在了中间，暗物质则直接通过了这(zhè)个区域，并在(zài)两边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被(bèi)认(rèn)为是(shì)暗物质存在的迄今为止最好的理论证据。

除(chú)此之外，还(hái)有来自宇宙(zhòu)当中最(zuì)古老的光。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开始(shǐ)，38万年之后(hòu)，可见(jiàn)光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在(zài)宇宙空间背景上(shàng)留下了各相同性的微波辐射。其中红色的部(bù)分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示(shì)相对较冷的(de)区域，但实(shí)际(jì)上它们之间(jiān)的(de)温(wēn)差只有万分之一(yī)。

科学家们通过对(duì)前景(jǐng)背景分离后的二值图像进(jìn)行(xíng)连(lián)通域提取(qǔ)和标记(jì)之后发现(xiàn)，如(rú)果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形(xíng)看起(qǐ)来不(bù)应(yīng)该是这(zhè)样(yàng)的(de)，而(ér)随着暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背(bèi)景辐(fú)射的(de)测量值，我(wǒ)们需要的暗物(wù)质大约(yuē)是(shì)普(pǔ)通物质的5倍。这个数字与解(jiě)释星系当中恒星运动所(suǒ)需(xū)要的暗(àn)物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的(de)理论框架，就很好地(dì)解释(shì)了很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存(cún)在着某种类型的粒子，它们不参(cān)与任何其(qí)他(tā)的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)。所以如果能够找到这种粒子(zi)的存在，就相(xiāng)当于(yú)找到了暗(àn)物(wù)质存在的实(shí)际证据。这种粒子(zi)到(dào)底是什么？科学家们已经提(tí)出了数十种的假想目(mù)标，而要(yào)寻找这些不同(tóng)的(de)目(mù)标粒子所需要的(de)实验(yàn)方式也(yě)不相同。在过去(qù)的几十年当中，人类(lèi)为了寻找这些(xiē)看(kàn)不(bù)见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规物质相互作用的“暗(àn)物质(zhì)”，科学家(jiā)们已经进行了超(chāo)过(guò)50次的实验，却没有任何实质性的发现，除(chú)了(le)一个地(dì)方，意(yì)大利的格兰(lán)萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山(shān)脉(mài)。

在山下(xià)1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地(dì)学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层(céng)楼(lóu)高的探(tàn)测(cè)器，一直致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科学家(jiā)声(shēng)称观测到(dào)了某种信(xìn)号。经(jīng)过(guò)了20多年的数(shù)据收集，人(rén)们发现了一个有(yǒu)趣的(de)事情。探测(cè)率会在每年的6月份(fèn)达到(dào)峰值，然后在11月降到最(zuì)低，而且在(zài)20年当中每(měi)年都是一样。一些科学(xué)家认为这可能是人类发现暗物(wù)质的第一个直接证(zhèng)据。

但(dàn)是为什么暗物质(zhì)会产生周期性(xìng)的年(nián)度信号(hào)呢(ne)？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在(zài)以220公(gōng)里/秒的速(sù)度围(wéi)绕着银河系进行移动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在以这样的(de)速度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过(guò)程(chéng)中会产生相应的振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕太阳进(jìn)行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的(de)方(fāng)向是(shì)一(yī)致的，而(ér)另外(wài)半年则与之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的时(shí)候，地球与太阳的方向正好达到完(wán)全一致(zhì)，这是理(lǐ)论上地(dì)球(qiú)穿越暗物质流最(zuì)快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达(dá)到了(le)最慢值。尽(jǐn)管在实际(jì)的(de)情(qíng)况中，太阳系(xì)相对银河系的平面呈现了60度(dù)的倾斜，但是(shì)这(zhè)并不(bù)影(yǐng)响这个理(lǐ)论(lùn)的有效性。

因此科学家认(rèn)为这可(kě)以用来解释(shì)，研究人员们所观测(cè)到(dào)的周期性信号。当然也可(kě)能有(yǒu)其他的情况，造(zào)成这种年度周期信号的差(chà)异也可能(néng)是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水(shuǐ)分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客的数量也符合(hé)这个周期的规律。

所(suǒ)以，科学(xué)家(jiā)们又在南半球建立(lì)了一个几乎相同的实(shí)验室(shì)，这里的季节与(yǔ)之(zhī)前(qián)的实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一(yī)个实验室是(shì)一样的。

因此(cǐ)，如(rú)果(guǒ)在这里(lǐ)可以(yǐ)得到相同的(de)信(xìn)号，就可以成为暗物质(zhì)所(suǒ)存在的非常有力的(de)证据了。但是由于(yú)这个实验室刚(gāng)刚建成(chéng)不久，所以(yǐ)截至目前还(hái)无法提供相应(yīng)的(de)数(shù)据支(zhī)持。另外，在(zài)20288是不是质数，79是质数吗5年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼(màn)”，它(tā)的主镜(jìng)大(dà)小(xiǎo)跟(gēn)哈勃望远镜相同(tóng)，但它的(de)宽视场(chǎng)仪器提供的视(shì)野是哈勃红(hóng)外(wài)仪器(qì)的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个(gè)关键(jiàn)的用(yòng)途就是(shì)探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于探测的结(jié)果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米(mǐ)实验室粒子天(tiān)体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬(fēn)研(yán)究发现，如(rú)果暗物质存(cún)在，它们极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应(yīng)，这种暗物质(zhì)效应，会支(zhī)持宇宙当中生命(mìng)的(de)诞生，或者(zhě)说是生命进化的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得到进(jìn)一步的证(zhèng)实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质会不(bù)会(huì)意(yì)味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某个(gè)角(jiǎo)落的(de)行(xíng)星上，暗物质正(zhèng)在通(tōng)过这样(yàng)的效(xiào)应创造生命。当然(rán)，这些(xiē)推论的大前提是(shì)要先(xiān)找到暗物质存在的实际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们(men)觉得暗物(wù)质到底存(cún)不存在(zài)呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你的(de)支持是我(wǒ)更新的动力！

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