宇宙是“人为制造(zào)”的(de)？为(wèi)何会存在(zài)科学无法解释的“暗(àn)物质”？暗物(wù)质又究竟是什么(me)？人类(lèi)为(wèi)了寻找暗物质(zhì)存在(zài)的(de)证据，科学家(jiā)们在过(guò)去的几十年当中进行了超过50次的(de)长(zhǎng)期实(shí)验，但是却(què)没有发(fā)现(xiàn)任何(hé)的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出(chū)版的(de)自然哲学数学原理一书中(zhōng)，埃(āi)萨克牛(niú)顿发表了万有引力(lì)定律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙中(zhōng)天体运动的(de)规律。往后(hòu)的(de)几百年来，当天(tiān)文学(xué)家们发现某些(xiē)天体(tǐ)运行轨道(dào)出现异(yì)常，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未知的天体通(tōng)过(guò)引力在(zài)摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天(tiān)王星运(yùn)行轨道的异常，推算(suàn)并且发现了海(hǎi)王星的存在(zài)。另外，哈(hā)雷彗星(xīng)、冥(míng)王(wáng)星的发(fā)现都是应用万有引(yǐn)力定律所取得重大天文(wén)成就的例子。但是这(zhè)些发现都是在恒星系(xì)统(tǒng)的(de)尺度当中，可当我们(men)上升到星系或者是(shì)星团的尺度，事情就(jiù)开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的(de)物理学(xué)家弗里茨(cí)兹威基正在研究(jiū)和测(cè)量后发(fā)星系团(tuán)的质量。这是一个(gè)由数千个(gè)星系(xì)所组成的(de)巨(jù)大(dà)星系团，这些(xiē)星系被引力束缚(fù)在一起(qǐ)。测量星(xīng)系(xì)团的质(zhì)量一般会(huì)使用到两种方法(fǎ)，当(dāng)两种(zhǒng)方(fāng)法结果一致，就(jiù)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"，需要的数据是(shì)测量各个(gè)星系的光度。

第二种是动力学(xué)质量(liàng)的计算，是(shì)利用光谱红移测量星系团中的各个星系相对于星系团的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质量(liàng)”竟然是“光度学质量”的(de)400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失(shī)了菠萝蜜不熟剥开后还能再放熟吗，菠萝蜜不熟剥开后还能再放熟吗，或(huò)者说这(zhè)99%的质(zhì)量并(bìng)不以(yǐ)可见光的形式(shì)所存在，我们无(wú)法(fǎ)看到。最诡(guǐ)异的是，在测量速度的过(guò)程中，兹威基发现星系团中很(hěn)多星系(xì)的速(sù)度比理论(lùn)上要快(kuài)得多，按照牛顿的运(yùn)动(dòng)学定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所产生(shēng)的引力(lì)是(shì)无法将它们束缚在星系(xì)团内的，它们早就应该(gāi)被抛出(chū)星系(xì)团(tuán)之外(wài)了，除非有一种神秘的力量在起作用，这(zhè)种(zhǒng)力(lì)量来(lái)源(yuán)于某种(zhǒng)隐形的物质。

菠萝蜜不熟剥开后还能再放熟吗，菠萝蜜不熟剥开后还能再放熟吗"https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/46f985a9e4c3e7e.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

据此(cǐ)，兹维(wéi)基提出了这样(yàng)部分(fēn)不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反(fǎn)射(shè)光(guāng)，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人(rén)们对这样的一种说法(fǎ)不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物质”这(zhè)个词才再(zài)一次出(chū)现(xiàn)。天(tiān)文(wén)学家维拉鲁宾和肯特福特在观(guān)测(cè)仙女座星系中的恒星运动。理论上(shàng)来说，距(jù)离中心(xīn)越远(yuǎn)的恒星(xīng)在(zài)其轨道上的运行(xíng)速度(dù)就会越慢(màn)。但是他(tā)们(men)观测(cè)的(de)结果却让人感到不可思议。

随(suí)着与(yǔ)中心距(jù)离的(de)增(zēng)加，恒星的(de)旋(xuán)转速度(dù)几(jǐ)乎保持(chí)不变。可(kě)是根据(jù)牛(niú)顿的(de)万有引力定律(lǜ)，在星系(xì)当(dāng)中如果没(méi)有足够(gòu)大的质(zhì)量来(lái)吸引它(tā)们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种现象，科学(xué)家们(men)会使用一种相对标准的方法来解释暗物质的(de)存在，这种方(fāng)法就是测量星系当中气体在X轴上距离星系中(zhōng)心的距离，以及在(zài)Y轴上气(qì)体的旋转速(sù)度。如果出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力量进入其中。

于是科学家们(men)通过射电望远镜(jìng)测量了距离(lí)星(xīng)系中心更远距(jù)离(lí)的氢元素，发现它们(men)的旋转速(sù)度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳系(xì)也不例外，太阳(yáng)系位(wèi)于银河(hé)系的第(dì)三悬臂之(zhī)上，距离银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万(wàn)光年，根据万(wàn)有引力定(dìng)律进行计算，太阳系(xì)的运行速度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太(tài)阳系正在以220千(qiān)米(mǐ)/秒的(de)速度围绕银河系旋转，这(zhè)个(gè)实际速度远(yuǎn)远大(dà)于理论速度，那么(me)产生以(yǐ)上这种(zhǒng)向心加(jiā)速度的原因很可能(néng)就是存在(zài)着一种我们看不到的物质，是这些暗(àn)物质的(de)引力效应将星系(xì)聚集在了一起。

也是从这时开始，越来(lái)越多(duō)的(de)研究(jiū)人员开(kāi)始相信(xìn)暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨(guǐ)道的(de)速度，估算在星系(xì)当(dāng)中暗物质的质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可(kě)以解释这个现象的原因。在一项新的研究当中，科学家们(men)发现，几乎没有引力效(xiào)应的遥远恒星之(zhī)间，也会(huì)出现速度上的微小差异。另(lìng)外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约2.5亿(yì)光年，大小和(hé)银(yín)河系不(bù)多，但是星(xīng)系当中(zhōng)存在的恒星数量却只有银河(hé)系的千(qiān)分之一。

所以在(zài)理论(lùn)上(shàng)，该星(xīng)系必须(xū)存在暗物质(zhì)，否(fǒu)则就会分(fēn)崩离析。但是科学家们使(shǐ)用最先进的(de)望远(yuǎn)镜对其进(jìn)行了40个小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系(xì)中的恒星运(yùn)动是(shì)可以用正常的物(wù)质(zhì)和力(lì)学定律来解释的(de)。那么又有人提出(chū)，也许该星系的暗物质(zhì)，已经被附(fù)近的(de)另一个大(dà)星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任(rèn)何星系存在。造成这些(xiē)现象的除了暗(àn)物质的假说(shuō)之外，另一种可能(néng)就是人类对引(yǐn)力的理解还(hái)不够全面，引力很可(kě)能在不同尺度空间中的(de)工作方式是(shì)不同(tóng)的(de)，这意味着在(zài)行星系尺度中的(de)天体会沿着它们(men)的轨道，按照我们所(suǒ)理解(jiě)的方式运动(dòng)。但是上(shàng)升到(dào)星(xīng)系和(hé)星团的尺度，引(yǐn)力(lì)之(zhī)间的相互作(zuò)用则是不(bù)同的(de)方式。对于在(zài)星系(xì)团之间的相互(hù)作用，科学家(jiā)还(hái)引入(rù)了外部场效应(yīng)的概念，指的(de)是(shì)在数百万光(guāng)年的(de)规(guī)模(mó)上，巨(jù)大的质量之间会产(chǎn)生对彼此(cǐ)特殊的效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德(dé)理论(lùn)成立，这意味着(zhe)我们需要(yào)对现在(zài)的物理定律进(jìn)行修(xiū)正，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质假说理论就(jiù)此终结。但(dàn)是在宇宙当(dāng)中还(hái)有关于暗(àn)物质存在的其他的理论证据，这些理论证据是(shì)蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的(de)子弹星系团，由两(liǎng)个(gè)碰撞的星系(xì)团(tuán)所组成，类似这样的星团，它们大部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在星系的气(qì)体当中。当星团以1000万公里/小时(shí)发生碰(pèng)撞的时候，星际气体(tǐ)的(de)相互作用就会导致菠萝蜜不熟剥开后还能再放熟吗，菠萝蜜不熟剥开后还能再放熟吗温度的急剧升高(gāo)，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部分的(de)质量将位(wèi)于所(suǒ)有这(zhè)些(xiē)气体所在的中间区(qū)域。那么我们通过什么来验(yàn)证它(tā)的(de)质量区域到底是不是(shì)集中在中间呢(ne)？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望(wàng)远镜(jìng)传(chuán)回(huí)了(le)宇宙当中第一张全彩的高(gāo)清照(zhào)片(piàn)，在照片中我们可以明显地看到(dào)很多星(xīng)系(xì)似乎被拉伸(shēn)产生了巨大的形变(biàn)。其(qí)实这些(xiē)星系(xì)本身并不(bù)是真的被扭曲了，也不(bù)是(shì)韦(wéi)伯(bó)望远镜出了什么问(wèn)题(tí)，而是这(zhè)样极遥远的天体和我们地球上(shàng)的观测者之间。被一个质量超级巨大的(de)天体遮挡(dǎng)，这(zhè)个(gè)超大(dà)质量的东西(xī)的引力(lì)，会使(shǐ)身后更(gèng)遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这个现象(xiàng)就(jiù)是(shì)引力透镜效(xiào)应(yīng)。这个(gè)巨(jù)大的天体可(kě)能(néng)是超大质量的黑洞或(huò)者(zhě)是暗物质。

所以(yǐ)当人们对子(zi)弹星(xīng)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(zài)两侧。所以最(zuì)好的解释方(fāng)法(fǎ)就是(shì)当(dāng)星团发(fā)生全部的(de)碰撞时，可被观测到(dào)的质量气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则(zé)直(zhí)接(jiē)通过了这个(gè)区(qū)域，并(bìng)在两(liǎng)边形(xíng)成了引(yǐn)力透镜。对(duì)子弹(dàn)星(xīng)系团的引(yǐn)力(lì)透镜研究也(yě)被(bèi)认为是暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的迄今(jīn)为止(zhǐ)最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之后(hòu)，可见(jiàn)光终于可(kě)以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙空间背景上留下了各相同性的微波辐射。其中红(hóng)色的(de)部分(fēn)表(biǎo)示温度较高的区域，蓝(lán)色则表示相对较冷的区域，但实际上它们之(zhī)间(jiān)的温(wēn)差只有万分(fēn)之一。

科(kē)学家们通(tōng)过对前景背(bèi)景分离(lí)后的二值图像进行连通域提取和标记之后发(fā)现，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而(ér)随着暗物质的增加，一些(xiē)峰(fēng)值(zhí)的幅度会(huì)减(jiǎn)小(xiǎo)，才变得看(kàn)起来(lái)“和(hé)谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需(xū)要的(de)暗物(wù)质(zhì)大约是(shì)普通(tōng)物质(zhì)的5倍。这个数字(zì)与解(jiě)释星系当中恒星运动所(suǒ)需要的(de)暗物质比例(lì)是一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解释了很多不同的观(guān)测结果。而暗物质(zhì)的本质就是(shì)宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中存(cún)在着某(mǒu)种类型的粒子，它(tā)们不参(cān)与任何其他的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作(zuò)用。所(suǒ)以(yǐ)如果(guǒ)能够找到这种粒(lì)子(zi)的存在，就相当(dāng)于找(zhǎo)到了暗物(wù)质存在的(de)实际证据(jù)。这种粒(lì)子到底是什么？科(kē)学家(jiā)们已经提(tí)出了数十种的(de)假想目(mù)标，而要(yào)寻找这些(xiē)不同的(de)目标粒(lì)子所(suǒ)需(xū)要的实验方式也不相同。在过(guò)去的几十年当中，人(rén)类为了寻找这(zhè)些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎不(bù)会与常规物(wù)质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学(xué)家们已经进行了(le)超过50次的实(shí)验，却没有(yǒu)任何实(shí)质性的发现，除(chú)了一个地方，意大利的格兰萨(sà)索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着地球上最(zuì)大的地学实验(yàn)室(shì)，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼(lóu)高的探(tàn)测器，一直(zhí)致力于寻找暗物(wù)质粒子的(de)周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科学家声(shēng)称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多(duō)年的数(shù)据收集，人(rén)们发现(xiàn)了(le)一个有趣(qù)的事(shì)情。探测率会在每年的(de)6月份达到(dào)峰(fēng)值，然后(hòu)在11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在20年(nián)当中每年(nián)都是一样。一些(xiē)科学家认(rèn)为这可能(néng)是人类发现暗物(wù)质(zhì)的第一个直接证据(jù)。

但是为什(shén)么暗物质会产生周期性的年度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们(men)讲了太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动(dòng)，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意(yì)味着我们也在(zài)以这样的速(sù)度在穿(chuān)越着暗物质流，这(zhè)个过程(chéng)中会产生相应(yīng)的振荡，同时地(dì)球又以30公里(lǐ)/秒的速度围绕太(tài)阳进行旋转。所以有半年的时(shí)间，地球(qiú)围绕太阳(yáng)的方(fāng)向与太阳环绕银河系(xì)的(de)方向是(shì)一致(zhì)的，而(ér)另外半年则与之(zhī)相反。

而在6月份的时候，地球与(yǔ)太阳的方(fāng)向正好达到(dào)完全(quán)一致，这(zhè)是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好达到了最(zuì)慢值。尽管在实(shí)际(jì)的情况中，太(tài)阳系相对银河系的(de)平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理论的(de)有效性。

因此科学家(jiā)认为(wèi)这可以用来解(jiě)释(shì)，研究人员们所(suǒ)观测到的(de)周期性信(xìn)号(hào)。当然也可能有其他的(de)情况，造成这种年(nián)度周(zhōu)期(qī)信号的差(chà)异也可(kě)能是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大(dà)利游客的数量也符合这(zhè)个周期的规(guī)律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立(lì)了一(yī)个(gè)几(jǐ)乎(hū)相同的实验室，这里(lǐ)的季节与之(zhī)前的实(shí)验(yàn)室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质(zhì)流(liú)的运(yùn)动特(tè)征(zhēng)和第一(yī)个实验室(shì)是一样的。

因此，如果在(zài)这里可以得到相同的信号，就可以成为暗(àn)物(wù)质所存在的非(fēi)常有力的(de)证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建(jiàn)成(chéng)不(bù)久，所(suǒ)以截至目前还无法(fǎ)提供(gōng)相应(yīng)的(de)数据支持(chí)。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望(wàng)远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜(jìng)大(dà)小跟哈(hā)勃望远镜相(xiāng)同，但它的宽视(shì)场(chǎng)仪器提供的视野(yě)是(shì)哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希(xī)格(gé)雷(léi)斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一个关键(jiàn)的用(yòng)途就是(shì)探索(suǒ)暗物(wù)质背后的奥秘(mì)，对于探测的(de)结果，我们(men)只能拭目以(yǐ)待了。费米实(shí)验室(shì)粒子天体物理中心的科(kē)学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发现，如果暗物(wù)质(zhì)存在，它们极有可能拥(yōng)有另一种神(shén)秘(mì)的效应，这(zhè)种暗物质(zhì)效应，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生(shēng)命的诞生，或者说是生命进(jìn)化(huà)的一个重要因(yīn)素(sù)。

如果这一理论得到进一步的(de)证实(shí)，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会不会(huì)意味着人(rén)类并不孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中某个角落的行星上，暗(àn)物质正在通过这样的效应创造(zào)生命。当然，这些推论(lùn)的大(dà)前提是要先找到暗物质存在的(de)实际(jì)证(zhèng)据。那么(me)小伙伴们，你们觉得暗物质到(dào)底(dǐ)存(cún)不(bù)存在(zài)呢？喜欢(huān)请(qǐng)点(diǎn)赞，你的支持是我更新的动力！

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