宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为何会(huì)存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是(shì)什么？人(rén)类为了寻找暗物质存(cún)在(zài)的证(zhèng)据(jù)，科学家们在过去的几十年当(dāng)中(zhōng)进行了超过50次的长期实验，但是(shì)却没有发现任何的有效证据。除了一个(gè)地方，在1687年出版的自(zì)然(rán)哲学数学原理一书中(zhōng)，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引力定律，它揭示了(le)宇宙中天体运(yùn)动的规律(lǜ)。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们发现某(mǒu)些天体运行轨道出现(xiàn)异常，不符(fú)合(hé)万有引力定(dìng)律的时候，他们就会知(zhī)道，周(zhōu)围一定有未知的天体通过引力在摄动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星(xīng)运行轨道的异(yì)常，推算并(bìng)且(qiě)发现了海王(wáng)星的存(cún)在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现(xiàn)都是应用万有引力定(dìng)律所取得重大天(tiān)文成就(jiù)的例子。但(dàn)是这些发现都(dōu)是在恒星系统的(de)尺(chǐ)度(dù)当中(zhōng)，可当我(wǒ)们上升(shēng)到星系或者是(shì)星团(tuán)的尺度，事情(qíng)就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家弗里(lǐ)茨兹威(wēi)基正(zhèng)在研究和测量后发星系团的(de)质量。这(zhè)是一(yī)个由数千个星系所组成的巨大星系(xì)团，这些(xiē)星系被引力束(shù)缚在(zài)一起。测(cè)量星(xīng)系团的(de)质量一般会使用到两种方法，当(dāng)两(liǎng)种方法结果一致，就可以确(què)定其质量的范围。

第一种是(shì)获(huò)得其"光度学的质量"，需(xū)要(yào)的数(shù)据(jù)是测量各个星系(xì)的光度。

第二种是动(dòng)力学质量的计算，是利用光谱红移测量(liàng)星(xīng)系团中的各个(gè)星系相对(duì)于星系团(tuán)的运动(dòng)速度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威(wēi)基(jī)彻底(dǐ)懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意(yì)味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了，或(huò)者说(shuō)这(zhè)99%的质量并不(bù)以(yǐ)可见光的形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡(guǐ)异的是(shì)，在测量速度的过程中，兹威(wēi)基发(fā)现星系团中很多(duō)星系的速(sù)度比理论上要(yào)快得多，按照牛(niú)顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些可见(jiàn)星系的(de)质量(liàng)所产(chǎn)生的引力(lì)是(shì)无(wú)法(fǎ)将它们束缚在星系(xì)团内的，它们早(zǎo)就应该被抛出(chū)星系团之外了，除非有一种神秘的力(lì)量在起作用，这种(zhǒng)力量来(lái)源于某种隐形的物质。

据此，兹(zī)维基提出了这样部(bù)分不可见的(de)暗质(zhì)，它不发散(sàn)光、吸光(guāng)、反(fǎn)射光(guāng)，但是(shì)它(tā)们(men)却占据着宇宙中(zhōng)绝大部(bù)分的(de)质(zhì)量。只是(shì)当时的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现(xiàn)。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系(xì)中的恒星(xīng)运动。理论上(shàng)来说，距离中(zhōng)心越远(yuǎn)的恒(héng)星在其轨道(dào)上的(de)运(yùn)行速度就(jiù)会越慢。但是他们观测(cè)的结果却让(ràng)人感到不可(kě)思议。

随(suí)着与中心距离的增加，恒(héng)星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可(kě)是(shì)根据牛顿的万有引力定律，在星系当中如果(guǒ)没有(yǒu)足(zú)够大(dà)的质量(liàng)来吸引它(tā)们，这(zhè)些外围(wéi)的(de)恒星(xīng)早(zǎo)就被甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家(jiā)们会使用一种(zhǒng)相对标(biāo)准的方法(fǎ)来解释(shì)暗(àn)物质的存在，这种方(fāng)法(fǎ)就是测(cè)量(liàng)星系当中气体在X轴上(shàng)距离(lí)星系中(zhōng)心(xīn)的距离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上(shàng)气体的旋转速(sù)度。如果(guǒ)出现异常(cháng)的结(jié)果，就认为是由暗(àn)物质的(de)力量(liàng)进入其中(zhōng)。

于是科学家们通过射电望(wàng)远镜测量了距离星(xīng)系(xì)中心更(gèng)远(yuǎn)距离的氢元素，发(fā)现它们的(de)旋转速度并不符(fú)合(hé)牛顿的力学定律(lǜ)。我们的(de)太(tài)阳系(xì)也不例外，太阳系(xì)位于银河系的第(dì)三悬(xuán)臂之上，距离银河系(xì)中(zhōng)心(xīn)2.6万光年，根据万有引力(lì)定律进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太(tài)阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系旋转，这个(gè)实(shí)际速度(dù)远远大于理论(lùn)速度，那(nà)么产(chǎn)生以(yǐ)上这种向心加(jiā)速(sù)度的原因很可能就(jiù)是存在着一种我们看(kàn)不到的(de)物质(zhì)，是(shì)这些(xiē)暗物(wù)质的引力效应将(jiāng)星系(xì)聚集在了(le)一起。

也是从这时开始，越(yuè)来越多的研究(jiū)人员开始(shǐ)相(xiāng)信暗物质的存在(zài)。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道(dào)的速(sù)度，估算(suàn)在星系当中暗(àn)物质的质量(liàng)占整个星(xīng)系(xì)质量的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一(yī)可以解释这(zhè)个现象的原(yuán)因(yīn)。在一项新(xīn)的研(yán)究当(dāng)中，科学家们发现，几乎没有(yǒu)引力效应的(de)遥(yáo)远(yuǎn)恒(héng)星之间，也会出现速(sù)度上的微(wēi)小差(chà)异(yì)。另外(wài)，天文学(xué)家还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地球大约2.5亿光年，大(dà)小(xiǎo)和银(yín)河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的(de)恒星数量却只有银(yín)河系的千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须存在暗(àn)物(wù)质(zhì)，否则(zé)就会分崩离析。但是科学家们使用最先进的望远镜(jìng)对其进行了40个小时(shí)的详细测量之后，发(fā)现星系(xì)中(zhōng)的恒(héng)星运动(dòng)是可(kě)以(yǐ)用正常(cháng)的物质和(hé)力(lì)学定(dìng)律(lǜ)来解释的。那(nà)么(me)又有人提出，也许(xǔ)该星系(xì)的暗(àn)物质，已经被(bèi)附近的另一(yī)个大星系剥(bō)离了(le)。奇(qí)怪的是，它的附近没有任何星系存(cún)在。造成这些现(xiàn)象的(de)除了暗物质的假说之外，另一种(zhǒng)可能就是人类对引力的理(lǐ)解还不够全面，引(yǐn)力很(hěn)可能在不同尺(chǐ)度空间中的工作(zuò)方式是不同的，这意simple是什么牌子，simple是什么牌子衣服味着(zhe)在行星系尺度中的天体会沿(yán)着它们(men)的(de)轨(guǐ)道(dào)，按照(zhào)我(wǒ)们所理解的方式运动(dòng)。但(dàn)是上升到星系和星(xīng)团的尺度(dù)，引力之间的相(xiāng)互(hù)作用(yòng)则(zé)是不(bù)同的方式。对(duì)于在星系团(tuán)之间的相互作用(yòng)，科学(xué)家还引入了外部场效(xiào)应(yīng)的概(gài)念，指的是(shì)在数百万光(guāng)年(nián)的规模上(shàng)，巨(jù)大的(de)质量之(zhī)间会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成立，这意味着我们需要对(duì)现在(zài)的物(wù)理定(dìng)律(lǜ)进(jìn)行(xíng)修正，这些发现(xiàn)也让很多人认为暗物质假说理论就此终结。但是在宇宙当中(zhōng)还(hái)有关于(yú)暗物质存(cún)在的其(qí)他的理论(lùn)证据(jù)，这些理论证据是蒙德理论所没(méi)法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的(de)子弹星系团，由(yóu)两个(gè)碰撞的星系(xì)团所组成，类似这样的星团，它们大部(bù)分(fēn)的普通质(zhì)量都在星(xīng)系(xì)的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时候，星际气体的(de)相互(hù)作(zuò)用就会导致温度的急剧(jù)升高(gāo)，速度(dù)大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星系(xì)团(tuán)大部分的(de)质量将(jiāng)位于所有(yǒu)这些气体所(suǒ)在的(de)中间区(qū)域。那么我们通过什(shén)么来(lái)验证它的质(zhì)量区域到底是不是集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全彩的(de)高清(qīng)照片，在照片中我们可以明显(xiǎn)地看到(dào)很多星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形变。其(qí)实这些星系本身并不是真的(de)被扭曲了(le)，也(yě)不是(shì)韦伯望远镜出了什么问(wèn)题，而是这样极遥远的天(tiān)体和我们地(dì)球上的观测者之间。被一个(gè)质量超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超大质量(liàng)的(de)东西的引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的(de)光都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力(lì)透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能是超(chāo)大质量的黑洞(dòng)或者是暗物(wù)质(zhì)。

所以当(dāng)人们对(duì)子弹星(xīng)系(xì)团观测的(de)时候，发现它的(de)大质(zhì)量区域并不是在中间，而是在两(liǎng)侧。所以最好的解释方法(fǎ)就是当星团发生全部(bù)的碰撞时，可被观测到的质量气体(tǐ)被(bèi)卡在了中间，暗物质则直接(jiē)通(tōng)过了这个区域，并(bìng)在两边形成了(le)引力透镜(jìng)。对子弹(dàn)星系团的(de)引力透镜研究也被认为是暗(àn)物质(zhì)存在的迄今为止最好的理论证(zhèng)据。

除此之(zhī)外(wài)，还有来自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光终于(yú)可以畅(chàng)通无(wú)阻(zǔ)地穿越在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了130多(duō)亿(yì)年之后(hòu)，这些光在宇宙空间(jiān)背(bèi)景上留(liú)下了各相同(tóng)性的微波辐(fú)射。其中红色的部分表(biǎo)示温度较高的(de)区域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷(lěng)的区域(yù)，但实(shí)际(jì)上它们之间的温差(chà)只有(yǒu)万分之一(yī)。

科学家们(men)通(tōng)过(guò)对前景背景(jǐng)分离后的二(èr)值图像进行连通(tōng)域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形(xíng)看起来不应(yīng)该是这样的，而随(suí)着暗物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度(dù)会减小，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景(jǐng)辐(fú)射的测量值，我们需要的暗物质(zhì)大约是普通物质的5倍。这(zhè)个数(shù)字与解释星(xīng)系当中恒(héng)星(xīng)运动所(suǒ)需(xū)要的暗物质(zhì)比(bǐ)例是一致的(de)。这就意(yì)味着(zhe)。

用(yòng)了一个(gè)简单的理论框架(jià)，就很好地(dì)解释了很多不同(tóng)的观测(cè)结果(guǒ)。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙当中(zhōng)存(cún)在着某种类型的粒(lì)子(zi)，它们(men)不(bù)参(cān)与(yǔ)任何其他的(de)电磁作用，只通过引力来相互作用(yòng)。所以如果能(néng)够找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于找到了暗物质(zhì)存在的实际证据(jù)。这种粒子到底是什么？科学(xué)家们已经提出了数十种的(de)假想目标，而要寻找这(zhè)些(xiē)不(bù)同(tóng)的目(mù)标(biāo)粒子所需(xū)要的(de)实(shí)验方式也不相同。在过去的几(jǐ)十年当中，人类为(wèi)了寻找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸不到(dào)，几(jǐ)乎不会与常规物质相互作用(yòng)的“暗物质(zhì)”，科学(xué)家们已经进行(xíng)了超过(guò)50次(cì)的实验(yàn)，却(què)没有任(rèn)何实质性(xìng)的发现，除了一个(gè)地方(fāng)，意(yì)大利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑simple是什么牌子，simple是什么牌子衣服(bēi)斯(sī)山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大的地学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的(de)探测器，一直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子(zi)的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家声称观测(cè)到(dào)了某(mǒu)种信号。经过(guò)了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的事情(qíng)。探测率会在每年(nián)的6月份达到(dào)峰(fēng)值，然后(hòu)在11月(yuè)降到最低，而且在(zài)20年当中每年都是(shì)一样。一些(xiē)科学家认为这(zhè)可能是人类发现暗物质的第一个(gè)直接(jiē)证据。

但是为什么暗物质会(huì)产生周期性的年度(dù)信号(hào)呢？刚才我们讲了太(tài)阳系正在以(yǐ)220公里/秒的(de)速度(dù)围绕着银河系进行移(yí)动(dòng)，那么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意味着我们也在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质(zhì)流，这个过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同(tóng)时(shí)地球又以30公里/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋转。所以有(yǒu)半(bàn)年的(de)时(shí)间，地球(qiú)围绕(rào)太(tài)阳的方向与太(tài)阳环绕银(yín)河系的方向是一致的，而另外半(bàn)年则与之相反。

而(ér)在6月份的时候(hòu)，地球与(yǔ)太阳的方向正好达到(dào)完全一(yī)致(zhì)，这是(shì)理论上地球穿越暗物(wù)质流最(zuì)快的时(shí)段(duàn)。而(ér)在11月份(fèn)，又(yòu)恰好达(dá)到(dào)了最慢值。尽管在(zài)实际(jì)的情况中，太(tài)阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不(bù)影响这个(gè)理论的有(yǒu)效(xiào)性(xìng)。

因此科学家(jiā)认(rèn)simple是什么牌子，simple是什么牌子衣服为(wèi)这可(kě)以用来解释，研究人员们(men)所观测到的周期(qī)性(xìng)信号。当然也(yě)可能有其他的情(qíng)况，造成这种年(nián)度周(zhōu)期(qī)信(xìn)号的(de)差异(yì)也(yě)可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水分(fēn)、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量(liàng)也符合(hé)这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以，科学(xué)家们又在南半球建立(lì)了一个几乎相同(tóng)的实验(yàn)室(shì)，这里的季(jì)节与之(zhī)前(qián)的实验室正好相反(fǎn)，而在这里，地(dì)球穿过(guò)暗物质流的运(yùn)动特征和第一个实验室是一(yī)样的。

因此，如果在这里可以得到相同的(de)信号，就(jiù)可以(yǐ)成(chéng)为暗物质所存在(zài)的非常有力的证据了。但是(shì)由于这个实(shí)验室刚刚(gāng)建(jiàn)成不久，所以截至目前还无法(fǎ)提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一(yī)台(tái)新的望(wàng)远镜，这台(tái)太(tài)空望远镜(jìng)叫(jiào)做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的(de)主镜大小跟(gēn)哈(hā)勃望远镜(jìng)相(xiāng)同，但它的宽视场仪器(qì)提(tí)供的视野是哈勃红(hóng)外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对于探测的结(jié)果，我们只能拭目(mù)以待了(le)。费(fèi)米(mǐ)实验(yàn)室粒子(zi)天(tiān)体物(wù)理中心的科(kē)学家(jiā)丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如(rú)果(guǒ)暗物质存(cún)在，它们极(jí)有可能拥有另一种神秘的效(xiào)应，这(zhè)种暗物(wù)质(zhì)效应，会(huì)支持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或者(zhě)说是生命进化的一个(gè)重要因素(sù)。

如(rú)果这一理论得到进一步(bù)的证实，那(nà)么遍布宇宙(zhòu)当中的(de)暗(àn)物质(zhì)会不会意(yì)味着人类(lèi)并不孤(gū)单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的(de)效应创造生(shēng)命。当然，这(zhè)些推论的大前提是要先找到暗物(wù)质(zhì)存在的实际证据(jù)。那么(me)小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物(wù)质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你(nǐ)的支(zhī)持是我更(gèng)新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 simple是什么牌子，simple是什么牌子衣服