宇宙是“人为(wèi)制造(zào)”的？为何(hé)会存(cún)在科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物质又究竟(jìng)是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的(de)证据，科学家们在(zài)过(guò)去的几十年当中进行了超过(guò)50次的长(zhǎng)期(qī)实验，但是却(què)没有发现(xiàn)任(rèn)何的(de)有效证据(jù)。除了(le)一个地方，在(zài)1687年(nián)出版的(de)自(zì)然哲学数学(xué)原理一书中，埃萨(sà)克牛顿发表(biǎo)了(le)万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律，它揭示了(le)宇宙中天体运动的规律。往后的几(jǐ)百年来，当天文学(xué)家们发(fā)现某些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有引(yǐn)力定律的时候(hòu)，他们就会知道，周(zhōu)围一定(dìng)有未(wèi)知(zhī)的天体通过引力(lì)在摄动(dòng)它的(de)轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运(yùn)行轨道的(de)异常，推算并(bìng)且(qiě)发现了海王星的存在(zài)。另(lìng)外，哈雷(léi)彗(huì)星(xīng)、冥王(wáng)星的发现都是应用万有引力(lì)定(dìng)律(lǜ)所(suǒ)取(qǔ)得重(zhòng)大天文成(chéng)就的例(lì)子。但是这些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升(shēng)到星(xīng)系或者(zhě)是星团的尺度，事情就开始变(biàn)得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学(xué)家弗(fú)里茨(cí)兹威基正在(zài)研究和测量后发(fā)星系团(tuán)的(de)质量。这是一(yī)个由数千个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这些星系被引(yǐn)力束缚在一起(qǐ)。测量星系团的质量一般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方法结果一致，就可以(yǐ)确定其质(zhì)量的范围(wéi)。

第一种是获得其"光度学(xué)的质(zhì)量"，需(xū)要的数据(jù)是(shì)测量各(gè)个星系的光度。

第二(èr)种是动力学(xué)质量的计(jì)算，是(shì)利(lì)用光谱红移测量星系团中的各(gè)个星系相对于星系团(tuán)的运(yùn)动速(sù)度。当测量结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹威基(jī)彻底懵了，“动(dòng)力学质量(liàng)”竟然是“光(guāng)度学质量”的(de)400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质(zhì)量消失了，或者说这99%的质(zhì)量并不(bù)以可见(jiàn)光的(de)形式所存在，我们无(wú)法看到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过程中(zhōng)，兹(zī)威基发现星系团中很多(duō)星系的速度(dù)比(bǐ)理论(lùn)上(shàng)要(yào)快得多，按照(zhào)牛顿的运动学(xué)定律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所(suǒ)产生的引力是无法将它(tā)们束缚在星系团内(nèi)的(de)，它们早(zǎo)就应该被抛出星系团(tuán)之外了(le)，除非有(yǒu)一种神(shén)秘的(de)力量(liàng)在(zài)起(qǐ)作用(yòng)，这(zhè)种力量来源于某(mǒu)种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分不(bù)可见的暗(àn)质，它(tā)不(bù)发(fā)散光、吸光、反射光，但是它们(men)却占(zhàn)据着(zhe)宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大(dà)部分的质量。只(zhǐ)是(shì)当时(shí)的人们对这(zhè)样的一种说法(fǎ)不屑(xiè)一(yī)顾。

直到40年(nián)之后，“暗物(wù)质(zhì)”这(zhè)个词才再一次出现。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙女(nǚ)座星系(xì)中的恒星运动(dòng)。理论上来说(shuō)，距离中心越远(yuǎn)的(de)恒(héng)星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们观测的(de)结果却让(ràng)人感(gǎn)到不可思(sī)议。

随(suí)着与(yǔ)中心距离的(de)增加，恒星的旋转速(sù)度几乎保持不变(biàn)。可是(shì)根据牛顿的万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律，在星系当中如果没有足够大的质量(liàng)来吸(xī)引它们(men)，这些外围的恒星早(zǎo)就被(bèi)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(xiāng)对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方法就是(shì)测量星(xīng)系当中(zhōng)气体在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴上气体的(de)旋转速度(dù)。如果出现异常的结果，就认为是由暗物质的力量(liàng)进入(rù)其中。

于是科学(xué)家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了(le)距(jù)离星系中心更远(yuǎn)距离(lí)的氢元(yuán)素，发现(xiàn)它们的旋转速(sù)度并不符合牛顿(dùn)的力(lì)学定律。我们的太(tài)阳系也不例外，太阳系位于(yú)银(yín)河系的第三(sān)悬臂(bì)之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引(yǐn)力(lì)定律进行计(jì)算，太(tài)阳系的(de)运行速度(dù)应该是160千米/秒，但(dàn)实(shí)际上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银(yín)河系旋转，这个(gè)实(shí)际速度远远大于理论(lùn)速度，那么(me)产生以上(shàng)这种向心加(jiā)速度的(de)原因很可能(néng)就(jiù)是存(cún)在着一(yī)种我们(men)看不到的物(wù)质(zhì)，是这些暗物质的引力效应将星系聚集(jí)在了一(yī)起。

也(yě)是从(cóng)这时开(kāi)始(shǐ)，越来(lái)越(yuè)多的研(yán)究人(rén)员开(kāi)始相信暗(àn)物(wù)质的存在(zài)。科学家根据星(xīng)系外恒星(xīng)轨道的速度，估算(suàn)在(zài)星系当中暗(àn)物质的质量占整(zhěng)个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯(wéi)一可以(yǐ)解释这个现象的原因(yīn)。在一项新的研究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎没有引力效应(yīng)的遥远(yuǎn)恒(héng)星(xīng)之间，也会出现速度(dù)上的微小差异。另外，天文学家还发现了一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小(xiǎo)和(hé)银河系不多，但(dàn)是星系当中存在(zài)一呼百应吾独尊是什么意思生肖，一呼百应吾独尊代表什么生肖pan style='color: #ff0000; line-height: 24px;'>一呼百应吾独尊是什么意思生肖，一呼百应吾独尊代表什么生肖的恒星数量却(què)只有银河系(xì)的千分(fēn)之一(yī)。

所以在理(lǐ)论(lùn)上(shàng)，该(gāi)星系必(bì)须存在暗物质，否则就(jiù)会分(fēn)崩离析。但(dàn)是科学家们使(shǐ)用(yòng)最先进的望远镜对其进(jìn)行了(le)40个(gè)小时的详细测量之后，发(fā)现星系中(zhōng)的(de)恒星运动是可以(yǐ)用正常的物(wù)质(zhì)和力学(xué)定律来解释的。那么(me)又有(yǒu)人提出，也许该星(xīng)系的(de)暗物质，已经被附近的(de)另(lìng)一个大星系剥(bō)离(lí)了。奇怪(guài)的是(shì)，它的(de)附近没有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外，另一种可能就是(shì)人类对引力的理(lǐ)解还(hái)不够全面，引力很可能在不同尺度空(kōng)间中的工(gōng)作方式是不同的，这意(yì)味(wèi)着在行(xíng)星系尺(chǐ)度中的(de)天(tiān)体会沿着它们的(de)轨道(dào)，按照我们所理解的(de)方式(shì)运(yùn)动。但是上升(shēng)到星(xīng)系和星团的尺度，引力之(zhī)间(jiān)的相互作用则是不同的方式(shì)。对(duì)于在星系(xì)团之间的相互作用，科学(xué)家(jiā)还引入(rù)了外部场效应(yīng)的(de)概念(niàn)，指(zhǐ)的是在数百万光年的(de)规模(mó)上，巨(jù)大的质量(liàng)之(zhī)间会产(chǎn)生对(duì)彼此特殊的效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这(zhè)意味着我(wǒ)们需要对现在的物(wù)理定(dìng)律进(jìn)行(xíng)修正，这些发现也让很(hěn)多人(rén)认为暗物质假说理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还(hái)有关于(yú)暗物质存在的其他的理论证据，这些理论证据(jù)是蒙德理论所没法解释(shì)的“引(yǐn)力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光年的(de)子(zi)弹星系团，由两个碰撞的星(xīng)系团所组成(chéng)，类似这(zhè)样的星(xīng)团，它们大部(bù)分的普通质量(liàng)都在星(xīng)系的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际(jì)气体的相互作用就会(huì)导致温度的急剧升高(gāo)，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后，子(zi)弹星系(xì)团大部分的质量将位于(yú)所有(yǒu)这些气体所在(zài)的中间区域。那么我们通(tōng)过什么来(lái)验证(zhèng)它的质量区域到(dào)底是(shì)不(bù)是集中在中间呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯太(tài)空望远(yuǎn)镜传(chuán)回了(le)宇(yǔ)宙当中第(dì)一张全彩的高清照片，在照片中我们可以(yǐ)明显(xiǎn)地看到很多星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形变(biàn)。其(qí)实这(zhè)些星系本身(shēn)并不(bù)是真的被扭曲了(le)，也(yě)不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什么(me)问题，而是(shì)这样极(jí)遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被一个质(zhì)量超级巨(jù)大(dà)的天体遮挡，这个超(chāo)大(dà)质量的东西的引力，会使身(shēn)后(hòu)更遥(yáo)远星系的光都发生了(le)扭曲。这(zhè)个现象就是引(yǐn)力透镜效应(yīng)。这个巨(jù)大的天(tiān)体可能是超大(dà)质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的(de)时(shí)候，发现(xiàn)它的(de)大质(zhì)量区域并(bìng)不是在(zài)中间，而(ér)是在两侧。所(suǒ)以(yǐ)最好的解(jiě)释方法就是当星团(tuán)发生(shēng)全部的(de)碰撞(zhuàng)时，可被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接通(tōng)过了这个区域，并(bìng)在两(liǎng)边形(xíng)成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力透(tòu)镜(jìng)研(yán)究(jiū)也被认(rèn)为是暗物质存在的(de)迄今为止最好的理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)。

除此之外，还有来自(zì)宇宙当中最古老的(de)光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地(dì)穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了130多亿年(nián)之(zhī)后(hòu)，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下了(le)各(gè)相同(tóng)性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区域，蓝(lán)色则表(biǎo)示相对较冷的(de)区域，但(dàn)实际(jì)上它们之间的温差只有万分之一(yī)。

科学家(jiā)们通(tōng)过对前景背景分离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(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而(ér)随(suí)着暗物(wù)质(zhì)的(de)增加，一些峰(fēng)值的(de)幅度(dù)会减小(xiǎo)，才变得(dé)看(kàn)起(qǐ)来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙(zhòu)微波(bō)背景辐射的测量值，我们需(xū)要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数(shù)字(zì)与解释星(xīng)系当中恒(héng)星运动所需(xū)要的(de)暗物质比例(lì)是(shì)一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论(lùn)框架(jià)，就很好(hǎo)地解释了很(hěn)多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某(mǒu)种(zhǒng)类型的(de)粒子，它们不参与任(rèn)何(hé)其他的电磁作用，只通过引力来相互作(zuò)用。所以如果能够找到这种粒子(zi)的存在，就相当于找(zhǎo)到了暗物(wù)质存在的实际证据。这种粒子(zi)到底是什(shén)么(me)？科学家们已经提出了数(shù)十(shí)种的假想目(mù)标，而要寻找这些(xiē)不同(tóng)的目标粒(lì)子所需要的实验方式也不(bù)相同。在(zài)过去的几十年(nián)当中，人(rén)类为了寻(xún)找这(zhè)些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常(cháng)规物质相(xiāng)互作(zuò)用的“暗物质”，科学(xué)家们已经进行了超过50次的实验，却没(méi)有任何实质性(xìng)的发现，除了(le)一个(gè)地方，意大利的(de)格兰萨(sà)索山(shān)，隶属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上(shàng)最大(dà)的(de)地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层(céng)楼高(gāo)的探测器，一直致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来，这(zhè)里的科学家声称观测到了(le)某种信号。经过(guò)了20多年的(de)数(shù)据收集(jí)，人们发现了一个有趣的事(shì)情。探测率会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然(rán)后在11月降到最低，而且在(zài)20年当(dāng)中每年都是一样(yàng)。一些(xiē)科学家认(rèn)为这可能(néng)是人类发(fā)现(xiàn)暗物(wù)质的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗物(wù)质会产生(shēng)周期性的年度信号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系(xì)进行移动，那么如果暗物质存在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中，这(zhè)意味着我们也(yě)在以这(zhè)样的速(sù)度在穿越着暗物质流，这个(gè)过程中(zhōng)会产生相(xiāng)应的振荡(dàng)，同(tóng)时(shí)地球(qiú)又(yòu)以30公里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有(yǒu)半年(nián)的时(shí)间(jiān)，地球围绕(rào)太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的(de)方向是一致的(de)，而另外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与(yǔ)太阳的方向正好达到完(wán)全一致，这是(shì)理论上地球穿越暗物质(zhì)流最快的时段。而(ér)在11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的(de)情(qíng)况中，太阳系相对银(yín)河系的平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响(xiǎng)这个(gè)理论的(de)有效性。

因此科学家认为这(zhè)可(kě)以用来解释，研(yán)究人(rén)员们所观测到的周期性信号。当然也可能有其他的情(qíng)况(kuàng)，造成这(zhè)种年(nián)度周期信号的差异也(yě)可能是(shì)温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的水(shuǐ)分、高山上的(de)积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也符合这个周期的规律。

所以，科学家(jiā)们又在南半(bàn)球建立了一个几乎相同(tóng)的实验室(shì)，这里的季节与之(zhī)前的实验室正(zhèng)好相(xiāng)反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物质流的运动特征(zhēng)和第(dì)一个实(shí)验室是一样的(de)。

因此，如(rú)果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗(àn)物质所(suǒ)存在的非(fēi)常有力的证据了。但是由(yóu)于这(zhè)个实验室刚刚(gāng)建成(chéng)不久，所(suǒ)以截至(zhì)目前(qián)还无法(fǎ)提(tí)供相应的数据(jù)支持。另外，在2025年(nián)，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远镜(jìng)，这(zhè)台太空望(wàng)远镜(jìng)叫做“南(nán)希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器(qì)提供的视野(yě)是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远镜其中一个关键的用途就是探(tàn)索暗物(wù)质(zhì)背后的奥秘(mì)，对于探测的结果，我们只能拭目以待了。费(fèi)米实验(yàn)室粒子天体物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究(jiū)发现，如果(guǒ)暗物(wù)质存在，它(tā)们(men)极有可能(néng)拥有另一(yī)种神秘(mì)的(de)效(xiào)应，这种暗物质(zhì)效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙(zhòu)当中生命的(de)诞生(shēng)，或者说是(shì)生命进化的一个重要因(yīn)素。

如(rú)果这一(yī)理论得(dé)到进一步的(de)证实，那么遍布(bù)宇宙(zhòu)当中的暗物质会(huì)不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落(luò)的(de)行(xíng)星上，暗(àn)物质正在通(tōng)过这样的效应创造生(shēng)命。当然(rán)，这些推论的大前提是要先找到暗物一呼百应吾独尊是什么意思生肖，一呼百应吾独尊代表什么生肖质存在的实际(jì)证据。那(nà)么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点(diǎn)赞，你的支持是我更新的动力(lì)！

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