宇宙是“人为制造”的？为何会存在科(kē)学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗(àn)物质(zhì)又究竟(jìng)是什么？人(rén)类为了(le)寻找(zhǎo)暗物质存在(zài)的(de)证据，科学家们在(zài)过去的几十(shí)年当中进(jìn)行了超(chāo)过50次的长期(qī)实(shí)验，但是却没有发现任何的有效证据。除(chú)了一个(gè)地方，在1687年(nián)出版(bǎn)的自然(rán)哲学数学原理一书(shū)中，埃萨(sà)克牛(niú)顿发(fā)表了(le)万有引(yǐn)力定律，它揭(jiē)示了宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后的几百年(nián)来，当天文学家(jiā)们发现(xiàn)某些(xiē)天体运行轨道出现异常，不符(fú)合万有引力定律的(de)时候，他们就会知道，周围一定有未知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥(ào)本勒维耶就通过(guò)天王星运行(xíng)轨道(dào)的(de)异常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的(de)发现都是(shì)应用万有引力定律所(suǒ)取得重大天文成(chéng)就的例子。但是这些发现(xiàn)都是在恒星系统(tǒng)的尺度(dù)当中，可当我们上升到星系或者(zhě)是星(xīng)团的尺度，事情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测(cè)量(liàng)后(hòu)发星(xīng)系团的质量。这(zhè)是一个由(yóu)数千个(gè)星系(xì)所(suǒ)组成的巨(jù)大星系团(tuán)，这些星系被引力束(shù)缚在一起。测(cè)量(liàng)星(xīng)系团的质(zhì)量一(yī)般会使用(yòng)到两种方(fāng)法，当两种方法结果一致，就可以(yǐ)确定其(qí)质量的范围。

第一种是(shì)获得其(qí)"光度(dù)学的质量"，需要的(de)数据(jù)是测量各个(gè)星(xīng)系的光度。

第二种是动力学质量的(de)计算，是利(lì)用光谱红移测量星系团中的(de)各个(gè)星(xīng)系相(xiāng)对于星(xīng)系团的运动速度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力(lì)学质量(liàng)”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这(zhè)意(yì)味着，后(hòu)发座星系(xì)团有99%的质量消失了，或者(zhě)说这99%的质量并(bìng)不以可见(jiàn)光(guāng)的形式所(suǒ)存在，我们无法(fǎ)看(kàn)到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过程(chéng)中(zhōng)，兹(zī)威基发现(xiàn)星系团中(zhōng)很(hěn)多星系的速度(dù)比理论上要快得多，按照(zhào)牛顿的运动(dòng)学定(dìng)律，仅(jǐn)靠这(zhè)些可见星系的质量(liàng)所产(chǎn)生的引力是无(wú)法将它们束缚在星系团内的，它们早就应(yīng)该被抛出星系团之外了，除非(fēi)有一种(zhǒng)神秘的力(lì)量在(zài)起作用(yòng)，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质(zhì)。

据此，兹(zī)维基提(tí)出了这(zhè)样部分(fēn)不可(kě)见的暗质，它(tā)不发散光、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝大部分的质量。只是当时(shí)的人们对这样(yàng)的一种说(shuō)法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个(gè)词(cí)才再一次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特福(fú)特(tè)在观测(cè)仙女座星系中(zhōng)的恒星运动。理论上来说，距离(lí)中心越(yuè)远的恒(héng)星在其轨道上的运行速(sù)度就会(huì)越慢。但是他们观测的结果却让(ràng)人(rén)感(gǎn)到不(bù)可思议。

随(suí)着与中心距(jù)离的增加(jiā)，恒(héng)星的旋(xuán)转速度几(jǐ)乎(hū)保持不(bù)变(biàn)。可是根据牛顿的(de)万有引力定(dìng)律，在星(xīng)系(xì)当中如(rú)果没有足够大的质量来(lái)吸引它们，这些外围的恒星早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会使用一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方法来解(jiě)释暗物质的存在，这(zhè)种(zhǒng)方法就(jiù)是测量星系当中气体在(zài)X轴上(shàng)距离(lí)星系(xì)中心(xīn)的(de)距离，以及(jí)在Y轴上(shàng)气体的旋(xuán)转速度(dù)。如果(guǒ)出现(xiàn)异常(cháng)的结果，就认为(wèi)是由(yóu)暗物(wù)质的力量进入其中。

于(yú)是科学家们通(tōng)过射电望远镜测(cè)量了(le)距离星系中心更远距离的(de)氢元素(sù)，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学(xué)定律。我(wǒ)们的太(tài)阳系也不(bù)例外，太阳系位于银河系的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有(yǒu)引力定律进行计算，太阳(yáng)系的运(yùn)行(xíng)速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系正在(zài)以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕(rào)银河系旋转，这个实际速度(dù)远(yuǎn)远大于理论(lùn)速度，那(nà)么产生(shēng)以上这种向心加(jiā)速(sù)度的原因很可能就(练瑜伽能提高性功能吗，为什么说女人练瑜伽男人受益jiù)是存在着一(yī)种(zhǒng)我们看不(bù)到的(de)物质，是这些暗物质的引力效应将星系聚集在(zài)了一起。

也是从(cóng)这时(shí)开始(shǐ)，越来越多(duō)的(de)研究人员(yuán)开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学家根(gēn)据星系(xì)外(wài)恒(héng)星轨道的(de)速度，估算(suàn)在(zài)星系当中(zhōng)暗物(wù)质的(de)质量占整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是唯一可(kě)以解释这个现象的原因。在(zài)一项新的研(yán)究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有(yǒu)引力效(xiào)应的(de)遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现(xiàn)速度上的微小差(chà)异(yì)。另外，天文学家(jiā)还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球(qiú)大约2.5亿(yì)光年，大小和银河系(xì)不多，但是星系当中存在的恒星数量(liàng)却只有银(yín)河系的千分之一。

所以在理(lǐ)论上，该星系必(bì)须存在暗物质，否则就(jiù)会(huì)分(fēn)崩(bēng)离析(xī)。但(dàn)是科学家们使用最先(xiān)进的望(wàng)远(yuǎn)镜对其进行了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发现星系中的恒星(xīng)运动是可以用正常的物质(zhì)和力学定律来解释的。那么(me)又有人提出，也许该星系的(de)暗物(wù)质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇(qí)怪的是，它的(de)附近没有任何星系存在。造成这些现象的除(chú)了暗物质的假说之(zhī)外，另(lìng)一种可能(néng)就是人(rén)类(lèi)对(duì)引力的理解还不够全面，引力很可能(néng)在不同尺度(dù)空间中的工(gōng)作方(fāng)式是(shì)不(bù)同的，这意味(wèi)着在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的轨(guǐ)道(dào)，按照我们所理解的方式运动(dòng)。但是(shì)上升到(dào)星系和星团的尺(chǐ)度，引力(lì)之间的(de)相互作(zuò)用则是不同的(de)方式(shì)。对(duì)于在星(xīng)系团之间的相互作用，科学(xué)家还(hái)引入了外部场效应的(de)概念，指的(de)是在数百万光年(nián)的规模上，巨大的(de)质量(liàng)之(zhī)间会产生对彼此特(tè)殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德(dé)理论成(chéng)立(lì)，这意味(wèi)着我(wǒ)们需要对现(xiàn)在的物理定律进(jìn)行修正，这些发(fā)现也让很多人认为暗物质假说理论(lùn)就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有关(guān)于暗(àn)物质存在的其他的理(lǐ)论证据，这些(xiē)理论证据(jù)是蒙(méng)德理论所没法解释的(de)“引力透镜”。

径(jìng)向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团(tuán)，由(yóu)两个碰撞(zhuàng)的星系团(tuán)所组成(chéng)，类似这(zhè)样(yàng)的(de)星团，它们大部分的(de)普通质量都在星系的(de)气体当(dāng)中(zhōng)。当星团以1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时发生碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气体的相互作(zuò)用就会导致温度的急(jí)剧升高，速度大幅(fú)降低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质(zhì)量(liàng)将位(wèi)于所有这些(xiē)气体(tǐ)所(suǒ)在(zài)的中间区域。那(nà)么我们通过什(shén)么来验(yàn)证它的质量区域到底是不是集中在中间呢？前(qián)不久，詹(zhān)姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回(huí)了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照片(piàn)，在(zài)照片中(zhōng)我们可以明显(xiǎn)地看(kàn)到很(hěn)多星系(xì)似(shì)乎被拉伸产生了(le)巨大的形变。其实这些星系(xì)本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我们地(dì)球上的观测者之(zhī)间(jiān)。被一个质量超级巨大的天体遮挡(dǎng)，这(zhè)个(gè)超大质量的东西的引力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都(dōu)发生(shēng)了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质(zhì)量的黑洞或者是暗(àn)物质(zhì)。

所以当人们对子(zi)弹(dàn)星系团观测(cè)的时(shí)候，发(fā)现它的大质(zhì)量区域并(bìng)不(bù)是(shì)在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解释(shì)方(fāng)法就是当星团发(fā)生(shēng)全部的碰撞时，可被观测到的质量气(qì)体被卡在了(le)中间，暗物质(zhì)则(zé)直接通过了(le)这个区(qū)域(yù)，并在两(liǎng)边形成了(le)引力透镜。对子弹星系(xì)团的引力透镜(jìng)研究也(yě)被认为是(shì)暗物质存(cún)在的(de)迄今为止最(zuì)好的(de)理论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可见(jiàn)光终于可(kě)以(yǐ)畅通无阻地穿(chuān)越(yuè)在宇(yǔ)宙当中了。经过了(le)130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空间背景上留(liú)下了各相同(tóng)性的微(wēi)波辐射。其中红色的部分(fēn)表示温(wēn)度(dù)较高的区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷的(de)区域，但实际上它(tā)们之间的温差只(zhǐ)有(yǒu)万(wàn)分(fēn)之一。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分离后的二(èr)值图像(xiàng)进行连通域(yù)提(tí)取(qǔ)和(hé)标记之后(hòu)发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗(àn)物质，图(tú)形看起来不(bù)应该是这样的(de)，而(ér)随着(zhe)暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才(cái)变(biàn)得(dé)看练瑜伽能提高性功能吗，为什么说女人练瑜伽男人受益起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐(fú)射(shè)的测量值，我们需要(yào)的暗物(wù)质(zhì)大约(yuē)是普通(tōng)物质的(de)5倍(bèi)。这(zhè)个数(shù)字(zì)与(yǔ)解释星(xīng)系当中恒星运动所需要的(de)暗(àn)物质比例(lì)是一致的。这就意(yì)味(wèi)着(zhe)。

用了一个简单的(de)理论框(kuāng)架(jià)，就很好地解(jiě)释了很(hěn)多不(bù)同的观(guān)测结果。而(ér)暗物质(zhì)的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)存在着某种类型(xíng)的粒子，它(tā)们不参与任(rèn)何其他的电(diàn)磁(cí)作用，只通过引力(lì)来相(xiāng)互作用(yòng)。所(suǒ)以如果能(néng)够找到这种粒子的存(cún)在，就(jiù)相当于找到了暗物质存在的实(shí)际证据。这种粒子到(dào)底是什么(me)？科(kē)学家们(men)已(yǐ)经(jīng)提出(chū)了(le)数十(shí)种的假想(xiǎng)目(mù)标，而要寻(xún)找(zhǎo)这些不(bù)同(tóng)的(de)目标粒(lì)子所需要的(de)实验方式也不(bù)相同。在过去(qù)的几十年当(dāng)中，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几(jǐ)乎不(bù)会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学(xué)家(jiā)们已经进行了超过50次的实验(yàn)，却没有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意(yì)大利的格兰(lán)萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的(de)地下矿井当中，藏着地球上最大的地学实验室，这(zhè)个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的探测器，一直致力(lì)于寻找暗物(wù)质粒子的(de)周(zhōu)期性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来，这里的(de)科学家声称观(guān)测(cè)到了(le)某种信(xìn)号。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集(jí)，人们发现(xiàn)了(le)一个有(yǒu)趣的事情。探测率会在每年(nián)的6月(yuè)份(fèn)达到(dào)峰值，然后在11月降(jiàng)到最低，而且(qiě)在20年当中每年都是(shì)一样。一些科学(xué)家认为(wèi)这可(kě)能是人类发现暗物质的第(dì)一个直接(jiē)证据。

但是为(wèi)什么暗物(wù)质(zhì)会产(chǎn)生周期性的年度(dù)信(xìn)号(hào)呢？刚才我们讲(jiǎng)了太(tài)阳系正在(zài)以220公(gōng)里/秒的速度围(wéi)绕着银河系进行移(yí)动(dòng)，那么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意味(wèi)着我们也(yě)在以(yǐ)这(zhè)样(yàng)的速(sù)度在穿(chuān)越(yuè)着暗物质流，这个过(guò)程(chéng)中会产生相应的振荡(dàng)，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕太阳进行(xíng)旋转。所以有半年的(de)时(shí)间，地(dì)球围绕太阳的方(fāng)向与太阳(yáng)环绕银河系(xì)的方向是一致的，而(ér)另外半年则与之(zhī)相反。

而在6月份的时候(hòu)，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这是(shì)理(lǐ)论上地球穿越(yuè)暗物质流(liú)最(zuì)快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最慢(màn)值。尽管在(zài)实(shí)际的情况中，太阳系相对银河系的平(píng)面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并不影响这个理论的(de)有(yǒu)效性。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可以用来解释(shì)，研究人员们所观测到(dào)的周(zhōu)期(qī)性信号。当然(rán)也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种(zhǒng)年度周期信号的差(chà)异(yì)也可(kě)能(néng)是温度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高山上(shàng)的积雪，甚至连意(yì)大利游(yóu)客的数量也符合(hé)这(zhè)个周期的规律。

所以，科学(xué)家们又在南半球建立了(le)一个(gè)几乎相同的(de)实验(yàn)室(shì)，这里的季(jì)节与之前的实验室正好相反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和(hé)第一个(gè)实验室是一(yī)样的(de)。

因此，如果在(zài)这里(lǐ)可以得到相同的信号，就可(kě)以(yǐ)成为暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但(dàn)是(shì)由于(yú)这个实验室刚刚(gāng)建成不久，所以(yǐ)截至(zhì)目(mù)前还无法(fǎ)提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一(yī)台新(xīn)的望远镜(jìng)，这台(tái)太(tài)空望(wàng)远(yuǎn)镜叫做“南希(xī)格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃(bó)望远镜(jìng)相同，但它(tā)的宽视场仪器(qì)提供(gōng)的视野是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南(nán)希(xī)格雷斯(sī)罗曼(màn)太空望远镜其中一个关键的(de)用途就是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我们(men)只能拭目以待(dài)了。费米实验室粒子天(tiān)体物(wù)理中心的科学家丹琥珀和(hé)贾(jiǎ)森斯(sī)特芬研究(jiū)发现，如(rú)果暗物质存在，它们极有(yǒu)可(kě)能拥(yōng)有(yǒu)另(lìng)一种(zhǒng)神秘(mì)的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说(shuō)是生命进(jìn)化的(de)一个重要因素(sù)。

如果这一理论(lùn)得到进(jìn)一步的证实(shí)，那么遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不会意味着人(rén)类并不孤(gū)单呢？或许(xǔ)在宇宙当(dāng)中(zhōng)某个角落的行星上，暗物质正在通过这样(yàng)的效应创造生(shēng)命。当然，这(zhè)些推论(lùn)的大前提是要先找到暗(àn)物质存(cún)在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到(dào)底存不存(cún)在呢？喜欢请(qǐng)点(diǎn)赞，你的支持是我(wǒ)更(gèng)新的动力！

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