宇(yǔ)宙是(shì)“人为制造”的？为何会存在科学无(wú)法解(jiě)释的“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟是什(shén)么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存(cún)在的证(zhèng)据，科学(xué)家们在(zài)过去的几十年当中(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(yǒu)效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然(rán)哲学数学原理一(yī)书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引(yǐn)力定律(lǜ)，它揭(jiē)示了宇宙中天(tiān)体运动的规(guī)律。往后的几百(bǎi)年来，当天文学家们(men)发(fā)现某些天体运行轨(guǐ)道出现异常，不符合万有引力定律的时(shí)候，他们就(jiù)会知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过(guò)引力在摄(shè)动(dòng)它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王(wáng)星运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都(dōu)是应用万有引(yǐn)力定(dìng)律所取得(dé)重大天(tiān)文成(chéng)就(jiù)的例(lì)子。但是(shì)这些(xiē)发现都是(shì)在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上升(shēng)到星系或(huò)者(zhě)是星团(tuán)的尺度(dù)，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威(wēi)基正在研究(jiū)和测量后发星系团的质量。这是(shì)一个由(yóu)数(shù)千个星系(xì)所(suǒ)组成的巨(jù)大星系团，这些星系被引力(lì)束缚在一起。测量星(xīng)系团(tuán)的质量一般会(huì)使(shǐ)用到两种方(fāng)法，当两种方法结果一致(zhì)，就(jiù)可以确(què)定其质(zhì)量的范围。

第一种是(shì)获得(dé)其"光度学的(de)质量"，需(xū)要的数据是测量各个(gè)星系的光度。

第二种(zhǒng)是动力(lì)学质量的计算(suàn)，是利用光谱红(hóng)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(liàng)结果(guǒ)出来(lái)之后，兹威基(jī)彻底懵了(le)，“动(dòng)力学质量”竟(jìng)然是(shì)“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味(wèi)着(zhe)，后发座星系(xì)团(tuán)有(yǒu)99%的质(zhì)量消失(shī)了，或者说这99%的质量并不以可见光的(de)形式所存在，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在(zài)测(cè)量速(sù)度的过程(chéng)中(zhōng)，兹威(wēi)基发现星系(xì)团(tuán)中很多星系的速(sù)度(dù)比理论(lùn)上要快(kuài)得(dé)多，按照牛顿的运动学定律，仅靠(kào)这(zhè)些可见星系的质量所(suǒ)产生(shēng)的(de)引力是无(wú)法将(jiāng)它们(men)束(shù)缚(fù)在(zài)星系团内的，它们早就应该被(bèi)抛出(chū)星系团之(zhī)外(wài)了，除非有(yǒu)一种神秘的(de)力量在起(qǐ)作用(yòng)，这种(zhǒng)力量来(lái)源(yuán)于某种隐形的(de)物质。

据(jù)此，兹维基提出(chū)了这样部分不(bù)可见的暗质(zhì)，它(tā)不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却占据着(zhe)宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出(chū)现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特福特(tè)在(zài)观测(cè)仙女座星系中的(de)恒星运动(dòng)。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨道上(shàng)的运行速度就会(huì)越慢。但是(shì)他们观测的结果却让人感(gǎn)到不可思议。

随着(zhe)与中心距离的(de)增加(jiā)，恒星的旋转(zhuǎn)速(sù)度几乎(hū)保持不变(biàn)。可是根据牛(niú)顿的(de)万(wàn)有引力定律，在星(xīng)系当中(zhōng)如果没有(yǒu)足够(gòu)大(dà)的质量来吸(xī)引它们(men)，这些外围的恒星早就被(bèi)甩到(dào)宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科(kē)学家们(men)会(huì)使用(yòng)一种(zhǒng)相对标准的方(fāng)法(fǎ)来解(jiě)释(shì)暗(àn)物质的存(cún)在，这种方法就是(shì)测量星系当中气体在X轴上距离(lí)星系中(zhōng)心的距离(lí)，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速(sù)度。如果出现异(yì)常(cháng)的结果，就(jiù)认为是(shì)由暗(àn)物(wù)质(zhì)的力量(liàng)进入其中。

0551是哪个地区的区号呢，0551是哪儿的区号 data-ratio="0.46758039008961516" data-type="jpeg" data-w="1897" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

于是科学家们通(tōng)过射(shè)电(diàn)望远镜测量了(le)距离星系中心(xīn)更远距离的(de)氢元素，发现它(tā)们(men)的旋转速(sù)度并(bìng)不(bù)符合牛顿(dùn)的力学定律。我们的(de)太阳系也不例外，太(tài)阳系位于银(yín)河系的第(dì)三悬臂之上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律进行计算，太阳系的运(yùn)行(xíng)速度(dù)应该(gāi)是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的(de)速度围绕银(yín)河系旋转，这个实际速度(dù)远远(yuǎn)大(dà)于(yú)理(lǐ)论速度(dù)，那么产生以(yǐ)上(shàng)这种向(xiàng)心加速度的(de)原因很可能就是存在着一种我们(men)看不到(dào)的物质，是这些暗(àn)物质的引力效(xiào)应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多的研究人员(yuán)开(kāi)始相(xiāng)信暗物质的存在。科学(xué)家根据星(xīng)系外恒(héng)星轨道的速度(dù)，估算在星(xīng)系当中暗物(wù)质的(de)质(zhì)量占整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是唯一(yī)可以解(jiě)释这个现象的原因。在一项新的(de)研(yán)究(jiū)当中，科学家(jiā)们发现，几乎没(méi)有引力效应的遥远恒(héng)星(xīng)之间(jiān)，也会出(chū)现速度上的微(wēi)小差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星(xīng)系(xì)距离地球大(dà)约2.5亿(yì)光年，大小(xiǎo)和银河系不多(duō)，但是星(xīng)系当(dāng)中存在的恒星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该(gāi)星(xīng)系必(bì)须存在暗物(wù)质，否则就(jiù)会分崩(bēng)离析。但(dàn)是(shì)科学(xué)家们使用最先进的(de)望远镜对其进行(xíng)了40个(gè)小时的详(xiáng)细测量之后(hòu)，发现星系中的恒星运动是可以用正(zhèng)常的(de)物质和力学定律来(lái)解(jiě)释的。那么(me)又有人(rén)提出，也许该星系的(de)暗物质，已(yǐ)经被附近的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何星系存在。造成这(zhè)些现象的除了暗(àn)物质的(de)假说之外，另一(yī)种可(kě)能就是人类对引力(lì)的理解(jiě)还不够(gòu)全(quán)面(miàn)，引(yǐn)力(lì)很可能在不同尺度空间(jiān)中(zhōng)的工(gōng)作方式是不同的，这(zhè)意味着(zhe)在行星系尺度中的天体(tǐ)会沿着它们(men)的轨道，按(àn)照我们所理解(jiě)的方式运(yùn)动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺度，引(yǐn)力之间(jiān)的(de)相(xiāng)互作用(yòng)则(zé)是不(bù)同的方式。对(duì)于在星(xīng)系团之(zhī)间的(de)相互作(zuò)用(yòng)，科学家还引入了外部场效应的(de)概念(niàn)，指的是在数(shù)百万光年的规模(mó)上，巨大的质量之间会产(chǎn)生(shēng)对(duì)彼(bǐ)此特殊的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成(chéng)立，这意味(wèi)着我们需要对(duì)现在(zài)的物理(lǐ)定律进行修正，这(zhè)些(xiē)发现也让很(hěn)多(duō)人认为暗物质(zhì)假说理论就此(cǐ)终结。但(dàn)是在(zài)宇宙当中还有关于暗物质存在的其(qí)他(tā)的理论证据(jù)，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引(yǐn)力(lì)透(tòu)镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的(de)子弹星系团，由两个碰撞的(de)星系团(tuán)所(suǒ)组成，类似这样的星团，它们大部分的(de)普通质量(liàng)都在星(xīng)系的气体当中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时发生(shēng)碰(pèng)撞的时(shí)候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧(jù)升高，速度(dù)大幅(fú)降低。所以(yǐ)在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的(de)质量将位于所有(yǒu)这些气体所在(zài)的中间区(qū)域。那么(me)我们通过什么来验证它的质量区域到(dào)底是不(bù)是(shì)集(jí)中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全彩的高清照片，在照片中(zhōng)我们可(kě)以(yǐ)明(míng)显(xiǎn)地看(kàn)到(dào)很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这(zhè)些星系本身并不是(shì)真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯(bó)望远镜出了什么问(wèn)题，而是这样极遥远的天体和我们地球(qiú)上的观(guān)测(cè)者之(zhī)间。被(bèi)一(yī)个(gè)质(zhì)量超级(jí)巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质量的(de)东(dōng)西的引力，会(huì)使身后更遥远星(xīng)系的光都发(fā)生了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力(lì)透镜效(xiào)应。这(zhè)个巨大的天体可能(néng)是超大质量的黑洞或者是(shì)暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现它的大质量区域(yù)并不是(shì)在中间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解释(shì)方法(fǎ)就是当星团发生(shēng)全部的碰(pèng)撞时，可(kě)被观测到的质量气体被卡在(zài)了中间，暗物质则直(zhí)接通过了这个区域(yù)，并在两边形成了引(yǐn)力(lì)透镜(jìng)。对子弹星系(xì)团的引力透(tòu)镜(jìng)研(yán)究也(yě)被认为(wèi)是暗物质(zhì)存在的迄(qì)今为止(zhǐ)最(zuì)好的理论证(zhèng)据。

除此之外(wài)，还有来自宇宙当中最古老(lǎo)的光(guāng)。从宇宙大爆(bào)炸开(kāi)始，38万年(nián)之(zhī)后，可见光终于可(kě)以畅通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中了。经过了130多亿年(nián)之后，这些光在宇宙空间背(bèi)景上留下(xià)了各相同性的(de)微波辐(fú)射。其中红色的部分(fēn)表示温度(dù)较高的(de)区域，蓝色则(zé)表示(shì)相对较(jiào)冷的(de)区域，但(dàn)实际(jì)上(shàng)它们之(zhī)间(jiān)的温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景分离(lí)后的二值图像(xiàng)进行连通域提取和标记(jì)之后发现，如果宇(yǔ)宙当中(zhōng)没有暗(àn)物质，图形看起(qǐ)来不(bù)应该(gāi)是这样的(de)，而随(suí)着暗物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微(wēi)波背景(jǐng)辐射的(de)测(cè)量值，我(wǒ)们需要(yào)的暗物质大约是(shì)普通物质(zhì)的(de)5倍。这个数字与解释星系(xì)当中恒星运动(dòng)所需要的暗物质(zhì)比例是一致(zhì)的(de)。这就意味着。

用了(le)一(yī)个简单的(de)理论(lùn)框架，就很(hěn)好地(dì)解(jiě)释了(le)很多不同的观(guān)测结果。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是宇宙当中(zhōng)存在着某种(zhǒng)类型的粒子(zi)，它们不参与任何其他的电磁(cí)作(zuò)用，只(zhǐ)通过引(yǐn)力来相互作用。所(suǒ)以(yǐ)如(rú)果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到(dào)了暗物质存(cún)在的实际证据。这种粒子到底是什么？科(kē)学家(jiā)们已经提出了数十种的假想(xiǎng)目(mù)标，而要寻(xún)找这些不同(tóng)的目标粒子所需(xū)要的实验方(fāng)式(shì)也不相同。在(zài)过(guò)去的(de)几十年当中，人(rén)类为了寻找这(zhè)些(xiē)看不见(jiàn)、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规物质相互(hù)作(zuò)用的“暗物(wù)质”，科学(xué)家们已经进行(xíng)了(le)超过50次的实验，却(què)没有任(rèn)何实质性的发(fā)现，除了一(yī)个地方，意(yì)大利的格兰萨(sà)索山，隶属于(yú)阿尔卑斯(sī)山脉。

在(zài)山下1400米(mǐ)处的地(dì)下矿井当中(zhōng)，藏着地(dì)球上最大的地学实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三(sān)层楼高的(de)探(tàn)测器，一直致力于(yú)寻找暗物(wù)质粒子的周期性(xìng)震荡。

自(zì)1997年以(yǐ)来(lái)，这里的科学(xué)家声(shēng)称观(guān)测(cè)到了某种信号。经过(guò)了20多(duō)年的数据收集，人们发现了一(yī)个有趣的事情。探(tàn)测率(lǜ)会在每年的6月份(fèn)达到峰值，然后(hòu)在(zài)11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家认为(wèi)这可(kě)能是人类发(fā)现暗物(wù)质的第一(yī)个(gè)直接(jiē)证据。

但是为什么暗(àn)物质会(huì)产生(shēng)周(zhōu)期性的年度信(xìn)号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系(xì)正在以(yǐ)220公里/秒的速(sù)度(dù)围绕着银(yín)河系进行移动，那么如果暗物(wù)质存(cún)在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的(de)速(sù)度在(zài)穿(chuān)越着(zhe)暗物质流，这个过(guò)程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的速度(dù)围(wéi)绕(rào)太阳进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的(de)方(fāng)向(xiàng)与太(tài)阳环(huán)绕银河(hé)系(xì)的方(fāng)向是(shì)一致的，而另外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的(de)时候，地球与太(tài)阳的(de)方(fāng)向正好达到完全一(yī)致，这是理(lǐ)论上地球穿越(yuè)暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到(dào)了最慢值(zhí)。尽管(guǎn)在(zài)实际(jì)的情况中，太阳(yáng)系(xì)相对银河系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影响这个理论的有效性(xìng)。

因此(cǐ)科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究人员们所观测到(dào)的周期性(xìng)信(xìn)号。当然也可能有其他(tā)的情况，造成这(zhè)种年度周期信号的差异也可(kě)能是(shì)温度、湿度、土壤中的(de)水(shuǐ)分、高山(shān)上的积雪，甚至连意(yì)大利游客(kè)的数(shù)量也(yě)符(fú)合这个周期(qī)的规律。

所以，科学(xué)家们(men)又在南半球(qiú)建(jiàn)立了一个(gè)几(jǐ)乎相同(tóng)的实验室(shì)，这里的季(jì)节(jié)与(yǔ0551是哪个地区的区号呢，0551是哪儿的区号)之(zhī)前的实验室(shì)正好相反(fǎn)，而(ér)在这里(lǐ)，地球穿过暗物(wù)质(zhì)流的(de)运动特征和(hé)第一(yī)个实(shí)验室是(shì)一样的。

因此，如(rú)果在这里可以(yǐ)得(dé)到相同的信(xìn)号，就可(kě)以成为暗物(wù)质所存(cún)在的(de)非常有力的证据了。但是由(yóu)于这(zhè)个(gè)实(shí)验室(shì)刚刚(gāng)建(jiàn)成不久，所以截(jié)至目前还无(wú)法提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一(yī)台新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈(hā)勃(bó)望远(yuǎn)镜相同(tóng)，但(dàn)它(tā)的宽视(shì)场仪器(qì)提供的视野是哈勃红(hóng)外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空(kōng)望远镜其中一个(gè)关键(jiàn)的用(yòng)途就(jiù)是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测的结(jié)果，我们只能(néng)拭(shì)目以待了。费米实验室(shì)粒子(zi)天体物(wù)理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研(yán)究发现，如果(guǒ)暗物质存在(zài)，它们极有可能(néng)拥(yōng)有(yǒu)另(lìng)一种神(shén)秘的效应，这种暗(àn)物质效应(yīng)，会支持宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中生命的(de)诞(dàn)生，或者说是(shì)生命进化的一个(gè)重(zhòng)要因素(sù)。

如(rú)果这一理论得(dé)到(dào)进一步的(de)证实，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质(zhì)会不(bù)会意味着人类并不孤单呢？或许(xǔ)在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中某个角(jiǎo)落的行星上，暗物(wù)质(zhì)正在通过(guò)这样(yàng)的效应创造生(shēng)命。当然(rán)，这些推论的大前(qián)提是要(yào)先找(zhǎo)到暗(àn)物质存在的实(shí)际(jì)证据(jù)。那(nà)么小伙伴们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我(wǒ)更新的动力(lì)！

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