宇宙是“人为制造”的？为何会(huì)存在科(kē)学无(wú)法(fǎ)解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么(me)？人类为了(le)寻找暗物质存在的(de)证据，科学(xué)家们在过去(qù)的几十年当中(zhōng)进(jìn)行了超过50次的长期实(shí)验，但是却没(méi)有发现任何的(de)有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学原理一(yī)书中，埃(āi)萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体(tǐ)运动的规律。往后的几百年来，当天文学(xué)家们(men)发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律的时候，他(tā)们就(jiù)会知道(dào)，周(zhōu)围一定有未知(zhī)的天体通过引力在(zài)摄动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒(lēi)维耶(yé)就通过天(tiān)王星(xīng)运行轨道的异常，推(tuī)算并且发(fā)现了(le)海王(wáng)星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万(wàn)有引力(lì)定律所取(qǔ)得重大天(tiān)文成就的例(lì)子。但是这些发现都(dōu)是在恒星系(xì)统的(de)尺度当中，可当我们(men)上(shàng)升到星(xīng)系或者(zhě)是星团的尺度，事情就开始变得诡异(yì)了(le)。

1933年，瑞(ruì)士的(de)物理学家弗(fú)里茨兹威基正在研究和测量后(hòu)发星系团的(de)质量(liàng)。这(zhè)是一个由(yóu)数千个星系所组成的巨(jù)大(dà)星(xīng)系团，这些(xiē)星系被引力束(shù)缚在一起。测量星系(xì)团的(de)质量(liàng)一般会(huì)使用到两种(zhǒng)方法(fǎ)，当(dāng)两(liǎng)种(zhǒng)方法结果一致，就(jiù)可以确定其质量的范围(wéi)。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测量各个星(xīng)系(xì)的光度。

第(dì)二(èr)种是动力学质量的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量星系团中的各(gè)个星(xīng)系相对于星系(xì)团的(de)运(yùn)动速度。当测量结果出来之后，兹威基(jī)彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学质(zhì)量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以可(kě)见光(guāng)的形式(shì)所存在(zài)，我(wǒ)们(men)无法看到。最形容雨水声音的词语有哪些，形容雨水声音的词语四个字诡异的(de)是，在测(cè)量(liàng)速度的过程中，兹威基发现星系(xì)团中很多星(xīng)系的速度比理(lǐ)论上要快得多，按照牛顿的运动学定律(lǜ)，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产生的(de)引力是无法(fǎ)将它们(men)束缚在星系团内的，它们(men)早(zǎo)就(jiù)应该被抛(pāo)出星系(xì)团之外了，除非有一种神秘(mì)的力(lì)量在起(qǐ)作用，这种力量来源于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部分不可见的(de)暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但(dàn)是它们却占(zhàn)据着宇(yǔ)宙中绝大部(bù)分的质量。只是当时(shí)的人们对(duì)这(zhè)样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词(cí)才再一(yī)次(cì)出现。天文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特福特(tè)在观测仙女座星系中的恒(héng)星运动。理论上来说(shuō)，距离中(zhōng)心越远(yuǎn)的恒星在其(qí)轨道(dào)上(shàng)的运行速(sù)度就会越慢(màn)。但是他们观测的结果却让人感到不可思议(yì)。

随着(zhe)与中心距离(lí)的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力定律(lǜ)，在星系当中如果没有足够大的(de)质量来吸引它(tā)们，这些(xiē)外(wài)围的恒星早就(jiù)被甩(shuǎi)到宇宙当中了(le)。基于这种现象，科学家们会使用一种相对标准的方法来(lái)解释(shì)暗物质的存在，这(zhè)种方法就是测量星系(xì)当中气体在X轴上距离星系中心的距离，以(yǐ)及(jí)在Y轴上气体的旋转速(sù)度。如果出现异常的结果，就认为是由暗(àn)物质(zhì)的力量进(jìn)入其(qí)中(zhōng)。

于(yú)是科学(xué)家们(men)通过射电望远镜测量(liàng)了(le)距离星系中心(xīn)更远距离的氢元(yuán)素，发现(xiàn)它(tā)们的旋转速度(dù)并不符合(hé)牛顿的力学定律。我们(men)的太阳系(xì)也不例(lì)外，太阳系(xì)位于银(yín)河系的第三悬臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律进行计算，太(tài)阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银(yín)河系(xì)旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产生(shēng)以(yǐ)上(shàng)这种向心加速度的(de)原因(yīn)很可能就(jiù)是(shì)存(cún)在着一种我(wǒ)们(men)看不到(dào)的物质，是这些(xiē)暗物质的引力效应将星系聚(jù)集在了一(yī)起。

也是从这(zhè)时开始，越(yuè)来(lái)越多的研(yán)究人(rén)员开始相(xiāng)信暗物质的存在。科学(xué)家根据星系(xì)外(wài)恒星轨道的速度，估(gū)算在星(xīng)系当中暗物质的(de)质(zhì)量(liàng)占整个星(xīng)系质量的85%。但是(shì)，暗物(wù)质(zhì)并(bìng)不是唯一可以解(jiě)释这(zhè)个现象的原(yuán)因。在一项新的研究(jiū)当(dāng)中，科学家们发(fā)现，几乎没(méi)有引力效(xiào)应的遥远恒星之间，也会(huì)出现速度上的微小差异(yì)。另(lìng)外(wài)，天(tiān)文学家还发现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大(dà)小和银河系(xì)不多，但是(shì)星系当(dāng)中存在(zài)的恒星数量却只有银河系(xì)的千分(fēn)之一。

所(suǒ)以在(zài)理论上，该星系(xì)必须(xū)存在暗物质，否(fǒu)则就会形容雨水声音的词语有哪些，形容雨水声音的词语四个字(huì)分(fēn)崩离析。但是(shì)科(kē)学家(jiā)们(men)使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的(de)详细测量(liàng)之(zhī)后，发现星系中(zhōng)的恒星运动(dòng)是(shì)可以用正常的(de)物(wù)质和(hé)力(lì)学定律来解(jiě)释的。那么又有人提出(chū)，也(yě)许该星(xīng)系的暗(àn)物质(zhì)，已(yǐ)经被附近的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的(de)附近没有任何星系(xì)存在。造成这些(xiē)现象(xiàng)的除(chú)了暗物质的(de)假(jiǎ)说之外(wài)，另(lìng)一种可能就(jiù)是人(rén)类对(duì)引力的理(lǐ)解(jiě)还不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度空间中的工作(zuò)方式是不同的(de)，这意味着(zhe)在行(xíng)星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的轨道(dào)，按照我们所(suǒ)理解的方式(shì)运动。但是上升到星系(xì)和星团(tuán)的尺度，引力之间的相互作用(yòng)则是不(bù)同的方式。对于(yú)在星系(xì)团之(zhī)间的(de)相(xiāng)互作(zuò)用，科学家还引入了外部场效应(yīng)的概念(niàn)，指的(de)是(shì)在数(shù)百(bǎi)万光年的规模(mó)上，巨大(dà)的质量(liàng)之间会产生对彼此特殊的效(xiào)果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如(rú)果MOND蒙(méng)德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的(de)物(wù)理定律进(jìn)行修正(zhèng)，这些(xiē)发现也让很(hěn)多人认为暗物质(zhì)假说理论就此终(zhōng)结(jié)。但是(shì)在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存在的其他(tā)的理论证据，这些(xiē)理论(lùn)证(zhèng)据(jù)是蒙德(dé)理论所没法解释的“引力透镜(jìng)”。

径向距(jù)离(lí)为37亿(yì)光(guāng)年(nián)的子弹(dàn)星系团，由(yóu)两个(gè)碰撞(zhuàng)的星系团(tuán)所组成，类似这样(yàng)的星(xīng)团，它(tā)们大部分的(de)普通质量(liàng)都在星系的(de)气体当(dāng)中。当星团以1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时发(fā)生碰(pèng)撞的(de)时候，星(xīng)际气(qì)体的(de)相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧(jù)升高，速(sù)度大(dà)幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部(bù)分(fēn)的质量将位于所有这些气体(tǐ)所在的中间区域。那么我们通过什么(me)来验证(zhèng)它(tā)的质(zhì)量区域到底是不是集中在(zài)中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当中第(dì)一张全彩的高(gāo)清照片(piàn)，在照片中我们可以明显地看(kàn)到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什么问题，而(ér)是这样极(jí)遥远的天(tiān)体(tǐ)和(hé)我们地球(qiú)上的(de)观测(cè)者之间。被一个质量超级巨大(dà)的(de)天体(tǐ)遮挡，这(zhè)个超大质量的东西的(de)引力，会使身后更遥(yáo)远(yuǎn)星系(xì)的光都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引(yǐn)力透镜效应。这个(gè)巨大的(de)天体(tǐ)可能是(shì)超大质(zhì)量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹星系团观测的时候，发现(xiàn)它的大(dà)质量区(qū)域并(bìng)不是在中(zhōng)间，而是(shì)在两(liǎng)侧。所以(yǐ)最好的解释方法就是当星团发生(shēng)全部的碰(pèng)撞时，可(kě)被观测到(dào)的质量气体被卡在(zài)了中间，暗(àn)物质则直接通过(guò)了这个区域，并在两(liǎng)边形(xíng)成了引(yǐn)力透镜(jìng)。对(duì)子弹星系团的引力透镜研(yán)究也被认为是暗(àn)物质存(cún)在的(de)迄今为止(zhǐ)最好的(de)理论证据。

除此之外(wài)，还有来自宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终于可以畅(chàng)通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年之后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景(jǐng)上留(liú)下了(le)各相同性的微波辐射。其中红色(sè)的部分(fēn)表示温(wēn)度(dù)较高的区域，蓝色则表示(shì)相对较冷(lěng)的区域，但实际上它们之间(jiān)的温差只有万分之(zhī)一。

科学家(jiā)们通过对前(qián)景背景分离后(hòu)的二值图(tú)像进行连通域提(tí)取和标记之(zhī)后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形看(kàn)起(qǐ)来不应(yīng)该是这样的，而随(suí)着暗物质(zhì)的增加，一(yī)些峰值的幅(fú)度会减小，才(cái)变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐(fú)射的测量值，我们(men)需要的暗物质(zhì)大(dà)约是普通物(wù)质的(de)5倍(bèi)。这个数字与解释星系当中恒星运动所需(xū)要的暗物(wù)质比例是一致(zhì)的(de)。这就意味着。

用(yòng)了一个简单的理论框(kuāng)架，就很(hěn)好地解(jiě)释(shì)了(le)很多不(bù)同(tóng)的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存(cún)在着某(mǒu)种类型的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通(tōng)过引力来相(xiāng)互(hù)作(zuò)用。所以(yǐ)如(rú)果能够找到这种(zhǒng)粒(lì)子的存在，就相(xiāng)当于找到了(le)暗(àn)物质(zhì)存在的实(shí)际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么(me)？科学家(jiā)们已(yǐ)经提出(chū)了(le)数(shù)十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需要(yào)的实验(yàn)方式(shì)也不相同。在过去的几十年(nián)当中，人类为了寻找这些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质(zhì)”，科(kē)学家(jiā)们已(yǐ)经进行了超(chāo)过50次的实验，却没有任何实质(zhì)性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中(zhōng)，藏着地球上最大的地学实验(yàn)室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼高的探测器(qì)，一直致力(lì)于寻找暗物(wù)质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里(lǐ)的科(kē)学家声称观测到了某种(zhǒng)信(xìn)号。经过了20多年的数据收集，人们(men)发现了(le)一个有趣(qù)的事情。探测率会(huì)在(zài)每年的6月份达到峰值，然(rán)后在(zài)11月降到最(zuì)低，而(ér)且在20年当中每年都是一样。一(yī)些科学家认为(wèi)这可能(néng)是人类发现(xiàn)暗物质(zhì)的第(dì)一个(gè)直(zhí)接证据(jù)。

但(dàn)是(shì)为什(shén)么暗物质会(huì)产生周期性的年度信号呢？刚才(cái)我们讲了太阳(yáng)系(xì)正(zhèng)在以220公里/秒的(de)速度围绕(rào)着银(yín)河(hé)系进行移动(dòng)，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意(yì)味着我们也在以这样的速度(dù)在穿越着暗物质流，这(zhè)个过(guò)程(chéng)中会(huì)产生(shēng)相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋(xuán)转。所以有半年的时(shí)间(jiān)，地(dì)球围绕太阳(yáng)的(de)方向与太阳环绕(rào)银河系(xì)的方向(xiàng)是一致的(de)，而另外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的时(shí)候，地球与太阳(yáng)的方向正(zhèng)好达到(dào)完全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗物质(zhì)流最(zuì)快的(de)时段(duàn)。而在(zài)11月份(fèn)，又恰(qià)好达(dá)到了最慢(màn)值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太(tài)阳(yáng)系(xì)相对银河(hé)系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理(lǐ)论的有(yǒu)效性。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可以(yǐ)用来解(jiě)释，研究(jiū)人员们(men)所(suǒ)观测到的(de)周(zhōu)期性信号。当然也可能有其他的情况，造(zào)成这(zhè)种年度周期信号(hào)的差异也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的(de)水分、高山上(shàng)的积(jī)雪，甚至(zhì)连意(yì)大利游客(kè)的数量也(yě)符合这个周期的规律。

所以，科学(xué)家们又在(zài)南半(bàn)球建立了一个(gè)几乎(hū)相同的实验室，这里(lǐ)的季节(jié)与之(zhī)前的实验室正(zhèng)好相(xiāng)反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物质(zhì)流的运动特(tè)征(zhēng)和第一个实验室是一样的(de)。

因此，如果(guǒ)在(zài)这(zhè)里可以得到相同的信(xìn)号(hào)，就可以(yǐ)成为暗(àn)物质所(suǒ)存在(zài)的非常有(yǒu)力(lì)的证(zhèng)据了。但(dàn)是由于这个实验室刚(gāng)刚建成不(bù)久(jiǔ)，所以(yǐ)截至目前(qián)还无法提供相(xiāng)应的(de)数据支(zhī)持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这台(tái)太空望远镜叫做“南(nán)希格雷斯罗(luó)曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的宽视(shì)场仪器提供的视野是(shì)哈勃(bó)红外仪(yí)器(qì)的100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗(luó)曼太(tài)空望远镜(jìng)其中一个关键的(de)用途就是探索暗物(wù)质背后的奥秘(mì)，对(duì)于(yú)探测的结果，我们(men)只能拭(shì)目以待了(le)。费米实验(yàn)室粒子(zi)天(tiān)体物理中心的科学家丹(dān)琥珀和贾森斯特芬研究发现，如(rú)果暗(àn)物质存(cún)在(zài)，它(tā)们(men)极有可能拥(yōng)有(yǒu)另(lìng)一种神秘的(de)效应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质效(xiào)应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的诞生，或者说(shuō)是生命(mìng)进化的一个重要因(yīn)素(sù)。

如果这一(yī)理(lǐ)论得到进一步的证(zhèng)实，那(nà)么遍布宇宙(zhòu)当中(zhōng)的暗(àn)物质会不会意(yì)味着人类(lèi)并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当然，这些(xiē)推(tuī)论的大前(qi形容雨水声音的词语有哪些，形容雨水声音的词语四个字án)提是要(yào)先(xiān)找(zhǎo)到暗物质存(cún)在的实际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们(men)觉得暗物质到底存(cún)不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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