宇宙是“人为(wèi)制(zhì)造”的(de)？为何会存在科学无法(fǎ)解释(shì)的(de)“暗(àn)物质”？暗物(wù)质又究竟是什么(me)？人类为了寻找暗物质存在的证据(jù)，科学(xué)家们在过(guò)去的几十年当中(zhōng)进(jìn)行了(le)超过50次的长期实(shí)验，但是却没(méi)有发现(xiàn)任何的(de)有效(xiào)证据(jù)。除(chú)了一个地方，在(zài)1687年出版的自然(rán)哲学数学(xué)原理一书中，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文(wén)学家们发现(xiàn)某些天体运(yùn)行轨道(dào)出现异常，不(bù)符合万有引力(lì)定律(lǜ)的时候(hòu)，他们就会知道，周(zhōu)围一定有(yǒu)未知的(de)天(tiān)体通过引力在摄(shè)动它的轨道。比(bǐ)如在(zài)1846年(nián)，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运行轨道的(de)异常(cháng)，推算并且(qiě)发现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的(de)发(fā)现都是应用万有引力定律所取(qǔ)得重(zhòng)大天(tiān)文(wén)成就的例子。但(dàn)是这些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我(wǒ)们(men)上升到星系或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学(xué)家弗里茨兹(zī)威基正在研究和测量后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千个星系所(suǒ)组成的(de)巨大星系团，这些星(xīng)系被引(yǐn)力束缚(fù)在一起。测量星系(xì)团的质量一般会使用到两种(zhǒng)方法(fǎ)，当两种方(fāng)法结果一致，就可以确定其质量(liàng)的(de)范(fàn)围(wéi)。

第一(yī)种是获得其(qí)"光(guāng)度学的(de)质量"，需(xū)要的数(shù)据是测量各(gè)个星系的光度。

第二(èr)种(zhǒng)是(shì)动力学质量的计(jì)算，是利用光(guāng)谱红移测量星(xīng)系团中的各个星系(xì)相对于星(xīng)系团的运动速(sù)度。当测量结(jié)果出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是(shì)“光(guāng)度学质量”的(de)400倍。这(zhè)意味着，后发(fā)座星系团有(yǒu)99%的质量消失了，或(huò)者说这99%的质量并不(bù)以可见(jiàn)光(guāng)的形式(shì)所存在，我(wǒ)们无法看(kàn)到(dào)。最(zuì)诡异(yì)的是，在测量速度的(de)过程中，兹威基发现星系团中(zhōng)很(hěn)多星系的(de)速度比理论上(shàng)要快(kuài)得多，按照牛顿(dùn)的(de)运动学定律，仅靠(kào)这些可见(jiàn)星系(xì)的质量所产生的(de)引力是(shì)无(wú)法将它们束(shù)缚在(zài)星系团内的，它们早就应该被抛出星系(xì)团之外了，除非有一(yī)种(zhǒng)神秘的力量在起作用，这种力(lì)量(liàng)来源于某种隐形的物质。

据此，兹(zī)维基提(tí)出(chū)了(le)这样部分(fēn)不可见的(de)暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光(guāng)，但是它(tā)们(men)却占(zhàn)据着宇(yǔ)宙中绝大部分的质(zhì)量。只是(shì)当时的(de)人们对这样的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个(gè)词(cí)才再一次出现。天文学家(jiā)维拉鲁宾和肯(kěn)特福特在观测(cè)仙(xiān)女座星系中的恒星运动。理论上来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远(yuǎn)的恒(héng)星在(zài)其轨道上的运行速度就(jiù)会越(yuè)慢。但(dàn)是(shì)他(tā)们观测的结果(guǒ)却让人(rén)感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒(héng)星的(de)旋(xuán)转(zhuǎn)速度几乎保持不变(biàn)。可(kě)是根据牛(niú)顿的(de)万有引力定律，在星系当中如果没(méi)有足够大的(de)质量(liàng)来(lái)吸引它们，这些外围的(de)恒星早就被甩到(dào)宇宙当(dāng)中(zhōng)了。基于这种现象，科学家(jiā)们(men)会使用一种相对标(biāo)准的方(fāng)法来解释暗物质的存在，这种方(fāng)法就是(shì)测量星系(xì)当中气体在X轴(zhóu)上(shàng)距离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度(dù)。如果(guǒ)出现(xiàn)异常的(de)结果，就(jiù)认(rèn)为(wèi)是由(yóu)暗物(wù)质的力(lì)量进入其中。

于是科学(xué)家们通(tōng)过射电望(wàng)远(yuǎn)镜测量了距离星(xīng)系中心更远(yuǎn)距离(lí)的氢元素，发现它们的旋转速度并不符合(hé)牛顿的力学定律。我们的太阳系也不(bù)例外，太阳系位于(yú)银河系的第(dì)三(sān)悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万光(guāng)年(nián)，根据万(wàn)有引力(lì)定律进(jìn)行计算，太阳(yáng)系的运行(xíng)速(sù)度应该是160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的(de)速度围(wéi)绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于(yú)理(lǐ)论速度(dù)，那么产生以上这种向心加速度的原因很(hěn)可(kě)能就是存在着(zhe)一种我们看不到的物质，是这些暗物质的引力效应将星系聚集(j中海物业是国企还是央企 中海和万科哪个档次高í)在了一(yī)起。

也是从这时开始，越(yuè)来越多的研究(jiū)人员开始相信暗物质的存(cún)在。科学家根据星系外(wài)恒中海物业是国企还是央企 中海和万科哪个档次高星轨道的速(sù)度，估(gū)算在星系当中暗(àn)物(wù)质的(de)质(zhì)量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可(kě)以解释这个现(xiàn)象的原因。在一项新的研究(jiū)当中，科学家(jiā)们发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒星(xīng)之间(jiān)，也会出现(xiàn)速度上的微(wēi)小差异。另外，天文(wén)学家还发现了一个反常(cháng)的(de)星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿(yì)光年(nián)，大小和银河(hé)系(xì)不多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银河(hé)系的千分之一。

所以在(zài)理论上，该星系(xì)必须存在暗物质(zhì)，否则(zé)就会分(fēn)崩离析。但是科(kē)学家们使用最先进的(de)望远镜对其进行(xíng)了40个(gè)小时的详细测量之后，发现星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动是(shì)可以用正常(cháng)的物质和力学定(dìng)律来解释(shì)的。那么又有人提出，也(yě)许该星(xīng)系的(de)暗物质，已(yǐ)经被(bèi)附近的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存(cún)在。造成这些(xiē)现象(xiàng)的除了暗物质的(de)假(jiǎ)说之(zhī)外，另一种可能(néng)就是人类对引力(lì)的理解(jiě)还不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺(chǐ)度(dù)空间中的工作方式是不同的，这(zhè)意味着(zhe)在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照(zhào)我(wǒ)们所理解的(de)方(fāng)式运动(dòng)。但是(shì)上升(shēng)到星系和星团的尺度，引(yǐn)力之间(jiān)的相互(hù)作用(yòng)则是不同的方式。对于在星系团之(zhī)间的相互作用，科学(xué)家还引(yǐn)入了外(wài)部场效(xiào)应的概(gài)念(niàn)，指的是在(zài)数百万光年(nián)的规模(mó)上，巨大的(de)质量(liàng)之间会产(chǎn)生(shēng)对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这(zhè)意味着我(wǒ)们需要对现在的物理定律进行修正，这些发现也让很多(duō)人(rén)认为暗物质(zhì)假(jiǎ)说理论就此(cǐ)终结。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗物质存在的(de)其他的理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙(méng)德理(lǐ)论所没法解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年(nián)的(de)子弹星(xīng)系(xì)团(tuán)，由两个碰撞的星系团(tuán)所组(zǔ)成，类似这(zhè)样的星团，它们大部(bù)分的普通(tōng)质量都在星(xīng)系的气(qì)体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时候(hòu)，星际(jì)气体的相互作(zuò)用就(jiù)会导致(zhì)温度的(de)急剧(jù)升高(gāo)，速度大(dà)幅降低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大(dà)部分的质量将位于所有这些(xiē)气体所在的中间区域。那么我们通过什么来验(yàn)证它(tā)的质量区(qū)域到底是(shì)不(bù)是集(jí)中在中间呢(ne)？前(qián)不久，詹(zhān)姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了(le)宇(yǔ)宙(zhòu)当中第一张全彩的高(gāo)清照片，在照片(piàn)中(zhōng)我们可以明显地看到很多星系似乎(hū)被拉伸(shēn)产生(shēng)了巨大(dà)的(de)形变。其实这些星系(xì)本身并不是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了(le)，也不是(shì)韦伯望远镜出了什么(me)问题，而是这(zhè)样极(jí)遥(yáo)远(yuǎn)的(de)天体和(hé)我们(men)地球(qiú)上的观(guān)测者(zhě)之间。被一个(gè)质(zhì)量超级巨(jù)大的天体遮挡，这个超(chāo)大质量的东西的引力，会(huì)使身后(hòu)更(gèng)遥远星系的光都发生了(le)扭曲。这个现象(xiàng)就(jiù)是引力透镜效应(yīng)。这个巨(jù)大的(de)天(tiān)体(tǐ)可能是超大质(zhì)量的黑洞或者是(shì)暗物质(zhì)。

所以(yǐ)当人们(men)对(duì)子弹星系(xì)团观测的时候，发现它的大(dà)质量(liàng)区域并不是在中间，而(ér)是在两侧。所以最(zuì)好(hǎo)的解(jiě)释(shì)方法就是当星团(tuán)发(fā)生(shēng)全部的碰(pèng)撞时，可被(bèi)观测到的质量气体被卡在(zài)了中间，暗物质则(zé)直接通过了这个区域(yù)，并(bìng)在两边形成了(le)引力透镜。对子弹星系团的引力(lì)透镜(jìng)研究也被认为是暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的迄今为止(zhǐ)最好的(de)理论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后(hòu)，可见光终于可以畅通无(wú)阻地(dì)穿越在宇宙当中了。经过了130多亿(yì)年之后，这些光在宇宙空间背(bèi)景上留(liú)下了各相同性的微波辐射。其中红色(sè)的部(bù)分表示温度(dù)较高的区域，蓝色则(zé)表示相对较冷的区域(yù)，但实际上它(tā)们之间的温(wēn)差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景分(fēn)离后的二值图像(xiàng)进行连(lián)通域提取和标记(jì)之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看起来(lái)不应(yīng)该是这样的，而(ér)随(suí)着(zhe)暗物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变(biàn)得看起来“和(hé)谐(xié)”。为了(le)匹配宇宙微(wēi)波背景辐(fú)射的测(cè)量值，我们需要的暗(àn)物质大约是普通(tōng)物(wù)质(zhì)的5倍。这(zhè)个数(shù)字与(yǔ)解释星系当中恒(héng)星运(yùn)动所(suǒ)需要的暗(àn)物质比例是一致的(de)。这(zhè)就意味(wèi)着。

用了(le)一(yī)个简单的理(lǐ)论(lùn)框架，就很好地解(jiě)释了很(hěn)多不同(tóng)的观(guān)测结果(guǒ)。而(ér)暗物(wù)质的(de)本质就(jiù)是宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它们不参与任何(hé)其(qí)他的电磁作用，只(zhǐ)通过(guò)引力(lì)来(lái)相(xiāng)互(hù)作(zuò)用(yòng)。所以如(rú)果能够找到这种粒子(zi)的(de)存在(zài)，就相当(dāng)于(yú)找到了(le)暗物质(zhì)存(cún)在的实(shí)际(jì)证(zhèng)据。这种粒子(zi)到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出了数十(shí)种的假想目标(biāo)，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒子所(suǒ)需要的实(shí)验(yàn)方式也不相同。在过去的(de)几十年当中(zhōng)，人类为了(le)寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎不(bù)会与常规物质相互作用的“暗物质(zhì)”，科学(xué)家(jiā)们已经进行了(le)超过50次的实(shí)验，却没有任何实质性的发现，除了一个地方，意大(dà)利(lì)的格兰萨索山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山(shān)下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着地球上最大(dà)的(de)地(dì)学实(shí)验室，这(zhè)个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层(céng)楼高的探测(cè)器，一直致力(lì)于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周期(qī)性(xìng)震荡。

自1997年(nián)以来，这(zhè)里的科(kē)学家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的(de)数据收集，人(rén)们(men)发现了一个有趣的事(shì)情。探(tàn)测率会在每(měi)年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低，而(ér)且在(zài)20年当中(zhōng)每年都是一样(yàng)。一些(xiē)科学(xué)家认(rèn)为这可(kě)能(néng)是人(rén)类发现(xiàn)暗物质的(de)第一个直(zhí)接证据。

但(dàn)是为什么暗物质会产(chǎn)生(shēng)周期性的(de)年(nián)度信号呢？刚才(cái)我们讲了(le)太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙当中，这意味着我们也在以这样(yàng)的(de)速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产生相应的振荡，同(tóng)时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有(yǒu)半年的时间，地球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的方(fāng)向是一致的，而另外半年则(zé)与之相(xiāng)反。

而(ér)在(zài)6月(yuè)份的(de)时(shí)候，地球与太(tài)阳的方向正好达到完(wán)全(quán)一(yī)致，这(zhè)是理论上(shàng)地球穿越暗(àn)物(wù)质(zhì)流最快的时段。而在11月(yuè)份，又(yòu)恰好(hǎo)达到了(le)最慢值。尽管在(zài)实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银河系的平(píng)面呈(chéng)现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这(zhè)个理论的(de)有效性。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究人(rén)员们(men)所观(guān)测到的周期性信号。当然也可能有其他(tā)的情况，造(zào)成(chéng)这种年度周期信号的差异也可能(néng)是(shì)温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大(dà)利(lì)游客的数量也符(fú)合(hé)这个周期的(de)规律。

所以，科学家们又(yòu)在南半球建(jiàn)立了(le)一(yī)个几乎(hū)相(xiāng)同(tóng)的实(shí)验室，这里的季节与之前(qián)的实验室正好相反，而在这里，地(dì)球穿过暗物质(zhì)流的运动特征和第一个实验室是(shì)一(yī)样(yàng)的。

因此，如果在这(zhè)里(lǐ)可以得到相同的信号，就可以成为暗(àn)物(wù)质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但(dàn)是由于(yú)这个实验室刚(gāng)刚建成不久，所(suǒ)以(yǐ)截至目(mù)前还无法提(tí)供相应的数据支(zhī)持。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的(de)望远镜，这(zhè)台(tái)太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南希格(gé)雷斯罗(luó)曼(màn)”，它的(de)主镜大小跟哈勃(bó)望远(yuǎn)镜相同，但(dàn)它(tā)的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格(gé)雷斯罗(luó)曼太空(kōng)望远镜(jìng)其中一中海物业是国企还是央企 中海和万科哪个档次高(yī)个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后的(de)奥(ào)秘，对于探(tàn)测(cè)的结果，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭目以待(dài)了。费米实(shí)验室(shì)粒(lì)子(zi)天体物理中心的科(kē)学家丹琥珀和(hé)贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物(wù)质存在(zài)，它们极有可能(néng)拥有(yǒu)另(lìng)一种神秘的效应(yīng)，这种(zhǒng)暗(àn)物(wù)质(zhì)效(xiào)应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是(shì)生命(mìng)进化的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得(dé)到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质(zhì)会(huì)不会(huì)意味着(zhe)人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落(luò)的行星上，暗物质(zhì)正在通(tōng)过(guò)这样的效应(yīng)创造(zào)生(shēng)命(mìng)。当然，这些推论的大前提(tí)是要(yào)先找(zhǎo)到暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的实际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存(cún)不存在(zài)呢？喜欢(huān)请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的动力！

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