宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会存(cún)在科学无法(fǎ)解释的“暗物质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类为(wèi)了(le)寻(xún)找(zhǎo)暗(àn)物质存(cún)在的证据，科(kē)学家们在过(guò)去的几(jǐ)十年当中进行(xíng)了超(chāo)过50次的长期(qī)实(shí)验，但(dàn)是却没有发(fā)现任何(hé)的有效证据。除了一个地(dì)方，在1687年出版的自(zì)然哲学数学原理一书中(zhōng)，埃萨克(kè)牛顿发(fā)表了万有引力定律，它(tā)揭示了宇宙(zhòu)中天体运(yùn)动的规律。往(wǎng)后的几(jǐ)百年来(lái)，当天文学家们发现某些天体(tǐ)运行轨道出(chū)现异常(cháng)，不(bù)符合万(wàn)有引力定律的时候，他们(men)就(jiù)会知道(dào)，周(zhōu)围一定有未知的天(tiān)体通过(guò)引力在(zài)摄动(dòng)它(tā)的轨道(dào)。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通(tōng)过天(tiān)王星运(yùn)行轨道(dào)的异常，推算并且发(fā)现了(le)海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用万有引力定律所取得(dé)重大天文成就的例子。但(dàn)是这些发现(xiàn)都(dōu)是在(zài)恒星系统的尺度当(dāng)中(zhōng)，可(kě)当我们上升到(dào)星(xīng)系或者是星团的尺(chǐ)度，事情(qíng)就开始变得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士(shì)的物(wù)理学家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星(xīng)系团的质量。这是一个由数千个(gè)星系所组(zǔ)成的巨大星系团，这些星系被引(yǐn)力束缚在一(yī)起(qǐ)。测量星(xīng)系团的(de)质量一般会使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一(yī)致，就可以确定其质量的范围。

第一种是(shì)获得其"光度学(xué)的质量"，需(xū)要(yào)的数据是测量各(gè)个星(xīng)系的光(guāng)度。

第二种是(shì)动力(lì)学质(zhì)量的计算，是利用光(guāng)谱红移测量星系团(tuán)中的各个星系(xì)相对于星系团的运动速度。当(dāng)测量结果出(chū)来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度学质量”的400倍(bèi)。这(zhè)意味(wèi)着，后发座星(xīng)系(xì)团(tuán)有99%的(de)质量消失了，或者说这99%的质量并不以可见光(guāng)的形式所存在，我们(men)无法看到。最诡异的(de)是，在(zài)测量(liàng)速度的过程(chéng)中，兹威基发现星系团中(zhōng)很多(duō)星系的(de)速度(dù)比理论上要快得多，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠(kào)这些可见(jiàn)星系(xì)的质(zhì)量所产生的引力是无(wú)法将(jiāng)它们束(shù)缚(fù)在星系(xì)团内的，它们早(zǎo)就应该被(bèi)抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力量来源(yuán)于某种隐形(xíng)的(de)物质。

据此，兹维基提出(chū)了(le)这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分(fēn)的(de)质量。只是(shì)当(dāng)时的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之(zhī)后，“暗物质”这个(gè)词才再一次出现。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙女座星系中的恒星(xīng)运动。理论上来(lái)说，距离中心越远的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度(dù)就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增加(jiā)，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不变。可是(shì)根据牛顿(dùn)的万有(yǒu)引(yǐn)力定律，在星系当(dāng)中如果(guǒ)没有足够大的质量来吸引(yǐn)它们(men)，这些(xiē)外围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于(yú)这种现象，科学家们会(huì)使用一种相(xiāng)对标(biāo)准的(de)方法来解释暗(àn)物(wù)质(zhì)的存在，这种方(fāng)法(fǎ)就是(shì)测量星(xīng)系当中气(qì)体在X轴上距(jù)离星(xīng)系中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转速度。如果(guǒ)出(chū)现异常的(de)结果(guǒ)，就认为是(shì)由暗物(wù)质(zhì)的力量进入其中。

于是科(kē)学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量(liàng)了距离星(xīng)系中心更远距(jù)离的氢(qīng)元素，发现它们的(de)旋转速度(dù)并(bìng)不符(fú)合(hé)牛顿的力学定律。我们的(de)太阳系也不例外，太(tài)阳系位于银河系的(de)第三悬臂之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根(gēn)据万(wàn)有(yǒu)引力定律进行计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米(mǐ)/秒，但实际(jì)上(shàng)，太阳系(xì)正在以220千米/秒(miǎo)的(de)速度围绕银河系旋转，这个(gè)实际速度远远大于理论速度，那么产生(shēng)以上这种向(xiàng)心加(jiā)速度的原因很(hěn)可能就(jiù)是存在着一种(zhǒng)我们(men)看不到的物质，是这(zhè)些暗物质的引力效应将星(xīng)系(xì)聚集在了一起。

也(yě)是从(cóng)这时开(kāi)始，越来越(yuè)多的研究人(rén)员开始相信(xìn)暗物质的存在。科(kē)学家根据星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗物(wù)质(zhì)的质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗(àn)物质并不是(shì)唯一可以解释这个现象的(de)原因。在一(yī)项新的研究当(dāng)中，科(kē)学家们发现，几乎没(méi)有引力效应的(de)遥(yáo)远恒星之间，也会出现(xiàn)速度上的微小差异(yì)。另外，天文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地球大约(yuē)2.5亿光年，大(dà)小和银河系(xì)不多，但是星系当中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系(xì)的千(qiān)分(fēn)之一。

所以在理论(lùn)上，该星系必须存在暗(àn)物质，否则(zé)就会分崩(bēng)离(lí)析(xī)。但是科(kē)学(xué)家们(men)使用最(zuì)先进的望远镜对(duì)其进行了40个小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系中的恒星运动是(shì)可以(yǐ)用(yòng)正常的物质和力学定律来解释(shì)的。那么又有(yǒu)人提出，也许该星系的暗(àn)物质，已(yǐ)经被附(fù)近(jìn)的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附希望的拼音是什么近没有任何(hé)星系存在。造成(chéng)这些现(xiàn)象(xiàng)的(de)除了暗(àn)物质的假(jiǎ)说之外(wài)，另(lìng)一种可能就是人类(lèi)对引(yǐn)力(lì)的理解还(hái)不够全面，引力很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意味着(zhe)在(zài)行星系(xì)尺度中的(de)天体会沿着它们的轨道，按照(zhào)我们(men)所理解的方(fāng)式运动。但是上(shàng)升到星系和(hé)星(xīng)团的(de)尺(chǐ)度，引力之(zhī)间的相互作用则(zé)是不同(tóng)的方(fāng)式。对于在星系团之间的相(xiāng)互作用(yòng)，科学(xué)家还(hái)引入了(le)外部场效应的概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大的(de)质量之间会产生对(duì)彼此特殊的效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立，这意味(wèi)着我们需要对现在的物(wù)理定律进行修正，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多人认为(wèi)暗物(wù)质假说理(lǐ)论就此(cǐ)终(zhōng)结(jié)。但(dàn)是在宇宙当中还有关于(yú)暗(àn)物质存在(zài)的其他的理(lǐ)论证(zhèng)据，这些理论证据是(shì)蒙德理论所没(méi)法解(jiě)释的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年(nián)的(de)子弹星系(xì)团，由(yóu)两个碰(pèng)撞的星系团所(suǒ)组成(chéng)，类(lèi)似这样的(de)星团，它们(men)大部分的普通质(zhì)量(liàng)都在(zài)星系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气(qì)体(tǐ)的相互作用就会导致温度的(de)急剧(jù)升高，速(sù)度(dù)大(dà)幅降低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量(liàng)将(jiāng)位于所(suǒ)有这些气体所在的中间区域。那么我们通(tōng)过(guò)什么来验(yàn)证它的(de)质量(liàng)区(qū)域到底是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当中第一(yī)张(zhāng)全彩的高清照片，在照(zhào)片(piàn)中我(wǒ)们可以明显(xiǎn)地看到(dào)很(hěn)多星(xīng)系似乎(hū)被拉(lā)伸产生(shēng)了巨大的形变。其实这(zhè)些星系本身并(bìng)不是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了，也(yě)不是韦(wéi)伯(bó)望远镜出了什(shén)么问(wèn)题，而是这样极遥远的天体和我们(men)地球上的观测(cè)者之间。被一个质量(liàng)超(chāo)级巨大的(de)天体(tǐ)遮挡(dǎng)，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系的(de)光(guāng)都发生(shēng)了扭曲(qū)。这个现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的天体可(kě)能是超大质量的黑洞或(huò)者是(shì)暗物质。

所以(yǐ)当(dāng)人(rén)们对子(zi)弹星系团观测的(de)时候，发现它的大(dà)质量区(qū)域(yù)并不是在(zài)中间，而(ér)是(shì)在两侧。所以最好的解释方法(fǎ)就是(shì)当星团发生全部的碰(pèng)撞(zhuàng)时，可被观测(cè)到(dào)的(de)质(zhì)量气体被卡在了(le)中间，暗物(wù)质(zhì)则直接通过了(le)这个区域，并在(zài)两边形成了引(yǐn)力透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研究(jiū)也被认为是暗物质(zhì)存在(zài)的(de)迄今为止最好的理论证(zhèng)据。

除此(cǐ)之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后(hòu)，可见光终于可以畅(chàng)通无阻(zǔ)地(dì)穿越(yuè)在宇宙当中了。经(jīng)过(guò)了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景(jǐng)上留下了各相同性的微波辐射。其中红色的(de)部分表示温度较高的区域，蓝色则(zé)表示(shì)相对较(jiào)冷的(de)区(qū)域，但实际上它们(men)之间的(de)温(wēn)差只有万分之一(yī)。

科学家们(men)通(tōng)过对前景背景分离后(hòu)的(de)二值图(tú)像进行(xíng)连通域提(tí)取和标记之后发现，如果宇宙当中没(méi)有暗(àn)物质，图形(xíng)看(kàn)起来不(bù)应该是这样的，而随(suí)着暗物质的(de)增加，一(yī)些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才(cái)变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质大约是普通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解释星(xīng)系(xì)当(dāng)中恒星运(yùn)动所(suǒ)需要的暗物质比(bǐ)例(lì)是一致的。这就(jiù)意味着。

用(yòng)了一个(gè)简单的理论框架，就很好地解释了很多不(bù)同的观测结果。而暗(àn)物(wù)质的本质就是宇宙当(dāng)中存在着某种(zhǒng)类(lèi)型的粒子，它们不(bù)参(cān)与任何其他(tā)的电(diàn)磁(cí)作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所(suǒ)以如果(guǒ)能(néng)够找(zhǎo)到这种粒子的存在，就相当于找到(dào)了暗物(wù)质存在的实际证据。这种粒(lì)子(zi)到底(dǐ)是什么？科学家(jiā)们已经提出了数十(shí)种的假想目标，而要寻找这些不同(tóng)的目标粒(lì)子所需要(yào)的实验方(fāng)式也不相(xiāng)同。在(zài)过去(qù)的几十年(nián)当中，人类为了寻(xún)找这些(xiē)看不见(jiàn)、摸不(bù)到，几乎不会与(yǔ)常规物(wù)质相互作(zuò)用(yòng)的“暗(àn)物质”，科学家(jiā)们已经进行(xíng)了超过50次的实验，却没有任(rèn)何(hé)实质性(xìng)的发现(xiàn)，除了一个(gè)地方，意(yì)大利的格兰萨(sà)索山，隶属(shǔ)于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的地(dì)下(xià)矿井当(dāng)中，藏着(zhe)地球上最(zuì)大的地学实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三(sān)层楼高(gāo)的探测器，一(yī)直致(zhì)力于寻找(zhǎo)暗物(wù)质粒子的周(zhōu)期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这(zhè)里的(de)科学家(jiā)声称观测到了(le)某种信号。经过了20多年(nián)的数(shù)据(jù)收集(jí)，人们发现了一(yī)个有趣的事情。探测(cè)率会在每(měi)年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且在(zài)20年当中(zhōng)每年都是(shì)一(yī)样。一(yī)些科学家(jiā)认为这可能是人类发现(xiàn)暗物质的第一个直(zhí)接证据。

但是为什么(me)暗物质会产生(shēng)周(z希望的拼音是什么hōu)期性的年度(dù)信号(hào)呢？刚才我们讲了太(tài)阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我(wǒ)们也在以这样的速度在穿越着暗物(wù)质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球(qiú)又以(yǐ)30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕太(tài)阳进行旋转。所以有半年的(de)时间(jiān)，地球围绕太(tài)阳的方(fāng)向与太阳环绕银(yín)河(hé)系的方向是一致的，而另(lìng)外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月份的时候，地(dì)球与太阳的方向正(zhèng)好达到(dào)完全一致，这(zhè)是理(lǐ)论上地球穿越暗物质流最快(kuài)的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到了最慢(màn)值。尽管(guǎn)在实际的情(qíng)况中，太(tài)阳(yáng)系(xì)相对银(yín)河系的平面呈现(xiàn)了60度(dù)的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理(lǐ)论的(de)有效性。

因此科学家认为这可以用来解释，研究人员们所(suǒ)观测到的周(zhōu)期性信号。当然也可能有其他(tā)的情(qíng)况，造(zào)成这种年(nián)度周期信号的(de)差异也可能是温度、湿度、土壤中的(de)水分、高山(shān)上的积雪，甚至(zhì)连意大利(lì)游客的数量(liàng)也符(fú)合(hé)这个周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们(men)又(yòu)在南半球建立了一(yī)个(gè)几乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这(zhè)里的季节与之(zhī)前的实验(yàn)室(shì)正(zhèng)好(hǎo)相反，而在这里，地(dì)球(qiú)穿过暗物质流的运动特征和(hé)第(dì)一个实验(yàn)室(shì)是一样的(de)。

因此，如果在(zài)这里可以得到相同(tóng)的(de)信号(hào)，就可以(yǐ)成(chéng)为暗物质所存在的非(fēi)常(cháng)有力的证据(jù)了。但是由(yóu)于这个实验室刚刚(gāng)建成不(bù)久，所以截至目(mù)前还无(wú)法(fǎ)提供相(xiāng)应的数据支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会发射一(yī)台新的望远镜，这台太(tài)空望远镜(jìng)叫做“南希(xī)格(gé)雷斯(sī)罗(luó)曼”，它(tā)的主镜(jìng)大小(xiǎo)跟哈勃望(wàng)远镜相(xiāng)同，但它的宽视场仪器提(tí)供的视野(yě)是(shì)哈勃红外(wài)仪(yí)器的100倍。南(nán)希格(gé)雷斯罗曼(màn)太空望远镜(jìng)其中一个关键(jiàn)的用途就(jiù)是(shì)探索(suǒ)暗(àn)物质背后的奥秘，对(duì)于(yú)探测(cè)的结果，我们只(zhǐ)能拭目以待了(le)。费(fèi)米实验室粒子天体物理中心的科学(xué)家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存(cún)在，它们极有可能拥(yōng)有(yǒu)另一(yī)种神秘(mì)的(de)效应，这种暗物(wù)质效应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当中生命的诞生(shēng)，或者说是生命进(jìn)化的一(yī)个(gè)重要因素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步的证(zhèng)实，那么遍布(bù)宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会意(yì)味着人类并(bìng)不孤单呢？或(huò)许在宇宙当(dāng)中某个角落的(de)行(xíng)星上，暗物质正在通过这样的(de)效应(yīng)创造生命。当然，这些推论的大前提是要(yào)先(xiān)找到暗物质存在的实际证据。那么(me)小伙伴们，你(nǐ)们觉(jué)得(dé)暗物质到(dào)底存(cún)不存在呢？喜(xǐ)欢请(qǐng)点赞，你的支持是(shì)我更(gèng)新的(de)动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 希望的拼音是什么