宇宙是“人为制(zhì)造”的(de)？为何(hé)会(huì)存在科(kē)学(xué)无法(fǎ)解释的“暗(àn)物质”？暗物质(zhì)又究(jiū)竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物(wù)质存在的(de)证据，科学家(jiā)们在过(guò)去的几(jǐ)十年当中进(jìn)行了超(chāo)过50次的长期实验(yàn)，但是却没(méi)有发现任(rèn)何的有效(xiào)证据。除了一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原理(lǐ)一(yī)书中，埃萨克牛顿发(fā)表(biǎo)了万(wàn)有引力定(dìng)律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运(yùn)动的规律(lǜ)。往后的几百年(nián)来，当(dāng)天文学家们发现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知(zhī)道，周围一定有未知(zhī)的天体通过引力在摄(shè)动它(tā)的轨道(dào)。比(bǐ)如在(zài)1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发(fā)现了海王星(xīng)的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现(xiàn)都是应用万有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律所取得(dé)重大天文成就的(de)例子。但是(shì)这些发现都是在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我(wǒ)们上升(shēng)到星(xīng)系或者是星团(tuán)的尺(chǐ)度，事情就开(kāi)始(shǐ)变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学(xué)家弗里(lǐ)茨兹威基正在研(yán)究(jiū)和测(cè)量后发星系(xì)团的质量。这是一个由数(shù)千个(gè)星系所(suǒ)组成的巨大星系(xì)团，这些(xiē)星系(xì)被引力束缚(fù)在一起。测量(liàng)星系团的质量一般会(huì)使用到两种(zhǒng)方法，当两种方法结果一致，就可以确定其质量的范围(wéi)。

第(dì)一(yī)种(zhǒng)是获得其(qí)"光度(dù)学的质量"，需要的(de)数据是测量各(gè)个(gè)星系的(de)光度。

第二种是动(dòng)力学质量的计(jì)算，是利用(yòng)光谱红移测量星系团中的各个星系相对(duì)于星系(xì)团的运动速度(dù)。当测量结果出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟(jìng)然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意(yì)味(wèi)着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失(shī)了，或者说这(zhè)99%的质量(liàng)并不以可见光的形式所存(cún)在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是(shì)，在(zài)测量(liàng)速度的过程中，兹(zī)威基发现星系(xì)团中很多星系(xì)的(de)速度(dù)比理论上(shàng)要快得多，按照牛(niú)顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些可见星系的质(zhì)量(liàng)所产生的引力是无法(fǎ)将它们束缚在星系团(tuán)内的，它们(men)早就应该被抛出(chū)星(xīng)系团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于某种(zhǒng)隐形(xíng)的物(wù)质(zhì)。

据此，兹维基(jī)提出了这样部(bù)分不可见的暗质，它不发(fā)散光、吸(xī)光(guāng)、反射光，但是它们却占据(jù)着宇宙中绝大(dà)部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们(men)对这样的一种说法(fǎ)不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再(zài)一次出(chū)现。天文学(xué)家维拉鲁宾(bīn)和肯特(tè)福特(tè)在观(guān)测仙(xiān)女座星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动(dòng)。理论上来(lái)说，距离(lí)中心(xīn)越远(yuǎn)的恒(héng)星(xīng)在其轨道上的运行(xíng)速度就会(huì)越慢。但是(shì)他们观(guān)测的(de)结果却让(ràng)人(rén)感到不可思议(yì)。

随着与中心距离(lí)的(de)增(zēng)加，恒星的(de)旋转速(sù)度几乎保(bǎo)持(chí)不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在(zài)星系当中如果没有足(zú)够大的质量(liàng)来吸引它们(men)，这些外围的恒星早就被(bèi)甩到(dào)宇宙当中(zhōng)了。基于(yú)这种现(xiàn)象，科学家(jiā)们会使用一种相对标准的方法(fǎ)来解释暗(àn)物质的存在，这种方法(fǎ)就(jiù)是测(cè)量星系(xì)当中气(qì)体在X轴上(shàng)距离星系中心(xīn)的距离(lí)，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如果(guǒ)出现(xiàn)异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力量进入(rù)其中。

于是科学家们通过射电望远(yuǎn)镜(jìng)测量(liàng)了距离星系中心更远距离的氢(qīng)元素，发现它们的旋转速度并(bìng)不符合牛(niú)顿的(de)力学定律。我们(men)的(de)太阳系也不例外，太(tài)阳系位于银河系的第三(sān)悬臂之上，距离银河(hé)系中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力(lì)定律进行计算，太阳(yáng)系的运行(xíng)速度(dù)应该是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在以(yǐ)220千(qiān)米/秒(miǎo)的速(sù)度围绕银河系(xì)旋转，这个实(shí)际速度远远大于理论速度(dù)，那么(me)产生以上这(zhè)种向心(xīn)加速度的(de)原因很(hěn)可(kě)能(néng)就是(shì)存在着(zhe)一(yī)种我们看不到(dào)的物质，是这些暗物质的引力(lì)效应将星(xīng)系聚集在了(le)一起。

也(yě)是从这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物质(zhì)的存在。科学家根据星系外(wài)恒星(xīng)轨(guǐ)道的速(sù)度，估算在星系当中暗物质的质量占(zhàn)整个星(xīng)系质量(liàng)的(de)85%。但是(shì)，暗(àn)物质并不是唯一可以解(jiě)释这个现象的原因。在(zài)一项新的研究当中，科学家(jiā)们发(fā)现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另(lìng)外，天(tiān)文学家还发(fā)现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离(lí)地球大约2.5亿光年(nián)，大小和(hé)银河系不多，但是(shì)星(xīng)系(xì)当中(zhōng)存在(zài)的恒(héng)星(xīng)数(shù)量却只(zhǐ)有银河系的千分之一(yī)。

所以在理论上，该星系必须存在暗物(wù)质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科学家们使用最先进的望远镜对其(qí)进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的恒星运动(dòng)是(shì)可以用(yòng)正常的物质(zhì)和力学定(dìng)律(lǜ)来解释的(de)。那么又有(yǒu)人提出，也许(xǔ)该星(xīng)系的暗(àn)物质，已经被附近的另(lìng)一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附(fù)近没有任(rèn)何(hé)星系存在。造成(chéng)这些现象的除(chú)了(le)暗物质的假(jiǎ)说之外，另(lìng)一(yī)种可(kě)能就是人类(lèi)对(duì)引力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空间中的(de)工(gōng)作方式是不同的，这意味着(zhe)在行星(xīng)系尺(chǐ)度中的(de)天体会沿着它们的轨道，按照我们所(suǒ)理(lǐ)解的(de)方式运(yùn)动。但(dàn)是上升到(dào)星(xīng)系和星(xīng)团(tuán)的(de)尺度，引力之间的相(xiāng)互(hù)作用则是不同的方式(shì)。对于在星系团之间(jiān)的相互(hù)作用，科学家(jiā)还引入了外部场效应的概念，指的是在数百(bǎi)万光(guāng)年(nián)的(de)规(guī)模(mó)上，巨大的质量之间会产生对(duì)彼此(cǐ)特(tè)殊(shū)的效(xiào)果，这个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成(chéng)立，这意味着(zhe)我们需要对现在的物理定律进行修正(zhèng)，这些发现也让很多人认为暗物质假说(shuō)理论就(jiù)此终结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存在的其(qí)他(tā)的理论证(zhèng)据(jù)，这些(xiē)理论证据(jù)是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿(yì)光(guāng)年的子弹星(xīng)系团，由两个碰撞的星(xīng)系(xì)团所组成，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它们大部分的普通质(zhì)量都在星系的气(qì)体(tǐ)当中。当星(xīng)团以(yǐ)1000万公里/小时(shí)发生(shēng)碰(pèng)撞的时(shí)候，星际气体的相互作用就会(huì)导致温度的急剧升陈睿怎么了，b站陈睿事件(shēng)高，速度大幅降低。所以在理论上，在(zài)碰撞之(zhī)后(hòu)，子弹星(xīng)系(xì)团大(dà)部分的质量将位于(yú)所有(yǒu)这些气体(tǐ)所在的中间(jiān)区域(yù)。那么我们(men)通(tōng)过什么来(lái)验证它的质量区域到(dào)底是不(bù)是集中在中间呢？前(qián)不(bù)久，詹姆(mǔ)斯(sī)韦伯太空望远镜传(chuán)回了宇宙当(dāng)中第一(yī)张全彩的高清照片，在照片(piàn)中我们可以明显地看(kàn)到很(hěn)多(duō)星系似乎被(bèi)拉(lā)伸产(chǎn)生了巨大的(de)形变。其实(shí)这些星系本身并不(bù)是真的被扭曲(qū)了，也(yě)不是韦伯望(wàng)远镜出了什么(me)问(wèn)题，而(ér)是这(zhè)样极(jí)遥远的(de)天体和我(wǒ)们地球(qiú)上的观测者之间。被一个质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质量的东(dōng)西的引力，会使(shǐ)身后更遥(yáo)远星系的光都(dōu)发生了扭曲(qū)。这个现象就是引(yǐn)力(lì)透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能是(shì)超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹星系团观测(cè)的时候，发现它的大(dà)质量(liàng)区域并(bìng)不(bù)是(shì)在中间，而是在(zài)两侧(cè)。所以最好的解(jiě)释方(fāng)法(fǎ)就是当(dāng)星团发(fā)生全部(bù)的碰(pèng)撞时(shí)，可被观(guān)测(cè)到的质量气体被卡在(zài)了(le)中(zhōng)间，暗物(wù)质则(zé)直接通过了(le)这个区域，并在两边形成了引(yǐn)力透镜。对子(zi)弹星系(xì)团的引(yǐn)力透镜(jìng)研究也被认为是暗物质存在的迄今为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇宙(zhòu)当中最(zuì)古老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之(zhī)后，可见光(guāng)终于(yú)可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年之后，这些光(guāng)在宇(yǔ)宙空间背景上留下了(le)各相同性(xìng)的微波辐射。其中红色(sè)的部分表示温度较高(gāo)的区域，蓝色则(zé)表示相对较冷的区域，但实际上它们之间的温差(chà)只有万分之一。

科(kē)学(xué)家们(men)通过对前(qián)景背(bèi)景分离后的二值(zhí)图(tú)像(xiàng)进行连通域提取和(hé)标记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物质，图(tú)形看起来不应(yīng)该是这(zhè)样(yàng)的(de)，而随着暗(àn)物质(zhì)的增(zēng)加，一些峰值的幅度(dù)会减小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了(le)匹配(pèi)宇宙微波背景辐射(shè)的测量值，我们需要的暗物质大约是(shì)普通物质的5倍。这(zhè)个(gè)数字与解(jiě)释(shì)星系当中恒星(xīng)运(yùn)动所需要的暗物质比例是一(yī)致的。这(zhè)就意味着。

用(yòng)了(le)一个简单的理(lǐ)论框架，就很好(hǎo)地解(jiě)释了(le)很(hěn)多(duō)不同(tóng)的观测结果。而暗(àn)物质(zhì)的(de)本(běn)质就是宇(yǔ)宙当(dāng)中存在着某种类型(xíng)的粒子，它们不参与(yǔ)任(rèn)何其他(tā)的电磁作(zuò)用(yòng)，只通过(guò)引力来相互(hù)作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于找到了暗(àn)物质存在的(de)实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学家们已经(jīng)提出了数(shù)十种(zhǒng)的假(jiǎ)想目标，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒子所需要的实(shí)验方式也不相同。在过去的(de)几十年当中，人类为了寻(xún)找(zhǎo)这些(xiē)看不见、摸不到，几乎不(bù)会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超(chāo)过(guò)50次的实(shí)验，却没有任(rèn)何实质性的发现，除了一(yī)个(gè)地方，意大(dà)利的格兰萨索山(shān)，隶属于(yú)阿尔卑斯(sī)山(shān)脉。

在山下1400米(mǐ)处(chù)的(de)地下矿(kuàng)井当中，藏着地球(qiú)上最大的地学(xué)实验室，这(zhè)个实(shí)验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个三层(céng)楼(lóu)高的探测(cè)器，一直致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年(nián)以(yǐ)来，这里(lǐ)的(de)科学家声称观测(cè)到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的(de)数据收集，人们发现了一(yī)个有趣的事情。探测率会在每年(nián)的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月降(jiàng)到(dào)最低，而且在20年(nián)当(dāng)中每年(nián)都是一样。一些科学家认为这可能是人类(lèi)发现暗物(wù)质的第一个直(zhí)接(jiē)证据。

但是(shì)为什(shén)么暗物(wù)质会产生周期性的年度信号呢(ne)？刚才我(wǒ)们讲了(le)太阳系正(zhèng)在(zài)以220公里(lǐ)/秒(miǎo)的速(sù)度围绕着银(yín)河系进(jìn)行移动，那么如果暗物(wù)质(zhì)存在宇宙当(dāng)中，这意味着我(wǒ)们也在以这样的速度(dù)在穿越着暗物质(zhì)流，这个过(guò)程中(zhōng)会产生相应的振荡，同时地(dì)球又(yòu)以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳进(jìn)行旋(xuán)转。所以有(yǒu)半年的(de)时间，地球围绕(rào)太(tài)阳(yáng)的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的(de)，而另外(wài)半年则(zé)与(yǔ)之相反。

而在(zài)6月份的时候(hòu)，地球与(yǔ)太阳的方(fāng)向(xiàng)正好达(dá)到完全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗(àn)物质流最(zuì)快的(de)时(shí)段。而(ér)在11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际的情况中，太阳系(xì)相对银河系的平(píng)面(miàn)呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理论的有效(xiào)性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来解释，研究人员们(men)所(suǒ)观测到的周(zhōu)期(qī)性信号。当(dāng)然(rán)也可能有其他的情况，造(zào)成这种年(nián)度周期信(xìn)号的(de)差异也可能是温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分(fēn)、高山上的积雪，甚至连意大利(lì)游客的(de)数(shù)量也符合这个周期(qī)的(de)规律。

所以(yǐ)，科学家(jiā)们又在南半球(qiú)建(jiàn)立了一个几乎相同的(de)实验(yàn)室，这(zhè)里的季节与(yǔ)之前的实验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特(tè)征和第一(yī)个实(shí)验室是一样的(de)。

因(yīn)此，如(rú)果在这里可以得到(dào)相同(tóng)的信号(hào)，就(jiù)可以成为暗物(wù)质所存(cún)在的非常有力的证据了(le)。但是由于这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至目前还无(wú)法提供相应的数(shù)据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一(yī)台新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜(jìng)相同(tóng)，但它的宽视场仪器提(tí)供的视野是哈勃红(hóng)外仪器的(de)陈睿怎么了，b站陈睿事件100倍。南(nán)希(xī)格雷斯(sī)罗曼太空望远镜(jìng)其中一个关键(jiàn)的用途就是探(tàn)索暗物质背后的奥秘，对于探(tàn)测的(de)结果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体物理中心的科学(xué)家丹(dān)琥珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬研究发现(xiàn)，如果(guǒ)暗物质(zhì)存在，它们极有可(kě)能拥有另一(yī)种神秘(mì)的(de)效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或(huò)者说是生(shēng)命进(jìn)化(huà)的(de)一个重(zhòng)要因(yīn)素。

如(rú)果这一理(lǐ)论(lùn)得(dé)到进一步的证(zhèng)实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗(àn)物(wù)质会不会意(yì)味(wèi)着人类并不(bù)孤单呢？或许(xǔ)在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角落的行(xíng)星上，暗物(wù)质正在通过这(zhè)样(yàng)的效(xiào)应创(chuàng)造生命。当然，这些推论的大(dà)前提是(shì)要先找到暗物质存在(zài)的实(shí)际(jì)证据。那么小伙伴们(men)，你们觉得暗(àn)物质到底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的支(zhī)持是我更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 陈睿怎么了，b站陈睿事件