宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无法解(jiě)释的“暗物质(zhì)”？暗物(wù)质又究(jiū)竟是什(shén)么？人类(lèi)为了寻找暗(àn)物质存在的(de)证据，科学家们在过(guò)纤纤玉手什么意思打一生肖，纤纤玉手什么意思解一生肖去的几十(shí)年当中进行了超过(guò)50次的长(zhǎng)期实(shí)验，但是却(què)没(méi)有发现任何(hé)的(de)有效证据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引(yǐn)力定律，它(tā)揭示了(le)宇宙中天(tiān)体运动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天(tiān)文(wén)学家(jiā)们(men)发现某些(xiē)天体(tǐ)运(yùn)行轨道出现异常，不符合万有引力定律的(de)时候，他(tā)们就会知道，周(zhōu)围(wéi)一定(dìng)有未知的(de)天体(tǐ)通过引力在摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本(běn)勒维耶就(jiù)通过(guò)天王星运行轨道(dào)的异常，推算(suàn)并且发现了海(hǎi)王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现都是应用万有引(yǐn)力定(dìng)律所取得重(zhòng)大天文(wén)成就(jiù)的例(lì)子。但是这(zhè)些发现都是在恒星(xīng)系(xì)统(tǒng)的尺度(dù)当中(zhōng)，可当我们上升(shēng)到(dào)星(xīng)系(xì)或(huò)者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究(jiū)和(hé)测量后发星系团的质量。这是(shì)一(yī)个由数(shù)千(qiān)个星系所组成的巨大星系团，这些星系被引力束缚(fù)在一起。测量(liàng)星系团(tuán)的质量一般(bān)会使用(yòng)到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就(jiù)可以确定(dìng)其质量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量(liàng)"，需要(yào)的数据是测(cè)量各个星系的光度。

第二种是动力学质量的(de)计算，是利用光谱(pǔ)红(hóng)移测(cè)量(liàng)星系团(tuán)中的各个(gè)星(xīng)系相(xiāng)对于星系团的(de)运动(dòng)速度。当测量(liàng)结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力学质量”竟然(rán)是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味(wèi)着(zhe)，后发座(zuò)星系团有99%的质量(liàng)消失了，或者说(shuō)这(zhè)99%的质(zhì)量并不以可见光的(de)形式所存在(zài)，我们无(wú)法看到。最诡异(yì)的是，在测(cè)量速度(dù)的过程中(zhōng)，兹威基(jī)发现星系团中(zhōng)很多星(xīng)系的速度(dù)比理(lǐ)论上要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质(zhì)量所产生的引(yǐn)力是无(wú)法将(jiāng)它们束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出(chū)星系团之外了，除非(fēi)有(yǒu)一种神秘的(de)力量(liàng)在起作用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹维基(jī)提出了(le)这样部(bù)分不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸光(guāng)、反射(shè)光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中绝大部(bù)分的质量(liàng)。只是(shì)当时的人们(men)对这样的(de)一种说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物(wù)质”这个词(cí)才再一次(cì)出现(xiàn)。天文学家(jiā)维拉(lā)鲁宾和肯特福(fú)特(tè)在(zài)观测仙女(nǚ)座(zuò)星系中(zhōng)的(de)恒(héng)星运动(dòng)。理论上来(lái)说(shuō)，距(jù)离中心越远的恒(héng)星(xīng)在(zài)其轨道上的运行速度就会越慢(màn)。但是(shì)他们观(guān)测的结(jié)果(guǒ)却让人感到不可思议。

随着(zhe)与中心距离的(de)增加，恒星(xīng)的旋转速(sù)度几乎保持不变。可是根据牛顿的(de)万有引力(lì)定(dìng)律，在星系当中如(rú)果没有足够大(dà)的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家(jiā)们会使用一种相(xiāng)对(duì)标准的(de)方法(fǎ)来(lái)解释暗物(wù)质的存(cún)在(zài)，这(zhè)种(zhǒng)方法就是(shì)测量星系(xì)当中气体(tǐ)在X轴上(shàng)距离(lí)星系中心的距(jù)离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气体的旋(xuán)转速度。如果出现异常的(de)结果(guǒ)，就认为是(shì)由暗(àn)物质(zhì)的力(lì)量进入其中。

于(yú)是科学家们(men)通(tōng)过射(shè)电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心(xīn)更远距离的(de)氢元素，发(fā)现(xiàn)它们的旋转速度(dù)并不(bù)符(fú)合牛顿的力(lì)学定律。我们的太阳系也不(bù)例外，太阳系位于(yú)银(yín)河系(xì)的(de)第三悬臂(bì)之上，距离银河(hé)系中心(xīn)2.6万光(guāng)年(nián)，根据万有引力定律进行计算，太(tài)阳系的运行速度(dù)应(yīng)该是(shì)160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速(sù)度远(yuǎn)远大于理论(lùn)速度，那(nà)么产生以上这(zhè)种向心加速度的(de)原因很可能(néng)就是(shì)存在着一种我(wǒ)们看不到(dào)的(de)物(wù)质，是这(zhè)些暗物质的(de)引(yǐn)力(lì)效应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越来(lái)越多(duō)的研(yán)究人员开始相(xiāng)信暗物质(zhì)的存在。科(kē)学家根(gēn)据星(xīng)系外恒(héng)星轨道(dào)的速度，估(gū)算在星系(xì)当中暗物质(zhì)的质量占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物(wù)质并(bìng)不是唯一可(kě)以解释这个现象的原因(yīn)。在一项新(xīn)的研究当(dāng)中，科学家们(men)发现(xiàn)，几乎没有引力效应(yīng)的遥远恒星之(zhī)间(jiān)，也会出现速度上的微小差异。另外，天(tiān)文学家还发现(xiàn)了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大(dà)小和银河系不(bù)多，但(dàn)是(shì)星系当中存在的恒星数(shù)量却(què)只有银河系的千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系(xì)必须(xū)存在暗物质，否则就会分崩离析(xī)。但是科(kē)学家(jiā)们使用最先(xiān)进的望远(yuǎn)镜对其进行了40个小时的详细(xì)测量之后(hòu)，发现星系中的(de)恒星(xīng)运动(dòng)是可以用正常的物质(zhì)和(hé)力学(xué)定律来解释(shì)的。那么又(yòu)有人提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附近的另一(yī)个大星(xīng)系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附(fù)近没(méi)有任何(hé)星(xīng)系存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了(le)暗物质的假说(shuō)之外，另一种可能就是(shì)人类对(duì)引力的理解还不够全面，引力很可(kě)能(néng)在不同尺(chǐ)度空间中的工作(zuò)方(fāng)式是不同的，这意(yì)味(wèi)着在行(xíng)星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它(tā)们的轨道(dào)，按照我们所(suǒ)理解(jiě)的方(fāng)式运动(dòng)。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间的(de)相互作用(yòng)则是不同(tóng)的方式(shì)。对于在星系(xì)团之(zhī)间(jiān)的相互作用，科学家还引入(rù)了外部场(chǎng)效应的概念，指的是在数百万光年的(de)规(guī)模上(shàng)，巨大的质量(liàng)之(zhī)间会(huì)产生对彼此特殊(shū)的效果，这个理(lǐ)论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现在的(de)物(wù)理(lǐ)定律进行修正，这些(xiē)发现也让很多人认(rèn)为暗物(wù)质假说理(lǐ)论(lùn)就此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗物(wù)质存在的其他的理(lǐ)论(lùn)证据，这(zhè)些理论证据是(shì)蒙德理论所没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径(jìng)向距离(lí)为37亿(yì)光年的子弹星系团(tuán)，由两个(gè)碰撞的星系团所组成，类似这样(yàng)的星团，它们(men)大部(bù)分(fēn)的普通(tōng)质(zhì)量都在(zài)星(xīng)系的气体当中。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公(gōng)里/小时发生碰撞(zhuàng)的(de)时候(hòu)，星际气(qì)体的相(xiāng)互作用(yòng)就会(huì)导致温度的急(jí)剧(jù)升高，速(sù)度大(dà)幅(fú)降低。所以(yǐ)在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系(xì)团大部(bù)分(fēn)的质(zhì)量将位(wèi)于所有这(zhè)些气体所在的中间区(qū)域。那(nà)么我们通过(guò)什么来验(yàn)证它的质量区(qū)域到(dào)底是不是集(jí)中在中(zhōng)间呢？前不久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空望远镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全(quán)彩的(de)高清照片，在照片中我们(men)可以明显地看(kàn)到很多(duō)星系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的(de)形变。其实这些星系本身并(bìng)不是真的被扭曲(qū)了(le)，也不是韦伯望远镜(jìng)出(chū)了什么(me)问题，而是这样极(jí)遥远的天(tiān)体和(hé)我(wǒ)们地球(qiú)上的观测(cè)者之(zhī)间。被一(yī)个质量超(chāo)级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西(xī)的(de)引(yǐn)力，会使身后(hòu)更遥远星系的光都发生(shēng)了(le)扭曲(qū)。这个(gè)现(xiàn)象就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大的天体可(kě)能是超大质(zhì)量(liàng)的黑洞或者(zhě)是(shì)暗物质。

所以(yǐ)当人们(men)对子弹星(xīng)系团观测的时候，发现它的大质量(liàng)区域并不(bù)是在(zài)中间，而是在(zài)两侧。所以最好的解释方法就(jiù)是当星(xīng)团发生全(quán)部(bù)的碰(pèng)撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质(zhì)则直(zhí)接通过了(le)这个区域，并在两边形成了引力透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研究也被(bèi)认为是暗(àn)物(wù)质存(cún)在的迄今为止最(zuì)好的理(lǐ)论(lùn)证据。

除此之外，还有来自(zì)宇(yǔ)宙当中最(zuì)古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见(jiàn)光终(zhōng)于可以畅通(tōng)无阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了。经(jīng)过(guò)了(le)130多亿年之(zhī)后，这些光(guāng)在宇宙(zhòu)空间背景上留下了各(gè)相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色的(de)部分表示温(wēn)度较高(gāo)的区域，蓝色则表(biǎo)示(shì)相对较冷的(de)区域(yù)，但实际上它们之间(jiān)的温差只(zhǐ)有万分之一。

科(kē)学家(jiā)们通过(guò)对前(qián)景背景(jǐng)分离(lí)后的二(èr)值(zhí)图像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物(wù)质(zhì)，图形看起来(lái)不应该是这(zhè)样的(de)，而随着暗物质的(de)增加，一些峰(fēng)值的(de)幅度会减小，才变得看起(qǐ)来“和(hé)谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微(wēi)波背景(jǐng)辐射的(de)测量值，我们需(xū)要的(de)暗物质大约是普通(tōng)物质的5倍。这个(gè)数字与解释(shì)星系当中恒星运动所需要的暗(àn)物(wù)质比(bǐ)例是一致的。这就(jiù)意味(wèi)着。

用了一个简单(dān)的理论框架，就很好地解释了(le)很多(duō)不同的(de)观测结(jié)果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其他(tā)的(de)电磁作用，只通过引(yǐn)力来相(xiāng)互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在(zài)，就相(xiāng)当于(yú)找(zhǎo)到了暗物(wù)质存在(zài)的(de)实际证据。这(zhè)种(zhǒng)粒(lì)子到底是(shì)什(shén)么(me)？科学家们已(yǐ)经提出(chū)了数十种(zhǒng)的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的目(mù)标粒子(zi)所需要的实(shí)验方式也(yě)不相同(tóng)。在过去的(de)几十年(nián)当中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不(bù)见、摸不到，几乎不(bù)会(huì)与常规物质相互作用(yòng)的(de)“暗物(wù)质(zhì)”，科学家们已经进行(xíng)了超过(guò)50次的实验，却没有任(rèn)何实质性的发(fā)现，除(chú)了一个地方，意大利(lì)的格兰(lán)萨索山(shān)，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探测器(qì)，一直致力于寻找暗物质粒(lì)子的周期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科学家声(shēng)称观(guān)测(cè)到了某种信号。经过了(le)20多(duō)年的数据收(shōu)集(jí)，人(rén)们发现了一个有趣的事(shì)情。探测率会(huì)在(zài)每年的6月份达到峰值(zhí)，然(rán)后在11月降到最(zuì)低，而(ér)且在(zài)20年当(dāng)中每(měi)年都是一样(yàng)。一些科(kē)学家认为这可能是人类发现暗(àn)物质的第(dì)一(yī)个(gè)直接证据(jù)。

但是为什么暗物质会产(chǎn)生周期(qī)性的年(nián)度信号呢？刚才(cái)我们讲(jiǎng)了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味着我们也在以这(zhè)样(yàng)的速度在穿越着暗(àn)物质流，这个过程中会产(chǎn)生相(xiāng)应的振荡，同时地球(qiú)又以(yǐ)30公里/秒的速(sù)度(dù)围绕太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环(huán)绕银河系的方(fāng)向是一致的(de)，而另外半年则与(yǔ)之(zhī)相反。

而在6月(yuè)份的时候，地球(qiú)与太阳的方向正好达到完全一致，这是(shì)理(lǐ)论(lùn)上(shàng)地(dì)球穿越暗(àn)物质流最快的时段。而在11月(yuè)份(fèn)，又恰好达到了最慢(màn)值。尽管在实(shí)际的情况中，太阳系(xì)相(xiāng)对银河系的平面(miàn)呈(chéng)现了60度的(de)倾斜，但是这(zhè)并不影(yǐng)响这个理论的(de)有(yǒu)效性。

因此科(kē)学(xué)家(jiā)认为这可以(yǐ)用来解释，研究(jiū)人员们所观测到的周(zhōu)期性信号。当然也可能有其他的情况，造成这种年(nián)度周期信号的差(chà)异也可能是温度、湿度、土(tǔ)壤中(zhōng)的水分、高(gāo)山(shān)上(shàng)的(de)积雪，甚(shèn)至连意大利游(yóu)客的(de)数量也符合这个周期(qī)的规律。

所以(yǐ)，科学家们又(yòu)纤纤玉手什么意思打一生肖，纤纤玉手什么意思解一生肖在南半(bàn)球(qiú)建立了一(yī)个几乎相同的实验室，这里的季节与之前(qián)的实验(yàn)室正好相反，而在这(zhè)里，地(dì)球穿过暗物质(zhì)流的运动特征和第一个实验室是一样的。

因此，如果(guǒ)在(zài)这(zhè)里可以(yǐ)得到(dào)相同的(de)信号，就可以(yǐ)成为暗物质所存在的非常有力(lì)的证据了。但是由(yóu)于这(zhè)个实(shí)验室刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还无法提供相应的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜，这台太(tài)空(kōng)望远镜(jìng)叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈(hā)勃(bó)望远镜相(xiāng)同，但它(tā)的宽(kuān)视场仪器(qì)提供的视野(yě)是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其中(zhōng)一个(gè)关键的(de)用途就是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对于(yú)探(tàn)测的结果，我们(men)只能拭目以待了(le)。费米实验室(shì)粒子天体物(wù)理中(zhōng)心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发(fā)现，如果暗物质(zhì)存在(zài)，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神秘(mì)的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或者(zhě)说是生(shēng)命进化(huà)的一(yī)个重要因素。

如果(guǒ)这一(yī)理(lǐ)论得到进一(yī)步(bù)的证实，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物质(zhì)会(huì)不会意味着人类并(bìng)不(bù)孤(gū)单呢？或许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角落(luò)的行(xíng)星(xīng)上(shàng)，暗(àn)物质正(zhèng)在通过(guò)这样的效应(yīng)创造生命。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物质存在的实际证据。那么(me)小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质(zhì)到底存不存(cún)在呢(ne)？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持(chí)是我(wǒ)更新的(de)动力！

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