宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证(zhèng)据(jù)，科学家们在过(guò)去的几十年当中进行(xíng)了(le)超过50次(cì)的长期实验，但(dàn)是却没(méi)有(yǒu)发现任何的有(yǒu)效证据。除了一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然(rán)哲学数学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它揭示(shì)了宇宙中(zhōng)天(tiān)体(tǐ)运动的规律(lǜ)。往后的几百年来，当天(tiān)文学家们发现某(mǒu)些天(tiān)体(tǐ)运行轨(guǐ)道出现(xiàn)异常，不符合万(wàn)有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知道，周围一定有未知的天(tiān)体(tǐ)通过引力在摄(shè)动它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通(tōng)过天王星运(yùn)行轨(guǐ)道的异(yì)常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现(xiàn)都(dōu)是(shì)应用万有引力(lì)定律所取(qǔ)得重大天(tiān)文成就的例(lì)子。但是这些(xiē)发现(xiàn)都是(shì)在恒(héng)星系(xì)统的尺度当中，可当我(wǒ)们(men)上升(shēng)到星系或者是星(xīng)团的尺度，事情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹威基(jī)正在研究和测量后发星系团的质量。这是(shì)一个(gè)由(yóu)数千个(gè)星(xīng)系所组成的巨大星系团，这些星系被引(yǐn)力(lì)束缚在一起。测量星(xīng)系团的质量一般会(huì)使用到两种方法(fǎ)，当两种(zhǒng)方法结果一致，就可以确定其质(zhì)量的范围。

第(dì)一种是获得其"光度学(xué)的质量"，需要(yào)的(de)数(shù)据是(shì)测量各个(gè)星系的光度。

第二种是动(dòng)力学质量的(de)计算，是利用光谱红移(yí)测量星(xīng)系团中的各(gè)个星系相(xiāng)对于星系团(tuán)的运动速度。当测量结果出(chū)来(lái)之后，兹威突然不理男人了男人会难受吗，突然不理男人了男人会难受吗为什么基彻底(dǐ)懵了，“动力学(xué)质量”竟然是(shì)“光(guāng)度学质量”的(de)400倍。这意味着，后发座星系(xì)团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不(bù)以可见光的形式所存在，我们无法(fǎ)看到。最(zuì)诡异的是，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基(jī)发现星系团中很多星(xīng)系的速度比理(lǐ)论(lùn)上(shàng)要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星(xīng)系的质量所(suǒ)产(chǎn)生的引力(lì)是无法将它们束缚在(zài)星系(xì)团内的，它们早(zǎo)就(jiù)应该被抛出星系团之外(wài)了，除非有一种神秘的力(lì)量在(zài)起(qǐ)作(zuò)用，这种力量来源于某种隐形的物(wù)质(zhì)。

据此，兹维(wéi)基提出了(le)这样(yàng)部分(fēn)不可(kě)见的暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射(shè)光(guāng)，但是它们却占据着宇宙中(zhōng)绝大(dà)部分(fēn)的(de)质量。只是(shì)当时的人们对(duì)这样的(de)一种说法不屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗(àn)物质(zhì)”这个词才再一次出现。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯特(tè)福(fú)特在观测仙(xiān)女座(zuò)星系中的恒星运动。理论上来说，距离中心越远的恒(héng)星在其(qí)轨道上的(de)运行速度就会(huì)越(yuè)慢(màn)。但(dàn)是他们观测的结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离的增加(jiā)，恒星的旋转速(sù)度(dù)几乎保持(chí)不变。可(kě)是根据牛顿的(de)万有引力定律，在(zài)星系当中如果没有足够大的质量来(lái)吸引它(tā)们，这(zhè)些外围的(de)恒星早(zǎo)就(jiù)被甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。基于这种现象，科学(xué)家们会(huì)使用一种(zhǒng)相对标准的方法来解(jiě)释暗(àn)物质的存在(zài)，这种(zhǒng)方法就是测量星系(xì)当中气体(tǐ)在(zài)X轴上距离(lí)星系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度(dù)。如果出现异常(cháng)的结果，就认为是由暗物(wù)质的力量进入其中。

于是科(kē)学家们通过射电望远镜测量了(le)距离(lí)星系中心更远距离的氢(qīng)元素(sù)，发现它们的旋转速度并不符合牛(niú)顿(dùn)的力学(xué)定律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳系(xì)也不例外，太阳系位于银河系(xì)的第三(sān)悬臂(bì)之上(shàng)，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力(lì)定律进(jìn)行(xíng)计算，太阳(yáng)系的运行(xíng)速度应该是160千米/秒，但实际(jì)上，太(tài)阳(yáng)系(xì)正在以(yǐ)220千米/秒的速度围(wéi)绕(rào)银河系旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大于理(lǐ)论速度，那么产生(shēng)以上这种向心(xīn)加速度的原(yuán)因很(hěn)可(kě)能就是存在(zài)着一种我们看不(bù)到的物质，是这(zhè)些暗物质的(de)引力效应将星系聚(jù)集(jí)在了一起(qǐ)。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研究人(rén)员开始相(xiāng)信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系(xì)当中暗物质的质(zhì)量占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一可以解释这(zhè)个现象的原因。在一项新的(de)研(yán)究当中，科学家们发现，几乎没有引力效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒星(xīng)之(zhī)间，也会(huì)出现速度上(shàng)的微小差异。另外，天文学(xué)家还发现了一(yī)个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约2.5亿(yì)光年，大小(xiǎo)和银河系(xì)不多(duō)，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量(liàng)却只(zhǐ)有(yǒu)银河系(xì)的千分之(zhī)一。

所以在理(lǐ)论上(shàng)，该星系必(bì)须存在暗物质(zhì)，否则就会(huì)分崩离析。但是科(kē)学(xué)家们使用最先(xiān)进的望(wàng)远镜对(duì)其进行了40个小(xiǎo)时的(de)详细测量之后，发现星系中的恒(héng)星(xīng)运动是可以用正常的物(wù)质(zhì)和力学(xué)定律来解(jiě)释的。那么(me)又有人提出，也许该(gāi)星系的暗物质，已经被附(fù)近的另一个(gè)大星系剥离(lí)了。奇怪的是(shì)，它(tā)的(de)附近没有任何星系存在。造成这些(xiē)现象的除了(le)暗物质的假(jiǎ)说(shuō)之外，另(lìng)一种可能(néng)就是人类(lèi)对引力的理解还不够(gòu)全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间(jiān)中(zhōng)的工(gōng)作方式(shì)是不同的，这意味(wèi)着在(zài)行(xíng)星系尺度中(zhōng)的(de)天体会沿着它们的(de)轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式运(yùn)动。但是上升到星系和星团的(de)尺度，引力之间的相互作用则是不同的方式。对于在星系(xì)团之间的相互作用，科学(xué)家(jiā)还引入了外(wài)部场效应的概念，指(zhǐ)的是在数百万(wàn)光年的规(guī)模上，巨(jù)大的质量之间会产生对彼(bǐ)此(cǐ)特殊的效果，这个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如(rú)果MOND蒙德(dé)理论成立，这意味(wèi)着我(wǒ)们需要对现在的物理定律(lǜ)进行修正，这些发(fā)现也(yě)让很多人认为(wèi)暗物质假说理论就(jiù)此终结(jié)。但是(shì)在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的其他的理论证据，这些理论证据是蒙德理论所没(méi)法解(jiě)释的“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的(de)子(zi)弹星系(xì)团，由两(liǎng)个碰撞的星系团所组成(chéng)，类似这样的(de)星(xīng)团(tuán)，它们大部分(fēn)的普通质量都在(zài)星系的气体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时发生(shēng)碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际(jì)气体(tǐ)的相互作用(yòng)就(jiù)会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰撞(zhuàng)之(zhī)后，子弹星系团大部分的质(zhì)量将位(wèi)于所(suǒ)有这些气体(tǐ)所在的中间区域。那(nà)么我们(men)通过什么来(lái)验证(zhèng)它(tā)的质量区域(yù)到底是不是集(jí)中在中(zhōng)间(jiān)呢？前(qián)不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙当(dāng)中第一张全(quán)彩的(de)高清照片，在(zài)照片中我们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产(chǎn)生了巨大的形变(biàn)。其实这(zhè)些星系本身并不是真的被扭曲(qū)了，也不是(shì)韦伯望远镜出了什(shén)么(me)问(wèn)题，而是这样极遥(yáo)远(yuǎn)的(de)天体和我(wǒ)们地(dì)球上的观测者之间(jiān)。被一个质(zhì)量超级巨大的天(tiān)体遮挡(dǎng)，这个超大质量(liàng)的东西(xī)的引力(lì)，会使(shǐ)身后(hòu)更遥远星系的(de)光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜效(xiào)应。这个巨大的天体(tǐ)可(kě)能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的(de)时候，发现它的(de)大质量(liàng)区(qū)域并不(bù)是在(zài)中间，而是(shì)在两侧。所以(yǐ)最好的(de)解释方法就是当星团发生(shēng)全部(bù)的碰撞时，可被观测到的质量(liàng)气(qì)体被卡在了中间，暗(àn)物质则直接通过(guò)了这个(gè)区域，并(bìng)在两边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为(wèi)是暗物(wù)质存(cún)在(zài)的(de)迄今(jīn)为止最好的理(lǐ)论证据(jù)。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光(guāng)终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿(yì)年之后，这些光在宇宙空间背景上(shàng)留下(xià)了各相同性的微波辐射。其中红色的部分(fēn)表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则(zé)表示相对较冷的区(qū)域，但(dàn)实际(jì)上它们之间的(de)温差只有万(wàn)分之(zhī)一。

科学家们通过对前景背景分离后的(de)二值图像(xiàng)进行连通域(yù)提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形(xíng)看(kàn)起来(lái)不应该(gāi)是(shì)这(zhè)样(yàng)的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值(zhí)的(de)幅度(dù)会减小，才(cái)变得看起来“和(hé)谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微波背(bèi)景辐射的测量值(zhí)，我们需要的(de)暗物质大约(yuē)是普(pǔ)通物质的5倍。这(zhè)个数字与解释星系当中恒星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是一致的。这就意味着(zhe)。

用(yòng)了一个简单的理(lǐ)论框架，就很好(hǎo)地(dì)解(jiě)释(shì)了(le)很多不同的观(guān)测结果。而暗物(wù)质的本质就是(shì)宇宙当中(zhōng)存在着某(mǒu)种类(lèi)型的粒子(zi)，它们不参(cān)与任何其(qí)他的(de)电(diàn)磁作(zuò)用，只通过引力来相互作用。所以(yǐ)如果能够找(zhǎo)到这(zhè)种粒子的存在，就相当于找(zhǎo)到了(le)暗物(wù)质存在的(de)实际证据(jù)。这种粒子(zi)到(dào)底是什么？科学(xué)家们已经提出了(le)数十种的(de)假(jiǎ)想目标，而要(yào)寻(xún)找这些不同的目标粒子所需要的(de)实验方式(shì)也(yě)不相(xiāng)同(tóng)。在过去(qù)的几十年当中，人类(lèi)为了寻(xún)找这(zhè)些看不(bù)见、摸不到(dào)，几乎不会与常规(guī)物质相互(hù)作(zuò)用(yòng)的“暗物质”，科学(xué)家们已经进行了(le)超过50次的(de)实验，却没有任何实(shí)质性的发现，除(chú)了一(yī)个(gè)地方，意大利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山脉。

在(zài)山(shān)下1400米(mǐ)处的地(dì)下矿井当中，藏(cáng)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(sān)层楼高的(de)探测器，一直致(zhì)力于寻找暗(àn)物(wù)质粒子的(de)周期性震荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这里的科(kē)学家声称观(guān)测到了某(mǒu)种信号。经过了20多年的数据收(shōu)集，人(rén)们(men)发(fā)现了一个(gè)有趣的事情。探测率会在每年(nián)的6月份达到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且在20年当(dāng)中每年都(dōu)是一样。一些科学家认为(wèi)这可能(néng)是(shì)人类发现暗物(wù)质的第一个(gè)直接证据。

但(dàn)是为什么暗物(wù)质会产生周(zhōu)期性的(de)年度信号呢(ne)？刚才(cái)我们讲(jiǎng)了(le)太阳系正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕着银河系进(jìn)行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味着我(wǒ)们也(yě)在以这样(yàng)的(de)速度在穿越(yuè)着暗物质流，这个(gè)过程中会产(chǎn)生相应(yīng)的振(zhèn)荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时(shí)间，地球围绕(rào)太(tài)阳(yáng)的(de)方向与太阳环绕银河系的方向是(shì)一(yī)致(zhì)的，而另(lìng)外半年则与之(zhī)相(xiāng)反。

而在6月(yuè)份(fèn)的时候，地(dì)球与太阳(yáng)的方向正好(hǎo)达(dá)到完全一(yī)致，这是理(lǐ)论上地(dì)球穿越(yuè)暗物(wù)质流最快的时段。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实际的情(qíng)况中，太(tài)阳系相对银河系(xì)的平面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理论的有效性。

因此(cǐ)科学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们(men)所观测到的周期性信(xìn)号。当然也(yě)可能有其他的情(qíng)况，造成这种年度(dù)周(zhōu)期信号(hào)的差异(yì)也(yě)可(kě)能是温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客的数(shù)量(liàng)也符合这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南半球建立了(le)一个几(jǐ)乎相(xiāng)同的实验室，这里的(de)季节与之前的(de)实验室正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里，地球穿过(guò)暗物(wù)质流的运动特征(zhēng)和第一个实验(yàn)室(shì)是一样的。

因此，如果在这里(lǐ)可以得到相同突然不理男人了男人会难受吗，突然不理男人了男人会难受吗为什么(tóng)的(de)信号，就可以成(chéng)为暗物质所存在的非常(cháng)有(yǒu)力的证据(jù)了。但(dàn)是(shì)由(yóu)于这个实验室刚刚(gāng)建成不久，所以截至目前还无法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新(xīn)的望远(yuǎn)镜(jìng)，这台太(tài)空(kōng)望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜相同，但(dàn)它的(de)宽视场(chǎng)仪(yí)器提(tí)供的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯(sī)罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键(jiàn)的用途就是探(tàn)索(suǒ)暗物质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于探测的结果，我们只能(néng)拭目以待了(le)。费米实验室粒(lì)子天体(tǐ)物理中心(xīn)的科(kē)学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研(yán)究发现，如果暗物质存(cún)在，它们(men)极有可能拥有另一种神秘的效应，这(zhè)种(zhǒng)暗物质效应(yīng)，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的诞(dàn)生，或者说是(shì)生命进(jìn)化的一个重(zhòng)要因(yīn)素。

如果(guǒ)这(zhè)一理论得到进(jìn)一步的证实，那么遍布(bù)宇宙当中的暗物质会(huì)不会意味着人类(lèi)并(bìng)不孤单(dān)呢(ne)？或许在宇宙当(dāng)中(zhōng)某(mǒu)个角落的行星上，暗物质正在(zài)通过这(zhè)样的(de)效应创造生(shēng)命。当然，这些推论(lùn)的大前提是要先找到(dào)暗物质存(cún)在的实际证据。那么小伙伴(bàn)们(men)，你们觉(jué)得暗物质到底存(cún)不存在(zài)呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的(de)支持(chí)是我更新(xīn)的动(dòng)力！

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