宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为(wèi)何会(huì)存在(zài)科学无(wú)法(fǎ)解释的(de)“暗物质”？暗物(wù)质又究竟是什(shén)么？人类为了寻找暗物(wù)质存在的证据，科学家们在过(guò)去(qù)的几(jǐ)十年当中进行(xíng)了超过50次的长期(qī)实(shí)验，但(dàn)是(shì)却没有发现任何的有效(xiào)证(zhèng)据。除了一个地方，在1687年出(chū)版的自然(rán)哲学数学原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了(le)万(wàn)有引力(lì)定(dìng)律，它揭示了(le)宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往后的(de)几百(bǎi)年来，当(dāng)天文(wén)学家们发现(xiàn)某(mǒu)些唐舞桐为什么叫王冬儿 唐舞桐可以晋升一级什么天体运行轨道(dào)出(chū)现异常，不符合万有引(yǐn)力定律的时候，他(tā)们(men)就会知道，周围一定有未知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常(cháng)，推(tuī)算并且发现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都(dōu)是应用(yòng)万(wàn)有引力定律所取得重(zhòng)大(dà)天文成就(jiù)的例子。但(dàn)是(shì)这(zhè)些发(fā)现(xiàn)都是(shì)在恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上升到星(xīng)系或者(zhě)是星团的(de)尺(chǐ)度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理(lǐ)学家弗里茨兹威基正在研究和测量后发(fā)星系团(tuán)的质(zhì)量。这是一个由(yóu)数(shù)千个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨大(dà)星系(xì)团(tuán)，这些星系被引(yǐn)力束(shù)缚(fù)在一起。测量星系团的质量一(yī)般会使用到(dào)两(liǎng)种方(fāng)法，当两种方法结果一致(zhì)，就(jiù)可以(yǐ)确(què)定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学(xué)的(de)质量(liàng)"，需要的(de)数据是测量各个星(xīng)系的光度。

第二种是(shì)动(dòng)力(lì)学质量的计算，是利用光谱红移测量星系团(tuán)中的各个星系(xì)相对(duì)于星系团的(de)运动速(sù)度(dù)。当测量(liàng)结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然(rán)是(shì)“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质量消失了，或(huò)者说这99%的质量并不以可见光的形式(shì)所存在(zài)，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在测量速度(dù)的过程中，兹威基发现星系团中很多星(xīng)系的速度比理(lǐ)论上要快得多(duō)，按照牛(niú)顿的运动学定律(lǜ)，仅(jǐn)靠(kào)这些(xiē)可见(jiàn)星系的质量所产生的引力(lì)是无法将它们束缚在星系团内的(de)，它们早就(jiù)应该被抛出星系团(tuán)之外了，除非有一种神(shén)秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来(lái)源于某种隐(yǐn)形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出(chū)了(le)这样部(bù)分不可见的(de)暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反(fǎn)射(shè)光，但是(shì)它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是(shì)当时的(de)人们对这样(yàng)的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次(cì)出现。天文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福特(tè)在观测(cè)仙(xiān)女座星(xīng)系(xì)中的(de)恒星运动(dòng)。理论上来说，距离中(zhōng)心越远的恒星在其轨道上的运行速度(dù)就会越慢。但是他们观(guān)测的结果(guǒ)却让人感到不可思(sī)议。

随(suí)着(zhe)与唐舞桐为什么叫王冬儿 唐舞桐可以晋升一级什么中心距(jù)离(lí)的(de)增加，恒(héng)星的旋(xuán)转(zhuǎn)速度(dù)几(jǐ)乎保持不变。可是(shì)根据牛顿(dùn)的万(wàn)有(yǒu)引力定律(lǜ)，在(zài)星系当中如果没有(yǒu)足够大(dà)的质量来吸引(yǐn)它们，这些外围(wéi)的恒星早就(jiù)被(bèi)甩到宇宙当中了(le)。基(jī)于这种现象，科学家们会使(shǐ)用一种相对标准的(de)方法来解(jiě)释暗物质的存在，这(zhè)种(zhǒng)方法(fǎ)就是测量唐舞桐为什么叫王冬儿 唐舞桐可以晋升一级什么星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)气(qì)体在(zài)X轴上距离星系中心的距离(lí)，以及在(zài)Y轴上气体的(de)旋(xuán)转速度。如果(guǒ)出现异(yì)常的结果，就认为是由(yóu)暗物质的力量进(jìn)入其中。

于是科(kē)学家们(men)通过(guò)射电望(wàng)远(yuǎn)镜测量了(le)距离(lí)星系中心(xīn)更远距离的氢元素，发现它(tā)们的旋转速(sù)度并不(bù)符合牛顿的力(lì)学定律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳系也不例外(wài)，太(tài)阳系(xì)位(wèi)于银河系(xì)的第三悬臂之上，距离(lí)银河系(xì)中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律进(jìn)行计(jì)算，太阳系的运(yùn)行速(sù)度应该是160千米/秒(miǎo)，但实(shí)际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系(xì)旋(xuán)转，这个实际速度远远大(dà)于(yú)理论速(sù)度，那么产生以(yǐ)上这(zhè)种向(xiàng)心加(jiā)速(sù)度(dù)的原因很可(kě)能就是存在着一种(zhǒng)我(wǒ)们(men)看不到(dào)的物质，是这些暗物质(zhì)的引力效应将星系聚集在了一起。

也是从这(zhè)时(shí)开始，越来(lái)越多(duō)的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外(wài)恒星轨(guǐ)道的速度(dù)，估(gū)算在星系当中(zhōng)暗(àn)物质的质(zhì)量占整个星系(xì)质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个现象的原(yuán)因。在一项新的研究(jiū)当(dāng)中，科学(xué)家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没(méi)有引力(lì)效应(yīng)的遥(yáo)远恒星(xīng)之间，也会(huì)出现速度上的微小(xiǎo)差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银(yín)河系不(bù)多(duō)，但是星系当中存在的恒(héng)星数量却只有(yǒu)银河系的千(qiān)分之(zhī)一。

所以(yǐ)在(zài)理论(lùn)上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则就(jiù)会分崩离(lí)析。但是科学家们使用最先(xiān)进的望远镜对其进行了40个小时(shí)的详细测(cè)量(liàng)之后(hòu)，发现(xiàn)星系中的恒星运(yùn)动是可以用正(zhèng)常的(de)物质和(hé)力学定(dìng)律来解释(shì)的(de)。那么又有人提出，也(yě)许该星系的暗(àn)物质，已(yǐ)经(jīng)被附近的另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附近(jìn)没(méi)有(yǒu)任何星系存(cún)在(zài)。造成(chéng)这些(xiē)现象的(de)除了暗物质的假说之外，另一种可(kě)能就(jiù)是人类对引力的(de)理解还不够全面，引力很可能(néng)在不(bù)同尺度空间中的工(gōng)作方式是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理解(jiě)的方式运(yùn)动。但是(shì)上升到星系(xì)和(hé)星团(tuán)的尺度，引力之间的相(xiāng)互(hù)作用则是不(bù)同(tóng)的方式。对于在星系团(tuán)之间的相互作用，科学家还(hái)引入了(le)外(wài)部场效应的(de)概(gài)念(niàn)，指的(de)是在数百万(wàn)光年(nián)的规模上(shàng)，巨大的质(zhì)量之间会产生对彼此特殊的效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理论成(chéng)立(lì)，这意味着(zhe)我们需(xū)要对现在的物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也让(ràng)很(hěn)多人(rén)认为(wèi)暗物质(zhì)假(jiǎ)说理(lǐ)论就此(cǐ)终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有关于(yú)暗(àn)物(wù)质(zhì)存(cún)在的其他(tā)的理论证(zhèng)据，这(zhè)些理论(lùn)证据是蒙德理论所没(méi)法(fǎ)解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子(zi)弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)，由两个碰撞的(de)星系团所组成，类似这(zhè)样的星团，它们大(dà)部(bù)分的普(pǔ)通质(zhì)量都在星系的气体当中。当(dāng)星团(tuán)以1000万(wàn)公里(lǐ)/小时(shí)发(fā)生碰撞的时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会导致温(wēn)度的急(jí)剧升高，速度(dù)大幅降低(dī)。所以在(zài)理论上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系团(tuán)大部分的质量将位于所有这些气体(tǐ)所在的中间区域。那(nà)么我们通(tōng)过什么来验证它的质量区域到底是不是集(jí)中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯(bó)太(tài)空望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)第一张全彩的高清照(zhào)片，在照片中(zhōng)我们可(kě)以明显地看到很多星(xīng)系似(shì)乎被拉伸产生了巨大(dà)的(de)形变。其实这些星(xīng)系本身并(bìng)不是(shì)真的被(bèi)扭曲了，也不是韦(wéi)伯望(wàng)远镜出了什么问题，而(ér)是这(zhè)样极(jí)遥远的(de)天体和我们地球上(shàng)的观测者之间。被(bèi)一个质量超(chāo)级巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超(chāo)大质量(liàng)的东西(xī)的引力(lì)，会使(shǐ)身后更遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨(jù)大的(de)天体可(kě)能(néng)是超(chāo)大质(zhì)量的黑(hēi)洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人们对子弹星系(xì)团(tuán)观测的(de)时候，发现它(tā)的大质(zhì)量区域并不是在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最(zuì)好的(de)解释方(fāng)法就(jiù)是(shì)当星(xīng)团(tuán)发生全部的碰撞时，可被观测(cè)到的(de)质量(liàng)气体(tǐ)被卡在了中间，暗(àn)物质则(zé)直(zhí)接通过了这个区(qū)域，并在两边(biān)形成了(le)引力透镜。对(duì)子弹星系(xì)团的引力透镜研究也(yě)被认为是(shì)暗物质存在(zài)的迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除(chú)此之(zhī)外，还有来(lái)自宇宙当中最古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于(yú)可(kě)以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各(gè)相同(tóng)性的微波辐射。其(qí)中(zhōng)红色的部分表示(shì)温(wēn)度较(jiào)高的区(qū)域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实际上(shàng)它们之(zhī)间的温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家(jiā)们通(tōng)过对(duì)前(qián)景(jǐng)背景分离后的二值图像(xiàng)进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物(wù)质，图(tú)形看(kàn)起(qǐ)来不应该是(shì)这样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值(zhí)的幅度会减小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背(bèi)景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质大(dà)约(yuē)是普通(tōng)物质(zhì)的5倍。这个数字与(yǔ)解释(shì)星系(xì)当中恒星运(yùn)动所需要(yào)的暗(àn)物质比例(lì)是一致(zhì)的。这就意(yì)味着。

用了一个简单的理(lǐ)论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测结果。而暗(àn)物质的本质就是(shì)宇宙当中存在着某种类型(xíng)的粒(lì)子，它们(men)不(bù)参与任何其他的(de)电磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果能(néng)够(gòu)找到这种粒子(zi)的存在，就(jiù)相当于找(zhǎo)到了暗物质(zhì)存在的(de)实际证(zhèng)据(jù)。这种(zhǒng)粒子到底是(shì)什么？科学家们已经提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所(suǒ)需(xū)要(yào)的实验方式也不(bù)相同。在过去(qù)的几十年当中(zhōng)，人类为了(le)寻找(zhǎo)这些看不(bù)见(jiàn)、摸不到，几乎不会与常(cháng)规物质相互作用的“暗物(wù)质(zhì)”，科学家们已(yǐ)经进(jìn)行了超(chāo)过50次的实(shí)验(yàn)，却没有任何实质性的发现，除了(le)一个地方(fāng)，意大利的(de)格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山(shān)脉。

在山(shān)下(xià)1400米处的地下矿井当中(zhōng)，藏着(zhe)地球(qiú)上最大的地学实验(yàn)室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的探测器(qì)，一直致力于(yú)寻找(zhǎo)暗物质粒子的(de)周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这(zhè)里(lǐ)的(de)科(kē)学家声(shēng)称观测(cè)到了某种信号。经(jīng)过(guò)了20多(duō)年的数(shù)据收集，人们(men)发(fā)现(xiàn)了(le)一(yī)个有趣的(de)事情(qíng)。探测率会在每(měi)年(nián)的6月份达(dá)到峰值(zhí)，然后在11月(yuè)降到最低，而且在20年当中每年都是一(yī)样。一些科学(xué)家(jiā)认为这(zhè)可能是人类发现(xiàn)暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产(chǎn)生周期性的年(nián)度信(xìn)号呢？刚才(cái)我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒的速(sù)度(dù)围(wéi)绕着(zhe)银河系(xì)进行(xíng)移动，那么如果暗(àn)物质存在(zài)宇(yǔ)宙当中，这意味着我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(chǎn)生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋转。所以有半年的时间，地球围绕太(tài)阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的方向是一致(zhì)的，而另外半年则(zé)与之相反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太阳的方(fāng)向正好达(dá)到(dào)完全(quán)一(yī)致，这是理(lǐ)论(lùn)上地球穿越(yuè)暗物质流(liú)最快的时(shí)段。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最慢值(zhí)。尽管在(zài)实际的情(qíng)况中(zhōng)，太(tài)阳(yáng)系相对银河系的平(píng)面(miàn)呈现(xiàn)了60度(dù)的(de)倾斜，但是这并不(bù)影(yǐng)响这个理论的(de)有效性。

因此(cǐ)科学家认为(wèi)这(zhè)可以(yǐ)用来解(jiě)释，研(yán)究(jiū)人员们所观测到的(de)周期性信号。当然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度周期(qī)信(xìn)号的差异也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大(dà)利游(yóu)客的数量也(yě)符合这个周期的规律。

所以，科学(xué)家们又在南半(bàn)球建立了一个几乎相同的(de)实(shí)验室，这里的季节与之(zhī)前的实验室正好(hǎo)相反，而在这里(lǐ)，地球(qiú)穿过暗(àn)物质流(liú)的运(yùn)动特(tè)征和第一个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得(dé)到相同的信号，就可以成为(wèi)暗物质所存在的非常有(yǒu)力的证据了。但是(shì)由于这(zhè)个(gè)实验(yàn)室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至目前还(hái)无(wú)法提供相应的数据(jù)支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一(yī)台新的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜(jìng)叫(jiào)做“南(nán)希格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远(yuǎn)镜相同(tóng)，但它的(de)宽(kuān)视场仪器提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空望远镜其中一个关键(jiàn)的(de)用途就是探(tàn)索暗(àn)物(wù)质(zhì)背后(hòu)的奥(ào)秘(mì)，对于(yú)探测的结果，我(wǒ)们(men)只能拭目以待了。费(fèi)米实验室粒(lì)子天体物理中(zhōng)心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物(wù)质存在(zài)，它们极(jí)有(yǒu)可能拥(yōng)有另(lìng)一种神秘的效(xiào)应，这种暗物(wù)质效应，会(huì)支(zhī)持宇宙当(dāng)中生命(mìng)的诞生，或者说是生命进化(huà)的一个重要因素。

如果这一理论得到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物质会不会意味着人类并(bìng)不孤单(dān)呢？或许在宇(yǔ)宙当中(zhōng)某个角落(luò)的行星(xīng)上，暗(àn)物质正在通过这样的效应创造生命。当(dāng)然，这(zhè)些推论的(de)大前提(tí)是要先找到(dào)暗(àn)物质存在的实际证据。那(nà)么小伙伴们(men)，你们觉(jué)得暗(àn)物(wù)质(zhì)到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支(zhī)持是(shì)我更新的动(dòng)力！

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