宇宙是“人为(wèi)制(zhì)造”的？为何(hé)会(huì)存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是(shì)什么(me)？人(rén)类为(wèi)了寻找暗物质存在的证据，科(kē)学(xué)家们在过去的几十年当中(zhōng)进行了超过50次(cì)的长(zhǎng)期实(shí)验，但是却没有发现任何的有效证据。除(chú)了一个地方，在1687年出(chū)版的自(zì)然哲学数学原理一(yī)书(shū)中，埃萨(sà)克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后的几百年(nián)来，当天文学家们发现某些天体运行轨道出现(xiàn)异(yì)常，不符合万有引力定律的时候，他(tā)们就会知道，周(zhōu)围一定有(yǒu)未(wèi)知的天(tiān)体通(tōng)过引力在摄动它(tā)的轨道(dào)。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥本(běn)勒(lēi)维耶(yé)就通(tōng)过天王星运行轨道(dào)的异常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星(xīng)的(de)发现都是(shì)应用万有引力定律所取得重(zhòng)大天文成就(jiù)的例(lì)子(zi)。但是这些发现都是(shì)在恒星系统的尺度当中(zhōng)，可当(dāng)我们上(shàng)升(shēng)到星系或者(zhě)是星团的尺度(dù)，事情(qíng)就开(kāi)始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物(wù)理学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和测量后发(fā)星(xīng)系(xì)团的质量(liàng)。这是一个由(yóu)数千个(gè)星(xīng)系所组成的巨大星(xīng)系团，这些星系(xì)被引力束缚在一起。测量星系(xì)团的质量一般会使用到两种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可(kě)以(yǐ)确定其质量的(de)范(fàn)围。

第一种是(shì)获得其"光度(dù)学的(de)质量"，需要的数据是测(cè)量(liàng)各个星(xīng)系(xì)的(de)光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计(jì)算，是利(lì)用光谱红移测量星系(xì)团中的各个星系相对(duì)于星系团的运动速度(dù)。当测量结果出来之后(hòu)，兹威(wēi)基彻底懵了(le)，“动力学质(zhì)量(liàng)”竟(jìng)然是“光度(dù)学质(zhì)量”的(de)400倍。这意味着(zhe)，后(hòu)发(fā)座星系团有99%的质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说(shuō)这99%的质量(liàng)并不以可见光的形式所(suǒ)存在，我们无法看到(dào)。最诡异(yì)的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系(xì)团中很多星系(xì)的速度比理论上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些可(kě)见星系的质(zhì)量所(suǒ)产生的(de)引力(lì)是无法将它们(men)束缚在星系团内的，它们早就(jiù)应该被(bèi)抛出星系团之外了，除非有一种神秘(mì)的力量在起作用，这种力量(liàng)来(lái)源于某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出(chū)了(le)这样部(bù)分不可见的暗质(zhì)，它不(bù)发散光(guāng)、吸光、反射光，但是它们却(què)占据着(zhe)宇宙中(zhōng)绝(jué)大部分的(de)质(zhì)量。只是当时(shí)的人们对这样的一种说法(fǎ)不(bù)屑(xiè)一(yī)顾(gù)。

直到(dào)40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才再一(yī)次出现。天文学(xué)家维拉(lā)鲁宾和肯特(tè)福特在(zài)观(guān)测仙女座星(xīng)系中的恒(héng)星运(yùn)动(dòng)。理论上来说，距(jù)离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的运行(xíng)速度就会越(yuè)慢(màn)。但是(shì)他们观测(cè)的结果却让人感到不(bù)可思议(yì)。

随着与中(zhōng)心距(jù)离(lí)的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速(sù)度几(jǐ)乎(hū)保持不变(biàn)。可是根据牛顿的万(wàn)有(yǒu)引力定律，在(zài)星系当中如果没有足够(gòu)大的质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒星早(zǎo)就被(bèi)甩到宇(yǔ)宙当(dāng)中了。基于这种现象，科学家们会使用一(yī)种相对标准的方法来解释暗(àn)物质的存(cún)在(zài)，这种方法就是测(cè)量星系当中气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距(jù)离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如(rú)果出(chū)现异(yì)常的结果，就认(rèn)为是由暗物质的力量(liàng)进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜(jìng)测量了距离星(xīng)系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现它们的旋转速度(dù)并不符合(hé)牛顿的(de)力学定(dìng)律。我们的太阳系也不例外，太阳(yáng)系位于(yú)银河系的第三悬臂之上，距离(lí)银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进行计(jì)算，太阳系(xì)的运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在(zài)以220千米(mǐ)/秒的速(sù)度围绕银河系(xì)旋(xuán)转，这个实(shí)际速(sù)度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产生以上这种向(xiàng)心加速(sù)度的原(yuán)因很可能(néng)就是(shì)存(cún)在着一种我们看不到(dào)的物质，是(shì)这些暗物质(zhì)的(de)引力效(xiào)应将星(xīng)系聚集(jí)在了一起。

也是从这时开始，越来越多的研究人员(yuán)开始相(xiāng)信暗物(wù)质的存在。科(kē)学家根据星(xīng)系外(wài)恒星轨道的(de)速度，估算在星(xīng)系当中(zhōng)暗物(wù)质的(de)质量占整个星系(xì)质(zhì)量的85%。但是，暗物(wù)质并(bìng)不是唯一可以解释这个现象的原因。在一项新的(de)研究(jiū)当中(zhōng)，科学家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没(méi)有引力效(xiào)应的(de)遥远恒星之间，也会出现速度(dù)上的微(wēi)小差异。另外，天文学家(jiā)还发现了(le)一个(gè)反常的(de)星系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿(yì)光年，大小和银(yín)河(hé)系不多，但是星系(xì)当中(zhōng)存(cún)在的恒星数量却只有银河系的千分(fēn)之一。

所以(yǐ)在(zài)理论上，该星系必须存在暗物质，否则(zé)就(jiù)会分崩(bēng)离析。但是科学家(jiā)们(men)使用最先进的望(wàng)远镜(jìng)对其(qí)进行(xíng)了40个小时的(de)详(xiáng)细测量之后，发现星系中的恒星运动是可以(yǐ)用正(zhèng)常的物质(zhì)和力(lì)学定律来解释的。那么(me)又有人提(tí)出，也(yě)许该(gāi)星系的暗物质，已(yǐ)经被附近的(de)另一个大星系剥(bō)离了。奇(qí)怪的是，它的附近没有任何星系存(cún)在(zài)。造(zào)成这些现象(xiàng)的除(chú)了暗物(wù)质的假说(shuō)之外，另一种可能(néng)就是人类(lèi)对引力的理解还不(bù)够全面，引力很可能在不(bù)同(tóng)尺度(dù)空间中的(de)工作方式是不(bù)同的，这意味(wèi)着在行星系尺度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理(lǐ)解的方(fāng)式(shì)运动。但是(shì)上升到(dào)星(xīng)系(xì)和星团的尺度(dù)，引力之间的(de)相互作用(yòng)则(zé)是(shì)不同的方式。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科学家还引入了外(wài)部场效应的概念，指的(de)是在(zài)数(shù)百万光年的规模上(shàng)，巨大的质量之间会产生对彼此(cǐ)特殊的效果，这(zhè)个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需要对现在(zài)的物理定律进行修正，这些发现也让很(hěn)多人认为暗物质假(jiǎ)说理论(lùn)就(jiù)此(cǐ)终结。但是在(zài)宇(yǔ)宙当中还(hái)有(yǒu)关于暗物质存在(zài)的(de)其他的(de)理论证据，这些理论证据是蒙德理论所没(méi)法解释的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径向距离(lí)为37亿光(guāng)年的子弹星(xīng)系团，由两个碰撞的星系(xì)团所组(zǔ)成，类似这(zhè)样的星团，它(tā)们(men)大部分的普通质量都在星系的(de)气体当中。当星团(tuán)以(yǐ)1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时候(hòu)，星际气体的相互作用(yòng)就会(huì)导致温度的急剧(jù)升高，速度大幅降低(dī)。所以在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹星系(xì)团大部分(fēn)的质量将位于所有这些气体所在的中间区域。那(nà)么我们通过什么来验证它的(de)质量区域到底是不是(shì)集中在中间呢？前不(bù)久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了(le)宇宙当中第一张全彩的高清(qīng)照片(piàn)，在照(zhào)片中我(wǒ)们可以明显地(dì)看到很多星系似乎(hū)被(bèi)拉伸产生了巨大的形变。其(qí)实这些星系本身并不是真的(de)被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯(bó)望远(yuǎn)镜(jìng)出了什么(me)问题，而是这样(yàng)极遥(yáo)远的天体和我们地(dì)球上(shàng)的观(guān)测(cè)者之间。被一个(gè)质(zhì)量超级巨大(dà)的天体遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使身后更(gèng)遥远星(xīng)系的光都发生了(le)扭曲(qū)。这个现象就是引力(lì)透(tòu)镜效应。这个巨大的天体可(kě)能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们(men)对子弹星系(xì)团(tuán)观测的时候，发(fā)现它(tā)的大质量区域并不(bù)是(shì)在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解释方法就(jiù)是(shì)当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的(de)质量气(qì)体被卡(kǎ)在了中(zhōng)间(jiān)，暗物质(zhì)则(zé)直接通过了这个区域，并在(zài)两边形成了(le)引力(lì)透镜(jìng)。对子弹星(xīng)系团(tuán)的引力透镜(jìng)研(yán)究也被认(rèn)为是暗物(wù)质存在(zài)的迄(qì)今为(wèi)止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中最(zuì)古(gǔ)老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终于可以畅通无(wú)阻地穿越(yuè)在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这些光在(zài)宇宙空间(jiān)背景上留(liú)下(xià)了(le)各相同性的微波辐射。其中(zhōng)红色的部分(fēn)表示温度较高(gāo)的(de)区域，蓝色(sè)则表示(shì)相(xiāng)对较冷的区域，但实际上它们之间的(de)温(wēn)差只有万分之一。

科(kē)学家(jiā)们通过对前景(jǐng)背景(jǐng)分离后的(de)二值图像进行连通域提取和标记(jì)之后(hòu)发现(xiàn)，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质(zhì)，图(tú)形看(kàn)起来不应该是(shì)这(zhè)样的，而随(suí)着暗物质的增(zēng)加，一些峰值的(de)幅度(dù)会(huì)减小，才变得(dé)看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射(shè)的测(cè)量值，我们需要的暗物质(zhì)大约是普通物质的5倍。这个(gè)数字与解释星系当中(zhōng)恒星运动(dòng)所(suǒ)需(xū)要的暗(àn)物质比例是(shì)一(yī)致的。这就意(yì)味着。

用了(le)一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地解(jiě)释了(le)很(hěn)多不同的观测结果。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙当中存(cún)在(zài)着某种(zhǒng)类型(xíng)的粒子，它们不参与任(rèn)何其(qí)他的电磁作(zuò)用，只通过引力来相互(hù)作用。所以如果能够找(zhǎo)到这种粒子的存在，就相当(dāng)于(yú)找(zhǎo)到(dào)了暗物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是(shì)什么？科学家们已经(jīng)提(tí)出(chū)了数十种的假想目标，而要寻找这些不(bù)同的目标粒子所需要的实验方式也不相(xiāng)同。在过(guò)去的几十(shí)年当中，人类(lèi)为了寻(xún)找这些(xiē)看不见、摸不到，几(jǐ)乎不会与常规物质相互作用的(de)“暗(àn)物质”，科学(xué)家们已经(jīng)进(jìn)甜蜜惩罚类似的有哪些 推荐一下满是车的剧男女行了超过50次的实(shí)验，却(què)没有任(rèn)何实质性的发现(xiàn)，除了一个地方(fāng)，意大利的(de)格兰萨索山(shān)，隶(lì)属于阿尔卑斯(sī)山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏着(zhe)地球上最大的(de)地学实(shí)验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探测器，一直致(zhì)力于寻找暗物质粒子的(de)周期性震(zhèn)荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这里的科(kē)学家声称观测到了某(mǒu)种信(xìn)号。经过了20多年的数据收集，人(rén)们发现了一个有趣(qù)的事情。探测(cè)率会在每年的6月份达到峰值(zhí)，然后在11月降到(dào)最(zuì)低(dī)，而且在20年当(dāng)中每(měi)年都是一样。一些科(kē)学家认为这可(kě)能是人类发(fā)现暗物质的第一(yī)个(gè)直接证据。

但是为什(shén)么暗物质会产生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系进行移(yí)动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意(yì)味(wèi)着(zhe)我(wǒ)们也在以(yǐ)这样的(de)速(sù)度在穿越着(zhe)暗物质流，这个过(guò)程中会(huì)产生(shēng)相应的振荡，同时地(dì)球又以30公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半年的时(shí)间，地球(qiú)围绕太阳的(de)方向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一(yī)致(zhì)的(de)，而另外半年则与之相反。

而在6月(yuè)份(fèn)的时候(hòu)，地球与太阳的方向(xiàng)正好(hǎo)达到完全一致，这是(shì)理论上(shàng)地球穿越暗(àn)物质流最快的时段(duàn)。而在11月份(fèn)，又恰好达到了(le)最慢值。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银(yín)河(hé)系(xì)的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影响(xiǎng)这(zhè)个理论(lùn)的有效性(xìng)。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可(kě)以(yǐ)用来解释(shì)，研究人员们所观(guān)测(cè)到的周(zhōu)期性信号。当(dāng)然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这(zhè)种年(nián)度周期(qī)信号的差异也(yě)可能(néng)是(shì)温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至连意(yì)大利游客(kè)的数量也符合这个周期的(de)规(guī)律(lǜ)。

所以，科(kē)学家们又在(zài)南半球(qiú)建(jiàn)立(lì)了一个(gè)几(jǐ)乎相同(tóng)的实验室，这里的(de)季节与(yǔ)之(zhī)前的实验室(shì)正好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物(wù)质流的运动特征和第一个实验(yàn)室是(shì)一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可(kě)以成为暗物质(zhì)所存在的(de)非常有力的证据(jù)了。但(dàn)是由于这个实验室(shì)刚(gāng)刚建(jiàn)成不久，所以截至目前还(hái)无法(fǎ)提供相(xiāng)应(yīng)的(de)数(shù)据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的(de)宽视场(chǎng)仪器提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯(sī)罗曼太空望远镜其中一个关键的用途(tú)就是探索暗物质(zhì)背(bèi)后的(de)奥秘，对于探测的(de)结果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体物理(lǐ)中心的(de)科(kē)学家(jiā)丹琥珀和贾森斯(sī)特芬(fēn)研究(jiū)发现，如果暗物质存在，它们极有(yǒu)可(kě)能拥有另(lìng)一种神(shén)秘(mì)的效应，这种暗(àn)物质效应，会(huì)支持宇宙当中生命的(de)诞生，或(huò)者说是生命进(jìn)化(huà)的(de)一个重要因素。

如果这一理论得到进一步的(de)证(zhèng)实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质会不会意味着(zhe)人(rén)类并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通过(guò)这样的效应创(chuàng)造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是要先(xiān)找(zhǎo)到暗物(wù)质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质(zhì)到底存(cún)不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的(de)支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 甜蜜惩罚类似的有哪些 推荐一下满是车的剧男女