宇宙是“人为(wèi)制(zhì)造”的(de)？为何会存在科学无(wú)法解(jiě)释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据(jù)，科学家们在过去的几十年当(dāng)中进行了超过(guò)50次(cì)的(de)长(zhǎng)期实验，但是却(què)没(méi)有发现(xiàn)任何的有效证据。除(chú)了一(yī)个地(dì)方，在1687年(nián)出(chū)版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿(dùn)发(fā)表了(le)万有引(yǐn)力定(dìng)律，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后的(de)几百(bǎi)年(nián)来，当(dāng)天文(wén)学(xué)家们发现某些天体运行轨道出现异常，不(bù)符(fú)合(hé)万(wàn)有引力定律的(de)时候，他(tā)们(men)就会知(zhī)道，周围一定(dìng)有未(wèi)知的天体(tǐ)通过(guò)引力在摄(shè)动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运(yùn)行轨(guǐ)道的异常，推算并(bìng)且发现(xiàn)了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王(wáng)星的发现都(dōu)是应用万有引力定律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但是这些(xiē)发现(xiàn)都(dōu)是(shì)在恒(héng)星系(xì)统的尺度当中，可当我们(men)上升(shēng)到星系或者是星(xīng)团(tuán)的尺(chǐ)度，事情(qíng)就开始(shǐ)变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗(fú)里(lǐ)茨兹威基正在(zài)研(yán)究和测量(liàng)后发星(xīng)系团(tuán)的质量。这是一个(gè)由数千个星系(xì)所组成的巨(jù)大星系团，这些星系被引力束缚(fù)在一起。测量星系(xì)团的质量一般会使用到(dào)两种方法(fǎ)，当两种方(fāng)法结果一致，就(jiù)可(kě)以确(què)定其质量的范(fàn)围。

第一种是获得其"光度学(xué)的质量"，需(xū)要的(de)数据(jù)是测(cè)量各(gè)个(gè)星系的光度。

第二种是(shì)动力(lì)学质量的计算，是(shì)利用光谱红(hóng)移(yí)测(cè)量星系团中的各(gè)个星系相对于(yú)星系团的运动速度(dù)。当(dāng)测量(liàng)结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然是“光(guāng)度(dù)学(xué)质量”的400倍。这意味着，后发(fā)座(zuò)星系(xì)团有99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的质量(liàng)并不以可(kě)见光的形(xíng)式所存在，我们无(wú)法看到。最诡异(yì)的是，在测量速度的过程中，兹威基(jī)发现(xiàn)星系团中(zhōng)很多星(xīng)系的速度(dù)比理论上(shàng)要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生(shēng)的引力是无(wú)法将它们束(shù)缚在星(xīng)系团内的(de)，它们早(zǎo)就(jiù)应该被(bèi)抛(pāo)出星系团(tuán)之(zhī)外了，除非有一种神(shén)秘的(de)力量在起作用(yòng)，这种(zhǒng)力量来源于某(mǒu)种隐形的物质。

据此，兹维基(jī)提出了这样部(bù)分(fēn)不可见的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却占据着宇宙中绝(jué)大部分的质量(liàng)。只(zhǐ)是(shì)当时的人们对(duì)这样(yàng)的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年(nián)之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出现。天文(wén)学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特(tè)在观测(cè)仙女座星系中的(de)恒星运动。理论上来说，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星(xīng)在其轨道上(shàng)的(de)运行速度就会越慢。但是他们(men)观测的5公里是多少米 5公里是多少步结果却(què)让人感(gǎn)到不可思议。

随(suí)着与中(zhōng)心距离的(de)增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变(biàn)。可是根(gēn)据牛顿(dùn)的万有(yǒu)引力定律(lǜ)，在星(xīng)系(xì)当中(zhōng)如(rú)果没有足(zú)够大的质量来吸引它们，这些外(wài)围的恒星(xīng)早(zǎo)就被甩到(dào)宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。基于这种现象(xiàng)，科学家们(men)会使(shǐ)用一种相对(duì)标准的(de)方法来解(jiě)释暗物质的存(cún)在，这(zhè)种方法(fǎ)就是(shì)测量星系当中(zhōng)气体在X轴上距离星系中心的(de)距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋(xuán)转速(sù)度。如果出(chū)现(xiàn)异常的(de)结果，就认为(wèi)是由暗物质的力量进入其中(zhōng)。

5公里是多少米 5公里是多少步alt="宇(yǔ)宙是“人为创造”的证(zhèng)据？颠(diān)覆科学(xué)认知的(de)暗物质(zhì)！竟(jìng)是生命诞(dàn)生的基础？_黑(hēi)料正能量(liàng)" decoding="async" data-ratio="0.46758039008961516" data-type="jpeg" data-w="1897" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

于(yú)是科学家(jiā)们通过射电望远镜(jìng)测(cè)量(liàng)了距离星系中(zhōng)心(xīn)更(gèng)远距(jù)离的氢元素(sù)，发现(xiàn)它们的旋转速(sù)度并不符(fú)合牛顿的(de)力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位(wèi)于(yú)银河系的第三悬臂之(zhī)上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根(gēn)据万有(yǒu)引力(lì)定律进行计算，太(tài)阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的速(sù)度围(wéi)绕银河系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际(jì)速度远远大于理论(lùn)速度，那(nà)么产生以上(shàng)这(zhè)种向心加速度的原因(yīn)很可能就是存在着一种我们看(kàn)不到(dào)的物质(zhì)，是这(zhè)些暗物质的引(yǐn)力效应将星系(xì)5公里是多少米 5公里是多少步聚集在了一起(qǐ)。

也是从这时(shí)开始，越来(lái)越多的研究(jiū)人员开始相信暗物质的存在。科(kē)学家(jiā)根据星(xīng)系外(wài)恒星(xīng)轨道的速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一(yī)可(kě)以解释这个现象的(de)原因。在(zài)一项新的研究当中，科学(xué)家们发现，几乎没有引(yǐn)力效应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会(huì)出现速度(dù)上的(de)微小差异(yì)。另外，天(tiān)文学(xué)家还发现了一个(gè)反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系(xì)不多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量却只有银(yín)河系的千分(fēn)之一。

所(suǒ)以(yǐ)在(zài)理论上，该星系(xì)必须存在暗物质，否则(zé)就会分崩(bēng)离(lí)析。但是科学家(jiā)们使用(yòng)最先进的(de)望远镜(jìng)对其进行(xíng)了40个(gè)小时的(de)详细测(cè)量(liàng)之后，发现星系(xì)中的(de)恒星运(yùn)动是可以用正(zhèng)常的(de)物(wù)质和(hé)力学定律来解释的。那么(me)又有人提出，也许该(gāi)星系的暗(àn)物质，已(yǐ)经被(bèi)附近(jìn)的另一个大(dà)星系(xì)剥(bō)离了。奇怪的是(shì)，它(tā)的附近没(méi)有任(rèn)何星系存在。造成(chéng)这(zhè)些现象的除(chú)了暗物质的假说之(zhī)外，另一种(zhǒng)可(kě)能就(jiù)是人类对引力的理解还(hái)不够全(quán)面，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中的工(gōng)作方式是不同(tóng)的，这意味(wèi)着在(zài)行(xíng)星系尺度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我(wǒ)们所理解的方(fāng)式(shì)运动。但是上升(shēng)到星系和星团的尺度，引力之间(jiān)的相互作用则是不同的方式(shì)。对于在星(xīng)系团之间的相(xiāng)互作(zuò)用，科学(xué)家还引入了外部场(chǎng)效应(yīng)的概念，指的是在数百万光年的规(guī)模上(shàng)，巨(jù)大(dà)的质量之间(jiān)会产生对彼此(cǐ)特殊的(de)效(xiào)果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对(duì)现在的物理定律进行修正，这些发现也让(ràng)很(hěn)多人认为(wèi)暗物质假说理论就此终结(jié)。但是在宇宙(zhòu)当中还有(yǒu)关于暗(àn)物质存在的其他的理论(lùn)证(zhèng)据，这些(xiē)理(lǐ)论证(zhèng)据是蒙德理论所没法(fǎ)解释(shì)的“引力(lì)透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的(de)子(zi)弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组(zǔ)成，类似(shì)这样的星团(tuán)，它们大部分的普通质(zhì)量(liàng)都在星系(xì)的气体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞的时(shí)候，星际气体的相互(hù)作用就会导致温度(dù)的急剧升高，速度(dù)大(dà)幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大(dà)部分的质量将位于所有这些气体所(suǒ)在(zài)的(de)中间区域。那么我们通过什么来验证(zhèng)它的质量区域到底是不是(shì)集中在(zài)中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯(sī)韦(wéi)伯太空望远镜传(chuán)回了(le)宇宙(zhòu)当中(zhōng)第(dì)一张(zhāng)全彩的高清照(zhào)片，在照片中(zhōng)我们(men)可以明显地看到很多星(xīng)系似乎被(bèi)拉伸(shēn)产生了巨大的(de)形变。其实这些(xiē)星系本身并不是(shì)真的被扭(niǔ)曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了(le)什么问(wèn)题，而是这样极(jí)遥远的天体(tǐ)和我们地球上的观测者之间。被一个(gè)质量超级巨大的(de)天体遮挡(dǎng)，这个超大质量的东西的引力，会使身后更遥远星(xīng)系(xì)的光都(dōu)发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是(shì)引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体可能是超(chāo)大质量的黑(hēi)洞或者是暗(àn)物(wù)质(zhì)。

所以(yǐ)当人(rén)们对子(zi)弹(dàn)星系(xì)团观测的(de)时(shí)候(hòu)，发现它的大质量区域并(bìng)不是在中(zhōng)间(jiān)，而是在(zài)两侧。所(suǒ)以最(zuì)好的解(jiě)释方法就是(shì)当星团发生全(quán)部的碰撞(zhuàng)时，可(kě)被观测到的质(zhì)量(liàng)气体被卡(kǎ)在(zài)了(le)中间，暗(àn)物质(zhì)则直接通过了这个区域(yù)，并(bìng)在两边形(xíng)成了引力透(tòu)镜。对子(zi)弹星系团的引力(lì)透镜研(yán)究(jiū)也被认为是(shì)暗物质存在的迄今为止最好的理(lǐ)论证据。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始(shǐ)，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙(zhòu)当(dāng)中了。经(jīng)过了(le)130多亿年之(zhī)后，这些(xiē)光在宇宙(zhòu)空间背景上留下了各(gè)相同性的微波辐射(shè)。其中(zhōng)红色的(de)部(bù)分(fēn)表(biǎo)示(shì)温度(dù)较高(gāo)的区域，蓝(lán)色(sè)则表示相对较冷(lěng)的(de)区(qū)域，但实际上它(tā)们之间的温差只(zhǐ)有万分之(zhī)一。

科学家们通过对前景背景分离后的二值(zhí)图像进行连(lián)通域提(tí)取和(hé)标记之后发现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形(xíng)看起(qǐ)来不应(yīng)该是这(zhè)样的，而随着暗物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会减小，才(cái)变(biàn)得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景(jǐng)辐(fú)射的测量值，我们需(xū)要的暗(àn)物质大约(yuē)是普通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解(jiě)释星系当中恒星运动(dòng)所需(xū)要的(de)暗(àn)物质比例是一致(zhì)的。这(zhè)就意味着。

用了一个(gè)简单的(de)理论框(kuāng)架，就很好(hǎo)地解(jiě)释(shì)了很多不同的观测结果(guǒ)。而暗物质的(de)本质就是宇宙当中存在着某种类型的(de)粒(lì)子，它们不参(cān)与任何其(qí)他的电磁(cí)作用，只通过引力来(lái)相互作用。所以如(rú)果能够(gòu)找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于找到了暗物质存在的实际证(zhèng)据。这(zhè)种粒子到(dào)底是什(shén)么？科学(xué)家们已经(jīng)提(tí)出(chū)了数十(shí)种的假想目标(biāo)，而(ér)要寻(xún)找这些不同的目标(biāo)粒子(zi)所需要的实验方(fāng)式也不相同。在过(guò)去的几十年当(dāng)中(zhōng)，人类为了寻找(zhǎo)这些看不(bù)见(jiàn)、摸不(bù)到，几乎不会与(yǔ)常规物(wù)质相互作用的“暗物质”，科学(xué)家们已(yǐ)经(jīng)进(jìn)行了(le)超(chāo)过50次的实验，却(què)没有任何实质性的发现(xiàn)，除(chú)了(le)一个地(dì)方，意大利的格兰(lán)萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的(de)地下(xià)矿井当中，藏着(zhe)地球上最(zuì)大的地学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性(xìng)震荡(dàng)。

自(zì)1997年(nián)以来，这里的科学家声称观测到了某(mǒu)种信号(hào)。经过(guò)了20多年的数(shù)据收集，人们(men)发(fā)现了一(yī)个有趣的事情(qíng)。探(tàn)测率(lǜ)会在每年的6月(yuè)份(fèn)达到峰值，然后在11月降(jiàng)到最低，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家(jiā)认为这可能是人类发现暗(àn)物质的第一个(gè)直(zhí)接证据。

但是为(wèi)什(shén)么暗物质会产生周期(qī)性的年度信号(hào)呢？刚才我们讲了太(tài)阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着银河(hé)系进行移动(dòng)，那么如果暗物质存(cún)在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也在以(yǐ)这样(yàng)的(de)速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同(tóng)时地球又(yòu)以(yǐ)30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行(xíng)旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳(yáng)环绕银(yín)河系的方向(xiàng)是一(yī)致的，而另外(wài)半年则与之(zhī)相反。

而在6月(yuè)份的时候，地球与(yǔ)太阳的方向正好达到(dào)完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿(chuān)越暗物质流最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰(qià)好达到了最慢值(zhí)。尽管在(zài)实际(jì)的情况中(zhōng)，太(tài)阳(yáng)系相对银河系的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是这并不影(yǐng)响(xiǎng)这个理(lǐ)论的(de)有效性(xìng)。

因此(cǐ)科学家(jiā)认为这可(kě)以用来解释，研究(jiū)人员们所观测到的周期性信号。当然也可能(néng)有其他的情况，造成这种年度周期(qī)信号的(de)差(chà)异也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的(de)水分、高(gāo)山(shān)上(shàng)的(de)积(jī)雪，甚至连(lián)意大利(lì)游客的数量也符合这个周期的规(guī)律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学家们又(yòu)在南半球建(jiàn)立了一个几(jǐ)乎相(xiāng)同(tóng)的实验室，这里的季节与之前的(de)实验室(shì)正好相(xiāng)反，而在这里(lǐ)，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特(tè)征和第(dì)一个实验室是一样的(de)。

因(yīn)此，如果在(zài)这里可以得(dé)到相同的信号，就(jiù)可以成为暗物质(zhì)所(suǒ)存在(zài)的非常有力的证据(jù)了。但是由于(yú)这(zhè)个实验室刚刚(gāng)建成(chéng)不久，所(suǒ)以截(jié)至目(mù)前还无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将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(zhǔ)镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它(tā)的宽视场仪器(qì)提供(gōng)的(de)视(shì)野是哈勃红(hóng)外仪器的100倍(bèi)。南希格(gé)雷(léi)斯罗曼太空(kōng)望(wàng)远镜(jìng)其中一个关键的用途就是探(tàn)索暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我们(men)只能拭(shì)目以待(dài)了。费米(mǐ)实验室粒子天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研究(jiū)发现，如(rú)果(guǒ)暗(àn)物质(zhì)存在(zài)，它(tā)们(men)极有可能拥有另(lìng)一种神秘(mì)的效应，这种暗物质效应，会支持宇(yǔ)宙当中生命的(de)诞生，或者说(shuō)是生命进化(huà)的一个(gè)重要(yào)因素。

如果这一(yī)理论得到进一步的证(zhèng)实，那么(me)遍布宇宙当中的(de)暗物质会不(bù)会意味着人类并不孤(gū)单呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当中某个角落的行星上，暗(àn)物质正在通过这样(yàng)的效应(yīng)创造(zào)生命(mìng)。当(dāng)然(rán)，这(zhè)些推论的大前提是要先找到暗物质存在(zài)的实(shí)际证据。那(nà)么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的支持是我(wǒ)更(gèng)新(xīn)的动力！

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