宇宙是“人为制造”的？为何会存在(zài)科学无(wú)法解释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类为了寻找暗物质(zhì)存在的(de)证据，科学家们在过去(qù)的(de)几十年当中进(jìn)行(xíng)了(le)超过50次的长期实验，但是(shì)却没有(yǒu)发现(xiàn)任何的有效(xiào)证据(jù)。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(niú)顿发表了万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律，它揭示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运动的(de)规律(lǜ)。往后的几百年来，当天(tiān)文学家们发现某(mǒu)些天体运行轨道出现(xiàn)异常，不符合(hé)万有引力定律的时候(hòu)，他们就会知道，周围一定有未知的天体通过引力(lì)在(zài)摄动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道(dào)的(de)异常，推算(suàn)并且发现了海王星的(de)存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万有引力定(dìng)律(lǜ)所(suǒ)取得(dé)重大天文成就的例子。但是这些(xiē)发现都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中(zhōng)，可当我(wǒ)们上升到星系或者是星团的尺(chǐ)度(dù)，事(shì)情就开始变得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物理(lǐ)学(xué)家弗里(lǐ)茨兹(zī)威基(jī)正在研究和测(cè)量后发星(xīng)系团的质量。这是(shì)一个由数千个(gè)星系所(suǒ)组成(chéng)的(de)巨大星(xīng)系团，这些(xiē)星(xīng)系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星系团的质量一般会使用到两种方(fāng)法，当(dāng)两种方法结果一致(zhì)，就可以确定(dìng)其质量的范围。

第一种是(shì)获得(dé)其(qí)"光度学的质量(liàng)"，需要的数据(jù)是测量各(gè)个星(xīng)系的光(guāng)度。

第(dì)二种是动力学质(zhì)量的(de)计算，是利用光谱红移测量星系团中的(de)各个星系相对于星(xīng)系团的运动速度。当测量(liàng)结果(guǒ)出来之后，兹威(wēi)基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这(zhè)99%的(de)质(zhì)量并不以(yǐ)可见光(guāng)的形式(shì)所存在(zài)，我(wǒ)们无法看到(dào)。最(zuì)诡异的是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹威基(jī)发现星系(xì)团(tuán)中(zhōng)很多(duō)星系(xì)的速度比理论上要快得多，按照牛(niú)顿的(de)运动(dòng)学定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这些(xiē)可见星(xīng)系的质量所产生的(de)引力(lì)是无法将它们束缚在星系团内的，它们(men)早就(jiù)应该被抛出星系团之外了，除非(fēi)有(yǒu)一种神秘的力量在起作(zuò)用，这(zhè)种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹(zī)维基提出了这样部分不可见的暗质，它不发(fā)散光(guāng)、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中(zhōng)绝大部分的质量(liàng)。只是当时的人们对这样的一种说法不(bù)屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙女(nǚ)座星系(xì)中的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论上来说(shuō)，距离中心越远的(de)恒星在(zài)其轨(guǐ)道上的运(yùn)行速(sù)度就会越慢。但(dàn)是他们观测(cè)的结果却让人(rén)感到不可思议。

随(suí)着与中心距离的(de)增加，恒星的旋转速(sù)度几乎(hū)保(bǎo)持不变。可(kě)是根(gēn)据牛顿的万有(yǒu)引力定律，在星系当中如果(guǒ)没有足(zú)够大的质(zhì)量来(lái)吸引它们，这些外围的恒(héng)星早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于这(zhè)种(zhǒng)现象，科(kē)学家(jiā)们(men)会使(shǐ)用一(yī)种相(xiāng)对标准(zhǔn)的方法来解释(shì)暗物质的存在，这种方法就是测量星系当中气(qì)体(tǐ)在X轴上(shàng)距离星(xīng)系中心(xīn)的距(jù)离(lí)，以及(jí)在Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果出(chū)现异常(cháng)的(de)结果(guǒ)，就认为是由暗物质的(de)力量进入其中。

于是科(kē)学家(jiā)们通过(guò)射电望(wàng)远(yuǎn)镜测量了距离星系(xì)中(zhōng)心更远(yuǎn)距离的氢元(yuán)素，发现它们的旋转速度(dù)并不符合牛顿的(de)力学定律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳(yáng)系也不例(lì)外(wài)，太(tài)阳系(xì)位于(yú)银(yín)河系的第(dì)三悬臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光(guāng)年，根据(jù)万有引(yǐn)力定律(lǜ)进(jìn)行(xíng)计算，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的速(sù)度围(wéi)绕银河(hé)系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于(yú)理论(lùn)速度(dù)，那么产生以上(shàng)这种向心加(jiā)速(sù)度的原因很可能就是存在着一种我们看不到的物(wù)质，是这些暗物质的引力效(xiào)应将星系聚集(jí)在(zài)了(le)一起。

也(yě)是(shì)从这(zhè)时开(kāi)始(shǐ)，越来越多的研究人员开始相信暗(àn)物质的存在。科学(xué)家根据星系外恒星轨道的速(sù)度(dù)，估(gū)算(suàn)在(zài)星(xīng)系当中暗物质的质量(liàng)占整个星系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗(àn)物质并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，科学家们发现，几乎没有(yǒu)引力效(xiào)应的(de)遥远(yuǎn)恒星之间(jiān)，也(yě)会出现速度(dù)上的微小差异。另外，天文学家还(hái)发现(xiàn)了一(yī)个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河(hé)系不(bù)多，但是星系当(dāng)中存在的恒星数量(liàng)却只(zhǐ)有银河系的千(qiān)分之(zhī)一。

所(suǒ)以在理论(lùn)上，该星(xīng)系必须(xū)存(cún)在暗物质，否则就会分崩离(lí)析。但是(shì)科学家们使用(yòng)最先进的望远镜(jìng)对其进行了40个小时的详细测量(liàng)之后，发现星系(xì)中的恒星运动是可(kě)以用正常的物质和(hé)力学定律(lǜ)来解释的(de)。那(nà)么又有人提出，也(yě)许该星系的(de)暗物质，已经被(bèi)附近的另一(yī)个(gè)大星系(xì)剥(bō)离了。奇怪的(de)是(shì)，它的附近没有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外(wài)，另一(yī)种可能就是人类对引力的(de)理解(jiě)还不够全面，引(yǐn)力很可能在不同尺度(dù)空间(jiān)中的工(gōng)作(zuò)方式是(shì)不(bù)同的(de)，这意味着在(zài)行星系(xì)尺度中(zhōng)的天体会沿(yá黄鳝多了怎么保鲜存放 黄鳝冰箱半年可以吃吗n)着它们的轨道，按照我们(men)所理解(jiě)的(de)方(fāng)式运动。但是上(shàng)升到星系和星团的尺度，引力之间的相互作用则是不(bù)同的方(fāng)式。对(duì)于在星(xīng)系团(tuán)之间的(de)相互作用，科学(xué)家还引入了外部场效应的概(gài)念，指(zhǐ)的是(shì)在数百(bǎi)万(wàn)光年的规模(mó)上，巨大的质量(liàng)之间会产生对彼此特(tè)殊的效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着(zhe)我(wǒ)们需要(yào)对现在的物理定律(lǜ)进行修正，这些发现也(yě)让(ràng)很多(duō)人认为(wèi)暗物质(zhì)假(jiǎ)说(shuō)理论(lùn)就此终结(jié)。但是(shì)在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关于(yú)暗物质存(cú黄鳝多了怎么保鲜存放 黄鳝冰箱半年可以吃吗n)在(zài)的(de)其他的理论证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论(lùn)所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团(tuán)，由两个碰撞的星系(xì)团(tuán)所组成(chéng)，类(lèi)似这样(yàng)的星团，它们大(dà)部分的普通质量都在(zài)星系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时(shí)发生碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气体的相互作用就会(huì)导(dǎo)致温度的急(jí)剧升高，速度大(dà)幅降低。所以在(zài)理论上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大部分(fēn)的质量将(jiāng)位(wèi)于所有(yǒu)这些气体所在的中(zhōng)间区域。那么我们通过什么(me)来(lái)验证它的(de)质量(liàng)区域到底是不是(shì)集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传回了(le)宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高清(qīng)照片，在照片(piàn)中我们可(kě)以(yǐ)明显地(dì)看到很多(duō)星系似乎被拉伸产(chǎn)生了巨(jù)大的形变。其(qí)实这些(xiē)星系本(běn)身(shēn)并不是(shì)真的(de)被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是韦(wéi)伯望远镜(jìng)出了什么问(wèn)题(tí)，而是这(zhè)样极遥远(yuǎn)的天体和我们地(dì)球上(shàng)的观测(cè)者之间。被一个(gè)质量超级(jí)巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使身(shēn)后更遥(yáo)远星系(xì)的光(guāng)都发生了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜效应(yīng)。这个巨(jù)大(dà)的天(tiān)体可能是超(chāo)大质(zhì)量的(de)黑(hēi)洞(dòng)或者是暗(àn)物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量(liàng)区(qū)域(yù)并(bìng)不是(shì)在中间，而是在两侧(cè)。所(suǒ)以最(zuì)好的(de)解释方法就是(shì)当(dāng)星团(tuán)发生全(quán)部(bù)的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物质(zhì)则直接通过(guò)了(le)这个区域(yù)，并在两边形成了引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也被认为是(shì)暗(àn)物质存在的迄今为止最好的理论证据(jù)。

除此之外，还有(yǒu)来(lái)自(zì)宇宙当中最(zuì)古老的(de)光(guāng)。从宇宙(zhòu)大爆炸开(kāi)始(shǐ)，38万(wàn)年之后(hòu)，可见(jiàn)光终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越(yuè)在(zài)宇(yǔ)宙当中了。经过(guò)了(le)130多亿年之(zhī)后(hòu)，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同(tóng)性(xìng)的微(wēi)波辐射。其中红色(sè)的部分(fēn)表示温度较(jiào)高的(de)区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的区域(yù)，但(dàn)实际上它们之间的(de)温差只有万分之(zhī)一。

科学家们通过对(duì)前景背景分(fēn)离后(hòu)的二值图(tú)像进行(xíng)连(lián)通域提取和(hé)标记(jì)之后发现，如果宇宙当(dāng)中没有(yǒu)暗物质，图形看起来不应该(gāi)是(shì)这样的，而(ér)随着暗物质的(de)增(zēng)加，一些峰值的幅(fú)度会减小，才(cái)变(biàn)得看起(qǐ)来“和(hé)谐(xié)”。为了匹配宇宙(zhòu)微波(bō)背(bèi)景辐(fú)射的测量值，我们(men)需要的暗(àn)物质大约是(shì)普通物(wù)质的5倍。这个数字与(yǔ)解释星系(xì)当中恒星运(yùn)动所(suǒ)需要的暗物质比例是一致的。这就意(yì)味着。

用了(le)一个(gè)简单的理论框架(jià)，就很好地解释了很(hěn)多不(bù)同的观(guān)测结果。而(ér)暗(àn)物质的(de)本质(zhì)就是宇宙当中存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们不参与任何其他的电磁(cí)作用，只通(tōng)过引力来(lái)相(xiāng)互作用。所(suǒ)以(yǐ)如果(guǒ)能够找到(dào)这种粒子的(de)存在，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的实(shí)际证据。这种粒子到底是什么？科学家们(men)已经提出了数十种的(de)假(jiǎ)想目标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这些不同的目标(biāo)粒子所需要的实验方式也(yě)不相同。在过去的几十年当中，人类(lèi)为了寻找这些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不(bù)会与常规物质相互作用的“暗物质(zhì)”，科学家们已经(jīng)进行了超过(guò)50次(cì)的实验(yàn)，却没有(yǒu)任何实质(zhì)性的发(fā)现，除了一个地(dì)方，意大利(lì)的(de)格兰萨索山，隶(lì)属(shǔ)于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在(zài)山下1400米处的地下矿(kuàng)井(jǐng)当中，藏(cáng)着地球上最大的地学实验(yàn)室，这(zhè)个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼高的探测器(qì)，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学家声称观测(cè)到(dào)了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收集，人们发(fā)现了(le)一个有趣(qù)的事(shì)情(qíng)。探(tàn)测(cè)率会在每年的6月份达到峰(fēng)值，然后在11月(yuè)降(jiàng)到最低，而且在20年当中每年(nián)都是(shì)一样。一些科学(xué)家认为(wèi)这(zhè)可能是人(rén)类发现暗物质的第一(yī)个直(zhí)接(jiē)证据。

但是为什么暗物质会产生周期(qī)性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以(yǐ)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(yǔ)宙当中，这意味着我们(men)也在以(yǐ)这样的(de)速(sù)度在穿越着暗物质流，这个过程中会(huì)产(chǎn)生相(xiāng)应的(de)振荡(dàng)，同时地球又(yòu)以30公里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕太阳进(jìn)行旋转(zhuǎn)。所以有半年(nián)的时间，地(dì)球围绕太阳(yáng)的方(fāng)向与(yǔ)太阳环绕银(yín)河系的方向是一致的，而另外半年则与之(zhī)相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与(yǔ)太阳的方向正好达到完全一致，这是理论(lùn)上地球穿(chuān)越暗物(wù)质流最(zuì)快(kuài)的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是(shì)这并不影响这个理论的有效(xiào)性。

因此科学家认为这可以用(yòng)来解释，研究人(rén)员(yuán)们(men)所(suǒ)观(guān)测(cè)到的周期性(xìng)信号。当然也可能有其他的情况，造(zào)成(chéng)这(zhè)种年度(dù)周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土(tǔ)壤中(zhōng)的水分、高山上(shàng)的(de)积雪，甚至连意大利游客(kè)的数(shù)量(liàng)也符合这个周期的(de)规律(lǜ)。

所以，科学(xué)家们又在南半球建立了一个几(jǐ)乎相(xiāng)同的实(shí)验室，这里的季节与之前(qián)的实验(yàn)室(shì)正好(hǎo)相反(fǎn)，而在这里，地球穿(chuān)过暗物质流的(de)运动特征和第一个实验室是一(yī)样(yàng)的(de)。

因(yīn)此，如果在(zài)这里(lǐ)可以得到相同的信号(hào)，就可以成为(wèi)暗物质所存在的非常有力(lì)的证据了。但(dàn)是由于(yú)这个实验(yàn)室(shì)刚刚建成不久，所以截至目前(qián)还无法提供相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这(zhè)台(tái)太空(kōng)望远镜叫(jiào)做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同(tóng)，但(dàn)它的宽视(shì)场仪器提供的(de)视野是哈(hā)勃(bó)红外(wài)仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一个关(guān)键的(de)用(yòng)途就是探索暗(àn)物质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于(yú)探测(cè)的结(jié)果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒(lì)子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发(fā)现，如(rú)果暗(àn)物质存在，它们极有(yǒu)可能拥(yōng)有另(lìng)一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗(àn)物质效(xiào)应，会支持宇宙当(dāng)中生命的诞生，或(huò)者说是(shì)生命进(jìn)化的一个(gè)重要(yào)因素(sù)。

如果这一理(lǐ)论得(dé)到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意味着人类并不孤(gū)单(dān)呢？或许在(zài)宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落的(de)行星(xīng)上，暗物质(zhì)正在(zài)通过这(zhè)样的(de)效应创造生命。当然，这些推论的大前提是(shì)要先找到暗物质存在的实(shí)际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得(dé)暗物质(zhì)到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的动力(lì)！

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