宇宙是(shì)“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟(jìng)是什么？人(rén)类为了寻(xún)找(zhǎo)暗(àn)物质存(cún)在的证据(jù)，科(kē)学家们在过去的几十(shí)年当中进行了(le)超过50次的长期实验(yàn)，但是(shì)却没(méi)有发现任(rèn)何的有效证据。除了一个地(dì)方(fāng)，在1687年出(chū)版的自(zì)然哲学数学原理一书(shū)中，埃萨(sà)克牛顿发表了万有引力(lì)定(dìng)律，它揭示(shì)了宇宙中(zhōng)天体运动的规(guī)律。往后(hòu)的几百年来，当天(tiān)文学家们(men)发现某些天体运行轨道出现异(yì)常，不符合万有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律的时候，他(tā)们就会知道，周(zhōu)围一定(dìng)有(yǒu)未知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨(guǐ)道(dào)。比如在1846年，奥本勒(lēi)维(wéi)耶就通过天王星运行轨(guǐ)道的(de)异常，推算并且发现了海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗(huì)星、冥(míng)王星的发(fā)现(xiàn)都是应用(yòng)万有(yǒu)引(yǐn)力定律所取得重大天(tiān)文成就的例子。但(dàn)是这些(xiē)发现都是在恒(héng)星系统(tǒng)的尺度当中，可(kě)当我(wǒ)们上升到星系或者是星团的尺(chǐ)度，事情就开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗(fú)里(lǐ)茨兹威(wēi)基正在(zài)研究和测量(liàng)后发(fā)星(xīng)系团(tuán)的(de)质量。这是(shì)一(yī)个由(yóu)数(shù)千个星系所组成的(de)巨大星系团(tuán)，这些(xiē)星系被引力束缚在一起。测(cè)量星系(xì)团的质量一般会使用(yòng)到两(liǎng)种(zhǒng)方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就可以(yǐ)确定其质量的范围(wéi)。

第一种是(shì)获(huò)得(dé)其(qí)"光度(dù)学的质(zhì)量"，需(xū)要的数据是测量各个星系(xì)的光度。

第(dì)二种是动(dòng)力学质量的计算，是利用光谱红(hóng)移(yí)测(cè)量星(xīng)系团(tuán)中的各个星系相(xiāng)对于星系团的运动速(sù)度。当测(cè)量结果出(chū)来之后(hòu)，兹(zī)威(wēi)基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座(zuò)星系(xì)团有99%的(de)质量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可(kě)见光的形式所(suǒ)存在，我们无(wú)法(fǎ)看到。最诡异(yì)的是(shì)，在测量速度的过程(chéng)中(zhōng)，兹威基发现星系团中(zhōng)很多(duō)星系的(de)速度比理论(lùn)上(shàng)要快(kuài)得多(duō)，按照牛(niú)顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所(suǒ)产生(shēng)的引力是(shì)无法将它(tā)们(men)束(shù)缚在星(xīng)系(xì)团(tuán)内的，它们(men)早就(jiù)应该被抛(pāo)出星系(xì)团(tuán)之外(wài)了，除非有一种神秘的力量在(zài)起作用，这种(zhǒng)力量(liàng)来源于(yú)某(mǒu)种隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它不发散光(guāng)、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但是(shì)它们却占(zhàn)据着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当(dāng)时的人们对这样(yàng)的一(yī)种说法不屑(xiè)一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特福(fú)特在观测仙女座星系中的恒星运动。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就会越(yuè)慢。但(dàn)是他(tā)们观测(cè)的结果却让人感到不可思议。

随着(zhe)与中心距离(lí)的增加，恒星的(de)旋(xuán)转速度几乎(hū)保持(chí)不变。可是根据牛(niú)顿的万有引力定律(lǜ)，在星系(xì)当中如果没有足够大的质(zhì)量来吸引它们(men)，这些(xiē)外围的恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中了(le)。基(jī)于这(zhè)种现象(xiàng)，科学(xué)家们会使用一种相对(duì)标(biāo)准的方法来解释暗(àn)物质的(de)存在，这(zhè)种方法就(jiù)是(shì)测量星系当(dāng)中气体在(zài)X轴上距离星(xīng)系中心(xīn)的距离，以及在(zài)Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如(rú)果出现异(yì)常(cháng)的结(jié)果，就认为(wèi)是由暗物质的力量(liàng)进入其中(zhōng)。

于(yú)是(shì)科学家们通(tōng)过射电望(wàng)远(yuǎn)镜测量(liàng)了距离星(xīng)系中心更远(yuǎn)距离的(de)氢(qīng)元素，发现它(tā)们的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的(de)力学定律。我们的太阳系也(yě)不(bù)例外(wài)，太阳系(xì)位于银河系(xì)的(de)第(dì)三(sān)悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根据万有引力(lì)定(dìng)律进行(xíng)计算，太阳(yáng)系的运行速(sù)度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的(de)速度围绕(rào)银河系(xì)旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度，那么(me)产(chǎn)生以上这种(zhǒng)向心(xīn)加速度的原(yuán)因很(hěn)可能就是存在着一种我们看不到的物质，是这些暗物质(zhì)的引力(lì)效(xiào)应(yīng)将星系聚集在(zài)了一(yī)起。

也是从这时开始(shǐ)，越来越多(duō)的研究人员开始相信暗物质(zhì)的存在。科(kē)学家(jiā)根据(jù)星系外(wài)恒星轨(guǐ)道的速度(dù)，估(gū)算在(zài)星系当(dāng)中暗物质的质量占整(zhěng)个(gè)星系质(zhì)量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物质(zhì)并(bìng)不是唯(wéi)一(yī)可以(yǐ)解释这个现象的原因。在一项新的(de)研究(jiū)当(dāng)中(zhōng)，科学(xué)家们(men)发(fā)现，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星之(zhī)间(jiān)，也会出(chū)现速度(dù)上(shàng)的微小差(chà)异。另外，天文学(xué)家还发现了一(yī)个反常的星系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距(jù)离地球(qiú)大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系(xì)当中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系的(de)千分之一。

所以在(zài)理论上(shàng)，该星系必(bì)须(xū)存在(zài)暗物质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科(kē)学家(jiā)们使(shǐ)用最先(xiān)进(jìn)的望远(yuǎn)镜(jìng)对其进行了40个小时的详(xiáng)细(xì)测(cè)量之后，发现(xiàn)星系中的恒星(xīng)运(yùn)动是可以用正常的物质和力(lì)学定(dìng)律来解释(shì)的。那么又有人提出，也许该(gāi)星系的暗物(wù)质(zhì)，已经被附近的另一(yī)个(gè)大星系剥离了。奇(qí)怪(guài)的是，它的附(fù)近没有任何星系存在。造成这(zhè)些现象的除(chú)了暗物质的(de)假(jiǎ)说之外，另一(yī)种(zhǒng)可(kě)能就(jiù)是人(rén)类(lèi)对引力的理解还(hái)不(bù)够全面，引(yǐn)力很(hěn)可能在(zài)不同尺度空间中的(de)工作方式是不同的，这意味着在行星系(xì)尺度中的天体(tǐ)会沿着它们(men)的轨道，按(àn)照(zhào)我(wǒ)们所理(lǐ)解的方式(shì)运动。但是上升到星系和(hé)星团的尺度(dù)，引力(lì)之(zhī)间的相互作用(yòng)则(zé)是不同的(de)方式。对于在星系(xì)团之间(jiān)的相互作用，科(kē)学(xué)家(jiā)还(hái)引入了外部场效应(yīng)的概念，指的是在数(shù)百万光(guāng)年的规模(mó)上(shàng)，巨大的质量之间会(huì)产生对彼此特殊(shū)的效果，这个理论(lùn)叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德(dé)理(lǐ)论成立，这意味着我们(men)需要对(duì)现(xiàn)在的(de)物理定律进(jìn)行修正(zhèng)，这些发现(xiàn)也(yě)让很多(duō)人(rén)认为(wèi)暗物质假(jiǎ)说理论就此终结。但是在宇宙当中还有关于(yú)暗物质(zhì)存在的其他(tā)的理论证据，这些理论证(zhèng)据是蒙德理论所没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰(pèng)撞的星(xīng)系团所组成(chéng)，类似这样的星团(tuán)，它(tā)们大部(bù)分的普通质量都在星系的(de)气(qì)体当中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰(pèng)撞的时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子(zi)弹(dàn)星系团大部分的质量将位(wèi)于所有(yǒu)这些气体所在的中间区域。那么(me)我们通(tōng)过什么来验(yàn)证它(tā)的质量(liàng)区域到底是(shì)不(bù)是集(jí)中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太(tài)空望远(yuǎn)镜(jìng)传回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高(gāo)清照(zhào)片，在(zài)照片中(zhōng)我(wǒ)们可(kě)以(yǐ)明显地看到很多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形(xíng)变。其实(shí)这些(xiē)星系(xì)本身并不(bù)是真的被扭曲了，也(yě)不是(shì)韦伯望(wàng)远镜出了什么问题，而是这(zhè)样(yàng)极遥远的天体(tǐ)和我们地球(qiú)上的观测者之间(jiān)。被一(yī)个质量超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个(gè)超(chāo)大质量的(de)东西(xī)的(de)引(yǐn)力，会(huì)使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭(niǔ)曲(qū)。这个现象就是引力透(tòu)镜效(xiào)应。这个巨大(dà)的天体可能是(shì)超大质量的黑(hēi)洞或者是(shì)暗(àn)物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团(tuán)观测(cè)的时候，发现它的(de)大(dà)质(zhì)量区(qū)域并不是在中(zhōng)间(jiān)，而是在两侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的解释方法就是当星(xīng)团(tuán)发生全部(bù)的(de)碰撞时，可被观测到(dào)的质(zhì)量气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则直(zhí)接(jiē)通过了这个区域，并在(zài)两边形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究也(yě)被认为是暗物质存在的迄今为止最好的理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来(lái)自(zì)宇(yǔ)宙当(dāng)中最古(gǔ)老(lǎo)的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开(kāi)始，38万年(nián)之后，可见光终(zhōng)于可以畅(chàng)通(tōng)无(wú)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相同性(xìng)的微波辐射。其中(zhōng)红色的部分(fēn)表示(shì)温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷的区域，但实际(jì)上它们之间的(de)温差只有万分(fēn)之一(yī)。

科(kē)学家们通过(guò)对(duì)前景背景分离(lí)后的二(èr)值图像进行连通域提(tí)取和标记之后发(fā)现，如果宇宙当中没(méi)有暗物质，图形(xíng)看起来不应该(gāi)是这(zhè)样的(de)，而随着暗物(wù)质的增(zēng)加，一些峰(fēng)值(zhí)的幅度(dù)会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了(le)匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值，我们需要的(de)暗物质大(dà)约是(shì)普通(tōng)物质的5倍。这个(gè)数字与解(jiě)释星系当中(zhōng)恒星运动所需要(yào)的暗(àn)物质比例是一致的。这就意味(wèi)着。

用了一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地解(jiě)释了很多(duō)不(bù)同的观(guān)测结果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是宇宙当(dāng)中存在着(zhe)某种类型的粒子，它们不参与任何(hé)其他的(de)电磁作用，只(zhǐ)通过引力(lì)来相(xiāng)互(hù)作用(yòng)。所以如果(guǒ)能(néng)够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就相(xiāng)当(dāng)于找到了(le)暗物质存在的实(shí)际证(zhèng)据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了(le)数十种的假想目标，而要(yào)寻找(zhǎo)这些不同的目标粒(lì)子所需要(yào)的实验方(fāng)式也不相同。在过去的几十年当中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不到(dào)，几乎(hū)不会与(yǔ)常规物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超(chāo)过50次的实验，却(què)没有(yǒu)任何实质性的发现，除(chú)了(le)一个地方，意大利(lì)的格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的地(dì)下矿井当中(zhōng)，藏着(zhe)地球上最大的地学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层(céng)楼高的探测(cè)器，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家(jiā)声称(chēng)观测到了某种信号。经过了20多(duō)年的(de)数(shù)据收集，人(rén)们发现(xiàn)了(le)一个(gè)有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降(jiàng)到(dào)最(zuì)低，而且在20年当中(zhōng)每(měi)年都是一样。一(yī)些(xiē)科(kē)学家认(rèn)为这(zhè)可能是人类发现暗物(wù)质的第(dì)一个(gè)直接证据。

但是(shì)为什么暗物质会产(chǎn)生周期性(xìng)的年度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了太阳系正(zhèng)在以220公(gōng)里/秒的速(sù)度(dù)围绕着(zhe)银(yín)河(hé)系进行移动，那么如果暗(àn)物质存(cún)在(zài)宇宙当中，这意味着我(wǒ)们也在(zài)以这样的速(sù)度在(zài)穿越着暗物质流，这个过(guò)程中(zhōng)会产生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速度围绕太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半年的时(shí)间，地球围绕(rào)太阳的方向与太阳环绕银河系的方(fāng)向是一(yī)致的，而另外(wài)半年(nián)则与之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的时候，地球与太阳的方向正好达到完全一(yī)致，这是理论上地球穿(chuān)越暗物质流(liú)最快(kuài)的时(shí)段(duàn)。而在(zài)11月(yuè)份，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管在实际的(de)情(qíng)况中，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影响这个(gè)理论的(de)有效性。

因(yīn)此(王宝强学历，王宝强不是84年的吗cǐ)科学家认为这可以(yǐ)用来(lái)解释，研(yán)究人员(yuán)们所观测到的周期性信(xìn)号。当然也可能有其他(tā)的情况(kuàng)，造成(chéng)这种年(nián)度周期信号的差异(yì)也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高(gāo)山(shān)上的积(jī)雪，甚至(zhì)连意大利游客的数量也(yě)符合这个周期的规律。

所以，科学家(jiā)们(men)又在南半(bàn)球建立(lì)了(le)一个几乎相同的(de)实验室(shì)，这里的季节与之前的(de)实验室正(zhèng)好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动(dòng)特征和第一(yī)个实(shí)验室是一样的。

因(yīn)此，如果在(zài)这里(lǐ)可以得到相同(tóng)的信号(hào)，就(jiù)可以成(chéng)为暗物质所存在的非常有力的(de)证据了。但是(shì)由于(yú)这个实验室刚(gāng)刚建成不久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目(mù)前还无法(fǎ)提供相应(yīng)的数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一(yī)台新的望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南(nán)希格(gé)雷斯罗曼(màn)”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望(wàng)远镜(jìng)相同，但它的宽视场仪器提(tí)供的视(shì)野是哈(hā)勃红外(wài)仪器的100倍。南希格(gé)雷斯(sī)罗曼太空望远镜其中一(yī)个关键的(de)用途(tú)就是(shì)探索(suǒ)暗(àn)物质背后的奥秘，对(duì)于探测的(de)结果，我们(men)只能拭目以(yǐ)待(dài)了。费米实验室粒子天体物(wù)理中心的(de)科(kē)学家(jiā)丹琥珀(pò)和贾森斯特(tè)芬研(yán)究发现，如果暗物质存在(zài)，它(tā)们极有可能拥有(yǒu)另一种神秘的效(xiào)应，这种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当中(zhōng)生命的诞生(shēng)，或(huò)者(zhě)说是生命进化的一个(gè)重要因素。王宝强学历，王宝强不是84年的吗

如(rú)果这一理论得到进一步的证(zhèng)实，那么(me)遍布宇宙(zhòu)当(dāng)中的(de)暗物(wù)质会不(bù)会意味着人类并(bìng)不孤单呢(ne)？或(huò)许在宇(yǔ)宙当中某个角落(luò)的行星上(shàng)，暗(àn)物质正在(zài)通过这(zhè)样的效应创(chuàng)造生(shēng)命。当然，这些(xiē)推论的大前提是要先找到暗(àn)物质存在的实(shí)际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的(de)支持是我(wǒ)更新的动力！

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