宇宙(zhòu)是“人为制(zhì)造”的(de)？为(wèi)何会(huì)存在科学(xué)无法解释的(de)“暗(àn)物质(zhì)”？暗物质又(yòu)究竟(jìng)是什么？人类为(wèi)了(le)寻找暗(àn)物(wù)质存在的(de)证(zhèng)据，科学(xué)家们在过(guò)去的几十(shí)年当中进行了(le)超过50次的长期实验，但是(shì)却没有发(fā)现任(rèn)何的(de)有效证据(jù)。除了(le)一个(gè)地方(fāng)，在1687年出版的(de)自然哲学(xué)数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有引(yǐn)力定律，它揭示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家(jiā)们发现某些天(tiān)体(tǐ)运行轨道出(chū)现异常，不符合万有引(yǐn)力(lì)定律的时候，他们就会(huì)知(zhī)道，周围(wéi)一(yī)定有未知(zhī)的天体通过引力(lì)在(zài)摄动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥(ào)本勒维耶(yé)就(jiù)通过天王(wáng)星运行轨道的异(yì)常，推(tuī)算(suàn)并且发现了(le)海(hǎi)王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用(yòng)万有引(yǐn)力定律所取得重大(dà)天文成就的例(lì)子(zi)。但是这(zhè)些发(fā)现都是在恒(héng)星系统的尺(chǐ)度(dù)当中(zhōng)，可当我们上升到星系或者是(shì)星(xīng)团的(de)尺度，事情就开始变(biàn)得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基(jī)正在(zài)研究和测量后发(fā)星系团的(de)质量(liàng)。这是一个由(yóu)数千个星系所组(zǔ)成的巨大星系(xì)团，这些星系(xì)被引力束缚在(zài)一起(qǐ)。测量星系(xì)团的质量(liàng)一般会使(shǐ)用到两(liǎng)种方法，当两种(zhǒng)方法结果一(yī)致(zhì)，就(jiù)可以确定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的(de)质量(liàng)"，需(xū)要(yào)的数据是测量各个星系的(de)光度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力(lì)学质量的计算，是(shì)利用光(guāng)谱红移测量星系团中的各个星(xīng)系(xì)相(xiāng)对于(yú)星系团的运动速度。当测量结果出来(lái)之(zhī)后(hòu)，兹(zī)威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的(de)400倍。这意味着，后发座(zuò)星(xīng)系团有99%的(de)质(zhì)量消失(shī)了，或者说这99%的(de)质量并不以可见光的形式所存在，我(wǒ)们无法(fǎ)看(kàn)到。最诡异的是，在测量速度的过程(chéng)中，兹威基发(fā)现(xiàn)星系团(tuán)中很多星(xīng)系的速(sù)度比(bǐ)理(lǐ)论上要(yào)快得多(duō)，按照牛(niú)顿(dùn)的(de)运动学定律，仅靠这些可见星系(xì)的质量(liàng)所产生的(de)引力(lì)是无(wú)法将它们束缚在(zài)星系团内的(de)，它们早(zǎo)就应该被抛出星系团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的(de)力量在起作用(yòng)，这种力量来(lái)源于某种(zhǒng)隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据此，兹维基提出(chū)了这样(yàng)部分不可见的暗质，它不(bù)发(fā)散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却占据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只是当时的(de)人(rén)们(men)对(duì)这样的一种说法不(bù)屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这(zhè)个词才再(zài)一(yī)次(cì)出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特(tè)福特在观测仙女座星系中的(de)恒星运动。理(lǐ)论上来(lái)说，距离(lí)中心越远的恒星在其轨道上的运行速度就(jiù)会越慢(màn)。但(dàn)是(shì)他们观测的结果却(què)让(ràng)人感到不(bù)可思议。

随(suí)着与中心距离的(de)增加，恒星的(de)旋转速度(dù)几乎保持不变。可是根据(jù)牛顿(dùn)的(de)万有引力定律，在星系(xì)当中如(rú)果没有(yǒu)足够大的质量来吸引(yǐn)它(tā)们，这些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基于(yú)这(zhè)种现象，科学家们会使用一(yī)种相(xiāng)对(duì)标准的方法来解释(shì)暗(àn)物质的(de)存(cún)在，这种方(fāng)法(fǎ)就是测(cè)量(liàng)星系(xì)当中气体在X轴上距离(lí)星(xīng)系中心的(de)距离(lí)，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如(rú)果出现(xiàn)异常的(de)结果，就认(rèn)为是由暗物质(zhì)的力量进(jìn)入其(qí)中。

于是(shì)科学(xué)家们通过射电望(wàng)远镜测量了距离星系中(zhōng)心更远(yuǎn)距离(lí)的氢元(yuán)素，发现它们的旋转速度并(bìng)不符合牛顿的(de)力(lì)学定律。我(wǒ)们的(de)太阳系(xì)也不例外，太阳系位于银河(hé)系的第三悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年(nián)，根据(jù)万有引力(lì)定律进行计算，太阳系(xì)的运行速度应该是(shì)160千(qiān)米(mǐ)/秒，但实际(jì)上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的速(sù)度(dù)围绕银河(hé)系旋转，这个实际(jì)速度远远(yuǎn)大于理论速度，那(nà)么产生以上这种向心加速度的原因很可能就是存(cún)在着(zhe)一种我们看不(bù)到的物(wù)质，是这些暗物(wù)质(zhì)的引力(lì)效应将(jiāng)星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从(cóng)这时开始(shǐ)，越来(lái)越(yuè)多(duō)的研究人(r健康码可以扫出个人信息吗，健康码可以扫出个人信息吗én)员开始相信暗物质的存(cún)在。科(kē)学家根(gēn)据星系外恒星轨(guǐ)道的速度(dù)，估算在星系当中暗物质的(de)质量占整个(gè)星系(xì)质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可以解释这(zhè)个现(xiàn)象的原因。在一(yī)项新的研究当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引力效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之间，也会(huì)出现速度上(shàng)的(de)微小差异。另外(wài)，天(tiān)文学(xué)家还发现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但是星系当(dāng)中存在的恒星数量却(què)只有银河系的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该(gāi)星系必(bì)须(xū)存(cún)在暗物质，否(fǒu)则就会分崩离析。但(dàn)是科学家们使用最先(xiān)进的望远镜对其(qí)进(jìn)行了40个(gè)小时的(de)详细(xì)测量之(zhī)后，发现星系中(zhōng)的(de)恒星(xīng)运动是可(kě)以用正常(cháng)的物质和力(lì)学定律来解释的。那么(me)又有人提出，也许(xǔ)该星系(xì)的(de)暗物(wù)质(zhì)，已经被附近的另一个大星系剥离了(le)。奇(qí)怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成(chéng)这些现(xiàn)象的除了暗物质的(de)假说(shuō)之(zhī)外(wài)，另一种可能(néng)就是人类对引力的理解还不够全面(miàn)，引力很(hěn)可能在不(bù)同尺度空间中的工作方式是不同(tóng)的，这意味(wèi)着在行星系尺(chǐ)度中的天(tiān)体会沿着它们(men)的轨道(dào)，按照我们所理解的方式(shì)运动。但是上升到星系(xì)和(hé)星团(tuán)的尺度，引力之间的相互作用(yòng)则是不同的方式(shì)。对于(yú)在星系(xì)团之间的相互作(zuò)用，科学家(jiā)还引入了外部(bù)场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的是(shì)在数百万(wàn)光年的(de)规模(mó)上，巨(jù)大的质量之(zhī)间会(huì)产生(shēng)对彼此特殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们需要对现在的(de)物理定(dìng)律进行修正，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质(zhì)假说理论就此终结。但(dàn)是在(zài)宇宙当中还有关(guān)于暗物质存在的其他(tā)的理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

健康码可以扫出个人信息吗，健康码可以扫出个人信息吗ratio="0.5597331716191631" data-type="jpeg" data-w="1649" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/18fc0a6e444b507.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

径向距离为37亿(yì)光(guāng)年的子(zi)弹星系团，由两个碰撞的星(xīng)系(xì)团所组成，类似这样(yàng)的(de)星团，它们大部(bù)分(fēn)的普通质(zhì)量都在星系的气体当中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时发生(shēng)碰撞的(de)时候(hòu)，星际(jì)气体的相互作用(yòng)就会导致温度的急(jí)剧升高(gāo)，速(sù)度(dù)大(dà)幅降低。所(suǒ)以在(zài)理论上，在碰(pèng)撞之(zhī)后，子弹星系团大部(bù)分的质量(liàng)将位于所有这些气体所(suǒ)在的(de)中(zhōng)间区域。那么我(wǒ)们通过什么来验(yàn)证它的质量(l健康码可以扫出个人信息吗，健康码可以扫出个人信息吗iàng)区域(yù)到(dào)底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜(jìng)传回(huí)了宇(yǔ)宙当中第一(yī)张全彩的高清照片，在照片中我们可(kě)以明(míng)显地看到很多(duō)星(xīng)系(xì)似乎被拉(lā)伸(shēn)产生了巨大的形(xíng)变。其实这些星系本身并不(bù)是真的被扭曲了(le)，也不是(shì)韦伯望远镜出了什么(me)问题，而是这样(yàng)极遥(yáo)远的(de)天体和我们地球上的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的东(dōng)西的引力，会使身后(hòu)更遥远星(xīng)系的(de)光都发生了扭(niǔ)曲。这(zhè)个现象就是引力透镜效(xiào)应。这个巨大的(de)天体可能是超(chāo)大质量的(de)黑洞或者是(shì)暗物质。

所以当(dāng)人们对子(zi)弹星系团观(guān)测的时(shí)候，发(fā)现它的大(dà)质量区域并不是在(zài)中(zhōng)间，而(ér)是在两侧。所以最好的解释方法就是(shì)当星团发生全(quán)部的碰撞时(shí)，可被观测到的质量气(qì)体被卡在(zài)了中间(jiān)，暗(àn)物质(zhì)则直接通过了这(zhè)个区域，并(bìng)在两(liǎng)边形成了引力透(tòu)镜。对子弹星系团(tuán)的引(yǐn)力透镜(jìng)研究也被(bèi)认(rèn)为是(shì)暗物质存在的(de)迄(qì)今为(wèi)止(zhǐ)最好的理论证(zhèng)据(jù)。

除此之外，还有(yǒu)来自宇宙(zhòu)当中最古老的光(guāng)。从宇宙(zhòu)大爆(bào)炸(zhà)开始，38万(wàn)年之后，可(kě)见(jiàn)光终于可以畅通无阻地(dì)穿越(yuè)在宇宙(zhòu)当中了(le)。经过了130多(duō)亿年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背(bèi)景(jǐng)上留下了各(gè)相(xiāng)同性的(de)微波辐(fú)射。其中红色的部分表示温(wēn)度(dù)较高的(de)区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷的区域，但(dàn)实际上它们之间的(de)温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分离后的二(èr)值图像进(jìn)行连通域提取和标(biāo)记之(zhī)后发(fā)现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗(àn)物(wù)质，图形看起(qǐ)来不应该是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些(xiē)峰值的幅(fú)度会减小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测量值，我(wǒ)们需要(yào)的暗物质大(dà)约是普(pǔ)通物质的(de)5倍。这个(gè)数字与解释星(xīng)系当(dāng)中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比(bǐ)例(lì)是一致的。这就意(yì)味着。

用了一个(gè)简(jiǎn)单的理论框架，就(jiù)很好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质的本(běn)质(zhì)就是宇宙当中存在(zài)着(zhe)某(mǒu)种类型(xíng)的粒子(zi)，它们不参与任何其(qí)他的(de)电(diàn)磁作用(yòng)，只通过引力(lì)来相(xiāng)互作用。所以如果能(néng)够找到这种粒子(zi)的存在，就(jiù)相当(dāng)于找到了暗物(wù)质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学家们(men)已(yǐ)经提出了数十种的假想目标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这(zhè)些不同的目标粒(lì)子(zi)所需要的实验(yàn)方式也(yě)不相(xiāng)同。在过去的几十年当中，人类为了寻找这些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科(kē)学家们已(yǐ)经(jīng)进行了超(chāo)过50次的实验，却(què)没(méi)有任何(hé)实质性的发现，除了一个地方，意大利的格(gé)兰(lán)萨索(suǒ)山，隶属于阿(ā)尔(ěr)卑(bēi)斯(sī)山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井当中，藏(cáng)着地球上最大的(de)地学(xué)实验室，这个实验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物(wù)质粒子(zi)的周期(qī)性震(zhèn)荡(dàng)。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声称观测(cè)到了(le)某种信号(hào)。经过了20多年的数据(jù)收集，人们发现了一个有趣的(de)事(shì)情。探测率会在每年的6月份达到峰(fēng)值，然后(hòu)在(zài)11月降到最低，而且在20年(nián)当中每(měi)年都(dōu)是一样。一些科学家认为这可能(néng)是人类发现(xiàn)暗物质的第一个(gè)直(zhí)接证(zhèng)据。

但是为什么暗(àn)物质(zhì)会产生(shēng)周期性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正(zhèng)在(zài)以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动(dòng)，那么如果暗(àn)物(wù)质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我(wǒ)们也在以这(zhè)样的速度在穿(chuān)越(yuè)着暗物质流，这个过(guò)程中会产生相应的振荡，同(tóng)时(shí)地球又以30公里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的(de)方向与太阳环绕银河系的方(fāng)向是一致的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而(ér)在6月份的时候(hòu)，地(dì)球与太阳的方向正好达到完全一致，这是理论(lùn)上地球穿(chuān)越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对(duì)银河系的平面呈(chéng)现了(le)60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的(de)有效性。

因此科学家认为这可以用来解释，研究人(rén)员们所观(guān)测到的(de)周期性信号。当然也可(kě)能有(yǒu)其(qí)他的情况，造成这种年度周(zhōu)期信号的差异也可能是温(wēn)度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高(gāo)山上的积(jī)雪(xuě)，甚至连意大利游客的数量也符(fú)合这个(gè)周期的规律。

所以，科学(xué)家(jiā)们(men)又在南半球建(jiàn)立(lì)了一个几乎相同(tóng)的实(shí)验室，这里(lǐ)的季节与(yǔ)之前(qián)的实验室正好相反，而在(zài)这里，地(dì)球穿过暗物质(zhì)流的(de)运动特征和(hé)第一个实验室是一样的。

因此(cǐ)，如(rú)果(guǒ)在这(zhè)里可以得到相同的(de)信号(hào)，就可(kě)以成为暗物质所存在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由于这(zhè)个(gè)实验室刚刚建成不久，所以截至目前还无法(fǎ)提供相应(yīng)的数据支持。另外(wài)，在2025年(nián)，NASA将(jiāng)会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大(dà)小跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜(jìng)相(xiāng)同，但它(tā)的宽(kuān)视场仪器(qì)提供(gōng)的视野(yě)是哈勃(bó)红(hóng)外仪器的100倍。南希(xī)格(gé)雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一个关(guān)键的用途就是探(tàn)索暗(àn)物质(zhì)背(bèi)后的奥(ào)秘，对(duì)于探测(cè)的结果，我们只能拭目(mù)以待(dài)了。费米实验室粒子天体(tǐ)物理中(zhōng)心的科学家丹琥珀和贾(jiǎ)森(sēn)斯特(tè)芬(fēn)研究发现，如果暗物质存在(zài)，它(tā)们极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应(yīng)，这(zhè)种暗物(wù)质效应，会支持宇宙(zhòu)当(dāng)中生命的诞生，或(huò)者说(shuō)是(shì)生命进化的一(yī)个(gè)重(zhòng)要因素(sù)。

如果这一理论得(dé)到(dào)进一步的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物(wù)质(zhì)会不会意味(wèi)着(zhe)人类并不(bù)孤单(dān)呢？或许(xǔ)在宇宙当(dāng)中某个角落的行(xíng)星上(shàng)，暗物(wù)质正在通过(guò)这样的效应创造生命。当然(rán)，这些推论(lùn)的大前提是要先找到暗物质存在(zài)的实(shí)际证据(jù)。那么小伙伴们，你们觉(jué)得(dé)暗物(wù)质到底存不(bù)存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的(de)支持是我更新的动力！

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