宇宙是“人(rén)为制造”的(de)？为何会存在科学(xué)无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类(lèi)为(wèi)了(le)寻找暗物质(zhì)存在的(de)证据，科(kē)学(xué)家们在过去的几十年当(dāng)中进行了超(chāo)过(guò)50次(cì)的长(zhǎng)期(qī)实验，但是却没有发现任何的有效(xiào)证据。除了一(yī)个地方，在(zài)1687年出版的(de)自然(rán)哲(zhé)学数学(xué)原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律，它揭示了(le)宇宙(zhòu)中天体运(yùn)动的(de)规(guī)律(lǜ)。往后的几(jǐ)百年来，当天文学家们发现(xiàn)某些天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异常，不符合万(wàn)有(yǒu)引力定律的(de)时候，他们(men)就会(huì)知道(dào)，周围一定(dìng)有未知的天(tiān)体通过引力在(zài)摄动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶(yé)就通过天(tiān)王星运行轨道的异常，推算并(bìng)且发现(xiàn)了海王星的(de)存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万(wàn)有引(yǐn)力定律所取得重(zhòng)大天文成就的例(lì)子。但是(shì)这些发现(xiàn)都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中，可当我们上(shàng)升到星(xīng)系(xì)或者(zhě)是(shì)星团(tuán)的(de)尺(chǐ)度，事情就开(kāi)始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后发星系团(tuán)的质量。这是一个由数千个星系(xì)所(suǒ)组成的(de)巨大星(xīng)系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星系团的质量一般会使(shǐ)用到(dào)两(liǎng)种方法(fǎ)，当两种方(fāng)法结(jié)果一致，就可以确(què)定(dìng)其质量的范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的(de)质量"，需要(yào)的数(shù)据(jù)是测量各个星系的光度。

第二种是动(dòng)力学质量的(de)计算，是(shì)利(lì)用光谱红移测量(liàng)星系团中的各个星系相对于(yú)星系(xì)团的运动(dòng)速度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发(fā)座星系团(tuán)有99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的(de)质量并不以可见(jiàn)光(guāng)的(de)形式所存在，我(wǒ)们无(wú)法(fǎ)看到。最(zuì)诡异的是，在测量速度(dù)的过程(chéng)中(zhōng)，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星系的速度(dù)比理(lǐ)论(lùn)上(shàng)要快(kuài)得多(duō)，按照牛(niú)顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些可(kě)见星系的质量(liàng)所产生的引力是(shì)无法将(jiāng)它们束缚在(zài)星系团内的，它们早(zǎo)就应该被抛出星系团之(zhī)拔冗莅临是什么意思boronnijijiao，拔冗莅临是什么意思？ 词语外了，除非有一种神秘的(de)力量在起作用，这(zhè)种力量来(lái)源于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了(le)这(zhè)样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占据(jù)着宇宙中(zhōng)绝(jué)大部分的质(zhì)量。只是(shì)当时的人们对这(zhè)样(yàng)的一(yī)种(zhǒng)说法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质(zhì)”这个(gè)词才再(zài)一(yī)次出现。天(tiān)文学家(jiā)维拉鲁宾和(hé)肯(kěn)特福特(tè)在观(guān)测仙女(nǚ)座(zuò)星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动。理(lǐ)论上来说，距离(lí)中心越远(yuǎn)的(de)恒星(xīng)在其轨道(dào)上(shàng)的运行速度就会越慢(màn)。但是他(tā)们观测的(de)结(jié)果(guǒ)却让人感到(dào)不可思(sī)议。

随(suí)着(zhe)与中心距离(lí)的增加，恒星(xīng)的旋(xuán)转速度几乎保(bǎo)持(chí)不变。可是根据(jù)牛顿的万有引力定律(lǜ)，在(zài)星系(xì)当中如果没(méi)有足够大(dà)的质量来吸(xī)引(yǐn)它(tā)们，这些(xiē)外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们(men)会使用一种(zhǒng)相对标准的方(fāng)法来解(jiě)释暗物质的存(cún)在(zài)，这种方(fāng)法就是测量星系当中气(qì)体在(zài)X轴(zhóu)上距离(lí)星系中心(xīn)的(de)距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出(chū)现异常的结果，就认为是由暗(àn)物质的(de)力量进入(rù)其中。

于是科学家们通(tōng)过射(shè)电望远镜测量了距离星(xīng)系中心更远距离的(de)氢元素(sù)，发(fā)现它们(men)的旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合(hé)牛顿的力(lì)学定律。我们的太阳系也不例(lì)外，太阳系位于(yú)银河系的第三悬臂之上，距离银河系(xì)中(zhōng)心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进行计算(suàn)，太阳(yáng)系的运行速度应该是160千(qiān)米/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系(xì)旋转，这个实际速度远远大于(yú)理论(lùn)速度(dù)，那么产生以上这种向心加速度(dù)的原(yuán)因很可能就(jiù)是存在着一种我们看不到的物质，是这些暗物质的引力效应(yīng)将星(xīng)系(xì)聚集在了一起。

也是从这时开始(shǐ)，越来越多的研(yán)究人员开(kāi)始相信暗(àn)物质的存在。科学家根(gēn)据星系(xì)外恒星(xīng)轨道的速(sù)度，估算在星(xīng)系(xì)当中(zhōng)暗物质的质量(liàng)占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个现象的原因(yīn)。在(zài)一项新(xīn)的研究当中(zhōng)，科学(xué)家们发(fā)现，几乎没有引力效(xiào)应(yīng)的遥远恒星之(zhī)间，也会出现速度上的微小差异。另外，天(tiān)文学(xué)家还发(fā)现了一个(gè)反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距离(lí)地球大(dà)约2.5亿(yì)光年，大小和银河系不多，但是星系(xì)当中存在的恒星数量却只有银河系的千分之一(yī)。

所以(yǐ)在(zài)理论上，该星系必须存在(zài)暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家(jiā)们(men)使(shǐ)用最先进(jìn)的(de)望(wàng)远镜对其进行了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发现星(xīng)系中的(de)恒星运动是可以用正常的(de)物质(zhì)和力学(xué)定律来解释的。那么又有人提出(chū)，也许该星系的暗物质，已经被附(fù)近的另一个大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的(de)附近没(méi)有任何星系存在。造成这些现象的除(chú)了(le)暗物质的假说之(zhī)外，另(lìng)一种可能就是人类对引(yǐn)力的理解还不够全面，引(yǐn)力很可(kě)能在(zài)不同尺度空间中(zhōng)的工作方(fāng)式是(shì)不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们(men)的(de)轨道，按(àn)照我们所(suǒ)理解的方式运动。但是上升(shēng)到(dào)星(xīng)系(xì)和(hé)星团的尺度，引力之间的相互作用则是不同(tóng)的方式。对于在星系团之(zhī)间的相互作用，科学家还(hái)引入了外部场效应的概念，指的(de)是在(zài)数百(bǎi)万光年的(de)规模上，巨大的质量(liàng)之间会产生对彼此特(tè)殊的效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理(lǐ)论(lùn)成立，这意味着我(wǒ)们需(xū)要对(duì)现在(zài)的物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多人认为暗物质假说理(lǐ)论就此终结(jié)。但是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质(zhì)存在的(de)其(qí)他(tā)的理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)，这(zhè)些理论(lùn)证据(jù)是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引力透镜(jìng)”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系(xì)团所组成，类似(shì)这样的星团(tuán)，它(tā)们大部分的(de)普通(tōng)质(zhì)量都在星系的气体当中(zhōng)。当星团以1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的(de)时(shí)候，星(xīng)际气体的(de)相互作(zuò)用就会导致温度的(de)急剧升高，速度大幅降低(dī)。所(suǒ)以(yǐ)在(zài)理论上，在碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹(dàn)星系团(tuán)大部分的质量将位于所有这些(xiē)气体所在的中间区域。那么我们通过(guò)什么来验证它的(de)质量(liàng)区域到底是(shì)不是集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回(huí)了宇宙当(dāng)中第(dì)一张全彩的高清(qīng)照片(piàn)，在照(zhào)片(piàn)中我们(men)可以明(míng)显地(dì)看到很多星系似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形变(biàn)。其实这些(xiē)星系本身(shēn)并(bìng)不是真的被扭曲(qū)了(le)，也不是韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而是这样极(jí)遥远(yuǎn)的天体和我们(men)地球上的观测者之间。被一个(gè)质(zhì)量超级巨大的(de)天体(tǐ)遮挡，这(zhè)个超大质(zhì)量的东西的引力，会(huì)使身后更(gèng)遥远星(xīng)系的光(guāng)都发(fā)生了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力透镜效应。这(zhè)个巨(jù)大(dà)的天体可能是超大质量的黑洞(dòng)或者是暗物(wù)质。

所以(yǐ)当人们对(duì)子弹星系团观测的时候，发现它的大(dà)质量区域并不(bù)是在中间，而(ér)是在(zài)两侧。所(suǒ)以最好的(de)解释方法就是当星团发(fā)生(shēng)全部的碰撞时，可被观(guān)测到(dào)的质量(liàng)气体被(bèi)卡在了中间，暗物质(zhì)则直接(jiē)通过了这个(gè)区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子弹星系团的引力(lì)透镜研究也被认为(wèi)是暗物质存在的迄今为止最好的理论证据。

除(chú)此之外(wài)，还有(yǒu)来自宇宙(zhòu)当中最古老(lǎo)的光。从宇宙(zhòu)大(dà)爆炸开始，38万(wàn)年之后(hòu)，可见光终于可以(yǐ)畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年之(zhī)后，这些光在(zài)宇宙(zhòu)空间(jiān)背景上(shàng)留下(xià)了各相同性的微波辐射。其(qí)中红色(sè)的部分(fēn)表示温度较高的区域，蓝色(sè)则(zé)表(biǎo)示相对较冷的(de)区域(yù)，但实际上它们之间的(de)温差只有万分之一。

科(kē)学家们通过对前景背景分(fēn)离后的二值图像(xiàng)进行(xíng)连(lián)通域提取和(hé)标记之后发现，如果宇宙当(dāng)中(zhōng)没有暗物(wù)质，图形(xíng)看起来不应该(gāi)是这样的，而(ér)随着暗物(wù)质的增(zēng)加，一些峰值的幅(fú)度(dù)会(huì)减(jiǎn)小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测(cè)量值，我们需(xū)要的暗物质大约是普通物质的(de)5倍(bèi)。这(zhè)个数字(zì)与解(jiě)释星系当(dāng)中(zhōng)恒星运动所需要的(de)暗物质比(bǐ)例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架(jià)，就(jiù)很好地解(jiě)释了很多不同的观测结果(guǒ)。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的(de)粒子，它们不参与任何(hé)其他的电磁作(zuò)用，只通过引力(lì)来相互作用。所以如果能够(gòu)找到(dào)这(zhè)种粒子的存在(zài)，就相当(dāng)于找到了暗物质存在的实(shí)际证据。这种粒子到(dào)底(dǐ)是什(shén)么(me)？科学家们已经提出(chū)了数十种的假想目标，而要(yào)寻(xún)找这些(xiē)不(bù)同(tóng)的目(mù)标粒子所需(xū)要的实验(yàn)方式(shì)也(yě)不相同。在过去的(de)几十年当中，人类为了寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几(jǐ)乎不(bù)会与常规物质(zhì)相互(hù)作用的(de)“暗物质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次(cì)的实验，却没有任何实质性的发现，除了一(yī)个地方，意大利的(de)格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下(xià)矿井当(dāng)中，藏着地球上最(zuì)大的地学(xué)实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三(sān)层楼高的探(tàn)测器，一直致力于寻找暗物(wù)质粒子的(de)周期性震荡(dàng)。

拔冗莅临是什么意思boronnijijiao，拔冗莅临是什么意思？ 词语data-ratio="0.7504051863857374" data-type="jpeg" data-w="1234" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/82fd8b93a96870b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

自1997年以(yǐ)来，这里(lǐ)的科学家声称观测到了某种信(xìn)号。经(jīng)过了(le)20多(duō)年的数据(jù)收集，人(rén)们发现了一个有趣的事情。探测率(lǜ)会在(zài)每年的(de)6月份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而且在20年(nián)当中(zhōng)每年都是一样。一些科学(xué)家认(rèn)为这可(kě)能是人(rén)类(lèi)发现(xiàn)暗物质的第一个直(zhí)接(jiē)证(zhèng)据。

但是为什么(me)暗(àn)物质会产生周期(qī)性的年度信号呢(ne)？刚才我们(men)讲(jiǎng)了太阳(yáng)系正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这(zhè)意(yì)味(wèi)着我们(men)也在以这样的速度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过(guò)程中会产生相(xiāng)应的振荡，同(tóng)时(shí)地(dì)球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋(xuán)转。所(suǒ)以有半年的时(shí)间，地(dì)球围绕太阳的方(fāng)向与(yǔ)太阳环绕银(yín)河系的方向是一致的，而另外半年(nián)则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳的(de)方向正好达到(dào)完全一致，这是理论上地球(qiú)穿越暗物(wù)质流最(zuì)快的(de)时段。而在11月份，又(yòu)恰(qià)好达到了最慢(màn)值。尽管在实际的情况中，太阳系相(xiāng)对银河系的平(píng)面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效(xiào)性(xìng)。

因(yīn)此科(kē)学(xué)家认(rèn)为这可(kě)以用来(lái)解释，研究人员们所观测到的(de)周(zhōu)期性信号。当然也(yě)可(kě)能有(yǒu)其他的情况，造成这种年度周期(qī)信号的差异也可能(néng)是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水(shuǐ)分、高山上(shàng)的积(jī)雪，甚(shèn)至连(lián)意大(dà)利游客的数量也符(fú)合这个(gè)周期的规律(lǜ)。

所以(yǐ)，科学家(jiā)们又(yòu)在(zài)南半球建(jiàn)立了一(yī)个几乎相同的实验室，这里的(de)季节与之(zhī)前的实验室正好(hǎo)相反，而(ér)在(zài)这(zhè)里(lǐ)，地球穿(chuān)过暗物质流的运(yùn)动(dòng)特征和(hé)第一个(gè)实验室是一(yī)样的。

因此，如果在这(zhè)里可以得(dé)到相(xiāng)同(tóng)的信(xìn)号，就可以成为暗物质所存在(zài)的非常有(yǒu)力的(de)证据了。但是由于(yú)这个实(shí)验室刚(gāng)刚建成不久，所(suǒ)以截至目(mù)前还(hái)无(wú)法提供相应的数据(jù)支(zhī)持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供(gōng)的视野是哈勃(bó)红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空(kōng)望远镜其(qí)中(zhōng)一个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的(de)结果，我们只能拭(shì)目(mù)以(yǐ)待(dài)了。费米实验室(shì)粒子天(tiān)体物理中心的(de)科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存(cún)在，它(tā)们(men)极有可能拥有另(lìng)一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效应(yīng)，会(huì)支(zhī)持宇宙当中生命的诞生，或者说(shuō)是(shì)生命进(jìn)化的一个重要因素。

如果这一理论得到进一步的证实(shí)，那么(me)遍布宇(yǔ)宙当(dāng)中的(de)暗(àn)物(wù)质会不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落(luò)的行星上，暗物质正在通(tōng)过这样(yàng)的效应创造生命。当然(rán)，这(zhè)些推论的大前提是要先找到暗物质(zhì)存(cún)在的实(shí)际(jì)证据(jù)。那么小(xiǎo)伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你(nǐ)的支持是我更(gèng)新的动力！

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