宇宙是“人(rén)为(wèi)制造(zào)”的？为(wèi)何会(huì)存在科学无法(fǎ)解释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗(àn)物质又究(jiū)竟是什(shén)么？人类为了寻找暗物质(zhì)存(cún)在的证据，科学家们在过去的几十年(nián)当中进行(xíng)了超(chāo)过50次(cì)的长期(qī)实(shí)验(yàn)，但是却没有(yǒu)发现(xiàn)任何(hé)的有(yǒu)效证据。除了一(yī)个地方，在1687年出(chū)版(bǎn)的自(zì)然哲学(xué)数学原理一(yī)书(shū)中，埃萨克(kè)牛顿发(fā)表了万有(yǒu)引力定律，它(tā)揭示了宇宙中天体运(yùn)动的规律。往后的几百年(nián)来，当天文(wén)学(xué)家们(men)发现(xiàn)某(mǒu)些天(tiān)体运行(xíng)轨道出现异常，不(bù)符合万有(yǒu)引力定律的时(shí)候(hòu)，他们就会知道(dào)，周围(wéi)一定有未知的(de)天体通过(guò)引力在摄动它(tā)的轨道。比如在(zài)1846年，奥本(běn)勒维耶就通(tōng)过天王星运行轨道的异常，推算并且发(fā)现了海(hǎi)王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现都是(shì)应(yīng)用(yòng)万有引力(lì)定律所取得重大天(tiān)文成就的例子。但(dàn)是(shì)这些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我(wǒ)们上升到星(xīng)系(xì)或者(zhě)是(shì)星(xīng)团的尺度，事(shì)情就开始变得(dé)诡(guǐ)异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测量后发星系团的质量。这是一个由数千个星系所组成的巨大星系团，这些星系被引力束(shù)缚在一起。测量星(xīng)系团的质量一(yī)般会(huì)使用到两种方法，当两种方法结果一致(zhì)，就可以确定其质量的范围。

第(dì)一种是获得其"光度学的质量"，需(xū)要的数据是测(cè)量各个(gè)星(xīng)系的光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的(de)计算，是利(lì)用光(guāng)谱红移测量(liàng)星系团中的各个星(xīng)系相对于星系团的运(yùn)动速(sù)度。当测量(liàng)结果出(chū)来之(zhī)后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是“光度学(xué)质(zhì)随性是什么意思，女人随性是什么意思量”的400倍。这意味着，后发座(zuò)星(xīng)系(xì)团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量并不以(yǐ)可见光(guāng)的形式所(suǒ)存在(zài)，我们无法看到。最诡异的(de)是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中很多星系的(de)速(sù)度(dù)比理论(lùn)上要(yào)快得多，按照牛顿的运动学(xué)定律，仅靠这些可(kě)见星系的质(zhì)量所产生的(de)引力(lì)是无(wú)法将它们束缚(fù)在星系团(tuán)内的，它们早就应(yīng)该被(bèi)抛出星系团之外了(le)，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基(jī)提出了这样部分不可见的(de)暗质(zhì)，它不(bù)发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却(què)占据着宇宙中绝大部分(fēn)的质量。只(zhǐ)是当时的(de)人(rén)们(men)对这样的一种说(shuō)法不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再一次(cì)出现。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙女(nǚ)座星(xīng)系中的(de)恒星运动。理论上(shàng)来说(shuō)，距离中心(xīn)越(yuè)远的恒星(xīng)在其(qí)轨道上的运行速度(dù)就会越慢。但是他们观测的结果(guǒ)却让人感(gǎn)到(dào)不可思议。

随(suí)着与中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持(chí)不(bù)变。可是根据牛顿的(de)万有引力定律，在星系当中如果没有足够大的质(zhì)量来吸(xī)引它们(men)，这些外围(wéi)的恒(héng)星早就被甩到宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。基于这种现象，科学家们会使用一种相(xiāng)对标准的方法来解释(shì)暗物质的(de)存在，这种方法(fǎ)就是测量星(xīng)系当中气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的(de)距离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力量进入其中(zhōng)。

于是科学(xué)家们通过射电(diàn)望远(yuǎn)镜测量了(le)距(jù)离星系中(zhōng)心更远距离的氢(qīng)元素，发现它们的(de)旋转速度并(bìng)不符合牛顿的力学(xué)定(dìng)律。我们的(de)太阳系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系(xì)的(de)第三悬臂之(zhī)上，距离银河(hé)系中心(xīn)2.6万光年(nián)，根据万有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)进行计算，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大于理(lǐ)论(lùn)速度，那(nà)么产生以上(shàng)这种向心加速度的原因很可能就是(shì)存在着一(yī)种我们看不到的物质，是这些暗物质的引力(lì)效应将(jiāng)星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研(yán)究人员开始(shǐ)相信暗物质的(de)存(cún)在。科学(xué)家(jiā)根据星系外恒星轨道(dào)的(de)速度(dù)，估算(suàn)在星系当中暗物质的质量(liàng)占整(zhěng)个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释(shì)这(zhè)个(gè)现象的原(yuán)因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发(fā)现(xiàn)，几乎没(méi)有引力(lì)效应的(de)遥(yáo)远恒(héng)星之间，也会出现速度上的(de)微小差异。另外，天文(wén)学(xué)家还发现了一(yī)个(gè)反(fǎn)常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多，但(dàn)是星系当(dāng)中(zhōng)存在的恒星数量却只(zhǐ)有银河系(xì)的千(qiān)分之一。

所以在(zài)理论上(shàng)，该星系必须存在(zài)暗物(wù)质，否则(zé)就会分崩离析。但是科学家们使用最(zuì)先进的望远镜对其进行(xíng)了40个(gè)小时的详细测(cè)量之后，发现星系中的恒(héng)星运动是可(kě)以用正常的物质(zhì)和力学定律来解释的(de)。那么又(yòu)有人提出(chū)，也许该(gāi)星(xīng)系的(de)暗物(wù)质，已经被(bèi)附近的(de)另一个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没(méi)有任何星系存在(zài)。造成这些现象的除了(le)暗物质的(de)假(jiǎ)说之(zhī)外，另一(yī)随性是什么意思，女人随性是什么意思种可能就是人类对引力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空(kōng)间中的(de)工作方式是不同(tóng)的，这意味着(zhe)在行星(xīng)系尺度(dù)中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我(wǒ)们所理解的方式运动。但是上升到星系(xì)和星团的尺(chǐ)度，引力之间的相(xiāng)互(hù)作用则是不同的方式。对于在(zài)星系团(tuán)之(zhī)间的相互(hù)作用，科学(xué)家还引入(rù)了外部场效应(yīng)的概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大的质量之间会产生对(duì)彼此特殊(shū)的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理(lǐ)论成立，这意味着我们(men)需要对现在的(de)物理定律进(jìn)行修(xiū)正，这些发现也(yě)让很(hěn)多(duō)人认为暗物质假(jiǎ)说理论就此(cǐ)终(zhōng)结。但是在宇宙当中还有关于暗(àn)物质存在的(de)其他的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论所(suǒ)没法解释的“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由(yóu)两(liǎng)个碰撞的星系团所组成(chéng)，类似这样的(de)星团，它们大部分(fēn)的普通质量都在星(xīng)系(xì)的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时候(hòu)，星际气体的相互(hù)作(zuò)用就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降低(dī)。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之后，子弹星系团(tuán)大部分的质量将位于所(suǒ)有这些气体所在(zài)的(de)中间区域。那么我们通过什么来验证它(tā)的质量区(qū)域(yù)到底是不(bù)是集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一张(zhāng)全彩的高清照片，在(zài)照片中(zhōng)我(wǒ)们可以明显地看到很(hěn)多星系似乎被拉伸产生了巨(jù)大的形变。其实这些星系本身并不是真的(de)被扭(niǔ)曲了，也不(bù)是韦伯望(wàng)远镜出了(le)什么问(wèn)题(tí)，而(ér)是这样极遥(yáo)远的天体和我(wǒ)们地球上的观测(cè)者(zhě)之随性是什么意思，女人随性是什么意思间。被一个(gè)质量(liàng)超级(jí)巨(jù)大的天体遮(zhē)挡，这个(gè)超大(dà)质量的东西的引力，会使身后更遥远星系的光都(dōu)发生了(le)扭曲(qū)。这个现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨(jù)大(dà)的天(tiān)体可(kě)能是超大质量(liàng)的黑(hēi)洞或者(zhě)是暗物(wù)质(zhì)。

所以当人们对子弹星(xīng)系团(tuán)观测的时候，发现它(tā)的大质量(liàng)区域并不是(shì)在中间(jiān)，而(ér)是在两(liǎng)侧。所以最好(hǎo)的(de)解释方法就是当星(xīng)团发生(shēng)全部的碰撞时(shí)，可被观测到的质量气(qì)体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则直接(jiē)通过了这个区域，并在两边(biān)形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子弹星系团的(de)引力(lì)透(tòu)镜(jìng)研(yán)究也被认为是暗(àn)物(wù)质存在(zài)的迄今为(wèi)止最好的理论证据(jù)。

除此之外，还有(yǒu)来自宇宙当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大(dà)爆炸开始，38万年之(zhī)后，可见光(guāng)终于(yú)可(kě)以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙(zhòu)当中了(le)。经过了(le)130多亿年之后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙空间背景(jǐng)上留下了各相同(tóng)性的(de)微波(bō)辐射。其(qí)中红色的部分表示温度较高(gāo)的区域(yù)，蓝色则表(biǎo)示相对(duì)较冷的区域，但(dàn)实际(jì)上它们之间的温(wēn)差只(zhǐ)有万分(fēn)之一(yī)。

科学家们通过(guò)对前(qián)景背(bèi)景分离后的二值图像进行(xíng)连通(tōng)域(yù)提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看起来不应该是(shì)这样的(de)，而随着暗(àn)物质的增(zēng)加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小(xiǎo)，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波(bō)背景辐射的测(cè)量值，我们需要的暗(àn)物(wù)质大约(yuē)是(shì)普(pǔ)通物质的5倍。这个数字与解释(shì)星系当中恒星运动所需要(yào)的暗(àn)物质比(bǐ)例(lì)是一(yī)致的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的理论(lùn)框架，就很好地解释了很多不同的观测结(jié)果。而暗物(wù)质的(de)本(běn)质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子，它(tā)们不参与任何其他的电磁作(zuò)用，只通过引力来相互作用(yòng)。所以如果能够找到(dào)这种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相当(dāng)于找到了暗物质存(cún)在的实际证据(jù)。这(zhè)种粒子到底是什么？科学家们已经(jīng)提出了数十(shí)种的假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不(bù)同的目标粒子所需要的实验方式也(yě)不相同。在过去的(de)几(jǐ)十年当(dāng)中(zhōng)，人类为了寻找这些(xiē)看(kàn)不见(jiàn)、摸不(bù)到，几乎不会与常(cháng)规物质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们(men)已经进行了超过50次的实(shí)验，却没有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着地球上最大的地学实验室，这(zhè)个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一(yī)个(gè)三层楼(lóu)高的探测器，一(yī)直致力于寻找(zhǎo)暗物(wù)质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年(nián)以(yǐ)来(lái)，这里(lǐ)的科学家声称(chēng)观(guān)测到了某种信号。经过了20多(duō)年的数据收(shōu)集，人们发现了(le)一个有趣的事情。探测(cè)率(lǜ)会在(zài)每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在(zài)11月降(jiàng)到最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样(yàng)。一些科学家认为这(zhè)可能(néng)是人类发现暗物(wù)质的第一个直接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产(chǎn)生周期性(xìng)的年度信(xìn)号呢(ne)？刚才我们(men)讲(jiǎng)了太阳系正在以220公(gōng)里/秒的速度围(wéi)绕着银河系进行(xíng)移(yí)动，那么如(rú)果暗(àn)物质存(cún)在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意味着我们也在以(yǐ)这样的(de)速度在(zài)穿越着暗物质流，这个(gè)过(guò)程中会产(chǎn)生相应(yīng)的(de)振荡，同(tóng)时地球又以(yǐ)30公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳环绕银河(hé)系的方向是一(yī)致的，而另外半年则与之相反。

而(ér)在6月份(fèn)的(de)时候，地球与太阳的方向正好达到完全一(yī)致，这是理论上地球穿越暗物(wù)质(zhì)流最快(kuài)的时(shí)段。而在(zài)11月份，又恰好达到了最(zuì)慢(màn)值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际的情况中，太阳系相对银河(hé)系的平面呈现了60度的倾斜(xié)，但是这并不(bù)影响这个(gè)理论(lùn)的有效性。

因此(cǐ)科学家(jiā)认为这(zhè)可以用来解释(shì)，研究人员(yuán)们所(suǒ)观测到的周期性(xìng)信(xìn)号。当然也可能有其他的情况，造成这种年度(dù)周期信号(hào)的差异也可(kě)能是(shì)温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至(zhì)连意大利(lì)游客的数量也符合这个周期(qī)的规律。

所(suǒ)以，科学家们又(yòu)在南半球(qiú)建立了一个几乎相同(tóng)的(de)实验室，这里的季节与(yǔ)之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个(gè)实验室是(shì)一样的。

因此(cǐ)，如果在这里可以得到相同(tóng)的信号，就可以成为暗物质所存在的(de)非常(cháng)有力的证据(jù)了。但(dàn)是由于(yú)这(zhè)个实验室刚刚建(jiàn)成不久(jiǔ)，所以截至目前(qián)还无(wú)法提(tí)供相应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫(jiào)做(zuò)“南希格(gé)雷斯(sī)罗(luó)曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃(bó)望远(yuǎn)镜(jìng)相同，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视野是(shì)哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中一个关键(jiàn)的(de)用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探(tàn)测(cè)的结果，我(wǒ)们只能拭(shì)目以(yǐ)待了(le)。费米实验室粒子天体物理中心的(de)科学家丹琥珀(pò)和(hé)贾森斯(sī)特芬研究发(fā)现，如(rú)果(guǒ)暗物质存在，它们极有可能拥(yōng)有另一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是(shì)生命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一(yī)理论(lùn)得到进一步(bù)的证(zhèng)实，那么遍布(bù)宇宙当(dāng)中的暗物质会(huì)不(bù)会意味着人类并不孤单呢？或许在(zài)宇宙当中某个角落的行(xíng)星上(shàng)，暗物质正(zhèng)在通过这样的(de)效应创造生命。当(dāng)然(rán)，这些推论的(de)大前提是(shì)要(yào)先找到暗物(wù)质存(cún)在的实际证据。那(nà)么小伙伴们，你(nǐ)们觉(jué)得(dé)暗物(wù)质(zhì)到(dào)底存不存(cún)在(zài)呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的(de)支持是我更新(xīn)的动力！

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