宇宙是“人(rén)为(wèi)制造”的？为何(hé)会存在科学无法解释(shì)的(de)“暗物质(zhì)”？暗物质(zhì)又究竟是什(shén)么？人(rén)类为了寻找暗(àn)物质存在(zài)的证据，科学家们在(zài)过去的几十(shí)年当(dāng)中进(jìn)行了(le)超过50次(cì)的长期实验，但是却没有(yǒu)发现任何(hé)的有效证(zhèng)据。除了一个地方，在(zài)1687年出(chū)版(bǎn)的自然哲(zhé)学数学(xué)原(yuán)理(lǐ)一书中，埃萨(sà)克牛顿(dùn)发(fā)表了万有引力定(dìng)律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们(men)发现某些天(tiān)体运行轨道出现异常，不符合万有引力定律的时候(hòu)，他们(men)就会知道，周围(wéi)一定有未(wèi)知的天体(tǐ)通过(guò)引(yǐn)力在摄动它(tā)的轨道。比如在(zài)1846年(nián)，奥(ào)本(běn)勒维耶就通过天王(wáng)星运行(xíng)轨(guǐ)道的异常，推算(suàn)并且发现(xiàn)了海王(wáng)星(xīng)的存在。另外(wài)，哈雷(léi)彗星、冥(míng)王星的(de)发现都(dōu)是(shì)应(yīng)用万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力定律所取得重大(dà)天文成就(jiù)的(de)例子。但(dàn)是这些发现(xiàn)都是在恒星(xīng)系统的尺度当(dāng)中，可当我们上升(shēng)到(dào)星系或者是(shì)星团(tuán)的尺(chǐ)度(dù)，事(shì)情(qíng)就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里(lǐ)茨兹(zī)威基正在研究和测量后(hòu)发星系团的(de)质量。这是一个由数千个星系所组成的(de)巨大星系团，这些星系被引(yǐn)力束(shù)缚在一起。测量(liàng)星(xīng)系团的质量一般会使用到(dào)两种方(fāng)法，当(dāng)两(liǎng)种方(fāng)法结(jié)果一致，就(jiù)可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种是获(huò)得其(qí)"光度学(xué)的质量"，需要的(de)数据是测量各个星系的光度。

第二种是动力学质量(liàng)的计算，是(shì)利用光(guāng)谱红移测量星系团中的(de)各个星系(xì)相对于星(xīng)系团的运动速度(dù)。当测(cè)量(liàng)结果出来(lái)之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是(shì)“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味着，后发座(zuò)星系团有99%的(de)质量(liàng)消失了，或(huò)者说这99%的质量并(bìng)不以(yǐ)可(kě)见光的形(xíng)式所存(cún)在，我们无(wú)法看(kàn)到。最诡异的是，在测量速度的过(guò)程中，兹威基发现星系团中很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运(yùn)动学定律，仅(jǐn)靠这些可(kě)见星(xīng)系的质量所产生的引力是无法将它们束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出(chū)星系团之(zhī)外(wài)了，除非有(yǒu)一种神(shén)秘的力量在起作用，这(zhè)种力量来源于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹(zī)维基提出了这(zhè)样(yàng)部分不(bù)可见的(de)暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们却(què)占据着宇宙(zhòu)中绝大部(bù)分的质量。只是当时(shí)的人(rén)们对(duì)这样(yàng)的(de)一种说(shuō)法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次出(chū)现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙女座星(xīng)系(xì)中的(de)恒星运动(dòng)。理论上来(lái)说，距(jù)离(lí)中心越远的(de)恒(héng)星在其轨道上的运行速度就会越慢。但(dàn)是他们(men)观测的结(jié)果(guǒ)却让人感(gǎn)到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的(de)万有引力定律(lǜ)，在星系当中如果没(méi)有足(zú)够大的质量(liàng)来吸引它们，这些外围(wéi)的(de)恒星早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙当中了(le)。基(jī)于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学(xué)家(jiā)们(men)会使用(yòng)一种相对标准的方法来解释暗物质(zhì)的存在(zài)，这种方(fāng)法就(jiù)是(shì)测量星系当中气体在X轴上距(jù)离星系中心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如果出现异常(cháng)的结果，就认为是由暗物质的力(lì)量进入其中。

于是科学家们通(tōng)过(guò)射电望远(yuǎn)镜测量了(le)距离星系(xì)中心更远(yuǎn)距离的氢(qīng)元素，发现它们的旋(xuán)转速度并不符合牛(niú)顿的力学定(dìng)律。我们的(de)太阳系也(yě)不例外(wài)，太阳系位(wèi)于银河系的第(dì)三(sān)悬(xuán)臂之上，距(jù)离(lí)银(yín)河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律进(jìn)行计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在(zài)以220千米(mǐ)/秒的(de)速度(dù)围绕银河系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大(dà)于(yú)理论(lùn)速(sù)度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就(jiù)是存在着一种我们看不到的物质，是这些暗物质的(de)引(yǐn)力效(xiào)应将星系聚集在(zài)了一起。

也(yě)是从(cóng)这时开始，越来越多的(de)研究人员开始相(xiāng)信暗物(wù)质的存在。科学(xué)家(jiā)根据星系外(wài)恒星(xīng)轨道(dào)的速度，估(gū)算在星(xīng)系当中暗物(wù)质(zhì)的质(zhì)量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个现象的原因。在(zài)一项新的(de)研(yán)究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎(hū)没(méi)有(yǒu)引力效应(yīng)的(de)遥远(yuǎn)恒星之(zhī)间，也会出现速度上的(de)微小差异。另外，天文学家还(hái)发现了(le)一个(gè)反常的星系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个星(xīng)系(xì)距离地球大(dà)约2.5亿光年，大小和银河系不多(duō)，但是星系当(dāng)中存在的恒星数量(liàng)while的前后时态口诀，while的前后时态要一致吗却(què)只(zhǐ)有银河系的千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必(bì)须(xū)存在暗(àn)物质，否则(zé)while的前后时态口诀，while的前后时态要一致吗就会分崩离(lí)析(xī)。但是科学家们使用最先(xiān)进的(de)望(wàng)远镜对其(qí)进行了40个小时(shí)的详(xiáng)细测(cè)量之后(hòu)，发现星(xīng)系中的(de)恒星运动是可(kě)以(yǐ)用正常的(de)物质和力(lì)学定律来解(jiě)释(shì)的(de)。那么又有人提(tí)出(chū)，也许该(gāi)星系的暗(àn)物质，已经(jīng)被附(fù)近(jìn)的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附近没(méi)有任(rèn)何星系存在(zài)。造(zào)成(chéng)这些现(xiàn)象的除(chú)了暗物质的假说之外，另一种(zhǒng)可能就是人类(lèi)对(duì)引力(lì)的(de)理解还不够(gòu)全面，引力很可能在(zài)不同尺度(dù)空(kōng)间中的工作方式是(shì)不同(tóng)的(de)，这(zhè)意味着在(zài)行星系(xì)尺度中的天体会(huì)沿着它们的轨(guǐ)道，按照(zhào)我们所(suǒ)理解的方式运动。但是上升到星系和星团(tuán)的尺度，引力之间的相互作用则(zé)是不同的方式。对于在星系团之间(jiān)的(de)相互作用(yòng)，科(kē)学家还引(yǐn)入了外部(bù)场效应的概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大的(de)质量之间(jiān)会产(chǎn)生对(duì)彼此特殊的(de)效果(guǒ)，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)。如果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成立，这(zhè)意味着我们需要对现在的(de)物理(lǐ)定律(lǜ)进行修正，这些(xiē)发现也让很多人认为暗(àn)物质(zhì)假说(shuō)理论就此终结。但是在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关于暗物质存在的其他的理论(lùn)证据(jù)，这(zhè)些理论证据(jù)是蒙德理论所(suǒ)没法解释的“引力(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(zhuàng)的星(xīng)系团(tuán)所组成，类(lèi)似(shì)这样(yàng)的星(xīng)团(tuán)，它们大部分的普通质(zhì)量都在星系的气体当(dāng)中(zhōng)。当星团以1000万公(gōng)里/小时发(fā)生碰撞的时候，星际(jì)气体的相互作(zuò)用就会(huì)导致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所以在理论上，在碰(pèng)撞(zhuàng)之后，子(zi)弹星(xīng)系(xì)团大部分(fēn)的质量将位于所有这些(xiē)气体所在的中间(jiān)区域。那(nà)么(me)我们通过什(shén)么来验证它的质量区(qū)域到底(dǐ)是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中(zhōng)第(dì)一张全彩的高清照片，在照(zhào)片中我们(men)可以明显地看到很多星(xīng)系似(shì)乎被拉伸(shēn)产生(shēng)了巨大(dà)的形(xíng)变。其实这些星系本(běn)身并不(bù)是真(zhēn)的被(bèi)扭曲了，也不是韦(wéi)伯望远镜出了(le)什么问(wèn)题，而(ér)是这样极遥远的天体和我们地球上的观测者(zhě)之间。被一个质量超(chāo)级巨(jù)大(dà)的天体遮挡，这个超大质量的(de)东西的引(yǐn)力(lì)，会使身后(hòu)更遥远(yuǎn)星系的光都发生了(le)扭曲。这个现象(xiàng)就(jiù)是(shì)引力透(tòu)镜效应。这个巨(jù)大的(de)天体(tǐ)可能是超大质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人们对(duì)子(zi)弹(dàn)星系团观(guān)测的时候，发现(xiàn)它的大质量区(qū)域并不是在中间，而(ér)是(shì)在两(liǎng)侧。所(suǒ)以(yǐ)最(zuì)好的解释方法就是当(dāng)星团发生全(quán)部的(de)碰(pèng)撞时，可(kě)while的前后时态口诀，while的前后时态要一致吗被(bèi)观(guān)测到的质(zhì)量气(qì)体被卡(kǎ)在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个(gè)区域(yù)，并(bìng)在两边形成了(le)引力透镜。对(duì)子弹星(xīng)系团的引力透镜研(yán)究也被认为是暗物质(zhì)存(cún)在的迄今为止最好的理论(lùn)证据(jù)。

除此之(zhī)外，还有来(lái)自宇宙当中最古(gǔ)老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年(nián)之后，可见(jiàn)光终于可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经(jīng)过了130多亿年(nián)之后，这些(xiē)光在宇宙(zhòu)空间背(bèi)景上留下了各相同性的微波辐射(shè)。其中红色的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝色则(zé)表示(shì)相对较冷(lěng)的区(qū)域，但实际(jì)上它们之(zhī)间的温(wēn)差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通(tōng)过对前(qián)景(jǐng)背(bèi)景分(fēn)离后的(de)二值图像进(jìn)行连通域提取(qǔ)和标记(jì)之后发现，如(rú)果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图(tú)形(xíng)看起来不应该是这样的(de)，而随着暗(àn)物(wù)质的(de)增加(jiā)，一些峰值的幅度会减小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微(wēi)波背(bèi)景(jǐng)辐射(shè)的测量值，我们需要的暗物质(zhì)大约是普(pǔ)通物(wù)质(zhì)的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当(dāng)中恒星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物质(zhì)比例是一致的。这就(jiù)意味着。

用了一个简单的理论框架，就很(hěn)好(hǎo)地解释了很多不(bù)同的观测结(jié)果。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是宇宙当(dāng)中存在着某(mǒu)种类型(xíng)的(de)粒子，它们不参与任何其他的电磁(cí)作用，只通过引力来相(xiāng)互(hù)作(zuò)用。所以如(rú)果能够找到这种(zhǒng)粒子的存(cún)在，就相当于找到了暗物质存在的实际证据(jù)。这种粒子(zi)到底是什么？科学家们已经提(tí)出了数十种的假想目(mù)标，而要寻找这(zhè)些不(bù)同的目标粒子所需(xū)要的实(shí)验方式(shì)也(yě)不相(xiāng)同。在过去(qù)的几十(shí)年当中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不(bù)到(dào)，几乎不会与常(cháng)规物(wù)质相互作用(yòng)的“暗物(wù)质”，科学家们已经进行了超过(guò)50次(cì)的实(shí)验，却没(méi)有任何实质性的发现，除了(le)一个地方(fāng)，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处(chù)的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层楼高(gāo)的探测(cè)器，一直致力于寻找暗物质粒子的周(zhōu)期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称观测到了某种信号。经过了20多年的数据收集，人们发(fā)现了一个有趣的(de)事情。探测率会在每(měi)年的6月份(fèn)达到峰值，然后在11月降到(dào)最(zuì)低，而(ér)且在20年当中每(měi)年(nián)都是一样。一些科(kē)学家认为这可能是人类(lèi)发现暗(àn)物(wù)质的第一个直接(jiē)证据(jù)。

但是为什么(me)暗(àn)物质会产生周期(qī)性(xìng)的年度信(xìn)号(hào)呢(ne)？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕(rào)着银(yín)河系进(jìn)行(xíng)移(yí)动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度在穿(chuān)越着(zhe)暗物质(zhì)流，这个过程中会产生相应(yīng)的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳进行(xíng)旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半(bàn)年(nián)的时间，地球(qiú)围绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银河系的(de)方向是(shì)一(yī)致的，而另外半(bàn)年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太阳的方(fāng)向正好达到(dào)完全一(yī)致，这是(shì)理论(lùn)上(shàng)地球穿越暗物质流最快的(de)时段。而在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳(yáng)系相对银河系(xì)的(de)平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的(de)有效(xiào)性。

因此科学(xué)家认(rèn)为这(zhè)可以用来解释，研(yán)究人员们所(suǒ)观(guān)测到的周期性信(xìn)号。当然也可能有其(qí)他的情况，造成这种(zhǒng)年(nián)度周(zhōu)期(qī)信号的(de)差异也可能是温度(dù)、湿度(dù)、土壤(rǎng)中的水分、高山(shān)上的积(jī)雪(xuě)，甚至连意大利游客的数(shù)量也符(fú)合这(zhè)个周期的规律(lǜ)。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立了一(yī)个几乎相同的实验室，这(zhè)里的季节与之前的实验(yàn)室(shì)正好(hǎo)相(xiāng)反(fǎn)，而(ér)在这里，地球(qiú)穿过暗物(wù)质流的(de)运动特征和第一(yī)个实验室是一样的(de)。

因此(cǐ)，如果在这里(lǐ)可以得(dé)到(dào)相同(tóng)的(de)信(xìn)号，就可以成为暗物(wù)质(zhì)所存在的非常有(yǒu)力的(de)证据了。但是(shì)由(yóu)于(yú)这(zhè)个实(shí)验室刚刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截至(zhì)目前还无法提供相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜(jìng)，这台太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜(jìng)大小跟(gēn)哈(hā)勃望远镜(jìng)相同(tóng)，但(dàn)它的(de)宽视场(chǎng)仪器(qì)提供(gōng)的视(shì)野(yě)是哈勃红外(wài)仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中(zhōng)一个关键的用途(tú)就是探索暗(àn)物质背后的奥秘(mì)，对于探测的结果，我(wǒ)们只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子天(tiān)体物理中心的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬研(yán)究发现，如果暗物(wù)质存在，它们极有(yǒu)可能拥有另一(yī)种神秘(mì)的效应，这种暗物质(zhì)效应(yīng)，会(huì)支持宇宙当中生命的诞生，或者说(shuō)是生命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一理(lǐ)论得到进(jìn)一步的证实，那么遍布宇(yǔ)宙当中的(de)暗物质会不(bù)会意(yì)味着(zhe)人类并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角落的行星上，暗物质正(zhèng)在通过这样(yàng)的效应创造(zào)生(shēng)命。当然，这些推论的大前提是要先找到(dào)暗物(wù)质(zhì)存在的实(shí)际(jì)证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 while的前后时态口诀，while的前后时态要一致吗