宇(yǔ)宙是“人为制造”的(de)？为(wèi)何会(huì)存在(zài)科学(xué)无(wú)法解释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人(rén)类为了(le)寻找暗物质存在的证据，科学家们在(zài)过去的几十年当中进行了超过(guò)50次(cì)的长期(qī)实验，但是却没有发现任何(hé)的有效证(zhèng)据(jù)。除了一个地方，在1687年出版的自(zì)然哲学数学原理一(yī)书中，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引力定律，它(tā)揭示了宇宙中天体运动的规律。往后的几(jǐ)百年(nián)来，当(dāng)天文学家们发现(xiàn)某些天体运(yùn)行轨道出现(xiàn)异常，不符合万有(yǒu)引力定律的时候(hòu)，他们就(jiù)会知(zhī)道，周(zhōu)围一定(dìng)有未(wèi)知(zhī)的天(tiān)体通(tōng)过引力(lì)在摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本(běn)勒(lēi)维耶就通(tōng)过天王(wáng)星(xīng)运行轨道的(de)异常，推算并(bìng)且发现了海王(wáng)星(xīng)的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是(shì)应用万有引力定律所取得重大(dà)天文成就(jiù)的例子(zi)。但是这(zhè)些发(fā)现都是在恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我们上升到星系或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事(shì)情(qíng)就开(kāi)始变得(dé)诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹威基正在研究和测(cè)量(liàng)后(hòu)发星系团(tuán)的(de)质(zhì)量。这是一个(gè)由(yóu)数千个星系所组成的巨大(dà)星系(xì)团，这些星系被引力(lì)束缚(fù)在一(yī)起(qǐ)。测量星系团的质量一般会使用到两种方法，当(dāng)两种方法结果一致，就(jiù)可以确定其质量的范围(wéi)。

第一(yī)种是获得其(qí)"光度学的质量"，需要(yào)的数据是测(cè)量各(gè)个(gè)星系的(de)光度(dù)。

第二种是动力学(xué)质量的计算，是利用光谱红(hóng)移测量星(xīng)系团中的各个星系相对于(yú)星系团(tuán)的(de)运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量(liàng)消失了(le)，或者(zhě)说这99%的质量并不以可见光的形式所存(cún)在，我们无法看(kàn)到。最(zuì)诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系(xì)团(tuán)中很多(duō)星系的(de)速(sù)度比理论上(shàng)要快得多，按(àn)照牛(niú)顿的(de)运(yùn)动学定律，仅(jǐn)靠这些可见星系(xì)的质量所产(chǎn)生的(de)引力是无(wú)法将它们束缚在(zài)星系(xì)团内的(de)，它们早就应该(gāi)被(bèi)抛(pāo)出星系团之外了(le)，除非有(yǒu)一种神(shén)秘的(de)力量(liàng)在起作用，这种力量来(lái)源于某种隐(yǐn)形(xíng)的物质。

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(fā)散光(guāng)、吸光(guāng)、反射光，但是它们却(què)占(zhàn)据(jù)着(zhe)宇(yǔ)宙中(zhōng)绝(jué)大部分的质量。只是当时的(de)人们对这样的一(yī)种说法不屑(xiè)一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个词塞舌尔属于哪个国家的城市，塞舌尔是什么国家(cí)才再一(yī)次出现。天文学家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福(fú)特在观测仙女座星系中的恒星(xīng)运动。理论上来(lái)说，距(jù)离中心越远的恒星(xīng)在(zài)其轨道上的运行速度(dù)就(jiù)会(huì)越慢。但是他(tā)们观测(cè)的结果(guǒ)却(què)让(ràng)人感到不(bù)可思(sī)议。

随着与中心距离的(de)增加，恒星(xīng)的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可(kě)是根(gēn)据牛(niú)顿的(de)万有引(yǐn)力定律，在星系当(dāng)中(zhōng)如果没(méi)有足(zú)够大的(de)质量来吸引它们，这些外围的恒(héng)星早(zǎo)就被甩(shuǎi)到宇宙(zhòu)当中了。基于(yú)这(zhè)种现象(xiàng)，科学(xué)家(jiā)们会使用一种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗物质(zhì)的存(cún)在，这种方法就是测量星系当中气(qì)体(tǐ)在X轴上距离星系(xì)中心(xīn)的距(jù)离，以及在Y轴上气体的旋转速(sù)度。如果出(chū)现(xiàn)异常(cháng)的结果，就(jiù)认为是由暗物质(zhì)的力量进入其(qí)中。

于(yú)是(shì)科学家们通过(guò)射电望远镜(jìng)测(cè)量了距离星系中心更远(yuǎn)距离的氢元素(sù)，发(fā)现它们的(de)旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的(de)太阳(yáng)系也不(bù)例(lì)外，太阳系位于银(yín)河(hé)系的第三(sān)悬臂之上(shàng)，距离银河系中心2.6万光(guāng)年，根据万有引力(lì)定律进(jìn)行(xíng)计算(suàn)，太阳系的运行速(sù)度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际速度远远大于理论速度(dù)，那么产生(shēng)以上这种向心加速度的(de)原(yuán)因很可能就是存在着一种我们看不到的物质，是这(zhè)些暗(àn)物质的引力效应将星系(xì)聚集在了一起。

也是从这时开始，越(yuè)来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根据星系外(wài)恒星(xīng)轨道的速度，估算(suàn)在星系当(dāng)中暗物质的质量(liàng)占整个星(xīng)系质量的85%。但(dàn)是，暗物质并(bìng)不(bù)是唯一可以(yǐ)解释这个现象的(de)原因。在一项新(xīn)的(de)研究当中，科(kē)学家们发(fā)现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会(huì)出现速度上的微小(xiǎo)差异。另外，天文(wén)学(xué)家还发现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小(xiǎo)和银河系不多，但是星系当中存(cún)在的恒星数量却(què)只有(yǒu)银河系的千分之一(yī)。

所以在理论上，该星(xīng)系(xì)必须(xū)存在(zài)暗(àn)物质，否则就(jiù)会分(fēn)崩(bēng)离析。但是科学家们(men)使(shǐ)用最先进的望远镜(jìng)对(duì)其进行(xíng)了(le)40个小时的(de)详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒(héng)星运(yùn)动是可以用正常(cháng)的物质和(hé)力学定律来解释的。那么(me)又有人提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经(jīng)被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有任(rèn)何星系存在。造(zào)成这些现象的除了(le)暗物质的假说之外，另一(yī)种可能就是人类(lèi)对引力的理解还(hái)不够全面，引力(lì)很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这(zhè)意(yì)味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按(àn)照(zhào)我们所理解的方式(shì)运动。但是上升(shēng)到(dào)星(xīng)系和星(xīng)团的尺度(dù)，引力之间的相互作用则是不同的方式。对(duì)于在星系团之间的相(xiāng)互作用，科学家还引入了外部(bù)场效应的概(gài)念(niàn)，指的(de)是在(zài)数百万光(guāng)年(nián)的规模上，巨(jù)大的质量之(zhī)间会产生(shēng)对(duì)彼此(cǐ)特殊的效果，这(zhè)个理论(lùn)叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意(yì)味着我们需要对现在的物理(lǐ)定律进行(xíng)修正(zhèng)，这些发现也让很多人认为暗物质假说理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中(zhōng)还有关于(yú)暗物质(zhì)存在的其他(tā)的理论证(zhèng)据，这些理论(lùn)证(zhèng)据是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星系团所组成(chéng)，类似这样的星团，它们(men)大部分的普通质量都在星(xīng)系(xì)的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公(gōng)里(lǐ)/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星(xīng)际气(qì)体的相互(hù)作(zuò)用就会导(dǎo)致(zhì)温度的急剧(jù)升高，速度大(dà)幅(fú)降(jiàng)低(dī)。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的质(zhì)量将(jiāng)位(wèi)于所有(yǒu)这(zhè)些(xiē)气(qì)体(tǐ)所在的中间(jiān)区域。那(nà)么(me)我们(men)通过什么(me)来(lái)验证(zhèng)它的质量区域到底是不是(shì)集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望远镜传回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高(gāo)清(qīng)照片(piàn)，在照片中我(wǒ)们可以明显地(dì)看到很多(duō)星系(xì)似乎被拉(lā)伸(shēn)产(chǎn)生(shēng)了巨大的(de)形变。其实这(zhè)些(xiē)星(xīng)系本身并不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问(wèn)题，而是这样极遥远的天体和我们地球(qiú)上的(de)观(guān)测(cè)者(zhě)之间。被一个质(zhì)量超级巨(jù)大的天(tiān)体遮挡，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远(yuǎn)星系(xì)的光都发生(shēng)了扭(niǔ)曲(qū)。这个现象就是引力(lì)透镜(jìng)效应(yīng)。这个巨大的(de)天体可能是(shì)超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹星(xīng)系(xì)团观(guān)测的时候，发现它的(de)大质量区域并(bìng)不是(shì)在中间，而是在两侧(cè)。所以最(zuì)好的解释方法(fǎ)就是(shì)当星团发生全(quán)部(bù)的碰撞时，可被(bèi)观测到的质量气体被卡(kǎ)在了中间，暗(àn)物质(zhì)则(zé)直接(jiē)通过(guò)了这个区(qū)域，并(bìng)在两边形成了引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透(tòu)镜(jìng)研究也(yě)被认(rèn)为是暗物质存在的迄今(jīn)为止(zhǐ)最好的理论证据。

除此之外(wài)，还有来(lái)自宇宙当中最古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可见光终于可以畅通无(wú)阻地(dì)穿越在宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之(zhī)后(hòu)，这些(xiē)光(guāng)在宇宙空间背(bèi)景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高(gāo)的区域，蓝(lán)色则(zé)表示相对较冷的(de)区域，但实际上它(tā)们之间的温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后(hòu)的二值(zhí)图像进行连通域提取和标记之后(hòu)发现，如果宇宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗(àn)物质，图形看(kàn)起(qǐ)来不应该是这样的，而随(suí)着暗物质(zhì)的增加，一些峰值的幅(fú)度(dù)会(huì)减小，才变(biàn)得看起来“和谐(xié)”。为(wèi)了匹配宇宙微(wēi)波背景辐射的测量值，我(wǒ)们(men)需要(yào)的暗物(wù)质大(dà)约是普通物质的(de)5倍。这个数字与解释星系当中(zhōng)恒(héng)星运动所(suǒ)需要的暗物质比例(lì)是一致的(de)。这就意味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论框架，就很好(hǎo)地解释了很多(duō)不同的观测结(jié)果(guǒ)。而暗物质的(de)本质就是宇(yǔ)宙当中存在(zài)着某种类型(xíng)的(de)粒子，它(tā)们不(bù)参与任何(hé)其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所(suǒ)以(yǐ)如果能够(gòu)找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于找到了暗物质存在(zài)的实际证据(jù)。这(zhè)种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的(de)假想目(mù)标，而要寻找这些(xiē)不(bù)同的目(mù)标粒(lì)子所需(xū)要(yào)的实(shí)验方式也不相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为(wèi)了寻找这(zhè)些(xiē)看(kàn)不见、摸不到，几乎不(bù)会与常规(guī)物(wù)质相互作(zuò)用的“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了(le)超过50次的实(shí)验，却没(méi)有任何(hé)实(shí)质性的发(fā)现(xiàn)，除了一(yī)个地方(fāng)，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉(mài)。

在(zài)山下1400米(mǐ)处的地下矿(kuàng)井当(dāng)中(zhōng)，藏着地球上(shàng)最大的(de)地学实验室，这个实验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的(de)周期(qī)性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学家声称观(guān)测到了某种信号。经(jīng)过了20多年(nián)的数(shù)据收(shōu)集，人们发现了(le)一个有趣的事情。探(tàn)测率(lǜ)会在每年的6月份达到峰值，然后(hòu)在(zài)11月降(jiàng)到最(zuì)低，而且在20年当(dāng)中每(měi)年都是一样。一些(xiē)科学家认(rèn)为这可能是人类发现暗(àn)物质的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗(àn)物质(zhì)会产生周期性的(de)年度(dù)信号呢？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银河(hé)系进行移动，那么如果暗物(wù)质存在宇(yǔ)宙当(dāng)中，这(zhè)意味着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这个(gè)过程中会产生相应的振荡，同时地(dì)球(qiú)又以30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进(jìn)行旋转。所以有半年的(de)时间(jiān)，地球围绕太阳(yáng)的方向与太(tài)阳环绕银河系的方(fāng)向(xiàng)是(shì)一(yī)致的，而另外半(bàn)年(nián)则与之相反。

而在(zài)6月份(fèn)的时候，地球与太阳的方(fāng)向正好达到完全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月(yuè)份，又恰好(hǎo)达到了最(zuì)慢值。尽管在实(shí)际的情况中，太阳系相对银河(hé)系(xì)的平面(miàn)呈现了60度(dù)的倾斜，但是这(zhè)并不影(yǐng)响这个理论(lùn)的有效(xiào)性。

因此科学家(jiā)认为这可以用来解释(shì)，研究人(rén)员们所观(guān)测到的周期性(xìng)信号。当然也可能(néng)有其他的情况，造成这种(zhǒng)年度周期信号的差异(yì)也(yě)可能(néng)是温度、湿度(dù)、土壤中的水分(fēn)、高(gāo)山上的积(jī)雪，甚至连意大(dà)利游客的(de)数量也符(fú)合这个(gè)周期的规律。

塞舌尔属于哪个国家的城市，塞舌尔是什么国家p>

所以，科(kē)学家们又在南半球建立了一个几乎相(xiāng)同(tóng)的实验室，这(zhè)里的季节与之前的实验室正好相反，而在这里，地(dì)球穿过暗(àn)物质流的运动特征和第一个实(shí)验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的(de)信(xìn)号，就可以成(chéng)为(wèi)暗物(wù)质所存在的非常(cháng)有力的证据了。但是(shì)由于这个实验室刚刚建(jiàn)成(chéng)不久，所以截至目前还无法提供相应(yīng)的数据支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射(shè)一台新的(de)望(wàng)远镜，这(zhè)台太空望(wàng)远镜(jìng)叫(jiào)做(zuò)“南(nán)希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜(jìng)大小跟哈(hā)勃望远镜相同，但它(tā)的宽视场仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼(màn)太(tài)空望远镜其中一个(gè)关键的用途就是探(tàn)索(suǒ)暗(àn)物质(zhì)背(bèi)后的奥秘，对于探测(cè)的结(jié)果，我们只能拭(shì)目以待了。费米实验室粒子(zi)天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究(jiū)发现，如果暗物质(zhì)存(cún)在，它(tā)们极有可能拥有另一(yī)种神秘的(de)效应，这种暗物质(zhì)效应(yīng)，会支持宇宙当(dāng)中生命的诞生(shēng)，或(huò)者说(shuō)是生命(mìng)进化(huà)的一个(gè)重要因素。

如果这一理论得(dé)到进一(yī)步(bù)的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人类并(bìng)不孤单呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的效应创造(zào)生命。当然，这些推论的大前提(tí)是要先找到暗(àn)物质存在的实际证据。那(nà)么小伙(huǒ)伴(bàn)们，你们(men)觉(jué)得暗物质到底(dǐ)存(cún)不(bù)存在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞，你的支持是我更新的动力(lì)！

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