宇宙是“人为制造(zào)”的(de)？为何(hé)会存在科学无法解释(shì)的“暗物(wù)质(zhì)”？暗物质(zhì)又(yòu)究(jiū)竟是什么(me)？人类为了寻(xún)找暗物质存在的证据，科学家们(men)在(zài)过去的几十年当中进(jìn)行了超过50次的长期实(shí)验，但是却没有发现任何的有效(xiào)证据。除了一个地(dì)方(fāng)，在1687年出版的(de)自然哲(zhé)学(xué)数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表了万有引(yǐn)力定(dìng)律，它揭示(shì)了宇宙(zhòu)中天体运动的(de)规律。往后的几(jǐ)百年来，当(dāng)天文学(xué)家们发现某些天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异(yì)常，不(bù)符合(hé)万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律的时候，他们就会知道，周围一定有未知的(de)天体(tǐ)通过引力在(zài)摄动它的(de)轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并且发现了海王星(xīng)的存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都是应用万有(yǒu)引力定律所取得(dé)重大天文(wén)成就的例子(zi)。但是这些发(fā)现都是在恒(héng)星系统的尺(chǐ)度当(dāng)中(zhōng)，可当(dāng)我们上升(shēng)到星系或者是(shì)星团的尺(chǐ)度，事(shì)情就开始(shǐ)变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家(jiā)弗里茨兹威(wēi)基正在研(yán)究和测(cè)量后(hòu)发星(xīng)系(xì)团的(de)质量。这是一个由数千个星系所组成的巨大(dà)星系团，这些(xiē)星系被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用(yòng)到(dào)两(liǎng)种方法，当两(liǎng)种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定(dìng)其质量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测量各个(gè)星系的光度。

第(dì)二(èr)种是动力学质量的(de)计算，是(shì)利用(yòng)光谱红(hóng)移(yí)测量星系团中的各(gè)个星系相对于星系团的运动速度(dù)。当测(cè)量结果(guǒ)出来之(zhī)后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍(bèi)。这(zhè)意味着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可见光的形式(shì)所存在，我们无法看到。最诡异的(de)是，在(zài)测量速度的过程中(zhōng)，兹(zī)威基发现星系团中很多(duō)星系(xì)的(de)速度比(bǐ)理论上要快得(dé)多，按照牛顿的(de)运动学定律，仅(jǐn)靠这(zhè)些可见(jiàn)星系的质量所(suǒ)产生的引力是(shì)无法将它们束缚在(zài)星系团(tuán)内(nèi)的(de)，它们早就应(yīng)该被抛出星系团之(zhī)外(wài)了，除(chú)非有一种神(shén)秘的力量在(zài)起作(zuò)用(yòng)，这(zhè)种(zhǒng)力量来源于某种(zhǒng)隐(yǐn)形(xíng)的(de)物(wù)质。

据(jù)此，兹维基提出了这样部分(fēn)不可(kě)见的暗质，它不发(fā)散(sàn)光、吸(xī)光、反射光，但(dàn)是它(tā)们(men)却占据着宇宙中绝(jué)大部(bù)分(fēn)的(de)质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样的(de)一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再一(yī)次出现。天文(wén)学家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特在观测(cè)仙女座(zuò)星(xīng)系中(zhōng)的恒星运动。理论上来(lái)说，距离中心越远的(de)恒星(xīng)在其轨(guǐ)道(dào)上的运行(xíng)速(sù)度就会越慢(màn)。但是他们观测的结(jié)果却(què)让人感到不(bù)可思议(yì)。

随着与(yǔ)中心距离的增加，恒星(xīng)的(de)旋转(zhuǎn)速度(dù)几乎保(bǎo)持(chí)不变。可是(shì)根据牛顿的万有(yǒu)引力定律，在星系当中如果(guǒ)没有足够大的(de)质量来吸引它们，这些(xiē)外围的恒(héng)星早就被甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中了。基于这种现象，科学(xué)家们会使(shǐ)用一种相对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质(zhì)的存在(zài)，这(zhè)种方法就是测量星(xīng)系当中(zhōng)气体在(zài)X轴上距(jù)离星系(xì)中心的(de)距离，以及在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异(yì)常的结果(guǒ)，就认为是由(yóu)暗物质的力量进入(rù)其中(zhōng)。

于是科学(xué)家们通过射电望(wàng)远镜测量了距离星系中心(xīn)更远距(jù)离(lí)的(de)氢元素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学(xué)定律。我们(men)的(de)太阳系也不例外，太阳系(xì)位于银河系的第(dì)三悬臂之上，距离银河系(xì)中(zhōng)心2.6万光年(nián)，根据万有(yǒu)引力定律进行计算(suàn)，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于理论速度，那么产(chǎn)生以上(shàng)这(zhè)种向心加速度(dù)的原因很可能就(jiù)是存在着(zhe)一种我们看(kàn)不到的物质，是这(zhè)些(xiē)暗物质的引(yǐn)力效应将星系聚集(jí)在了一起。

也(yě)是从这时开始，越来越多的(de)研究(jiū)人员开始相信暗(àn)物质的存在(zài)。科学家根据星系外恒星轨道的速(sù)度，估算(suàn)在星系当中(zhōng)暗物质的质量占整个(gè)星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可以解释这个现(xiàn)象(xiàng)的(de)原因。在一(yī)项(xiàng)新的研究当中，科学家们发现，几乎没有(yǒu)引力效应的遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上的微小差异。另外，天文学家还(hái)发现了一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地(dì)球大约2.5亿光年(nián)，大小和银(yín)河系(xì)不(bù)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(fēn)之(zhī)一。

所以在理(lǐ)论上，该星系(xì)必(bì)须存在暗物质，否则就会分(fēn)崩(bēng)离析。但(dàn)是科(kē)学家们使用最(zuì)先进(jìn)的望远镜对其(qí)进行了40个小时(shí)的详细测量之后(hòu)，发现星系中的(de)恒星运动是可以用(yòng)正常(cháng)的(de)物质和力学定(dìng)律来解释(shì)的。那么(me)又有人提出，也(yě)许该星系的暗物质，已经被(bèi眉飞色舞是什么生肖 眉飞色舞是神态描写吗)附(fù)近(jìn)的另一个大星(xīng)系剥离了。奇(qí)怪的是(shì)，它的附近没(méi)有任(rèn)何(hé)星系(xì)存在(zài)。造成这(zhè)些现象的除了(le)暗物质的(de)假说之(zhī)外，另一种(zhǒng)可能就是人类(lèi)对引力(lì)的(de)理解还不够全面，引力很可能在不同(tóng)尺度空间中的(de)工作方(fāng)式是不同(tóng)的，这意味(wèi)着在行(xíng)星系尺(chǐ)度中的天体(tǐ)会沿着(zhe)它们的轨道，按照我们(men)所理解的方式运动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺度，引力(lì)之间的相互作(zuò)用(yòng)则是不同的方式。对(duì)于(yú)在星系(xì)团之间的相(xiāng)互作用(yòng)，科学家(jiā)还(hái)引入了外部场(chǎng)效应的(de)概念，指的是在数百(bǎi)万光(guāng)年的规(guī)模上，巨(jù)大的(de)质量之间(jiān)会(huì)产生(shēng)对彼此特(tè)殊的效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立，这(zhè)意味着(zhe)我们需要对现在的(de)物理(lǐ)定律(lǜ)进行(xíng)修(x眉飞色舞是什么生肖 眉飞色舞是神态描写吗iū)正(zhèng)，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质假说(shuō)理论(lùn)就此(cǐ)终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的其他的理论证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释的“引力(lì)透镜(jìng)”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞(zhuàng)的星系团所组成，类似(shì)这样(yàng)的星团，它们大部分(fēn)的(de)普通质量都在星(xīng)系(xì)的气体(tǐ)当(dāng)中(zhōng)。当星(xīng)团以1000万公(gōng)里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际(jì)气体的相互作用就(jiù)会(huì)导致温(wēn)度的(de)急剧升高，速度大(dà)幅降低。所以在理论上，在碰撞之后(hòu)，子(zi)弹星系团大部分的(de)质(zhì)量将位于所有这(zhè)些气体所在的中(zhōng)间区域。那么(me)我们通过什么(me)来验证它的质量区域(yù)到底是不是集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空望远镜传回(huí)了宇宙(zhòu)当中(zhōng)第一(yī)张全彩的高清照片(piàn)，在(zài)照片(piàn)中我们可以明显(xiǎn)地看到(dào)很多星系似乎被拉伸产生了巨大(dà)的(de)形(xíng)变。其实这些(xiē)星系本身并(bìng)不是真的(de)被扭曲了，也不是韦伯望(wàng)远(yuǎn)镜出了什(shén)么(me)问(wèn)题，而(ér)是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观测(cè)者之(zhī)间。被一个质量超(chāo)级巨(jù)大的天体遮挡，这(zhè)个超(chāo)大质量的(de)东西的(de)引力，会使身后(hòu)更(gèng)遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这个(gè)眉飞色舞是什么生肖 眉飞色舞是神态描写吗现象就是引力(lì)透镜效应。这个巨(jù)大的天体可能是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗(àn)物质。

所以当人们对子弹星系(xì)团观测的时候，发现它的大质(zhì)量区域并不是在中间，而是在两侧(cè)。所(suǒ)以最好(hǎo)的解释(shì)方法就是(shì)当星团发(fā)生全部(bù)的(de)碰(pèng)撞时(shí)，可被观测(cè)到的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并在两边形成了(le)引力透镜。对子弹星系团的(de)引力透镜研究也被(bèi)认(rèn)为是暗(àn)物质存在(zài)的迄今为止(zhǐ)最好的理(lǐ)论(lùn)证据。

除此之外(wài)，还有来自宇(yǔ)宙当中(zhōng)最古(gǔ)老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万年(nián)之后，可见光(guāng)终(zhōng)于(yú)可以(yǐ)畅通无(wú)阻地(dì)穿越在宇宙当中了(le)。经过(guò)了130多亿年之后，这(zhè)些(xiē)光在宇宙(zhòu)空间背景上留下了(le)各相(xiāng)同(tóng)性的(de)微(wēi)波辐射。其(qí)中红色(sè)的部分(fēn)表示(shì)温度较高的区域，蓝(lán)色则表示相对较(jiào)冷的区域，但实际上它们之(zhī)间的(de)温差只有万(wàn)分之一。

科学家们通过对前景背(bèi)景(jǐng)分离后(hòu)的(de)二(èr)值图像进行连通域提(tí)取和标记之后发(fā)现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看起来不应(yīng)该是这(zhè)样的，而随着暗物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度(dù)会(huì)减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙(zhòu)微波(bō)背景辐射的(de)测量值(zhí)，我们需要的暗物质大约是普通物质(zhì)的5倍。这个(gè)数(shù)字与解释星系当中(zhōng)恒(héng)星(xīng)运动所需(xū)要的暗(àn)物质(zhì)比例是(shì)一(yī)致(zhì)的。这就意味着。

用了一(yī)个简单的理论框(kuāng)架(jià)，就(jiù)很好(hǎo)地解释了很多不同的观测结(jié)果(guǒ)。而暗物(wù)质的本质(zhì)就是宇宙当中存在着(zhe)某种(zhǒng)类型(xíng)的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引力(lì)来相互作用。所以如(rú)果能够(gòu)找到这种粒子(zi)的存(cún)在，就相当于(yú)找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到(dào)底是什么？科学家们(men)已经提(tí)出(chū)了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找(zhǎo)这些(xiē)不同的(de)目标(biāo)粒(lì)子所需要的(de)实验方(fāng)式也(yě)不(bù)相(xiāng)同。在过去的几(jǐ)十年当中，人类(lèi)为了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常(cháng)规物质相互(hù)作用的“暗(àn)物(wù)质(zhì)”，科学(xué)家们已经进行(xíng)了超过50次的实验，却没有任何实质性的(de)发(fā)现，除了一个地(dì)方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶(lì)属于阿尔卑斯(sī)山(shān)脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿(kuàng)井当中(zhōng)，藏着地球上(shàng)最大(dà)的(de)地学实验室(shì)，这(zhè)个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有(yǒu)一个三(sān)层楼(lóu)高(gāo)的探(tàn)测(cè)器(qì)，一直致力(lì)于寻找暗物质粒子的(de)周期性(xìng)震荡。

自1997年(nián)以来，这(zhè)里(lǐ)的(de)科学(xué)家(jiā)声称观测到(dào)了某种信号。经过(guò)了20多年(nián)的数据收(shōu)集，人们发现(xiàn)了一个(gè)有趣的事情。探测(cè)率会(huì)在每年的6月(yuè)份(fèn)达(dá)到峰值，然后(hòu)在11月降到(dào)最低，而且在(zài)20年(nián)当中每年都是一(yī)样(yàng)。一些科学家(jiā)认为这可能(néng)是人类发现暗物质(zhì)的第(dì)一个(gè)直接(jiē)证据。

但(dàn)是为什(shén)么暗(àn)物质(zhì)会(huì)产生周期性(xìng)的年(nián)度信号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的(de)速度围绕(rào)着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们(men)也在以这(zhè)样的速(sù)度在穿越着(zhe)暗(àn)物质流，这个过程中(zhōng)会产生(shēng)相(xiāng)应的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球(qiú)围绕太阳(yáng)的方向(xiàng)与太阳(yáng)环绕银河(hé)系的(de)方(fāng)向是(shì)一致的，而另外半(bàn)年则(zé)与之相反。

而在6月份的时候，地球与(yǔ)太(tài)阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理论(lùn)上地球穿(chuān)越暗物(wù)质流最快的时段。而(ér)在11月份，又恰好达(dá)到了最慢值。尽(jǐn)管在实际的情况中，太阳系相对银河系的平(píng)面呈现了60度(dù)的倾(qīng)斜(xié)，但是这并(bìng)不(bù)影响这个理论的有效性。

因此(cǐ)科(kē)学家认为(wèi)这可以用来解释，研究人(rén)员(yuán)们所观测到的周期性(xìng)信号(hào)。当然也可(kě)能有其(qí)他的情况(kuàng)，造(zào)成这种年度周(zhōu)期(qī)信号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大(dà)利(lì)游客的(de)数量也符合这(zhè)个(gè)周期的(de)规律。

所以，科学家们(men)又在南半(bàn)球建立了一(yī)个(gè)几乎相(xiāng)同(tóng)的(de)实验室，这里的季节与之前(qián)的实验室正(zhèng)好相(xiāng)反，而(ér)在这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗(àn)物质(zhì)流(liú)的运(yùn)动特征和第一个实验室是一样的。

因(yīn)此(cǐ)，如(rú)果在(zài)这(zhè)里可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为暗(àn)物(wù)质所存在的(de)非常有力的证据了。但是(shì)由于(yú)这个实验室刚刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至目(mù)前还无法提供相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射(shè)一台(tái)新的望远镜，这(zhè)台太(tài)空望远镜(jìng)叫(jiào)做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃(bó)望远镜(jìng)相同，但它的宽视场(chǎng)仪器(qì)提供(gōng)的视野是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希(xī)格雷斯罗曼太(tài)空(kōng)望远镜其(qí)中(zhōng)一个(gè)关(guān)键的(de)用途就(jiù)是探索(suǒ)暗物(wù)质背(bèi)后的奥秘，对于探(tàn)测的结果(guǒ)，我们只能拭目(mù)以待了。费(fèi)米(mǐ)实验室粒子天体(tǐ)物(wù)理中心的科学家丹(dān)琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果(guǒ)暗(àn)物(wù)质(zhì)存在，它(tā)们极有可能(néng)拥有另一种(zhǒng)神秘的效(xiào)应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命(mìng)的诞生，或(huò)者(zhě)说(shuō)是生命进化的一个(gè)重要因素。

如果这一理论得到进一步的(de)证实，那(nà)么(me)遍布宇(yǔ)宙当中的暗物(wù)质(zhì)会不会意味着人(rén)类并不孤单(dān)呢？或许(xǔ)在宇宙当(dāng)中某个角落的行星上，暗物质正在(zài)通过这样的效应创造生命(mìng)。当(dāng)然(rán)，这些推论的大前提是(shì)要先找到暗物质存在的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到(dào)底存不存在呢(ne)？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持是我更新的动力！

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