宇宙是“人为(wèi)制造”的(de)？为(wèi)何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么？人类为(wèi)了(le)寻找暗物质存在的证据(jù)，科学家们在过去的(de)几(jǐ)十(shí)年(nián)当中进行(xíng)了(le)超过(guò)50次的长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任何的(de)有效证据(jù)。除了一个地(dì)方(fāng)，在1687年(nián)出版(bǎn)的自然哲学(xué)数学原理一(yī)书中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中天体(tǐ)运动的(de)规(guī)律。往后的几百年来，当天文学家们发现某些天体运行轨道出现(xiàn)异常，不符合万有引(yǐn)力定律的(de)时(shí)候，他们就会知道，周围一定有未知的(de)天体(tǐ)通(tōng)过引力(lì)在摄动它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶(yé)就通过天王星运行轨道(dào)的异常，推算并且发(fā)现了海王星(xīng)的(de)存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都是应用万有引力定律所取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统(tǒng)的尺度当(dāng)中，可当我们上升到(dào)星系或者(zhě)是星团(tuán)的尺度，事情就开(kāi)始(shǐ)变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里茨(cí)兹威基(jī)正在研究和测量后发星系(xì)团的(de)质量。这(zhè)是一个由数千(qiān)个星系所组(zǔ)成(chéng)的巨(jù)大星系团，这些星系(xì)被(bèi)引力(lì)束缚在一起。测量星系(xì)团的质量一般会使(shǐ)用到(dào)两种方法，当两种方法结果一致，就可以确(què)定(dìng)其质量的范(fàn)围(wéi)。

第一种是获(huò)得其"光度(dù)学的(de)质量"，需要的数据是(shì)测(cè)量各个(gè)星系的光(guāng)度。

第二种是动力学质(zhì)量的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量星(xīng)系团(tuán)中的(de)各(gè)个星系相对(duì)于(yú)星系团的(de)运动速度。当(dāng)测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍(bèi)。这(zhè)意味(wèi)着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以可见光(guāng)的(de)形式所存在，我们无法看到(dào)。最诡异的(de)是，在测量速度的过程(chéng)中，兹威(wēi)基发现星系(xì)团中很(hěn)多星系的速度比(bǐ)理论上要快得(dé)多，按照牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠这些可见星系的质量所产(chǎn)生的(de)引力是(shì)无法将(jiāng)它们(men)束缚在星系(xì)团(tuán)内的，它们早就应该被抛(pāo)出星系(xì)团(tuán)之外了，除非有(yǒu)一(yī)种神秘的力(lì)量在(zài)起作用，这种力量来源(yuán)于某种(zhǒng)隐形(xíng)的物质。

据此(cǐ)，兹(zī)维基提出了这样部(bù)分不(bù)可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸(xī)光、反(fǎn)射光，但是(shì)它(tā)们却占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝(jué)大(dà)部分的质(zhì)量。只是当时(shí)的人们对这样的一种说(shuō)法(fǎ)不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物(wù)质”这个词(cí)才再一次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特福(fú)特在观测仙女座星系中的(de)恒(héng)星运动。理论(lùn)上来(lái)说，距离(lí)中(zhōng)心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们观(guān)测的结果却让人感到不可思议(yì)。

随着(zhe)与(yǔ)中(zhōng)心(xīn)距离的增(zēng)加(jiā)，恒星的(de)旋转速度几(jǐ)乎(hū)保(bǎo)持不变。可是根据牛顿的万有引力(lì)定(dìng)律，在星(xīng)系(xì)当中(zhōng)如果没有足(zú)够大的质量来吸引它们(men)，这些外围的恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。基于这种现象，科学(xué)家们(men)会使用一(yī)种相对标准的方法来(lái)解释暗物质的存(cún)在，这种方法就是(shì)测量星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)气体在X轴上距离星系中(zhōng)心的距离(lí)，以及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋转速度。如果出(chū)现异常的结(jié)果，就认为是由(yóu)暗物(wù)质的力量进(jìn)入(rù)其中。

于(yú)是科学家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更(gèng)远距离的(de)氢元素，发(fā)现它们的旋转速度并不符合牛顿(dùn)的(de)力学(xué)定律。我们(men)的太阳系也不(bù)例外，太阳系位于银(yín)河系的第三悬臂(bì)之上(shàng)，距离(lí)银河(hé)系(xì)中心2.6万(wàn)光(guāng)年(nián)，根据万有引力(lì)定律进(jìn)行计(jì)算，太(tài)阳(yáng)系的运行(xíng)速度应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的(de)速度围(wéi)绕银河系旋转，这个(gè)实际速(sù)度远(yuǎn)远大于理论(lùn)速度，那么产生(shēng)以上这种向心加速度的原因很(hěn)可能就是存在着一种我(wǒ)们看不(bù)到的物质，是这(zhè)些暗物质的引力效应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来(lái)越多(duō)的(de)研究人员(yuán)开始相信(xìn)暗物(wù)质的存(cún)在(zài)。科学家(jiā)根(gēn)据(jù)星系外(wài)恒星轨(guǐ)道(dào)的速度(dù)，估算(suàn)在星系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量的(de)85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释这个(gè)现象的原因。在一项新的研究当中，科(k裤子72a是多大尺码 裤子72a和76a差别大吗ē)学(xué)家们发(fā)现，几乎没有(yǒu)引力效(xiào)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(xué)家还(hái)发现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但(dàn)是星系当中(zhōng)存在的(de)恒(héng)星数(shù)量却只有银河(hé)系的(de)千分(fēn)之(zhī)一。

所以(yǐ)在理论上，该星(xīng)系必(bì)须存在暗(àn)物质，否则就会(huì)分崩(bēng)离析(xī)。但是科学家(jiā)们使用(yòng)最(zuì)先(xiān)进的(de)望远镜对其进行了40个小时(shí)的详细测量之后(hòu)，发现星(xīng)系(xì)中的恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)是(shì)可以用正(zhèng)常的物质和力学定律来解释(shì)的(de)。那(nà)么(me)又(yòu)有(yǒu)人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经被附近的另一(yī)个大星系(xì)剥离(lí)了。奇(qí)怪(guài)的是，它的附近没有(yǒu)任何星系存在。造成这些现象的除了暗物(wù)质的假说之外，另一(yī)种(zhǒng)可(kě)能就是人类对引力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面，引力(lì)很(hěn)可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意味着在行(xíng)星系尺度中(zhōng)的天体会(huì)沿着(zhe)它们的(de)轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式运动。但(dàn)是(shì)上升到(dào)星(xīng)系和星团(tuán)的尺(chǐ)度(dù)，引力之间的相互作用则是不(bù)同的方式(shì)。对于在星系(xì)团(tuán)之间的相互作用，科学(xué)家(jiā)还引入了(le)外部场(chǎng)效应的概念，指(zhǐ)的是在数百万光年的(de)规模(mó)上，巨大的质量之间会产生对彼此特殊(shū)的效果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需要对现在(zài)的物(wù)理定(dìng)律进行修正，这些发现也让很多人认为暗物质假(jiǎ)说理论就此(cǐ)终(zhōng)结。但是在宇宙当中还(hái)有关(guān)于暗物质存在的其他的理论证据(jù)，这些理论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的“引力透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这样的星团，它们大部分的普通质量都在星系的气(qì)体当中。当星(xīng)团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体的(de)相互作用(yòng)就会导致温(wēn)度的急剧升(shēng)高，速度大(dà)幅降(jiàng)低(dī)。所(suǒ)以(yǐ)在理(lǐ)论上(shàng)，在碰撞之(zhī)后(hòu)，子弹星系团大部分(fēn)的质量将位于所(suǒ)有(yǒu)这(zhè)些气(qì)体(tǐ)所(suǒ)在的中间(jiān)区域。那(nà)么(me)我们通(tōng)过什么来验证(zhèng)它的质量区域到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前(qián)不久，詹(zhān)姆斯韦(wéi)伯(bó)太空望远镜传回了宇宙当中第一张全(quán)彩的(de)高清照片(piàn)，在照片中我们可以(yǐ)明显(xiǎn)地看到很多星系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的形变。其(qí)实(shí)这些星系本身(shēn)并不是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯(bó)望远(yuǎn)镜出了什么问题(tí)，而是这(zhè)样极遥(yáo)远的天体和我们地球上(shàng)的观测者之(zhī)间。被一个质(zhì)量超级巨大的(de)天体遮挡，这(zhè)个(gè)超(chāo)大质量的东西的引力，会使(shǐ)身(shēn)后更遥(yáo)远星(xīng)系的光都发生了扭曲(qū)。这个(gè)现象就是引(yǐn)力透镜(jìng)效应。这个巨大(dà)的天体可(kě)能(néng)是超大质量的(de)黑洞或者是暗(àn)物质。

所以当人们(men)对(duì)子弹(dàn)星系团观测的时候，发现(xiàn)它的大质量(liàng)区域并不是(shì)在(zài)中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就(jiù)是当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的质量气(qì)体被卡在了中间，暗物质则直接通过了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子(zi)弹(dàn)星系团(tuán)的引(yǐn)力(lì)透镜(jìng)研究也被认为是(shì)暗物质存在的迄今(jīn)为止最好的(de)理论证据。

除此(cǐ)之外，还有来(lái)自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地(dì)穿越在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这些(xiē)光在(zài)宇(yǔ)宙空间背景上留下了各相同性的(de)微波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示温(wēn)度较高的区域(yù)，蓝色则(zé)表示相对(duì)较(jiào)冷的区域，但实际上它们(men)之间的温差只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科(kē)学(xué)家们通过(guò)对(duì)前(qián)景背景(jǐng)分离后的二值图像进行连通域提取和(hé)标(biāo)记之后发(fā)现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图(tú)形看起(qǐ)来(lái)不应该(gāi)是这(zhè)样的，而随(suí)着暗物质(zhì)的增加，一些峰值的幅(fú)度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和(hé)谐”。为了(le)匹配宇(yǔ)宙微(wēi)波背(bèi)景(jǐng)辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质(zhì)大约是普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这个数(shù)字与(yǔ)解释星(xīng)系当中恒星运动所需要的暗(àn)物质比例是一(yī)致的。这(zhè)就意味着。

用(yòng)了一个简单的理论框架(jià)，就很好地(dì)解释了很多不(bù)同的(de)观测(cè)结果。而暗物(wù)质的(de)本质就是(shì)宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒子，它们不(bù)参与任何其他的(de)电磁作用，只通过引力(lì)来相互作用(yòng)。所(suǒ)以如果能够找(zhǎo)到这种粒子(zi)的存在，就相当于(yú)找到了(le)暗物质存在(zài)的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是(shì)什么？科学家(jiā)们(men)已经提出了(le)数(shù)十种的假想目标，而(ér)要寻找(zhǎo)这些不(bù)同的目标粒子所需要的实验方式(shì)也不相同(tóng)。在过去的几(jǐ)十(shí)年当(dāng)中，人类(lèi)为了(le)寻找这(zhè)些(xiē)看不见(jiàn)、摸不到(dào)，几乎不会(huì)与常规(guī)物(wù)质相互作用的(de)“暗物(wù)质(zhì)”，科(kē)学(xué)家们已经(jīng)进行了(le)超过50次的实验，却没(méi)有任(rèn)何实质性(xìng)的(de)发现，除(chú)了(le)一(yī)个地方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处(chù)的(de)地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地学实(shí)验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的探测器，一直致(zhì)力(lì)于(yú)寻找(zhǎo)暗物质(zhì)粒子的(de)周期性(xìng)震(zhèn)荡(dàng)。

自1997年以来，这里的(de)科学家声称观(guān)测到(dào)了某种信号。经(jīng)过(guò)了20多年(nián)的数(shù)据收集，人们(men)发现(xiàn)了(le)一个有趣的事(shì)情。探测率会在每(měi)年的6月(yuè)份达到(dào)峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中每年都(dōu)是一样。一些科(kē)学家认(rèn)为这可(kě)能是人类(lèi)发现暗物质的第一个直接证据。

但是为什(shén)么(me)暗物质会产生周(zhōu)期性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚才(cái)我(wǒ)们讲了(le)太阳(yáng)系正在以220公里/秒的速度围绕(rào)着(zhe)银河系(xì)进(jìn)行移动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这(zhè)意味着我(wǒ)们也(yě)在以这(zhè)样的(de)速度(dù)在穿(chuān)越着暗(àn)物质流，这个过程中会产生(shēng)相应的振(zhèn)荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半(bàn)年的时(shí)间(jiān)，地(dì)球围绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的(de)，而另(lìng)外(wài)半年则与之相(xiāng)反(fǎn)。

而在(zài)6月份(fèn)的(de)时候(hòu)，地球(qiú)与太阳的方(fāng)向正好达到完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越(yuè)暗物质流(liú)最(zuì)快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的情况中，太(tài)阳系相对银(yín)河系的平(píng)面呈(chéng)现了60度(dù)的倾斜，但是这并不(bù)影(yǐng)响这(zhè)个理论(lùn)的(de)有(yǒu)效性(xìng)。

因此科学家认为这(zhè)可以(yǐ)用(yòng)来解释，研究(jiū)人(rén)员们所观测到的(de)周期性(xìng)信号。当然也(yě)可能(néng)有其他的情况，造成(chéng)这种年度(dù)周(zhōu)期信号的差异也可能是温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的(de)积(jī)雪，甚至连(lián)意大(dà)利游客的数量也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家们(men)又在南半球建立了一个几乎相同的(de)实验室，这里(lǐ)的季节与之(zhī)前的实验室正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物(wù)质(zhì)流的运动特征和第一个实验室是一样的(de)。

因(yīn)此，如果在这里可以得到(dào)相同的信号，就可以成为暗物质所存在的(de)非常(cháng)有力(lì)的证据了。但是由(yóu)于这个实验室(shì)刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所(suǒ)以截至(zhì)目前还无法提供(gōng)相(xiāng)应的(de)数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台太空(kōng)望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但(dàn)它的宽视场仪(yí)器提供的(de)视野(yě)是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中(zhōng)一个(gè)关键的用途就是探(tàn)索暗物质背后的奥秘(mì)，对于探测(cè)的结果，我(wǒ)们(men)只能拭目(mù)以待了。费(fèi)米实验(yàn)室粒子天体物理中心的科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研(yán)究(jiū)发现，如果暗物质存(cún)在，它们极有(yǒu)可能拥有另一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物(wù)质效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或(huò)者(zhě)说是生命进(jìn)化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理(lǐ)论得到进一步的(de)证实(shí)，那么(me)遍布宇宙当裤子72a是多大尺码 裤子72a和76a差别大吗中的(de)暗物质会(huì)不(bù)会(huì)意味(wèi)着人类并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通过这样的效应(yīng)创造生命(mìng)。当然，这些推论的大前(qián)提是要先找到暗物(wù)质存在(zài)的实际证据。那么(me)小伙伴(bàn)们，你们觉(jué)得暗物质到底存不存在呢？喜(xǐ)欢请点(diǎn)赞，你的支(zhī)持是我更新的动力！

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