宇宙是(shì)“人为制造(zào)”的？为(wèi)何会存在(zài)科学(xué)无法(fǎ)解(jiě)释(shì)的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质又究竟是什(shén)么？人类(lèi)为了寻找暗物质存在的证(zhèng)据，科学家们在过去的几十年当中进(jìn)行了超过(guò)50次的长期(qī)实验(yàn)，但是(shì)却(què)没有发(fā)现(xiàn)任何的有(yǒu)效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版的自(zì)然哲学(xué)数学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它(tā)揭示了宇宙中天(tiān)体运动(dòng)的(de)规律。往后的几百年来(lái)，当天文学家们发现某些天体(tǐ)运行轨道出现异常，不符(fú)合万有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有未知的天(tiān)体通过(guò)引力在摄动它(tā)的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨(guǐ)道(dào)的(de)异(yì)常，推(tuī)算并且发现了海王星的(de)存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的(de)发(fā)现都是应(yīng)用万(wàn)有(yǒu)引力定律所取得重大天文成就的例子(zi)。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的(de)尺度当中，可当我们上(shàng)升(shēng)到星系或(huò)者是(shì)星(xīng)团的尺度，事情(qíng)就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理(lǐ)学家弗里茨兹威基(jī)正在研究和测量后发星系(xì)团的质量。这是(shì)一个由数千个星系(xì)所组(zǔ)成的巨大星(xīng)系团，这些星系被(bèi)引力束缚在(zài)一起。测(cè)量星系团(tuán)的质量(liàng)一般(bān)会使用到两种方法，当两(liǎng)种方法结果一(yī)致(zhì)，就可以确定其质量的(de)范围(wéi)。

第(dì)一种是获(huò)得其"光度(dù)学的质量"，需要的数据是测量各个星(xīng)系的光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计(jì)算(suàn)，是利用光谱红移测量星系团(tuán)中的各个(gè)星系相(xiāng)对于(yú)星系(xì)团的运(yùn)动速(sù)度。当测量(liàng)结果出来之后，兹威(wēi)基(jī)彻底懵(měng)了，“动力学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光度学(xué)质量”的400倍(bèi)。这意味着，后(hòu)发(fā)座星系团有99%的质(zhì)量消失(shī)了，或者说(shuō)这99%的质量并不(bù)以(yǐ)可见光的(de)形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的(de)是，在测量(liàng)速(sù)度(dù)的过程中，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠(kào)这些可见(jiàn)星(xīng)系(xì)的质量所(suǒ)产生的引力(lì)是无法(fǎ)将它们束缚在星(xīng)系团内的，它(tā)们早就应该被抛出(chū)星系(xì)团之外了(le)，除非有一种神秘的(de)力量在起作用，这(zhè)种力量(liàng)来(lái)源(yuán)于某种隐形的物质(zhì)。

据(jù)此，兹维基提出了这样(yàng)部分不(bù)可见(jiàn)的暗(àn)质，它不发(fā)散光、吸光、反射光(guāng)，但是它们却占据着宇宙中绝大部(bù)分的质量。只是当时(shí)的人(rén)们对这样的一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后(hòu)，“暗(àn)物质”这个词才再(zài)一次出(chū)现。天(tiān)文学家维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯(kěn)特福特在观测仙女座星系中的恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中心越(yuè)远的恒星在(zài)其轨道上的运行(xíng)速(sù)度就会越慢(màn)。但是他们观测的(de)结果却(què)让(ràng)人感到不可(kě)思议。

随着与中心距(jù)离的(de)增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的万有引力定(dìng)律，在(zài)星系当(dāng)中如果没有足够大的质量来吸(xī)引它们，这些外围(wéi)的(de)恒星(xīng)早就被甩到宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)了(le)。基于这种现象，科学家们会使(shǐ)用一种相对标准的方法来解(jiě)释暗物质(zhì)的(de)存在，这种方法就是测量星系当(dāng)中气体在(zài)X轴上(shàng)距离星系中心(xīn)的距离，以及在(zài)Y轴上气(qì)体的旋转速(sù)度。如果出现异常的结(jié)果，就认(rèn)为(wèi)是由暗物质的力(lì)量进入其中。

于是科学家们(men)通过(guò)射电望远镜(jìng)测量了距(jù)离星系中心更远距离的氢元(yuán)素(sù)，发现它们(men)的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力(lì)学定律。我们的太阳系(xì)也不例外，太阳系位于(yú)银河系(xì)的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律进行计算，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(yǐ)220千米(mǐ)/秒的(de)速度围(wéi)绕银河(hé)系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于理论(lùn)速(sù)度，那么产生以上这(zhè)种向心加速度的原(yuán)因很(hěn)可能就是存在着一种我们看不到的物(wù)质，是(shì)这些暗物质的引力效应将星(xīng)系聚集在了一(yī)起。

也是从(cóng)这时(shí)开始，越来越多的研究人员开(kāi)始(shǐ)相(xiāng)信暗(àn)物质的存在。科(kē)学家根据星系外恒星轨道的速度，估(gū)算在星系(xì)当中暗物质的(de)质量占整(zhěng)个星(xīng)系质量(liàng)的85%。但是(shì)，暗(àn)物质并不是唯一可(kě)以解释这个现象的原因。在一项(xiàng)新的研究(jiū)当(dāng)中，科学家们发(fā)现，几乎(hū)没有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会出(chū)现速(sù)度(dù)上(shàng)的微小(xiǎo)差异。另外，天文(wén)学(xué)家还发现了一个反常的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系(xì)距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多，但是星(xīng)系当中(zhōng)存在(zài)的恒星(xīng)数(shù)量却只有(yǒu)银河系的千分之(zhī)一(yī)。

所以在理(lǐ)论上，该星系必(bì)须存在暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科学家们使用最先进的望(wàng)远镜对其进行了(le)40个小时的详(xiáng)细测(cè)量之后(hòu)，发现星系中的恒星运动是可以用正常的物质和力学定律来解释的。那么又有人提出(chū)，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附近的另一(yī)个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任(rèn)何星系存在。造成(chéng)这些(xiē)现象的除了暗物质的(de)假说之外，另(lìng)一种可(kě)能(néng)就是人(rén)类对引力的理解还不够(gòu)全面，引力很可能在(zài)不同尺度空间中的工作方式是(shì)不同的，这意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(lǐ)解的(de)方式运(yùn)动。但(dàn)是上升到星系和(hé)星团的尺度，引力之间(jiān)的相互(hù)作用则(zé)是(shì)不同(tóng)的(de)方(fāng)式。对(duì)于在星系(xì)团(tuán)之间的相互作(zuò)用，科(kē)学(xué)家(jiā)还引(yǐn)入了外部场(chǎng)效应的概念，指的(de)是在数(shù)百万光年的规模上，巨大的质(zhì)量之间会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着(zhe)我们需(xū)要对现(xiàn)在的(de)物(wù)理(lǐ)定律(lǜ)进行修(xiū)正，这些发现也让(ràng)很(hěn)多(duō)人认为暗物(wù)质假(jiǎ)说理论就此(cǐ)终结(jié)。但(dàn)是在宇宙当中还有关(guān)于暗物质存在的其他的理论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引(yǐn)力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿(yì)光年的子(zi)弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星(xīng)系团(tuán)所(suǒ)组(zǔ)成，类(lèi)似这(zhè)样的星团(tuán)，它们大部分的普通(tōng)质量都在星系的气体(tǐ)当中。当星团(tuán)以1000万公里(lǐ)/小时(shí)发(fā)生碰撞的时(shí)候，星际气体的相(xiāng)互作(zuò)用就会导致(zhì)温度的急(jí)剧升高，速度(dù)大(dà)幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰(pèng)撞(zhuàng)之后，子弹星系团大部分的质量将位(wèi)于所(suǒ)有(yǒu)这些气体所在的(de)中间区(qū)域(yù)。那(nà)么我们通过什么来验证它(tā)的质量区域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第一(yī)张(zhāng)全彩(cǎi)的高清照片，在照(zhào)片中(zhōng)我们可以明显地看(kàn)到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其(qí)实这(zhè)些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦(wéi)伯望远镜(jìng)出了什么问题(tí)，而是这样(yàng)极遥远的天体和我们地球(qiú)上的观测者(zhě)之间。被一个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东(dōng)西的引力，会使身后(hòu)更(gèng)遥远星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力(lì)透镜效应。这个(gè)巨大(dà)的(de)天体可(kě)能是超大质量的黑洞或(huò)者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹星(xīng)系团(tuán)观测的时候(hòu)，发现它的(de)大(dà)质(zhì)量区域并(bìng)不是(shì)在中间，而是在两侧。所以最好的解释方法就(jiù)是当星团发生全部(bù)的(de)碰撞(zhuàng)时，可被观(guān)测到(dào)的(de)质量气体被卡在了中间(jiān)，暗物质则直接通过了这(zhè)个区域(yù)，并在两边形成了引力透(tòu)镜。对子弹星系(xì)团(tuán)的引力透镜研究也(yě)被认为是(shì)暗物(wù)质存在的迄今为止最好的理论证据(jù)。

除(chú)此之外(wài)，还(hái)有来自宇宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光(guāng)。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过(guò)了(le)130多亿年(nián)之后，这(zhè)些光在宇宙空间背景上留下了(le)各相同性的微波辐射。其中红色的(de)部分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色(sè)则(zé)表示相对较冷的(de)区域，但实(shí)际上它们之间(jiān)的(de)温差只有万分之(zhī)一。

科学家(jiā)们(men)通过对前景背(bèi)景分(fēn)离后的二值(zhí)图像进(jìn)行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看起来不应该是(shì)这样的，而随着暗物质(zhì)的增加，一(yī)些峰(fēng)值的幅度会(huì)减小，才变得看(kàn)起来(lái)“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的测量值，我们需要的暗(àn)物质大约(yuē)是普通物质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中恒(héng)星运动(dòng)所需要的暗(àn)物质(zhì)比例是一(yī)致的。这(zhè)就(jiù)意味着。

用了一个(gè)简单的理论(lùn)框架，就很好地解释了很多不同的(de)观测结果。而暗物质的(de)本(běn)质就是宇宙当中存在着(zhe)某(mǒu)种类型(xíng)的粒子，它(tā)们不(bù)参(cān)与(yǔ)任何(hé)其(qí)他(tā)的电磁作(zuò)用，只通(tōng)过引力(lì)来(lái)相(xiāng)互作用。所以如(rú)果(guǒ)能够找到(dào)这种粒子的存在，就相当(dāng)于找到了(le)暗(àn)物质存在(zài)的实(shí)际证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出了数十种的(de)假想目(mù)标，而要(yào)寻找这些不同的(de)目标(biāo)粒子(zi)所需(xū)要的实验(yàn)方式(shì)也不相(xiāng)同(tóng)。在过去(qù)的几十年(nián)当(dāng)中，人类为(wèi)了寻找这些看不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不(bù)会与常规物质相互(hù)作用的“暗物质(zhì)”，科学家(jiā)们已经进行了(le)超过50次(cì)的实(shí)验(yàn)，却没有任何(hé)实质(zhì)性的发现，除(chú)了一个(gè)地方，意(yì)大利(lì)的格兰萨索山，隶(lì)属于(yú)阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏(cáng)着地球上最大的(de)地(dì)学(xué)实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高(gāo)的探(tàn)测器(qì)，一直致(zhì)力于寻(xún)找暗物质粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科(kē)学(xué)家声称观测到(dào)了某种信号。经过了20多年(nián)的数据收(shōu)集，人们(men)发现(xiàn)了一个有趣的事情(qíng)。探测率会在每年(nián)的6月份达到峰值，然后在(zài)11月降(jiàng)到最(zuì)低，而且(qiě)在20年当中每年都(dōu)是一样。一些(xiē)科学(xué)家认为(wèi)这(zhè)可能是(shì)人类发(fā)现(xiàn)暗物质的第一个(gè)直(zhí)接证据。

但(dàn)是为什么暗(àn)物质(zhì)会产生周期性的年度信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正在(zài)以220公里/秒的(de)速(sù)度围绕着银河系进行移(yí)动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意(yì)味着我们也在(zài)以这样的(de)速度在穿越着(zhe)暗物质流，这个过程中会产生(shēng)相(xiāng)应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳的(de)方向与太阳环绕银河系(xì)的方(fāng)向是一(yī)致的，而(ér)另外半年则(zé)与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正好(hǎo)达到完全(quán)一致(zhì)，这(zhè)是理论上地(dì)球(qiú)穿越(yuè)暗物质(zhì)流最快的时(shí)段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在(zài)实际的情况中，太(tài)阳系相(xiāng)对(duì)银(yín)河系的平面呈现了60度的(de)倾(qīng)斜，但是这并(bìng)不(bù)影响这个理论的(de)有效性。

因此(cǐ)科学(xué)家认为这(zhè)可以(yǐ)用来(lái)解(jiě)释，研究人员们所(suǒ)观测到的周期性信(xìn)号。当然也可能有其他的情况，造成这(zhè)种年(nián)度周期信(xìn)号的差异也可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大利(lì)游客的数(shù)量也(yě)符(fú)合这个周期(qī)的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南(nán)半球建立了(le)一(yī)个几乎相同的实(shí)验(yàn)室，这(zhè)里(lǐ)的(de)季节与(yǔ)之前的实验室正好相反，而在这(zhè)里，地球穿过(guò)暗物质流的运动(dòng)特征和第(dì)一个实(shí)验室是(shì)一样的。

因此，如(rú)果在这里可以得(dé)到相同的信(xìn)号，就可以成为(wèi)暗物(wù)质所存在的非常有(yǒu)力(lì)的证(zhèng)据(jù)了。但是由于(yú)这个实(shí)验室刚刚建(jiàn)成(chéng)不久，所(suǒ)以截至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(shè)一(yī)台(tái)新的(de)望远(yuǎn)镜，这(zhè)台太空(kōng)望远镜叫做“南希格雷(léi)斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提(tí)供(gōng)的(de)视野是哈勃(bó)红外(wài)仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远(yuǎn)镜其中一个(gè)关键的用(yòng)途就是(shì)探索暗物质背后(hòu)的(de)奥秘(mì)，对于探测的结果，我们只能拭目以待了。费(fèi)米(mǐ)实验室粒子天(tiān)体物理(lǐ)中心的(de)科(kē)学家丹琥珀和(hé)贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在，它们(men)极有可(kě)能(néng)拥有另一种神秘(mì)的效应，这种(zhǒng)暗物质效(xiào)应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)生命的诞生，或者说(shuō)是生命进(jìn)化的一个重要因素。

如果这(zhè)一理论得到(dào)进一(yī)步的证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会(huì)不(bù)会意味着人类(lèi)并不孤(gū)单呢？或许在宇宙当(dāng)中某个角落的(de)行星上，暗物质(zhì)正在通过这样(yàng)的效应(yīng)创造生(shēng)命。当然，这(zhè)些(xiē)推论的大前提是要先找到暗物(wù)质存在的实际证据(j一呼百应吾独尊是什么意思生肖，一呼百应吾独尊代表什么生肖ù)。那么小伙伴们，你(nǐ)们(men)觉(jué)得暗(àn)物质到底存不存(cún)在呢(ne)？喜欢请(qǐng)点赞(zàn)，你的支持是一呼百应吾独尊是什么意思生肖，一呼百应吾独尊代表什么生肖我更新的动力！

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