宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无(wú)法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什(shén)么(me)？人类为了寻找暗物质(zhì)存(cún)在的证(zhèng)据，科(kē)学家们在过去(qù)的(de)几十年当中进行了超过50次的长期实(shí)验，但是却没(méi)有发(fā)现任何的有(yǒu)效证据(jù)。除(chú)了一(yī)个地方，在1687年出版(bǎn)的自(zì)然哲学(xué)数(shù)学(xué)原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天(tiān)体运(yùn)动(dòng)的规律。往后的几百年来，当天文学(xué)家们发现某些天(tiān)体(tǐ)运行轨道(dào)出(chū)现异常，不符合万(wàn)有引力(lì)定律(lǜ)的(de)时候，他们就(jiù)会知道(dào)，周(zhōu)围一定有未知的天(tiān)体通(tōng)过引力在摄动(dòng)它的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维(wéi)耶就通过天王星运行轨(guǐ)道的异(yì)常，推算并且发现了海王星(xīng)的存(cún)在。另外(wài)，哈(hā)雷彗星、冥王星的(de)发现都是(shì)应用万有引(yǐn)力定(dìng)律所取得(dé)重(zhòng)大天文成就的例(lì)子。但是这(zhè)些发(fā)现都是(shì)在恒星系统的尺度当(dāng)中，可(kě)当我们(men)上升到星(xīng)系(xì)或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗里限制高消费坐飞机技巧 限制高消费真的坐不了飞机吗茨兹威基正在研究和(hé)测量后发(fā)星(xīng)系团的质量。这是一个由数千个(gè)星系所组成的巨大(dà)星系团，这些星系被引力束缚在(zài)一起。测(cè)量星系团的质(zhì)量一般(bān)会(huì)使用到(dào)两种(zhǒng)方法，当两种方法结(jié)果一致(zhì)，就可以确定(dìng)其质(zhì)量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量(liàng)"，需(xū)要的数据是测量各个星系的光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学质(zhì)量的计(jì)算，是利(lì)用光谱红(hóng)移测量(liàng)星系团(tuán)中(zhōng)的各个星系相(xiāng)对于星(xīng)系(xì)团的运动速度。当测(cè)量结果出来之后，兹威基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质(zhì)量消失了，或(huò)者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式所存在，我们无法看到。最诡(guǐ)异(yì)的是(shì)，在(zài)测量速度的(de)过(guò)程(chéng)中，兹威基(jī)发现星系(xì)团(tuán)中很(hěn)多星系的速度比理论上要(yào)快得多(duō)，按照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠这些(xiē)可(kě)见(jiàn)星(xīng)系(xì)的(de)质量(liàng)所产生的引力是(shì)无(wú)法将它们束缚在星系团内(nèi)的，它们早就(jiù)应(yīng)该被(bèi)抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种神(shén)秘的力(lì)量在起作(zuò)用，这种力量来源于(yú)某种隐形的物质。

据(jù)此，兹维基提出了这样部分(fēn)不可(kě)见(jiàn)的(de)暗质(zhì)，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却(què)占(zhàn)据着宇宙中绝大部分(fēn)的质量。只是当时的人们对(duì)这(zhè)样的一(yī)种说法不(bù)屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才(cái)再(zài)一次出现(xiàn)。天文(wén)学家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯(kěn)特福特在(zài)观(guān)测仙女座(zuò)星系中(zhōng)的(de)恒星运动。理论(lùn)上(shàng)来(lái)说，距离(lí)中(zhōng)心越远的恒星(xīng)在(zài)其(qí)轨道上的运行速度就(jiù)会(huì)越(yuè)慢(màn)。但是他们(men)观测的(de)结(jié)果却让人感到不可思(sī)议。

随着与(yǔ)中心距离的增(zēng)加，恒星的旋转速(sù)度几乎保(bǎo)持不变(biàn)。可是(shì)根据牛顿的万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)，在星系当(dāng)中如果没有足够(gòu)大的质量(liàng)来吸引它们(men)，这(zhè)些外(wài)围的恒星早就(jiù)被甩到(dào)宇宙当中了。基于这种现象，科(kē)学(xué)家们会(huì)使用一种相对标准的(de)方法来解释暗物质的存在，这种方法就是测量星(xīng)系当中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以及在(zài)Y轴上(shàng)气(qì)体的旋(xuán)转(zhuǎn)速度。如果(guǒ)出现异(yì)常的结(jié)果，就认为是(shì)由暗物(wù)质的(de)力量进入其中(zhōng)。

于是科学家们通(tōng)过射电望远(yuǎn)镜测(cè)量(liàng)了距(jù)离星系中心更远距离(lí)的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转(zhuǎn)速度并不符(fú)合牛顿的力(lì)学定律。我们的太阳系也不例(lì)外(wài)，太阳系(xì)位于银(yín)河系的(de)第(dì)三(sān)悬(xuán)臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引(yǐn)力定律进行计算，太(tài)阳系的运行(xíng)速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际(jì)上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速(sù)度(dù)围绕银河系旋转，这个实际速度(dù)远远大于理论(lùn)速(sù)度，那(nà)么(me)产生以上(shàng)这种(zhǒng)向心加(jiā)速度(dù)的原因很可能就是存在着一种我(wǒ)们看不到的物质，是这些暗物(wù)质的引力效应将星系聚(jù)集在了一起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的研究(jiū)人员开(kāi)始相信暗物(wù)质的(de)存在。科(kē)学家根据星(xīng)系(xì)外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗(àn)物质的(de)质量占整个(gè)星系质(zhì)量(liàng)的85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一可以解释这(zhè)个现象(xiàng)的原因(yīn)。在一(yī)项(xiàng)新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力(lì)效应的遥远恒星(xīng)之间，也会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不多，但(dàn)是星系(xì)当中存在的恒星数(shù)量却只有(yǒu)银河系的千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在理论上(shàng)，该星系(xì)必须存在暗物质，否(fǒu)则就会分(fēn)崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先进的望远镜对其进行了40个小时的(de)详细测量之后，发现星系中(zhōng)的恒星运动(dòng)是可(kě)以用正常的(de)物质和力学定律来(lái)解释的。那(nà)么(me)又有(yǒu)人提出，也许(xǔ)该星系的暗物质(zhì)，已经(jīng)被附近的另一个大星系剥离了。奇(qí)怪的是(shì)，它的附近没有任何星系存在(zài)。造成这(zhè)些现象的除了暗物质的假说之外，另一种可(kě)能就(jiù)是人类对引力的(de)理解还不够全面(miàn)，引力很可能在(zài)不同尺度空间中的工作方式(shì)是(shì)不同的，这意味着(zhe)在行星系(xì)尺度中的天(tiān)体(tǐ)会沿着它们的轨道(dào)，按照我们所理解(jiě)的方式运动。但是上升到星系和(hé)星团的尺度，引力之间的相(xiāng)互(hù)作用则是不同的方(fāng)式。对(duì)于在星系团之间(jiān)的相互作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是在(zài)数百万光年的(de)规模(mó)上，巨(jù)大的质量之(zhī)间会产生(shēng)对彼此(cǐ)特(tè)殊的效果(guǒ)，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意(yì)味着我限制高消费坐飞机技巧 限制高消费真的坐不了飞机吗们需要对现在的物理(lǐ)定(dìng)律进行修(xiū)正，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质假说理(lǐ)论就(jiù)此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在的其他的理论证据，这些(xiē)理论证据是(shì)蒙德(dé)理论所没法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两个(gè)碰撞的星系团所组成，类似这样的星(xīng)团，它们大部分的普通质量都在星系的气体当中。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际(jì)气体的相互作用就会导致温度的(de)急剧升高，速度(dù)大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大部分的质(zhì)量将位于所(suǒ)有(yǒu)这些气体所在的中(zhōng)间(jiān)区域(yù)。那(nà)么我们通过什么(me)来验(yàn)证它的质量区域到(dào)底是不是(shì)集中在(zài)中间呢？前(qián)不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了(le)宇宙当中(zhōng)第(dì)一张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我们可以明(míng)显地看到很多星(xīng)系似(shì)乎被(bèi)拉(lā)伸产生(shēng)了巨大的形变。其实这些星(xīng)系本(běn)身(shēn)并(bìng)不(bù)是真的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出了(le)什么问题，而是这样极遥远的天(tiān)体和(hé)我(wǒ)们地球(qiú)上的观测(cè)者之间。被一个质量(liàng)超级巨大的(de)天(tiān)体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使(shǐ)身后更遥(yáo)远星(xīng)系的光(guāng)都发(fā)生了(le)扭曲(qū)。这个现象就是引力(lì)透镜效应(yīng)。这个(gè)巨大的天(tiān)体可能是超(chāo)大质量(liàng)的(de)黑洞或者是暗物(wù)质。

所(suǒ)以当人们对(duì)子(zi)弹星(xīng)系(xì)团观测的时候(hòu)，发现它的大质(zhì)量区(qū)域(yù)并不是(shì)在中间(jiān)，而是在(zài)两侧。所(suǒ)以最好(hǎo)的解释方法就是(shì)当星团发生(shēng)全部的碰撞(zhuàng)时(shí)，可被观测到(dào)的质量气体被卡(kǎ)在了中(zhōng)间，暗物质则(zé)直接通过了这个(gè)区域，并(bìng)在两边形成了(le)引力(lì)透(tòu)镜。对子(zi)弹星系团的引力透镜研究也被(bèi)认为(wèi)是(shì)暗(àn)物质存(cún)在的迄(qì)今为止最好(hǎo)的理论证据。

除此之(zhī)外(wài)，还有来(lái)自(zì)宇(yǔ)宙(zhòu)当中最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于可(kě)以(yǐ)畅通无阻地(dì)穿(chuān)越在宇(yǔ)宙当中了。经过了130多亿年(nián)之后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下(xià)了各相同性(xìng)的微波(bō)辐射。其中红色的(de)部分限制高消费坐飞机技巧 限制高消费真的坐不了飞机吗表示温度较高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际上(shàng)它们(men)之间的温差只有万(wàn)分之一。

科学(xué)家们通过对前景背景(jǐng)分离后的二值(zhí)图像进行连通域提取和(hé)标记之后发(fā)现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙(zhòu)当中没有暗(àn)物质，图(tú)形看起来不应该(gāi)是这样(yàng)的，而(ér)随(suí)着暗物(wù)质的增加，一些峰值(zhí)的幅度(dù)会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微(wēi)波背景辐(fú)射的测量(liàng)值(zhí)，我们(men)需要的暗物(wù)质大(dà)约是普(pǔ)通物质的(de)5倍。这(zhè)个数(shù)字与解释星系当中恒星运动所需(xū)要(yào)的暗(àn)物质比例是一致的(de)。这就意味(wèi)着。

用了一个简单(dān)的理论框架，就很好地解释了很多(duō)不同的(de)观测结果。而暗物质的(de)本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子(zi)，它(tā)们不参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引力来相互(hù)作用。所以(yǐ)如果能够找到这种粒子的存在(zài)，就(jiù)相当(dāng)于(yú)找到了暗物质存在的实际证据(jù)。这种粒子到底是什(shén)么(me)？科学家们已(yǐ)经提(tí)出(chū)了(le)数十种的假想目标，而要寻找这些不同的(de)目标粒(lì)子所需要的实验方式也不相同。在过去的(de)几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类为了(le)寻找这些看不(bù)见、摸不到(dào)，几乎不会与常规物质相互作用的“暗(àn)物质”，科(kē)学家们(men)已经进行(xíng)了超过50次的实验(yàn)，却没有(yǒu)任(rèn)何实质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大(dà)的地学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的(de)探测器(qì)，一直致力于寻找暗物质粒子的周期(qī)性(xìng)震荡(dàng)。

自1997年(nián)以(yǐ)来，这里的(de)科学(xué)家声称观测到了(le)某种信号(hào)。经过了20多年的数据收集(jí)，人们(men)发(fā)现了一个有趣的(de)事情(qíng)。探测率会(huì)在每(měi)年(nián)的6月份达(dá)到(dào)峰值，然后在(zài)11月降到最低，而且在20年当中每年(nián)都是一样。一些科学家认为这可能是人(rén)类发现暗(àn)物质(zhì)的第一(yī)个直接证据。

但(dàn)是(shì)为什么(me)暗物质会产生周期性的年(nián)度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的(de)速(sù)度围绕着银河系进行移(yí)动，那么(me)如果暗物质存在(zài)宇宙当中，这意味着(zhe)我们也在以这(zhè)样的速度在穿(chuān)越着暗物质流，这个过程中(zhōng)会产生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有(yǒu)半(bàn)年的(de)时间，地球围(wéi)绕太阳的方(fāng)向与太阳环(huán)绕银河系的方向是(shì)一致的，而另外(wài)半年则与之(zhī)相反。

而在6月份的(de)时(shí)候(hòu)，地(dì)球(qiú)与太阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是(shì)理论上地球(qiú)穿越暗(àn)物质(zhì)流(liú)最快(kuài)的时段。而在(zài)11月份，又恰(qià)好达到了最(zuì)慢(màn)值(zhí)。尽(jǐn)管在实际的(de)情(qíng)况中，太(tài)阳系相(xiāng)对银河系的平面呈(chéng)现了(le)60度的倾斜，但是这并不影响(xiǎng)这个(gè)理论(lùn)的有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科学家(jiā)认为这(zhè)可(kě)以用(yòng)来解释(shì)，研究人员(yuán)们所观测到的周期性信号。当然也可能有其他(tā)的情况，造(zào)成这种年度周(zhōu)期信号的差异也可能是温度、湿(shī)度(dù)、土壤中的水分、高山(shān)上(shàng)的积雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也符合这个周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半(bàn)球建立了(le)一个几(jǐ)乎相同的(de)实验室，这里的季节与之前的实验室(shì)正好相反，而在这里，地(dì)球(qiú)穿(chuān)过暗物质(zhì)流(liú)的(de)运动特征和第(dì)一个实验(yàn)室是(shì)一(yī)样的。

因(yīn)此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成(chéng)为暗物质所存(cún)在的非常(cháng)有力的证据了。但(dàn)是由于这个实验室刚刚(gāng)建(jiàn)成不久(jiǔ)，所以截至目前还无(wú)法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新(xīn)的(de)望远镜，这台(tái)太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小(xiǎo)跟哈勃望远(yuǎn)镜相同(tóng)，但它的宽视(shì)场仪(yí)器提(tí)供(gōng)的视野是哈勃红外(wài)仪器的(de)100倍。南(nán)希格雷斯罗曼太(tài)空望(wàng)远镜其(qí)中(zhōng)一个关键的(de)用途就是(shì)探(tàn)索暗(àn)物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目(mù)以(yǐ)待(dài)了(le)。费米实验(yàn)室粒(lì)子(zi)天体物理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾(jiǎ)森(sēn)斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物质(zhì)存(cún)在，它们极(jí)有可(kě)能拥有另一种神(shén)秘(mì)的效(xiào)应，这种暗物质效(xiào)应，会支持宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中生命的(de)诞生，或者说是生命(mìng)进(jìn)化的一个重要因素(sù)。

如果这(zhè)一理论得到进一步的证(zhèng)实(shí)，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味(wèi)着人类并(bìng)不(bù)孤(gū)单(dān)呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角(jiǎo)落的行星上，暗(àn)物质正(zhèng)在通过(guò)这样(yàng)的(de)效(xiào)应(yīng)创造(zào)生命。当然，这些(xiē)推(tuī)论的大前提是要(yào)先找到暗物质存在的(de)实际证据。那(nà)么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到(dào)底(dǐ)存不存在呢？喜欢(huān)请点(diǎn)赞，你(nǐ)的支持是我(wǒ)更新的动力！

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