宇宙是(shì)“人为制造(zào)”的？为何(hé)会存在科(kē)学(xué)无(wú)法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是(shì)什么(me)？人(rén)类为了寻(xún)找暗物(wù)质存在的证据，科学家们在过去的几十年当中(zhōng)进(jìn)行了超过50次(cì)的长期实验，但是却没有发现(xiàn)任何的有(yǒu)效证据。除了(le)一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学原理(lǐ)一书(shū)中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了(le)万(wàn)有引力(lì)定律，它(tā)揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的规律。往后的几(jǐ)百年(nián)来，当天文学家们发现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常，不符合(hé)万有(yǒu)引力定(dìng)律的(de)时候，他(tā)们就(jiù)会知道，周围一定(dìng)有未知的天体(tǐ)通过引(yǐn)力在摄动(dòng)它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨(guǐ)道的(de)异常，推算并且(qiě)发现了(le)海王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王(wáng)星(xīng)的发现都是应用万有引力定(dìng)律所取得重大(dà)天文成就的例子(zi)。但是这些(xiē)发现都是在恒(héng)星系统的尺(chǐ)度(dù)当中，可当(dāng)我们上升到(dào)星系或(huò)者是星团的(de)尺(chǐ)度，事情就开始(shǐ)变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和(hé)测量后发星系(xì)团的质量(liàng)。这(zhè)是一个由数千个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这些星系被引力(lì)束缚在一起。测量星系团的(de)质量一般会使用到(dào)两种方法，当两种(zhǒng)方法结果(guǒ)一致(zhì)，就可以确(què)定(dìng)其质量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量(liàng)"，需要的数据(jù)是测量各(gè)个星(xīng)系的(de)光度(dù)。

第二种是动力(lì)学质(zhì)量的计算，是(shì)利用光谱红移测量星(xīng)系团中的各个星系(xì)相对于星系团的运(yùn)动速(sù)度(dù)。当测(cè)量(liàng)结果出来(lái)之(zhī)后，兹(zī)威基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味着，后发(fā)座(zuò)星系团有99%的(de)质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不以可见光的形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡异(yì)的是，在测量(liàng)速度的(de)过(guò)程(chéng)中，兹威基(jī)发现星系团中很多星系的速度比理论(lùn)上(shàng)要快得多，按照牛顿的运动学(xué)定律，仅靠这些可(kě)见星系的质(zhì)量所产生的引力是无(wú)法(fǎ)将它们束缚在星系(xì)团内的，它们早就应该被(bèi)抛出星系(xì)团之外了，除(chú)非(fēi)有一(yī)种神秘(mì)的力量(liàng)在起作用，这种(zhǒng)力量(liàng)来源于(yú)某种隐(yǐn)形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部分不可(kě)见的(de)暗(àn)质(zhì)，它(tā)不发散光(guāng)、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝(jué)大部分的质量。只是当时的人们对这样的一种说法(fǎ)不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物(wù)质”这个词(cí)才再一次出现。天文学家维拉(lā)鲁宾(bīn)和(hé)肯特福(fú)特在(zài)观(guān)测仙女座星系中的恒星运动。理(lǐ)论上来说，距离中(zhōng)心越远的恒星在其轨道上的运行速度(dù)就会(huì)越慢。但是他们观测(cè)的结(jié)果却让人(rén)感到不可思(sī)议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保(bǎo)持不变。可是(shì)根据牛(niú)顿的万(wàn)有(yǒu)引力定律，在星系当(dāng)中(zhōng)如(rú)果(guǒ)没有(yǒu)足够大的(de)质(zhì)量来吸引它们，这些(xiē)外(wài)围的恒(héng)星早(zǎo)就被(bèi)甩到宇宙当中了(le)。基于这(zhè)种现象(xiàng)，科学(xué)家们(men)会使用一(yī)种(zhǒng)相对(duì)标(biāo)准的方法来(lái)解释暗(àn)物(wù)质(zhì)的存(cún)在，这种方法(fǎ)就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系中心的(de)距(jù)离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出(chū)现(xiàn)异常的结果(guǒ)，就认为是(shì)由暗物质的力量进(jìn)入其(qí)中(zhōng)。

于是科学家们通(tōng)过射电望远镜测(cè)量了距离星(xīng)系中心更(gèng)远距离的氢元(yuán)素，发现(xiàn)它们的旋转速(sù)度并不符合牛顿的力(lì)学定律(lǜ)。我们的(de)太(tài)阳系也不(bù)例外(wài)，太阳(yáng)系位于银(yín)河系的第三悬臂之(zhī)上，距离(lí)银(yín)河系中心2.6万光年，根据万有引力(lì)定律(lǜ)进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上，太阳(yáng)系正在以(yǐ)220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这(zhè)个实际(jì)速度远远大于理论速度，那么(me)产(chǎn)生以上(shàng)这种向心加速度的原因很可能就是存在着一(yī)种我们(men)看不到的物质，是(shì)这些暗物质(zhì)的引(yǐn)力效(xiào)应挂号信几天能到，一般什么情况会用挂号信将星系聚集在了一(yī)起。

也(yě)是从这时开始，越来越(yuè)多的研究(jiū)人员开始相信暗物(wù)质(zhì)的(de)存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当(dāng)中暗物质(zhì)的质量占整个(gè)星系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可(kě)以解(jiě)释这个现(xiàn)象的(de)原因。在一项新的研究(jiū)当中，科学家(jiā)们发(fā)现(xiàn)，几乎没有(yǒu)引力(lì)效应的遥远恒星之间，也会出(chū)现(xiàn)速度上的微(wēi)小差异(yì)。另外(wài)，天文学家还发现了(le)一个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约2.5亿(yì)光年，大(dà)小和(hé)银(yín)河(hé)系不多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量却只有银(yín)河系的千分之一(yī)。

所以在理论(lùn)上(shàng)，该星系必(bì)须存在暗(àn)物质，否则就会分崩离析。但是(shì)科(kē)学家们使用最先(xiān)进(jìn)的望(wàng)远镜对其进行(xíng)了40个小时的详细测(cè)量(liàng)之后，发现(xiàn)星(xīng)系中的恒(héng)星运动是可(kě)以用正常的物质(zhì)和力学定律来解释的。那么又有人提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附近的另(lìng)一个大星(xīng)系(xì)剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有(yǒu)任何(hé)星(xīng)系(xì)存在。造(zào)成这些现(xiàn)象的(de)除了暗(àn)物质的假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力的理(lǐ)解(jiě)还不够全面，引力很(hěn)可能在不(bù)同尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺(chǐ)度中的天体会沿(yán)着它们(men)的轨道，按(àn)照我们所理解(jiě)的方式运(yùn)动。但(dàn)是(shì)上升到星系和星团的尺度，引力之间的相互作用则是不同的方式(shì)。对于在星系团之间(jiān)的相(xiāng)互(hù)作用，科学家还(há挂号信几天能到，一般什么情况会用挂号信i)引入了外部场效应的(de)概念，指的是(shì)在数百(bǎi)万光(guāng)年(nián)的规模(mó)上，巨大的质量之(zhī)间会产生(shēng)对彼此(cǐ)特(tè)殊(shū)的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味(wèi)着我们需要对现在的物理定律进行修正，这些(xiē)发现也让很(hěn)多(duō)人认为暗物(wù)质假说理论就(jiù)此终结(jié)。但(dàn)是在宇宙(zhòu)当中还有关于暗物(wù)质存在的其他(tā)的理论证据(jù)，这些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年(nián)的(de)子弹(dàn)星系(xì)团，由两(liǎng)个碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这样的(de)星团，它们(men)大(dà)部分的(de)普(pǔ)通质(zhì)量(liàng)都在星(xīng)系的(de)气体当(dāng)中。当星团以(yǐ)1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导致温(wēn)度(dù)的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位(wèi)于所有(yǒu)这些(xiē)气体所在的(de)中间区(qū)域。那么(me)我们通(tōng)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(qián)不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜传回了(le)宇宙当(dāng)中第(dì)一张全彩的高(gāo)清(qīng)照(zhào)片，在照片中我(wǒ)们可(kě)以明显地看(kàn)到很(hěn)多(duō)星系似乎被拉伸产生了(le)巨大的形变(biàn)。其实这些星系本(běn)身并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不(bù)是(shì)韦伯望远(yuǎn)镜出了(le)什(shén)么问题，而(ér)是这样极遥远(yuǎn)的天体和我们地球上(shàng)的观(guān)测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使(shǐ)身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质量(liàng)的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所以当(dāng)人们对(duì)子弹星(xīng)系团(tuán)观测的时候，发(fā)现它的大质量区域并(bìng)不是在(zài)中间，而是(shì)在(zài)两侧。所以最好的(de)解(jiě)释方法就是当(dāng)星团发生全部的碰撞时，可被观(guān)测到的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物质则直接通过了这个区域，并在两边形成(chéng)了(le)引力透(tòu)镜。对子(zi)弹星系团的引(yǐn)力透镜研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今为止最好的理论证据。

除(chú)此之外，还有(yǒu)来(lái)自宇宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的(de)光(guāng)。从宇宙大(dà)爆炸(zhà)开始(shǐ)，38万年(nián)之后，可见光终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些(xiē)光在宇(yǔ)宙(zhòu)空(kōng)间背景上留(liú)下了各相(xiāng)同性的(de)微波辐射(shè)。其中红色的部分表示温度较高的区(qū)域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际(jì)上它们之间的温(wēn)差只有万(wàn)分之一。

科学家们通(tōng)过(guò)对前(qián)景背景分离后(hòu)的二值图像(xiàng)进(jìn)行连通(tōng)域提取和标记之后发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形(xíng)看(kàn)起来不应该是(shì)这样的，而随(suí)着暗物(wù)质的增加，一些峰(fēng)值的幅(fú)度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配(pèi)宇宙(zhòu)微波背景辐(fú)射的测量(liàng)值，我们(men)需要的暗物(wù)质大约是普通(tōng)物质的5倍。这个(gè)数字与解(jiě)释星(xīng)系(xì)当中恒星运动所需要的(de)暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论(lùn)框架(jià)，就很好地解释了很多不同(tóng)的观(guān)测结果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是(shì)宇(yǔ)宙(zhòu)当中存在(zài)着(zhe)某种类型的(de)粒子，它(tā)们不参与任何其他的(de)电磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过(guò)引力来相互作用。所(suǒ)以如果(guǒ)能够找到(dào)这种(zhǒng)粒子的存在，就相当(dāng)于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底(dǐ)是什么？科(kē)学家们(men)已(yǐ)经提出了(le)数十(shí)种的假想目标(biāo)，而要寻找这些不同的目(mù)标粒子所(suǒ)需要的实验方(fāng)式(shì)也(yě)不(bù)相同。在过(guò)去的几十年(nián)当中，人类(lèi)为了寻找(zhǎo)这(zhè)些看不见、摸不到(dào)，几乎(hū)不会与常规物质相(xiāng)互(hù)作用的“暗物质(zhì)”，科学(xué)家们已经进行了(le)超过(guò)50次的实验，却没有任(rèn)何实质(zhì)性的(de)发(fā)现，除了一个地方(fāng)，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山(shān)下(xià)1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大的地学(xué)实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层(céng)楼高的探测器，一直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒(lì)子(zi)的周(zhōu)期性(xìng)震荡。

自(zì)1997年以(yǐ)来，这(zhè)里(lǐ)的科学家声称(chēng)观测到了某种信(xìn)号。经过了20多年的数据收集，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测率会在每年的6月(yuè)份达(dá)到峰值，然后在11月降到最低，而且在(zài)20年当中每年都是一样。一些(xiē)科(kē)学家(jiā)认为这可(kě)能是人类发现暗物质的(de)第一个直接证据(jù)。

但是为(wèi)什么暗(àn)物质会产生周(zhōu)期性(xìng)的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的(de)速(sù)度(dù)围绕着银河系(xì)进行移动(dòng)，那么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意味着我(wǒ)们也在以这样的速度在(zài)穿越着(zhe)暗物质流，这个过程(chéng)中会(huì)产生相(xiāng)应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速度围绕(rào)太阳进行旋(xuán)转。所以(yǐ)有(yǒu)半年(nián)的时间，地球围绕太阳的方(fāng)向与(yǔ)太阳环绕银河系的方(fāng)向是一(yī)致的，而另外半(bàn)年则与之相反。

而在6月份的(de)时候，地球与太阳的(de)方向正(zhèng)好达到完全一(yī)致，这是(shì)理论(lùn)上地球穿越暗(àn)物(wù)质流最快的时段。而在11月(yuè)份，又恰(qià)好达(dá)到了最慢值(zhí)。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对(duì)银河(hé)系(xì)的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并(bìng)不影响(xiǎng)这个理论的有效性。

因此科(kē)学家认为(wèi)这可以(yǐ)用来解释，研究(jiū挂号信几天能到，一般什么情况会用挂号信)人(rén)员(yuán)们所观测到的周期(qī)性信(xìn)号。当然也可能有(yǒu)其他的情况，造成这(zhè)种(zhǒng)年(nián)度周期信(xìn)号的差(chà)异也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水(shuǐ)分(fēn)、高山上的(de)积(jī)雪，甚(shèn)至连意(yì)大(dà)利游客的数量也符合这个周期的规律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立了一(yī)个(gè)几乎相同的实验(yàn)室，这里的季节与(yǔ)之(zhī)前的实(shí)验室正(zhèng)好相反(fǎn)，而在这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗物质流的运(yùn)动特征和第(dì)一个实验室是一(yī)样(yàng)的(de)。

因(yīn)此，如(rú)果在这里可以得到相同(tóng)的信号，就可(kě)以成为暗(àn)物质(zhì)所存在的(de)非常有力的证据了(le)。但是(shì)由于这个实(shí)验室刚刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截至目前还(hái)无(wú)法提供相应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的(de)望(wàng)远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做“南(nán)希格雷斯罗(luó)曼(màn)”，它(tā)的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视场仪器提供的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其中一(yī)个关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于探(tàn)测的结果，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验室(shì)粒(lì)子天(tiān)体物理中心的(de)科学家丹(dān)琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神(shén)秘的(de)效应，这(zhè)种(zhǒng)暗物(wù)质(zhì)效应，会支持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或(huò)者说(shuō)是生命进化的一(yī)个(gè)重要因素。

如(rú)果(guǒ)这(zhè)一理论得到进(jìn)一步的证实，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质会不(bù)会意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许(xǔ)在(zài)宇(yǔ)宙当中某个角落的(de)行星上，暗物质(zhì)正在通过这样的(de)效(xiào)应(yīng)创(chuàng)造生命。当然，这些推论的大(dà)前提是要先(xiān)找到暗物质存在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到(dào)底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你(nǐ)的支持(chí)是我更新的动力！

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