宇宙是“人(rén)为制造”的？为何会存在科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物质又究竟是(shì)什(shén)么？人类(lèi)为了寻找暗物质存在的证据，科学家们在过去的(de)几十年当中进行了超过(guò)50次的长期实验(yàn)，但(dàn)是却(què)没(méi)有发现任何的有(yǒu)效证据。除(chú)了一个(gè)地方，在(zài)1687年出(chū)版的自然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿(dùn)发表(biǎo)了万有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙中天(tiān)体运(yùn)动(dòng)的规律。往后的(de)几百年来，当(dāng)天文学(xué)家们发现某些天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异常，不符(fú)合万有引力定律的时候，他们就会(huì)知道，周(zhōu)围一(yī)定有(yǒu)未知的天体通(tōng)过(guò)引力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就(jiù)通过(guò)天王星运行轨道的异常，推算并且(qiě)发现了海王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发(fā)现都(dōu)是应用万有引力定律所取得重(zhòng)大天(tiān)文成就的例(lì)子。但是这些发(fā)现都(dōu)是在恒星系统的尺度(dù)当中(zhōng)，可当(dāng)我们(men)上升到星系(xì)或者是(shì)星(xīng)团的尺度，事(shì)情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学(xué)家弗里(lǐ)茨(cí)兹威基(jī)正(zhèng)在研究和测量后发星系(xì)团的质量。这是一个由数千个星系所组(zǔ)成的巨(jù)大星系团，这些星系被引力束缚在一起。测量星系团的质(zhì)量一(yī)般会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一(yī)致，就(jiù)可以确定其(qí)质量(liàng)的范(fàn)围。

第(dì)一(yī)种是(shì)获得其"光度(dù)学的质(zhì)量"，需要的(de)数据是测(cè)量各个星(xīng)系的光度(dù)。

第(dì)二种(zhǒng)是动力(lì)学质量的(de)计算，是(shì)利用光谱红移测量星系(xì)团中的各个星系相对于星系团的运(yùn)动速度。当(dāng)测量结果(guǒ)出来(lái)之(zhī)后，兹威基彻(chè)底懵了(le)，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星(xīng)系团(tuán)有(yǒu)99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的质量并不以可(kě)见光的形(xíng)式所存(cún)在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在(zài)测量速度的过程(chéng)中，兹威基发现星系团中很多星系的速度比(bǐ)理论上要快得多，按照牛顿(dùn)的(de)运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的(de)质量所产生的(de)引力(lì)是(shì)无(wú)法(fǎ)将(jiāng)它们(men)束缚在(zài)星系团内(nèi)的，它们(men)早(zǎo)就应(yīng)该被抛出星系(xì)团(tuán)之外了，除非有(yǒu)一种神秘jk袜子总是掉怎么办，足球袜套j(mì)的力量(liàng)在起作用，这种(zhǒng)力(lì)量来源(yuán)于某(mǒu)种隐形的(de)物(wù)质。

据(jù)此，兹维基提(tí)出了这样(yàng)部分不可见的暗质，它(tā)不(bù)发(fā)散光、吸光、反(fǎn)射光，但是(shì)它(tā)们却占据着宇宙中(zhōng)绝(jué)大部分的(de)质量。只是当时的人们(men)对(duì)这(zhè)样的(de)一种说法不屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才再一(yī)次出现。天(tiān)文(wén)学家维(wéi)拉鲁宾(bīn)和肯特福特(tè)在观测仙女(nǚ)座星系中的恒星(xīng)运动。理论上来说，距离(lí)中(zhōng)心越(yuè)远的恒星在其轨道上(shàng)的运行(xíng)速度就会越(yuè)慢。但是(shì)他们观测的结果却让人感(gǎn)到不可思议。

随(suí)着与中心距离(lí)的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根(gēn)据牛顿的(de)万有(yǒu)引力定律，在星系当中如果没有(yǒu)足够大的(de)质量来(lái)吸引它们，这些(xiē)外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。基于这(zhè)种现象，科学家们会(huì)使用(yòng)一种相对标准(zhǔn)的(de)方法来解(jiě)释暗物质(zhì)的存(cún)在(zài)，这种方法就是测量星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距(jù)离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就(jiù)认为是(shì)由暗物质(zhì)的力(lì)量(liàng)进入其中(zhōng)。

于是(shì)科学家们(men)通过射电望(wàng)远镜测量了距离星系(xì)中心(xīn)更远距离的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速(sù)度(dù)并不符合牛(niú)顿的力(lì)学定律。我们(men)的太阳系也不例外，太阳系位于银河系(xì)的第三(sān)悬臂之上(shàng)，距(jù)离(lí)银河系中心2.6万(wàn)光年(nián)，根据万有引力定律进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实(shí)际上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕银(yín)河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远(yuǎn)远大于理论速度，那(nà)么产生(shēng)以上(shàng)这种向心加(jiā)速度(dù)的(de)原(yuán)因(yīn)很可能就(jiù)是存在着(zhe)一(yī)种我们看不到的物质，是这些暗物质(zhì)的引(yǐn)力效应将星(xīng)系聚集在了一起。

也是从这时(shí)开(kāi)始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家根(gēn)据星(xīng)系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星(xīng)系(xì)当中暗物质(zhì)的(de)质量占整个星系质量的85%。但(dàn)是，暗物质并不(bù)是唯一可(kě)以(yǐ)解释这个现象的原因。在一项新的(de)研究当中，科(kē)学家们(men)发现，几乎没(méi)有引力效(xiào)应的遥远恒星之间，也会出现速度上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还(hái)发(fā)现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大(dà)小和(hé)银(yín)河(hé)系不(bù)多，但是(shì)星系当中存在的恒星数量却只有银河(hé)系的千分(fēn)之一。

所以在(zài)理论(lùn)上，该(gāi)星系必须存(cún)在暗物质，否则就会分(fēn)崩离析。但是科学家们(men)使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行了(le)40个小时的详细测(cè)量之后，发(fā)现星系(xì)中的恒星(xīng)运(yùn)动是(shì)可(kě)以用正常的物质和力学定律来解释的。那么(me)又(yòu)有人(rén)提出，也许该星系的暗物质(zhì)，已经(jīng)被附近的另(lìng)一(yī)个大星系剥离了(le)。奇怪的是，它的附近没有任何(hé)星系存在(zài)。造成这些现(xiàn)象(xiàng)的(de)除了暗物质(zhì)的(de)假说之外，另一(yī)种可能就是人类(lèi)对引(yǐn)力的理解还不(bù)够全(quán)面，引(yǐn)力很可能在(zài)不同尺度空间(jiān)中的工(gōng)作方式(shì)是不(bù)同的(de)，这意味着在行星(xīng)系尺度中的天(tiān)体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们(men)所(suǒ)理解(jiě)的方式运(yùn)动。但是上升到星系(xì)和星(xīng)团的尺度，引力之(zhī)间的相互作用则是(shì)不同的方式。对(duì)于在(zài)星系团之间的相互作用，科学(xué)家还(hái)引(yǐn)入了(le)外部场效应的概念，指的是在数百(bǎi)万光年的规模(mó)上，巨大的质量之(zhī)间(jiān)会产生对彼此特殊的效果，这(zhè)个(gè)理论叫做(zuò)MOND蒙德理(lǐ)论。如(rú)果MOND蒙(méng)德理论成立(lì)，这意味着我们需要对现在的物理定律进(jìn)行修正，这些发现也让很多人认为暗(àn)物(wù)质假说理论(lùn)就此终结。但(dàn)是在宇宙(zhòu)当中还(hái)有关于暗物质存在的其他的理论(lùn)证据，这(zhè)些理论证据是(shì)蒙德理(lǐ)论(lùn)所没法(fǎ)解释(shì)的“引力透镜”。

径向jk袜子总是掉怎么办，足球袜套j距(jù)离为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类(lèi)似这样(yàng)的星(xīng)团，它(tā)们大部分的(de)普(pǔ)通质量都在(zài)星(xīng)系(xì)的气体当中(zhōng)。当星团(tuán)以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星际气(qì)体的相互作用就会导致温度(dù)的急剧升(shēng)高，速(sù)度大幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在理论(lùn)上，在碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子(zi)弹星系团大部分的(de)质量将位于(yú)所(suǒ)有这些气(qì)体所在的中间区域。那么我(wǒ)们通过(guò)什(shén)么来验证它的质量区(qū)域到底是不是集中(zhōng)在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第一张全彩的(de)高清照片，在照片中我们(men)可以明显地看到(dào)很多星系似乎(hū)被拉伸产生了(le)巨(jù)大的形变(biàn)。其(qí)实这些星系本身并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是韦伯望(wàng)远镜(jìng)出了什(shén)么问题(tí)，而是这(zhè)样极遥远的天体(tǐ)和我们地球上的观(guān)测(cè)者之间。被一(yī)个(gè)质量超级巨大的天体遮挡(dǎng)，这个(gè)超大质量的东西(xī)的引力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都发生(shēng)了(le)扭曲。这(zhè)个现象就是(shì)引(yǐn)力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能是超大质(zhì)量的黑洞(dòng)或者是暗(àn)物质。

所以(yǐ)当人们(men)对子弹(dàn)星系团观测的(de)时候，发现(xiàn)它的大(dà)质量(liàng)区域(yù)并(bìng)不是在中间，而是(shì)在两侧。所以最好的解释方法(fǎ)就是当星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被(bèi)观测(cè)到(dào)的质量(liàng)气体(tǐ)被卡在了中间(jiān)，暗物质则(zé)直接通(tōng)过了这个区(qū)域，并在(zài)两(liǎng)边形成了(le)引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究(jiū)也(yě)被认为是暗物质存在的迄今为止(zhǐ)最好的(de)理论证据。

除此之外，还(hái)有(yǒu)来(lái)自(zì)宇宙当中最古老的(de)光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万(wàn)年(nián)之后，可(kě)见光终于可(kě)以(yǐ)畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上(shàng)留下(xià)了各相同性的(de)微波辐射。其中红色的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝色则(zé)表示(shì)相对较冷(lěng)的区域，但(dàn)实际上它(tā)们之间的(de)温(wēn)差(chà)只有万分之一(yī)。

科学家们通过对前景(jǐng)背(bèi)景(jǐng)分离后的二值图像进行连通域(yù)提取和标(biāo)记(jì)之后发现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图(tú)形(xíng)看起(qǐ)来不应该是这(zhè)样的，而随着(zhe)暗物质(zhì)的增加(jiā)，一些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景辐(fú)射(shè)的测量值，我们需要的暗物质大约(yuē)是普通(tōng)物(wù)质的5倍。这个(gè)数(shù)字(zì)与(yǔ)解(jiě)释星系当中恒星(xīng)运动所需要的暗物(wù)质比例(lì)是(shì)一致(zhì)的。这就(jiù)意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论(lùn)框架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测结果。而暗(àn)物质的本(běn)质就是宇(yǔ)宙当中存在着(zhe)某种类型的粒子(zi)，它(tā)们不参与(yǔ)任何其他的电磁(cí)作(zuò)用，只通过引(yǐn)力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于找(zhǎo)到(dào)了(le)暗物质存(cún)在的实(shí)际证据。这种粒子(zi)到底是什么(me)？科学家(jiā)们已经提出了数十(shí)种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这些不同的(de)目标粒子所需(xū)要的(de)实验方式也不(bù)相同。在(zài)过去的几十年当(dāng)中，人类为了寻找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质(zhì)相互(hù)作用的(de)“暗(àn)物质”，科学(xué)家们已经进行(xíng)了超过50次(cì)的实验，却没有任(rèn)何实质性的发现，除了一个地方(fāng)，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏(cáng)着(zhe)地球上(shàng)最大的地学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一(yī)个三(sān)层楼高的探测器，一直(zhí)致力于(yú)寻找暗(àn)物质(zhì)粒子(zi)的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到(dào)了某种信(xìn)号(hào)。经过了20多年(nián)的数(shù)据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率会在每年的(de)6月份(fèn)达到峰值，然(rán)后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一些(xiē)科学家认为这可能是(shì)人类发现暗物(wù)质的(de)第(dì)一(yī)个直接证据(jù)。

但(dàn)是(shì)为什么暗物质(zhì)会(huì)产生周期性的(de)年度(dù)信(xìn)号呢？刚(gāng)才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇(yǔ)宙(zhòu)当中，这意味(wèi)着我们也(yě)在以(yǐ)这样的速度在穿越着(zhe)暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相(xiāng)应的(de)振荡，同时地(dì)球又(yòu)以30公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有半(bàn)年的时间，地球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕(rào)银河系的(de)方(fāng)向是(shì)一致的，而另(lìng)外半年则(zé)与之相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球(qiú)与太阳的(de)方(fāng)向正(zhèng)好达到完(wán)全一致，这是理论上地球穿越(yuè)暗(àn)物(wù)质流最快的时段。而在(zài)11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在(zài)实际的情(qíng)况中，太阳系相对(duì)银河(hé)系的平面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性(xìng)。

因此科学家认为这可以用来解释，研(yán)究(jiū)人(rén)员们(men)所观测到(dào)的周期性信号。当然也(yě)可能有其(qí)他的情(qíng)况，造(zào)成这(zhè)种年度(dù)周期信号的差异也可(kě)能是温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客的数量也(yě)符合(hé)这个周期的规律。

所以，科学(xué)家们(men)又在南(nán)半球建立了一个几乎相同的实验(yàn)室，这里(lǐ)的(de)季节与之前的实验室正好(hǎo)相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物质(zhì)流的运动(dòng)特征和第(dì)一个实验室是一样的。

因此，如果(guǒ)在(zài)这里可以得到相同的信号(hào)，就可以成(chéng)为暗物质所(suǒ)存(cún)在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由(yóu)于(yú)这个(gè)实验室刚刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截至目前还无法(fǎ)提供(gōng)相应的数据(jù)支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希(xī)格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜(jìng)大(dà)小跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的(de)宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空(kōng)望远镜其中一个(gè)关键的用途就(jiù)是探索暗物(wù)质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待了。费米(mǐ)实验室粒子天(tiān)体(tǐ)物理中(zhōng)心(xīn)的科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研究发(fā)现，如(rú)果暗物质存在，它们极有可能拥(yōng)有另一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或者(zhě)说是生命进化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进(jìn)一步的证实，那么遍(biàn)布(bù)宇宙当中的暗物质(zhì)会不会(huì)意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中(zhōng)某个(gè)角落的(de)行星(xīng)上(shàng)，暗物质正在通过这样(yàng)的效应创(chuàng)造生命。当(dāng)然，这些推(tuī)论的(de)大(dà)前提是(shì)要先找(zhǎo)到(dào)暗物质存在的(de)实际证据。那么小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你们觉得(dé)暗物质到底存不存在(zài)呢？喜欢(huān)请点(diǎn)赞，你的支持(chí)是我(wǒ)更新的动(dòng)力！

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