宇(yǔ)宙是(shì)“人为制造”的？为何会(huì)存在科学无法(fǎ)解释的“暗(àn)物质”？暗(àn)物质(zhì)又究(jiū)竟是(shì)什么？人类为了(le)寻(xún)找暗物质(zhì)存在的证据，科学家们在过(guò)去的几十年当中进行了超过50次的(de)长期实(shí)验，但是却没有发现任何的有效(xiào)证据。除(chú)了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原理一书中，埃(āi)萨克(kè)牛顿发表(biǎo)了万有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动(dòng)的规律。往后的几百(bǎi)年来，当天文学家们(men)发(fā)现某(mǒu)些天体(tǐ)运行(xíng)轨道(dào)出现异常，不符合万有引力定律的时候，他们就会知道，周(zh俄罗斯女人能接受多少公分长度，俄罗斯人的尺寸是多少厘米ōu)围一定(dìng)有未知的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥(ào)本(běn)勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了海王星的(de)存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现都(dōu)是(shì)应用万(wàn)有引(yǐn)力定(dìng)律所取得重(zhòng)大天文(wén)成就的例子。但是这(zhè)些发现都是在(zài)恒星系统的尺(chǐ)度当中(zhōng)，可(kě)当(dāng)我们上升到星系或者是星团(tuán)的尺度，事情(qíng)就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)俄罗斯女人能接受多少公分长度，俄罗斯人的尺寸是多少厘米的物(wù)理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和测量后发(fā)星系团的质量。这是一个由(yóu)数千(qiān)个星系(xì)所组成的巨(jù)大星系团，这些星系被引力束(shù)缚(fù)在(zài)一起。测量星系团的(de)质量一(yī)般会使用到两种方法，当(dāng)两种方法结果一致，就(jiù)可以确(què)定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是(shì)获得其(qí)"光度学(xué)的质量"，需(xū)要的(de)数据是(shì)测量(liàng)各个星系的光度(dù)。

第二(èr)种是动力学质(zhì)量的计算，是利用光(guāng)谱红移测(cè)量星系(xì)团中(zhōng)的各个星系相对(duì)于星系团(tuán)的(de)运动速度。当测量结(jié)果出来之后(hòu)，兹威基(jī)彻底懵了，“动力(lì)学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光度(dù)学质量”的(de)400倍。这意味(wèi)着，后发(fā)座星系团(tuán)有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光(guāng)的形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡(guǐ)异(yì)的是(shì)，在测量速(sù)度(dù)的过程(chéng)中，兹威基发(fā)现星系团中很多星系的速(sù)度比理论上要快(kuài)得多(duō)，按照牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠(kào)这些可(kě)见星系的(de)质量所产(chǎn)生的引力是无法将(jiāng)它(tā)们束缚(fù)在星系(xì)团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星系(xì)团之外(wài)了，除非有一(yī)种神秘的力量在起作用，这种力(lì)量(liàng)来源于某种隐形(xíng)的物(wù)质。

据此，兹维基提出了(le)这样部分(fēn)不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反射光(guāng)，但是它们(men)却占据(jù)着(zhe)宇宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对(duì)这样的一(yī)种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙(xiān)女座星系中的(de)恒星运动。理(lǐ)论上来说，距(jù)离中(zhōng)心(xīn)越远的恒星在(zài)其轨道上的运行速度就会越慢。但是他们观测(cè)的结果却(què)让人感到不(bù)可思议(yì)。

随(suí)着与中心距(jù)离的增加(jiā)，恒星的(de)旋(xuán)转速度几乎保持不变。可(kě)是(shì)根据牛顿的万有(yǒu)引力定律，在星系当(dāng)中如果没有足够大(dà)的质量来吸引它们(men)，这些外围的(de)恒(héng)星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种现象(xiàng)，科(kē)学家们(men)会使用(yòng)一(yī)种相对标准的方法来解释暗物质的(de)存在(zài)，这(zhè)种方法就是测量星系(xì)当中气体在X轴上距离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体(tǐ)的旋(xuán)转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结果，就认(rèn)为是(shì)由暗(àn)物(wù)质的力(lì)量进入其中。

于是科(kē)学家们(men)通过射电望远镜(jìng)测量(liàng)了距离星系中(zhōng)心更远距离的(de)氢元素，发现它们(men)的旋转速(sù)度并不符(fú)合(hé)牛顿的力学定律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳系也不例外，太阳系(xì)位于银河系的第(dì)三悬臂之上，距离银河系(xì)中心2.6万光年(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，但实际上，太阳系(xì)正(zhèng)在以220千米/秒的速度围(wéi)绕(rào)银(yín)河系旋转，这(zhè)个实际速(sù)度远远大(dà)于理(lǐ)论速度(dù)，那(nà)么产生以上这种向(xiàng)心加速度的原因(yīn)很(hěn)可能就是存(cún)在(zài)着(zhe)一种我们(men)看不到的物(wù)质，是这些暗物(wù)质的引(yǐn)力(lì)效应(yīng)将星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从这(zhè)时(shí)开始，越(yuè)来(lái)越(yuè)多的研究人员开(kāi)始相信暗物质(zhì)的存在。科学家根据星系外(wài)恒星(xīng)轨道(dào)的速度，估(gū)算在星系当(dāng)中暗(àn)物质的质量占(zhàn)整个星系(xì)质量的(de)85%。但(dàn)是(shì)，暗物质并不(bù)是唯一可以(yǐ)解释这(zhè)个现象(xiàng)的(de)原因。在一项新的研(yán)究当(dāng)中(zhōng)，科(kē)学家(jiā)们(men)发现，几(jǐ)乎(hū)没有引力效应(yīng)的(de)遥(yáo)远恒星之间(jiān)，也会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现(xiàn)了(le)一个(gè)反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离(lí)地球大约2.5亿(yì)光年(nián)，大小和(hé)银河系不多，但(dàn)是星系当中存(cún)在(zài)的恒(héng)星(xīng)数量(liàng)却只(zhǐ)有(yǒu)银(yín)河系的千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系必(bì)须存在暗(àn)物质(zhì)，否(fǒu)则就(jiù)会(huì)分崩离析。但是科学家们使用最(zuì)先进的望远镜对其(qí)进行了40个(gè)小时的详(xiáng)细测(cè)量(liàng)之后，发(fā)现星系中的恒星运动是(shì)可以用正常(cháng)的物(wù)质和(hé)力学(xué)定律来(lái)解释(shì)的。那么又有人提(tí)出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗物质，已经被附近的另一(yī)个大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的(de)附近没有任何星(xīng)系存(cún)在。造成这些现象的除(chú)了(le)暗物质的假(jiǎ)说之外，另一(yī)种可能就是人(rén)类对引力的理解还不够全面，引(yǐn)力(lì)很可能在不同(tóng)尺(chǐ)度空间(jiān)中的工(gōng)作方式是不同的，这(zhè)意味着在行星系尺(chǐ)度(dù)中的(de)天(tiān)体会沿着它们的轨道，按照(zhào)我们所理(lǐ)解(jiě)的方式运动(dòng)。但是上升到星(xīng)系和星团(tuán)的(de)尺度，引力(lì)之间的相(xiāng)互作用(yòng)则是不(bù)同的方式。对于在星系团之(zhī)间的(de)相互作用，科学家(jiā)还(hái)引入了外部场效应(yīng)的概念，指的是在数百万光年的规模上(shàng)，巨大(dà)的质量之(zhī)间(jiān)会产生对彼此(cǐ)特(tè)殊的(de)效果(guǒ)，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德(dé)理论成立，这意(yì)味着我(wǒ)们需要对(duì)现在(zài)的物理定律进行修正，这些(xiē)发现(xiàn)也让很(hěn)多人认为暗物质假说理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗(àn)物质存在的其(qí)他的理论证据(jù)，这些理论证(zhèng)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(guāng)年(nián)的子弹星(xīng)系团(tuán)，由两个碰撞的星系团所组(zǔ)成(chéng)，类似这样(yàng)的星团，它们大部分的(de)普通质(zhì)量都在星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时候(hòu)，星际气体的相互作用就(jiù)会导致温(wēn)度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在理(lǐ)论上(shàng)，在碰撞之(zhī)后，子(zi)弹星系(xì)团大部分的(de)质量(liàng)将位于所有这些(xiē)气体(tǐ)所在的(de)中(zhōng)间区域。那(nà)么(me)我们通(tōng)过什么来验证它(tā)的(de)质量区域到底(dǐ)是不是集(jí)中在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全彩的高清照片(piàn)，在照片中(zhōng)我们可以明显地看到很多星(xīng)系似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形变(biàn)。其实这些星系本身并不是(shì)真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯(bó)望远镜出了什(shén)么(me)问题，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观测者之间。被(bèi)一个质(zhì)量超级巨(jù)大的天体遮挡，这个超(chāo)大质量(liàng)的东西的引力，会使身后更遥远星系的光都发生了扭(niǔ)曲(qū)。这个现象就是引力(lì)透镜效应。这个(gè)巨大的天体可能是超(chāo)大质(zhì)量的(de)黑洞(dòng)或者(zhě)是暗(àn)物质。

所以当人们对子(zi)弹星系团观测的(de)时(shí)候，发现它的大(dà)质(zhì)量区域并不(bù)是在中间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解(jiě)释方法就(jiù)是当星团发(fā)生全部的碰撞时(shí)，可被观测到的质量气体被卡(kǎ)在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过了这个区(qū)域(yù)，并在两边形成了引力(lì)透镜。对(duì)子弹星(xīng)系团(tuán)的引力(lì)透镜研(yán)究(jiū)也被认为是(shì)暗物质存在的迄今为止最好的(de)理论证据。

除此之外(wài)，还有(yǒu)来自宇(yǔ)宙(zhòu)当中最古老的(de)光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之后，可(kě)见光终于(yú)可(kě)以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背景(jǐng)上留下了各相(xiāng)同性的微波(bō)辐射。其中红(hóng)色(sè)的部分表示温度较高的区(qū)域，蓝色则表示相对较(jiào)冷(lěng)的区域，但(dàn)实际上它们之(zhī)间的(de)温差只(zhǐ)有(yǒu)万分之一。

科学家们通过(guò)对(duì)前景背景分离后的二值图(tú)像进行连(lián)通域提取和标记之后(hòu)发(fā)现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质(zhì)，图形(xíng)看起来不应该是这(zhè)样的(de)，而(ér)随着暗物质的增加，一些峰值的幅(fú)度会减(jiǎn)小，才变得看起(qǐ)来“和谐(xié)”。为了匹配宇(yǔ)宙(zhòu)微波背景辐射的测(cè)量值(zhí)，我(wǒ)们需(xū)要(yào)的暗物(wù)质大(dà)约是普通物质的(de)5倍。这个(gè)数字与解释星系当中恒星(xīng)运动所需要(yào)的暗(àn)物(wù)质比例(lì)是一(yī)致的。这就意味着。

用了一(yī)个(gè)简单(dān)的理论框架，就(jiù)很好地解(jiě)释了很(hěn)多不(bù)同的(de)观测结果。而暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的(de)粒(lì)子，它们不参与任何(hé)其他(tā)的电磁作用，只通(tōng)过引力来相互作用。所以如果能够(gòu)找到这种粒子(zi)的(de)存(cún)在，就相当于找(zhǎo)到了暗(àn)物质(zhì)存在的实际证据。这种粒子(zi)到底是什么？科学家(jiā)们已经提出了(le)数(shù)十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这些不同的目(mù)标粒子(zi)所(suǒ)需(xū)要的实验方式也不相同。在过去的几十(shí)年当(dāng)中，人类为了寻找这(zhè)些(xiē)看不见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎不会与(yǔ)常规(guī)物(wù)质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家们已经进(jìn)行(xíng)了超过50次的实验，却(què)没(méi)有任何(hé)实(shí)质性(xìng)的发现(xiàn)，除了一个地方(fāng)，意大利的格兰萨(sà)索山，隶(lì)属于(yú)阿尔卑斯(sī)山脉(mài)。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当中(zhōng)，藏着地(dì)球(qiú)上最大的地学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层(céng)楼高的探(tàn)测器，一直致力于寻(xún)找(zhǎo)暗(àn)物质粒子(zi)的周期(qī)性(xìng)震荡(dàng)。

自1997年以来(lái)，这里的(de)科学家(jiā)声称观测到了某种信号。经过(guò)了(le)20多(duō)年的数(shù)据收集，人们发(fā)现(xiàn)了一(yī)个有趣的(de)事情。探测(cè)率(lǜ)会在每年的(de)6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到(dào)最低，而且在20年当中每年都是(shì)一(yī)样。一(yī)些科(kē)学(xué)家认(rèn)为这(zhè)可(kě)能(néng)是人类发现暗物质的第(dì)一个直接(jiē)证据。

但是为什么暗物质会产生周期性的年度信(xìn)号呢？刚才我们(men)讲了太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银河系进(jìn)行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在以(yǐ)这(zhè)样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中(zhōng)会产生相应的振(zhèn)荡，同(tóng)时地球又以(yǐ)30公里(lǐ)/秒的(de)速(sù)度围绕太阳进行(xíng)旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球围绕太阳的(de)方向与太阳环绕(rào)银河系(xì)的(de)方向是一致的，而另外半年则与之(zhī)相反。

而(ér)在6月份的(de)时候，地球与太阳的方向正好达到完(wán)全(quán)一(yī)致，这(zhè)是理论上地球穿(chuān)越(yuè)暗(àn)物质流最快(kuài)的(de)时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值(zhí)。尽管在实际的情况中(zhōng)，太阳系(xì)相对银河(hé)系的平(píng)面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影(yǐng)响这(zhè)个理论的有效性。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可(kě)以用来解(jiě)释，研究人(rén)员们所观测到的(de)周期性信号。当然也可能有其他的情(qíng)况，造成这种年(nián)度周期信号的差异也可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水分(fēn)、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也符合这个(gè)周期的规律。

所以，科学(xué)家们又在南(nán)半球(qiú)建立了一个几乎相同俄罗斯女人能接受多少公分长度，俄罗斯人的尺寸是多少厘米的实验室，这里(lǐ)的季节与之前(qián)的实验(yàn)室正(zhèng)好相(xiāng)反，而在(zài)这里，地球穿过暗物质流的运(yùn)动特征(zhēng)和第一个实验室是一(yī)样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成(chéng)为暗物质所存在的非常有力的(de)证据了。但是由(yóu)于这(zhè)个实验室(shì)刚(gāng)刚建成不久，所(suǒ)以(yǐ)截至目前(qián)还无法提供相(xiāng)应(yīng)的数据支(zhī)持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台(tái)太空望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃望远(yuǎn)镜(jìng)相同，但(dàn)它(tā)的宽视(shì)场仪器提供的视野是哈勃红外(wài)仪器的(de)100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其(qí)中一个关键的用途就是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对于(yú)探测的结果，我们只(zhǐ)能拭目(mù)以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果暗(àn)物质存在(zài)，它们极(jí)有可能拥有另一种神秘的(de)效应，这(zhè)种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当中(zhōng)生命的(de)诞生，或者说是生命进(jìn)化(huà)的一个重要(yào)因素。

如果这一(yī)理论得到进一步的证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的(de)暗(àn)物质(zhì)会不(bù)会(huì)意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的(de)行星上，暗物质(zhì)正在通过这样的(de)效应创造生命(mìng)。当然，这些推(tuī)论的大(dà)前(qián)提是要先找到暗物质存(cún)在的实际证据。那么小伙伴们，你(nǐ)们(men)觉得暗物(wù)质到底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持是(shì)我更新的动力(lì)！

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