宇宙是“人(rén)为制造”的？为何会存(cún)在科学(xué)无三角形的边长公式小学，等边三角形的边长公式法解释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗物质(zhì)又(yòu)究竟是什么？人类(lèi)为了(le)寻(xún)找(zhǎo)暗物质存在的证据(jù)，科学家们在过去的几十年当中进行了超过50次的长(zhǎng)期实验，但是却没有发(fā)现任何的有(yǒu)效证据。除了一个(gè)地方(fāng)，在1687年出版的(de)自然哲学(xué)数学原理一书中(zhōng)，埃萨克(kè)牛(niú)顿(dùn)发(fā)表了万有引力定律，它(tā)揭示了宇宙中天(tiān)体运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当(dāng)天文学(xué)家们(men)发现某些(xiē)天体运行轨(guǐ)道出现异(yì)常，不(bù)符合万有引力定律的时候，他们就(jiù)会知道，周(zhōu)围一定有(yǒu)未(wèi)知的天体(tǐ)通过引力在摄动(dòng)它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天王星运(yùn)行轨(guǐ)道(dào)的异常，推(tuī)算并且发现了(le)海王星的(de)存在(zài)。另外(wài)，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现都是应(yīng)用万有引(yǐn)力定律所(suǒ)取得重大(dà)天文(wén)成(chéng)就的(de)例子。但是这些发现都是在(zài)恒星系统(tǒng)的尺度(dù)当中，可当我们上升(shēng)到星(xīng)系或(huò)者是星团(tuán)的尺度(dù)，事(shì)情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理(lǐ)学家(jiā)弗里茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千个(gè)星系所组成的(de)巨大星系团(tuán)，这些星系被引力(lì)束(shù)缚在(zài)一起。测(cè)量星系团(tuán)的质量一般(bān)会使用(yòng)到两种方法(fǎ)，当(dāng)两(liǎng)种方法(fǎ)结(jié)果一致(zhì)，就可以确定其质(zhì)量的范围。

第一种是获得其"光度(dù)学的质量"，需要的(de)数据是(shì)测量各个星(xīng)系的光(guāng)度。

第二(èr)种是(shì)动(dòng)力学质量的计算，是利(lì)用光谱红(hóng)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。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度(dù)学质量”的400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后(hòu)发座星(xīng)系团有99%的质量消(xiāo)失(shī)了，或者说(shuō)这99%的(de)质量并不(bù)以(yǐ)可见光的形(xíng)式所存在，我(wǒ)们无(wú)法(fǎ)看到。最(zuì)诡异的是，在测量(liàng)速度(dù)的过程中，兹威基发现(xiàn)星系团中很(hěn)多星系的(de)速度比(bǐ)理论上要快得(dé)多(duō)，按照牛(niú)顿的运(yùn)动学定律，仅(jǐn)靠(kào)这些可见星系(xì)的(de)质量所产生的引(yǐn)力(lì)是无法将它们束(shù)缚(fù)在星系团内的，它们早就应该被抛出星系(xì)团之外了，除非有一种神(shén)秘的力量在起(qǐ)作用，这种力(lì)量来源于某种隐(yǐn)形(xíng)的物质(zhì)。

据(jù)此，兹维基(jī)提(tí)出了这样部(bù)分不可见的(de)暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它们(men)却占据着宇宙中绝大部分(fēn)的质量。只是当时的人们对(duì)这样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗(àn)物(wù)质”这个词(cí)才再一次出(chū)现(xiàn)。天文(wén)学家维(wéi)拉鲁宾和肯特(tè)福特在(zài)观(guān)测仙女座(zuò)星系中的(de)恒星运动。理论(lùn)上来说，距(jù)离中心越远(yuǎn)的恒星在(zài)其(qí)轨道上的运行速(sù)度(dù)就会越慢。但是他们观(guān)测(cè)的结果却让(ràng)人感到(dào)不(bù)可思议。

随着与中心距离的(de)增加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持(chí)不变。可是(shì)根(gēn)据牛顿的(de)万有引力(lì)定律，在(zài)星系当中如果(guǒ)没有足(zú)够大的(de)质量来(lái)吸引(yǐn)它们(men)，这些外(wài)围(wéi)的恒(héng)星(xīng)早就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙当中了(le)。基于这种现象(xiàng)，科(kē)学家(jiā)们会使(shǐ)用一种相对(duì)标准(zhǔn)的(de)方法来解(jiě)释暗(àn)物质的存在，这种方法(fǎ)就(jiù)是测量星系(xì)当中(zhōng)气体(tǐ)在X轴上距(jù)离星系中(zhōng)心的距离(lí)，以及(jí)在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出(chū)现(xiàn)异(yì)常的(de)结果，就认为是由暗物质的力量进入其中。

于是科学(xué)家们通过射电(diàn)望远镜测量了距(jù)离星系中心更(gèng)远距(jù)离的氢元素，发(fā)现它(tā)们的旋转速度并不符合(hé)牛顿的力(lì)学定律。我们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银河系的(de)第三悬(xuán)臂之(zhī)上，距(jù)离银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万光年，根据(jù)万有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)进行(xíng)计算，太(tài)阳系的运行(xíng)速(sù)度(dù)应该是160千米(mǐ)/秒，但实际(jì)上，太阳系(xì)正在以220千(qiān)米(mǐ)/秒的速度围绕银河(hé)系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度(dù)远远大于理论速度，那么产生(shēng)以上这种向心加速度的原因很可能就是存(cún)在着一种我们看(kàn)不到的物质，是(shì)这(zhè)些(xiē)暗物质的引(yǐn)力效应将星系(xì)聚集在了(le)一(yī)起。

也(yě)是(shì)从这时开始，越(yuè)来越多(duō)的研(yán)究人员开始相信(xìn)暗物质的存(cún)在。科学家根(gēn)据(jù)星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质的质量(liàng)占整个星(xīng)系质量的85%。但是(shì)，暗物质(zhì)并不是唯一可以解(jiě)释这(zhè)个(gè)现象的原(yuán)因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力效(xiào)应的遥远恒(héng)星(xīng)之(zhī)间，也会出现速(sù)度(dù)上的(de)微小差(chà)异。另外，天文学家还(hái)发现了一个反常的星(xīng)系，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个星系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多(duō)，但(dàn)是星系当中存在的恒星(xīng)数量却只有(yǒu)银河系的千分之(zhī)一。

所(suǒ)以在(zài)理论上，该星系必须存在暗物(wù)质(zhì)，否则就会分崩(bēng)离析(xī)。但(dàn)是科学家们使用最先(xiān)进(jìn)的望远镜(jìng)对(duì)其(qí)进行了(le)40个小时(shí)的详细测量之(zhī)后，发现星系中(zhōng)的恒(héng)星运动是(shì)可以用正常的物质和力学定(dìng)律来(lái)解释(shì)的。那么又有人提出(chū)，也(yě)许该星(xīng)系的暗物质，已(yǐ)经(jīng)被附近(jìn)的另一个大星(xīng)系剥(bō)离(lí)了(le)。奇(qí)怪的是，它的(de)附近(jìn)没有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一种可能(néng)就是(shì)人类(lèi)对引力的理(lǐ)解还不够全面，引力很可(kě)能(néng)在不同尺度空间(jiān)中(zhōng)的工作(zuò)方式是不同的，这意(yì)味着在行星系尺(chǐ)度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但(dàn)是(shì)上升到(dào)星系和星团的尺度，引力之间(jiān)的(de)相互作用则是不同的方式。对于(yú)在星系团之(zhī)间(jiān)的(de)相(xiāng)互作用，科学家还引入了外部场效应(yīng)的概念，指(zhǐ)的是(shì)在数百万光年的规模上，巨大的质量之间会产生(shēng)对彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙(méng)德(dé)理论(lùn)。如(rú)果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着我们需要(yào)对现在的物理定律进行(xíng)修(xiū)正，这(zhè)些发现也让很多(duō)人(rén)认(rèn)为暗物(wù)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(zhì)存在的其他(tā)的理论证据，这些理论(lùn)证(zhèng)据(jù)是蒙(méng)德理(lǐ)论所(suǒ)没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的(de)子弹星系团，由两个(gè)碰撞的星系团所组成(chéng)，类似这样的星团，它们(men)大部(bù)分的(de)普通质量都在星(xīng)系(xì)的气体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相(xiāng)互作用(yòng)就会(huì)导致(zhì)温度的急剧升高(gāo)，速度大(dà)幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系团大(dà)部分的质量(liàng)将位(wèi)于所有这些气(qì)体所在(zài)的中间区(qū)域。那(nà)么我们通(tōng)过什(shén)么来验证(zhèng)它的质量区域到(dào)底是不是集(jí)中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜传(chuán)回了(le)宇宙当中(zhōng)第一(yī)张全彩(cǎi)的(de)高清照片(piàn)，在照片中我们可以明(míng)显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨大(dà)的形变。其(qí)实(shí)这(zhè)些星系本(běn)身并不是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而是这(zhè)样极(jí)遥远的天体和我们地球上的观测者(zhě)之间(jiān)。被一(yī)个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质(zhì)量的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥(yáo)远星系的光(guāng)都发生了扭曲(qū)。这个现象就是引力透镜(jìng)效(xiào)应。这个巨大(dà)的天体(tǐ)可能是超(chāo)大(dà)质量的(de)黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的(de)时候，发现它的大(dà)质量区(qū)域并(bìng)不是在中(zhōng)间，而是(shì)在两侧。所以最好的解(jiě)释方法就是当星团发生全部的碰撞时，可被观(guān)测到(dào)的质量气体被(bèi)卡在了中间，暗(àn)物质则直接通过了这个区域，并在(zài)两(liǎng)边形成(chéng)了引力透(tòu)镜(jìng)。对子弹星系(xì)团的(de)引力透镜研究也被认(rèn)为(wèi)是暗(àn)物质(zhì)存在的迄今为止最好的理论(lùn)证据。

除此之外，还(hái)有来自宇(yǔ)宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可(kě)见光终于可(kě)以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同性(xìng)的(de)微波辐射(shè)。其中红色的部分表示温度较(jiào)高(gāo)的区域，蓝色则表示(shì)相(xiāng)对较冷的区域，但实际上它们(men)之间的温(wēn)差只有万分(fēn)之一(yī)。

科学家们通过对前景背景分离后的(de)二值图像进(jìn)行(xíng)连(lián)通(tōng)域提(tí)取(qǔ)和标记之(zhī)后(hòu)发现，如果宇宙当中(zhōng)没(méi)有暗物(wù)质，图形看(kàn)起来不应该(gāi)是这样的，而随(suí)着暗(àn)物质的增(zēng)加(jiā)，一(yī)些峰值的幅度(dù)会减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景辐射的测(cè)量值，我们需(xū)要的暗物质大约(yuē)是普通物质的5倍(bèi)。这个数字与(yǔ)解(jiě)释星系(xì)当中(zhōng)恒星(xīng)运(yùn)动所需要的(de)暗(àn)物质(zhì)比例是一(yī)致的。这就意味着(zhe)。

用了一个简(jiǎn)单(dān)的理论框架(jià)，就很好地解(jiě)释了很(hěn)多不同的观测结果(guǒ)。而(ér)暗物质的本质就是宇宙当中存在着某(mǒu)种类型(xíng)的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引(yǐn)力来(lái)相互作用。所以如(rú)果(guǒ)能(néng)够找到这种粒子的存在，就相(xiāng)当于找(zhǎo)到了暗物(wù)质存在的实(shí)际证据。这种粒(lì)子到底是什么(me)？科学家们已经提出了(le)数十种(zhǒng)的(de)假想目标，而要寻找这(zhè)三角形的边长公式小学，等边三角形的边长公式些(xiē)不同的目标粒子所需要(yào)的实(shí)验方式(shì)也不相同。在过去的几十年当中，人(rén)类为了寻找这(zhè)些(xiē)看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学(xué)家(jiā)们已经进(jìn)行了超过50次的实验(yàn)，却没有任何实(shí)质性的发现，除(chú)了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的地(dì)下矿井当(dāng)中，藏着地(dì)球(qiú)上最大(dà)的地学(xué)实验室，这个实(shí)验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼(lóu)高的探测(cè)器，一直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子(zi)的(de)周期性震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来，这(zhè)里(lǐ)的科学(xué)家声称观(guān)测到了某种信号(hào)。经过了(le)20多年的数据收集，人们(men)发现了(le)一个有趣(qù)的事情。探(tàn)测率会在(zài)每年的(de)6月份达到峰(fēng)值，然后在(zài)11月降(jiàng)到最低(dī)，而且在20年当中每年都(dōu)是一样(yàng)。一些科学(xué)家(jiā)认为这(zhè)可(kě)能是(shì)人类发(fā)现暗物(wù)质的第一个直(zhí)接证(zhèng)据。

但是为什(shén)么暗物(wù)质会(huì)产生周期性的年度信号(hào)呢？刚才我们讲了(le)太阳系(xì)正在以220公里/秒的(de)速度围绕着银(yín)河(hé)系进(jìn)行移动，那么(me)如果暗(àn)物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度(dù)在穿(chuān)越着暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相应的(de)振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒的速度(dù)围绕太阳(yáng)进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地球围绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银河(hé)系的方向(xiàng)是一(yī)致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳的方向正好达到完(wán)全一致，这是理(lǐ)论上地(dì)球穿(chuān)越暗物质流最快的时段。而(ér)在1三角形的边长公式小学，等边三角形的边长公式1月份，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银(yín)河系的平(píng)面呈现(xiàn)了60度(dù)的(de)倾斜，但(dàn)是这并不影响这(zhè)个理论的(de)有效性。

因此科(kē)学家认为这可以用来(lái)解释，研(yán)究人员们所(suǒ)观测到(dào)的周期性信(xìn)号。当然也可(kě)能有其他的情况，造(zào)成这种年度周期信号的差异也(yě)可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪(xuě)，甚(shèn)至连意大利游(yóu)客的数量也(yě)符(fú)合这个周期(qī)的规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学(xué)家们又在(zài)南(nán)半球建立了(le)一个几乎相同(tóng)的实验室，这(zhè)里的季节与之前的(de)实验室正好相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物质流的运(yùn)动特征和(hé)第一(yī)个实验室是一(yī)样的(de)。

因此，如(rú)果在这里可以得(dé)到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非(fēi)常有(yǒu)力的证(zhèng)据了(le)。但是由于(yú)这(zhè)个(gè)实验室刚(gāng)刚建(jiàn)成不久，所(suǒ)以截至目(mù)前还无法提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这(zhè)台太(tài)空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的(de)100倍。南希格(gé)雷斯罗曼(màn)太空望远(yuǎn)镜其中一个关键的用途就是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测的结(jié)果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实(shí)验室粒子天体(tǐ)物理(lǐ)中心的(de)科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗(àn)物(wù)质存在，它们极有可能拥有另(lìng)一(yī)种神秘的(de)效(xiào)应(yīng)，这(zhè)种暗物质(zhì)效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的(de)诞生(shēng)，或者说是生命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果(guǒ)这一理(lǐ)论得到(dào)进一步的(de)证实(shí)，那么遍布(bù)宇宙当中的(de)暗物质会不会意味着人类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当(dāng)中(zhōng)某个角落(luò)的行星(xīng)上，暗物质正在通过这样(yàng)的(de)效应(yīng)创造生命(mìng)。当然，这些推(tuī)论的大前提是要先找到暗(àn)物质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新(xīn)的动力(lì)！

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