宇宙是“人为制造”的(de)？为何会(huì)存(cún)在科(kē)学无(wú)法(fǎ)解释(shì)的(de)“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么(me)？人(rén)类(lèi)为了寻找暗物质存在的证据，科学家们在过去的几十年当中进行(xíng)了(le)超过50次的(de)长(zhǎng)期实(shí)验(yàn)，但是却没(méi)有发现任何(hé)的有(yǒu)效证据(jù)。除了一(yī)个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理一(yī)书中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引(yǐn)力定(dìng)律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的(de)规律。往后的几(jǐ)百(bǎi)年来，当天文学家们发现某些(xiē)天体运行轨(guǐ)道出现异常，不符(fú)合万有引力(lì)定(dìng)律的时候，他们就(jiù)会知道，周围一定有未知的天(tiān)体(tǐ)通(tōng)过引力在摄动它(tā)的轨道(dào)。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通(tōng)过(guò)天王星运行(xíng)轨道的异常，推算(suàn)并且发现(xiàn)了海王星(xīng)的存在。另(lìng)外，哈雷彗(huì)星、冥王(wáng)星的发现(xiàn)都是应用万有引力定(dìng)律所取得重大天文成就(jiù)的例子。但是这些发现都是在(zài)恒(héng)星(xīng)系(xì)统(tǒng)的尺度当中，可(kě)当我们(men)上升到星系或(huò)者是星(xīng)团的尺度，事(shì)情就开始变(biàn)得诡(guǐ)异了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的物(wù)理学家弗里茨兹(zī)威基正在研(yán)究和测量后发星(xīng)系团的质量(liàng)。这(zhè)是(shì)一个(gè)由(yóu)数千(qiān)个(gè)星系(xì)所(suǒ)组成的巨大(dà)星系团(tuán)，这些(xiē)星系被(bèi)引力束(shù)缚在一起。测(cè)量星系团(tuán)的质量一般会使用到两(liǎng)种方(fāng)法(fǎ)，当两种(zhǒng)方法结果一致(zhì)，就可以确定其质量(liàng)的范围。

第一(yī)种是获得其"光度学的质量"，需要的数(shù)据(jù)是测量各个星系的(de)光度(dù)。

第二种是动力学质量的计算，是利用(yòng)光谱红移测量星系团中(zhōng)的各(gè)个星系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学(xué)质量(liàng)”竟然(rán)是“光度学质量”的(de)400倍。这意味着(zhe)，后发座星系团有(yǒu)99%的质量消(xiāo)失了，或(huò)者说(shuō)这99%的质量并不以可见光的(de)形(xíng)式(shì)所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的(de)是，在(zài)测量(liàng)速度(dù)的过程中，兹威基发现星系团中很多(duō)星(xīng)系的速(sù)度比(bǐ)理论上要快得多，按照牛(niú)顿(dùn)的运动学定律，仅(jǐn)靠这些(xiē)可见星系的(de)质量(liàng)所产(chǎn)生的引力(lì)是(shì)无(wú)法将它们束缚在星(xīng)系(xì)团内的，它们早就(jiù)应该被抛出星系团之外了(le)，除非(fēi)有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的力量在起(qǐ)作用，这种(zhǒng)力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出了这(zhè)样部分不可见的(de)暗质，它不发散光(guāng)、吸光(guāng)、反(fǎn)射光(guāng)，但(dàn)是它们却占据(jù)着宇宙中(zhōng)绝大部分的(de)质量。只(zhǐ)是当(dāng)时(shí)的人们对(duì)这(zhè)样(yàng)的(de)一种说(shuō)法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才再一(yī)次出(chū)现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯特(tè)福特在(zài)观测仙女座星系中的(de)恒(héng)星运动。理论上(shàng)来说(shuō)，距离(lí)中心越远的恒星在(zài)其轨道(dào)上(shàng)的(de)运行速度就会越慢。但是他们观测的(de)结果却让(ràng)人感到(dào)不(bù)可思(sī)议。

随着与中心距离的(de)增加，恒星的旋转速度几乎(hū)保持不变。可是根据牛顿(dùn)的(de)万(wàn)有引力(lì)定律(lǜ)，在(zài)星系当中如果没有足够大(dà)的质(zhì)量来吸引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种现象(xiàng)，科学(xué)家们会使用一种相对标准的(de)方(fāng)法(fǎ)来解释暗物质的存在，这种方法就是测量星(xīng)系(xì)当(dāng)中气体在X轴上距离星(xīng)系(xì)中心的距离，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出(chū)现异常的结(jié)果，就认为是由(yóu)暗物质的力量进入其(qí)中。

于是科学家(jiā)们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离的氢元素，发(fā)现它(tā)们的旋(xuán)转速(sù)度并(bìng)不(bù)符(fú)合牛顿(dùn)的力学定律。我们的太阳系也不(bù)例外(wài)，太阳系位(wèi)于(yú)银河系的第三悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万(wàn)有引力定(dìng)律进行(xíng)计算，太阳系的运行速度(dù)应该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实际上，太阳系(xì)正在以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围绕银河系旋转，这个实际速度远远大于理论速(sù)度，那么产生以上这种向心(xīn)加速度(dù)的(de)原因很可能(néng)就是存在着(zhe)一种(zhǒng)我(wǒ)们看不到(dào)的物质，是这(zhè)些暗物质的引力(lì)效应将星系聚集在(zài)了一起。

也是从这时开始，越来越多的研(yán)究人员开始(shǐ)相(xiāng)信暗物质的存(cún)在。科学家根据星系外恒(héng)星轨(guǐ)道的速(sù)度(dù)，估算在星系当中暗物质的质量占(zhàn)整个星系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不是唯(wéi)一可以解释(shì)这个(gè)现象的原因。在一(yī)项(xiàng)新的研究当中，科学(xué)家(jiā)们发(fā)现，几(jǐ)乎(hū)没有(yǒu)引力效应的遥远恒星之间，也会(huì)出现速(sù)度上的(de)微小差异。另(lìng)外，天文学家还发现了一(yī)个(gè)反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约2.5亿(yì)光年，大小和银河(hé)系不多，但是星系当中存在的恒星数(shù)量却只有银(yín)河系的(de)千分之一(yī)。

所以在理论(lùn)上，该星系必(bì)须存在暗物质，否则就会分崩(bēng)离(lí)析。但是科学家们使用(yòng)最先(xiān)进的望远镜对(duì)其进(jìn)行了40个小时的详(xiáng)细测(cè)量(liàng)之后，发现星系中的(de)恒星(xīng)运动是可(kě)以用正常的物质和力学定律来解释的。那么又有人提出，也许该星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近(jìn)没(méi)有任何星系(xì)存(cún)在。造成这些现象(xiàng)的除了(le)暗物质(zhì)的假(jiǎ)说之外(wài)，另一(yī)种可能就是人类(lèi)对引力的(de)理(lǐ)解还不够全面(miàn)，引力很(hěn)可能在不(bù)同(tóng)尺度空间中的工作方式是(shì)不同(tóng)的，这(zhè)意(yì)味着在行星系尺(chǐ)度中的天体会沿(yán)着它们的轨(guǐ)道，按(àn)照(zhào)我们所理解的方式(shì)运动。但是(shì)上(shàng)升到星系(xì)和星团的尺度，引力(lì)之间的相互作用则(zé)是不(bù)同的(de)方式。对于在星系(xì)团之(zhī)间的相(xiāng)互作(zuò)用，科学(xué)家还引入了外部(bù)场效(xiào)应(yīng)的概(gài)念(niàn)，指的是在数百(bǎi)万光年的规模上(shàng)，巨大的(de)质量之间会(huì)产(chǎn)生(shēng)对彼此(cǐ)特殊的效果(guǒ)，这个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成立(lì)，这意味着我们需要对现在的物(wù)理定律进行修正(zhèng)，这些发现也让很多人认为(wèi)暗物质假说理论就此(cǐ)终结(jié)。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于(yú)暗物质存在的其他的(de)理论证据，这些理论证据(jù)是(shì)蒙德理论(lùn)所(suǒ)没法解释的“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距(jù)离为37亿光年的子弹(dàn)星系(xì)团，由两(liǎng)个碰(pèng)撞的星系团所(suǒ)组成，类(lèi)似这样的星团，它们大部分(fēn)的普通质量(liàng)都在星系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时(shí)发(fā)生碰(pèng)撞的时候，星际气体(tǐ)的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系(xì)团(tuán)大部分的质量(liàng)将位于所有这些气体(tǐ)所在的中间区域。那(nà)么我们通过(guò)什么来验(yàn)证它(tā)的质量(liàng)区域(yù)到底(dǐ)是不是集(jí)中(zhōng)在中间呢(ne)？前不久，詹(zhān)姆斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远镜传回(huí)了宇宙当中第一(yī)张全(quán)彩的高清照(zhào)片，在照(zhào)片中我(wǒ)们可以明显地看到很多星系似(shì)乎被拉(lā)伸产生了巨大的形(xíng)变。其实(shí)这(zhè)些星系(xì)本身并不是真的被扭曲(qū)了，也不(bù)是(shì)韦伯望远镜出(chū)了什么问(wèn)题，而是(shì)这样(yàng)极(jí)遥(yáo)远(yuǎn)的天(tiān)体和我们地球上的观(guān)测者之间。被一个质(zhì)量超级巨大的(de)天体遮挡，这(zhè)个超大质量的东西的引力，会(huì)使身后更遥远星系的光都发生(shēng)了(le)扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹星系团观测的时候(hòu)，发(fā)现它的大质(zhì)量(liàng)区域(yù)并不是在中间，而(ér)是在(zài)两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就(jiù)是当星(xīng)团发生全(quán)部的碰撞时，可被观测到(dào)的质量气体被(bèi)卡(kǎ)在了中间，暗物质则直接通过了这个(gè)区域，并在(zài)两边形成了引力(lì)透(tòu)镜。对子弹星系团的引力透(tòu)镜(jìng)研究也被认为是暗物质存在的迄今为止最好(hǎo)的理(lǐ)论(lùn)证据。

除此(cǐ)之外，还有来自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可(kě)以畅通(tōng)无阻(zǔ)地穿越在宇(yǔ)宙当中了。经过了130多(duō)亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空间(jiān)背景上留下(xià)了各(gè)相同性的微波辐射(shè)。其中(zhōng)红(hóng)色的部分表示温度较高的区(qū)域，蓝色则(zé)表示相对较(jiào)冷的区域，但实际上它们之(zhī)间(jiān)的温(wēn)差只有万(wàn)分之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背景分离后的二值图像进行连(lián)通域提取和标记之后(hòu)发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看起来不(bù)应该是这样的，而随着暗物(wù)质(zhì)的增加(jiā)，一些峰值的幅(fú)度会减小，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景(jǐng)辐射(shè)的(de)测量值，我们需要的暗物(wù)质大约是普通物质的5倍。这(zhè)个数(shù)字与解释(shì)星系(xì)当中恒星运动所需(xū)要的暗物质比例是一(yī)致的。这就(jiù)意味着。

用(yòng)了一(yī)个简单(dān)的理论框架，就很好地解释(shì)了很多不同的(de)观测结果(guǒ)。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是宇宙当中存在着某种类型的(de)粒子(zi)，它们不参与任何其他(tā)的电(diàn)磁作(zuò)用，只(zhǐ)通(tōng)过(guò)引力来(lái)相互作用。所以如(rú)果能够找(zhǎo)到这(zhè)种粒子的存在(zài)，就(jiù)相(xiāng)当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际(jì)证据。这种粒子到底是什(shén)么(me)？科(kē)学家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目标，而(ér)要寻找这(zhè)些(x为什么家人的核酸检测都出来了,我的还没有出来，和家人一起做的核酸检测为什么我的没出结果iē)不同的(de)目标粒(lì)子所需(xū)要的实验方式也不相同。在(zài)过去的几十(shí)年当(dāng)中，人类为了寻找(zhǎo)这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不(bù)会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们(men)已经进行了(le)超(chāo)过50次的(de)实(shí)验，却没有任何实(shí)质性的(de)发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿(ā)尔卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿井当中(zhōng)，藏着地球(qiú)上(shàng)最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三(sān)层楼(lóu)高(gāo)的探测器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周(zhōu)期性震荡。

自(zì)1997年(nián)以来，这里(lǐ)的科学家(jiā)声称观测(cè)到(dào)了某种信号。经过了20多年的(de)数据收集，人(rén)们(men)发现了一个有(yǒu)趣的事情。探测率会(huì)在每年的6月份达(dá)到(dào)峰值，然后在(zài)11月降(jiàng)到最(zuì)低，而(ér)且在20年当中(zhōng)每(měi)年(nián)都是一样。一些(xiē)科学家认为(wèi)这可能是人类发(fā)现暗物质的第一个直接证据。

但是(shì)为(wèi)什么暗物质(zhì)会产生周(zhōu)期性的年度信号呢(ne)？刚(gāng)才(cái)我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速度围绕着银(yín)河(hé)系进行移动，那么如(rú)果(guǒ)暗物质(zhì)存(cún)在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也在(zài)以这样(yàng)的速度(dù)在穿(chuān)越着暗物质流，这(zhè)个过程中会产(chǎn)生相应的振荡(dàng)，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的速(sù)度(dù)围绕太阳进(jìn)行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有(yǒu)半年的时间，地球围绕太(tài)阳的方向与(yǔ)太(tài)阳环绕银(yín)河系的方向是一致的，而(ér)另外(wài)半年则与之相反。

而(ér)在(zài)6月份的时候，地球与太(tài)阳的(de)方(fāng)向正(zhèng)好(hǎo)达到完全一致，这是(shì)理论上地球穿越暗物质流最快的(de)时段(duàn)。而在11月(yuè)份，又恰好达到(dào)了最慢值(zhí)。尽管在实际的(de)情(qíng)况中，太阳系相对(duì)银河系的(de)平面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并不影响这个理(lǐ)论的(de)有效性。

因此科学家认为这可以用来(lái)解释，研(yán)究人(rén)员(yuán)们所观测到(dào)的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其(qí)他(tā)的情况，造成(chéng)这种(zhǒng)年度周期(qī)信(xìn)号的差异也可能是(shì)温(wēn)度(dù)、湿度(dù)、土为什么家人的核酸检测都出来了,我的还没有出来，和家人一起做的核酸检测为什么我的没出结果壤中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚(shèn)至(zhì)连意大利(lì)游客的(de)数量也(yě)符合(hé)这个周期的规(guī)律(lǜ)。

所以，科学家们又(yòu)在南半球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与之(zhī)前的实验室正(zhèng)好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征(zhēng)和(hé)第一个实验室是一(yī)样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这(zhè)里(lǐ)可以得到相(xiāng)同的(de)信号，就可以(yǐ)成为暗物质所(suǒ)存在的非(fēi)常有力的证据了。但(dàn)是由于这个实验室刚刚建成不(bù)久，所(suǒ)以截至目(mù)前(qián)还无法提供相应(yīng)的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜，这台(tái)太空望远镜叫(jiào)做“南希(xī)格雷(léi)斯(sī)罗曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃望远镜相同，但(dàn)它的宽(kuān)视场仪(yí)器提(tí)供的(de)视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一(yī)个关键的用途就(jiù)是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待(dài)了。费米实(shí)验室(shì)粒(lì)子天体物理中心的科学家(jiā)丹(dān)琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯特芬研(yán)究(jiū)发现(xiàn)，如果暗物质存在(zài)，它们极有可能拥有另一(yī)种神秘的(de)效(xiào)应，这种暗物质(zhì)效应，会(huì)支(zhī)持宇宙当中生命(mìng)为什么家人的核酸检测都出来了,我的还没有出来，和家人一起做的核酸检测为什么我的没出结果的(de)诞(dàn)生，或者(zhě)说是生命进化的(de)一个重要(yào)因素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物(wù)质会不(bù)会意味着人类并不(bù)孤单呢(ne)？或许(xǔ)在宇宙(zhòu)当中某个(gè)角落的(de)行(xíng)星上，暗(àn)物质(zhì)正(zhèng)在通过这样的(de)效应创造生命。当(dāng)然，这(zhè)些推(tuī)论的大(dà)前提是(shì)要先找到(dào)暗物质存(cún)在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们(men)，你们觉得暗物质(zhì)到底(dǐ)存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力(lì)！

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