宇宙是(shì)“人为制造”的(de)？为何会存(cún)在科学无法(fǎ)解(jiě)释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人(rén)类(lèi)为了(le)寻(xún)找暗物质存在的证据，科学(xué)家们在过去的几十年当中(zhōng)进行了超(chāo)过50次的(de)长期实验，但是(shì)却(què)没有发现任何的有效(xiào)证据。除了一个地(dì)方，在1687年出版的自然哲学数学(xué)原理一书中，埃萨(sà)克牛顿发(fā)表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的规律(lǜ)。往(wǎng)后的几百年来，当天文学(xué)家们发现某(mǒu)些天体运行轨道(dào)出(chū)现(xiàn)异(yì)常，不符(fú)合万(wàn)有引(yǐn)力定律的时候(hòu)，他们就会知道，周围一定(dìng)有未(wèi)知的(de)天体通过(guò)引力在摄动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨(guǐ)道(dào)的异常，推算(suàn)并(bìng)且发现了海王(wáng)星的(de)存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现都(dōu)是应用万有引(yǐn)力定(dìng)律所取得(dé)重大天文成就的例子。但是这些发(fā)现都是在(zài)恒(héng)星系统(tǒng)的尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我们上(shàng)升到星(xīng)系或者是星(xīng)团的尺度(dù)，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物(wù)理学(xué)家弗里茨(cí)兹威(wēi)基正在研究(jiū)和测量(liàng)后发星系团(tuán)的质量。这是一(yī)个由(yóu)数(shù)千个(gè)星系所(suǒ)组成的(de)巨(jù)大(dà)星系团，这些(xiē)星系被引力束(shù)缚在一(yī)起。测量星(xīng)系团的质量一般会使用到两种方(fāng)法(fǎ)，当两种方(fāng)法结果一致，就可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种是获得(dé)其"光(guāng)度学的质量"，需要(yào)的数据是(shì)测(cè)量各个星系的光度。

第二(èr)种(zhǒng)是动(dòng)力(lì)学质(zhì)量的计算(suàn)，是利(lì)用光(guāng)谱红移测量星系团中的各(gè)个星(xīng)系相对于星(xīng)系团(tuán)的运动(dòng)速度。当测量(liàng)结(jié)果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质(zhì)量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后(hòu)发座星(xīng)系团有99%的质(zhì)量消(xiāo)失了，或(huò)者(zhě)说这99%的质量并不以(yǐ)可见光的形(xíng)式所存在(zài)，我们无(wú)法看到。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测量速度的过程中，兹(zī)威基发(fā)现(xiàn)星系团中很多(duō)星系的速度比理(lǐ)论上(shàng)要快(kuài)得(dé)多，按照牛(niú)顿的(de)运动学定(dìng)律，仅靠这些可(kě)见星系的质量所(suǒ)产生的引力是无法将它们束缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该被抛出(chū)星系团之外(wài)了，除非有一种神(shén)秘的力(lì)量在起作(zuò)用，这种(zhǒng)力量来源于某种隐形(xíng)的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹维基提出了这样部(bù)分不可见(jiàn)的暗质，它(tā)不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它们(men)却(què)占(zhàn)据着宇宙中绝大部分(fēn)的质量(liàng)。只是当(dāng)时(shí)的人们(men)对这样的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词(cí)才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙女座星系(xì)中的(de)恒星(xīng)运动。理论上来说，距离中心(xīn)越(yuè)远的恒星在其轨道上的(de)运(yùn)行速度就会越(yuè)慢。但是他们观测(cè)的结果却让人(rén)感到(dào)不可思(sī)议。

随着与中心距离的(de)增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有(yǒu)引(yǐn)力定律(lǜ)，在星系(xì)当中如果没有(yǒu)足够大的质量来吸引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被(bèi)甩到宇宙当中了(le)。基(jī)于这种(zhǒng)现象，科学(xué)家们会使用一(yī)种相对标(biāo)准的(de)方(fāng)法来解释暗物质的(de)存在(zài)，这种方法就(jiù)是测量星系当中气体在X轴上(shàng)距(jù)离星系中(zhōng)心的距离，以(yǐ)及在Y轴(zhóu)上(shàng)气体(tǐ)的旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结果，就认为是(shì)由暗物质的力量(liàng)进入其中。

于是科学家(jiā)们通过射电望远镜测(cè)量了距离星系(xì)中心更远(yuǎn)距(jù)离的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合(hé)牛顿的(de)力学定(dìng)律(lǜ)。我们的(de)太阳系(xì)也(yě)不修正丰胸乳霜有效果吗，国家认可的丰胸品牌排行榜例(lì)外，太阳(yáng)系(xì)位于银(yín)河系(xì)的第三悬臂之(zhī)上，距离银(yín)河系中心(xīn)2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律进行计算，太阳(yáng)系(xì)的(de)运行速度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在(zài)以220千米(mǐ)/秒的(de)速度(dù)围(wéi)绕银(yín)河(hé)系旋转，这(zhè)个实际(jì)速度远远大于(yú)理(lǐ)论速度，那么产生(shēng)以上这(zhè)种(zhǒng)向心加(jiā)速度的原因(yīn)很可能就是存在着(zhe)一种(zhǒng)我们看(kàn)不到的物质，是这些暗(àn)物质的引力效应将星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越(yuè)来(lái)越多(duō)的研究(jiū)人(rén)员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学(xué)家根据(jù)星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算在(zài)星系当中暗物质的质(zhì)量(liàng)占整个星系质量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物质并不是唯一可(kě)以解释(shì)这个现象的原因。在(zài)一项新(xīn)的研究当中，科学(xué)家们发现，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应(yīng)的遥远恒星之(zhī)间，也(yě)会出现速度上的微小差异。另(lìng)外，天文学家还发(fā)现了一个(gè)反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系不多(duō)，但(dàn)是(shì)星系当中存在(zài)的恒星数量却只(zhǐ)有(yǒu)银河(hé)系的(de)千分之一。

所(suǒ)以(yǐ)在理论(lùn)上，该星系必须存在暗(àn)物质，否(fǒu)则就(jiù)会(huì)分崩离(lí)析。但是科学家们使用最先进(jìn)的望远(yuǎn)镜对其(qí)进行了40个小时的(de)详细测量之(zhī)后，发现星系中(zhōng)的恒星运动是可(kě)以用正常的(de)物质和力学定律来解释(shì)的。那么(me)又有人提出，也(yě)许该星系的暗(àn)物质，已经被附(fù)近的(de)另一个大星(xīng)系(xì)剥离了(le)。奇(qí)怪的是(shì)，它(tā)的附近没(méi)有任(rèn)何星系(xì)存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了(le)暗物质的假(jiǎ)说之外，另(lìng)一种可能就是人(rén)类对引力(lì)的理解还(hái)不够全(quán)面，引力(lì)很(hěn)可能(néng)在不(bù)同(tóng)尺度空(kōng)间(jiān)中的工作方式是(shì)不同的，这意味着在行星(xīng)系尺(chǐ)度中的天体会沿着(zhe)它们的(de)轨道，按照我们(men)所理解的方式(shì)运动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺度，引力(lì)之间的相互(hù)作用则是不同的(de)方式。对于(yú)在星系团之间(jiān)的相互作用，科学家还引入了外部场效应(yīng)的概念，指的是在数百万光(guāng)年的规模上(shàng)，巨大的质(zhì)量之间会产(chǎn)生对彼此特殊的效果，这(zhè)个(gè)理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味(wèi)着我们需(xū)要对现在的物理定律进行修正，这(zhè)些发现也(yě)让(ràng)很多人认(rèn)为暗(àn)物质假(jiǎ)说(shuō)理论(lùn)就此终结。但是(shì)在(zài)宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的其他(tā)的(de)理论(lùn)证据，这些理论证据是(shì)蒙德理(lǐ)论所没法解释(shì)的“引力(lì)透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹星系团(tuán)，由两个碰撞的星系(xì)团所(suǒ)组成，类似这样的星团(tuán)，它们大部分(fēn)的普通质量都在星系的气(qì)体(tǐ)当中(zhōng)。当星团以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气(qì)体的相互作用就(jiù)会导致温(wēn)度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大(dà)部(bù)分(fēn)的质量将位于(yú)所有(yǒu)这些气体所在(zài)的中间区域。那么我们通过什么来验证它的质量区域到底是不是集中在(zài)中间呢？前不久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第(dì)一张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我们可以(yǐ)明显地看(kàn)到(dào)很多星系似(shì)乎被拉(lā)伸(shēn)产(chǎn)生了巨(jù)大的形变(biàn)。其实这些星系(xì)本身并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出(chū)了什么问(wèn)题，而是(shì)这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观测者之间。被一(yī)个(gè)质量超(chāo)级巨大的天体遮挡，这个超大质量(liàng)的东(dōng)西(xī)的引力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都发生(shēng)了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体可能是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对(duì)子弹(dàn)星系团观测的时候，发现它的大质量区(qū)域(yù)并不是在中间(jiān)，而是在修正丰胸乳霜有效果吗，国家认可的丰胸品牌排行榜两侧。所以最(zuì)好的解释方法就是当星团发生全部的(de)碰撞时，可(kě)被观测(cè)到的(de)质量气体被(bèi)卡(kǎ)在了中(zhōng)间(jiān)，暗物质则直接通过(guò)了这个区(qū)域，并在两(liǎng)边形成了引(yǐn)力透(tòu)镜。对子弹星系团的引力透镜研究也(yě)被(bèi)认为(wèi)是(shì)暗物质存在的(de)迄今为止(zhǐ)最(zuì)好的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除(chú)此之外(wài)，还有来(lái)自宇宙当中最古(gǔ)老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于可以(yǐ)畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了(le)。经过(guò)了130多亿年之后(hòu)，这些光在宇宙空间背景上留(liú)下了各相(xiāng)同性的微波辐射。其中红(hóng)色的部(bù)分表(biǎo)示温(wēn)度较高的区域，蓝色则(zé)表示相对较冷(lěng)的(de)区域，但实(shí)际上它(tā)们(men)之间的温差(chà)只(zhǐ)有万(wàn)分(fēn)之一。

科学家们通(tōng)过(guò)对(duì)前景背景分(fēn)离后的(de)二值(zhí)图(tú)像进(jìn)行连(lián)通域(yù)提取和(hé)标记(jì)之后发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应(yīng)该(gāi)是这(zhè)样的，而(ér)随(suí)着暗物质的增加，一些(xiē)峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇(yǔ)宙微波背景辐(fú)射(shè)的测量值，我们需要(yào)的暗(àn)物质大约(yuē)是普通物(wù)质的5倍。这个数(shù)字与解释星系当中恒星运动(dòng)所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一(yī)个简单(dān)的理论框架，就(jiù)很好(hǎo)地解释了很多不同的观(guān)测结(jié)果(guǒ)。而(ér)暗物质的本质(zhì)就是宇(yǔ)宙当(dāng)中存在着(zhe)某种类型的粒子(zi)，它们(men)不参与任(rèn)何其他的电磁作用，只通过引(yǐn)力(lì)来相互作用。所以如果能(néng)够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就相(xiāng)当(dāng)于找到(dào)了暗物质(zhì)存(cún)在的实际证据。这种粒子到(dào)底(dǐ)是什么？科学(xué)家们已经提(tí)出了数十种的(de)假想目(mù)标，而要寻找这些不同的目标粒子所需要(yào)的实(shí)验方(fāng)式也不相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为了寻(xún)找(zhǎo)这些看(kàn)不见(jiàn)、摸不到，几乎(hū)不(bù)会与常规物(wù)质相互作(zuò)用(yòng)的“暗物(wù)质(zhì)”，科学(xué)家们已经进行了超(chāo)过50次的实验(yàn)，却没(méi)有任何实质性(xìng)的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地(dì)球上最大的地学实验室，这个实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层(céng)楼高的(de)探测器(qì)，一直致力(lì)于(yú)寻找暗(àn)物质粒子(zi)的(de)周期性(xìng)震荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这里的科学家声称观测到了(le)某种信号。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集(jí)，人们发现了一(yī)个有趣的事情(qíng)。探测率会在每年的(de)6月(yuè)份达到(dào)峰值，然后在(zài)11月降到最(zuì)低，而(ér)且(qiě)在20年当中每年都(dōu)是一样。一些(xiē)科学家(jiā)认为这可能是人类发现暗物(wù)质的第(dì)一个直接(jiē)证据(jù)。

但是为什么(me)暗(àn)物质会产(chǎn)生周(zhōu)期性的(de)年(nián)度信号呢？刚才我们(men)讲了太(tài)阳系(xì)正在以(yǐ)220公里/秒的(de)速度围绕(rào)着银河系进行移(yí)动，那么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意味(wèi)着(zhe)我们(men)也在以这样(yàng)的速度在穿越着暗(àn)物质流，这个过程中会产生相(xiāng)应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕(rào)太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时(shí)间(jiān)，地球围(wéi)绕(rào)太阳的方向与太阳环(huán)绕银(yín)河系(xì)的方(fāng)向是一(yī)致的，而另外半年则与之相反。

而(ér)在6月份的时候，地球与太阳的方向正好(hǎo)达到完全一致，这(zhè)是理论(lùn)上地(dì)球穿越暗物质流(liú)最快的时段。而在11月份，又恰好达(dá)到了(le)最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际的情(qíng)况中，太阳系相对(duì)银河系(xì)的平面(miàn)呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学(xué)家认为这可以用来解释，研(yán)究人员们所观测到的周期(qī)性信号(hào)。当(dāng)然(rán)也(yě)可能有(yǒu)其他的(de)情况(kuàng)，造成这种年度周(zhōu)期信号的差异也可能(néng)是温(wēn)度(dù)、湿度、土壤中的(de)水分(fēn)、高(gāo)山上(shàng)的积(jī)雪，甚至连意大(dà)利游客的(de)数量(liàng)也符(fú)合这个周期的(de)规律(lǜ)。

所以，科(kē)学家(jiā)们又在(zài)南半(bàn)球建立(lì)了一个几乎(hū)相同(tóng)的(de)实验室，这里(lǐ)的季节与之前的实验室正好(hǎo)相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流(liú)的运动特征和(hé)第一(yī)个实验室是一样的。

因(yīn)此，如果在这里可(kě)以得到相同的信号(hào)，就(jiù)可以成为暗物质所(suǒ)存在的非常有力的证据了。但是(shì)由于这个(gè)实验(yàn)室(shì)刚刚(gāng)建(jiàn)成不久，所以截至目前还无法提供(gōng)相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一(yī)台新的(de)望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃(bó)望(wàng)远(yuǎn)镜相(xiāng)同，但它的宽视(shì)场仪器提(tí)供(gōng)的(de)视野是(shì)哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼(màn)太空望远镜其中一个关(guān)键的(de)用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只能拭(shì)目以待了。费米(mǐ)实验(yàn)室粒子(zi)天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀(pò)和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物质存(cún)在，它(tā)们极(jí)有(yǒu)可能拥有(yǒu)另一种(zhǒng)神秘的效应，这(zhè)种暗物(wù)质效应，会支(zhī)持(chí)宇(yǔ)宙当中(zhōng)生命(mìng)的诞生，或者(zhě)说是生命(mìng)进(jìn)化(huà)的一个重要因素。

如果这一(yī)理(lǐ)论得到进一步的证(zhèng)实(shí)，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质(zhì)会(huì)不会意味着人类并不孤(gū)单呢？或许(xǔ)在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上，暗(àn)物质正(zhèng)在通(tōng)过这样的效(xiào)应创造(zào)生命(mìng)。当(dāng)然(rán)，这些推论的大(dà)前提是要先找到暗物(wù)质存在(zài)的实际证据(jù)。那么小(xiǎo)伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗物质到底(dǐ)存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持(chí)是我更新(xīn)的动力！

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