宇宙是“人为制造(zào)”的？为何(hé)会存在科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗(àn)物质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物质(zhì)存(cún)在(zài)的(de)证据，科(kē)学家们在过去的(de)几(jǐ)十年当中进(jìn)行了超过50次的长期实验，但是(shì)却(què)没有(yǒu)发现任何的有效(xiào)证(zhèng)据。除了一个地(dì)方，在1687年出版的自然哲学数学原理一书中(zhōng)，埃(āi)萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后(hòu)的几百年来，当天文(wén)学家们发现某些天体运行轨道出现异常，不符合(hé)万(wàn)有(yǒu)引力定律的(de)时候，他(tā)们就(jiù)会(huì)知道，周围一定(dìng)有未知的天体通(tōng)过引力在摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维(wéi)耶(yé)就通过天(tiān)王星运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在(zài)。另外，哈(hā)雷彗(huì)星、冥王(wáng)星的发现都(dōu)是(shì)应用万(wàn)有引力定(dìng)律(lǜ)所取(qǔ)得重大天文成就的例子。但是(shì)这(zhè)些发现都是在恒星系统的(de)尺度(dù)当中，可当(dāng)我们上升(shēng)到星(xīng)系或(huò)者是星(xīng)团的尺度，事情(qíng)就(jiù)开始变得(dé)诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和(hé)测量后发星系团的(de)质(zhì)量(liàng)。这是一个(gè)由数千个星(xīng)系所组成(chéng)的(de)巨(jù)大星系团，这(zhè)些星系被引力(lì)束缚在(zài)一起。测量(liàng)星系(xì)团的质量(liàng)一般会使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当(dāng)两(liǎng)种方(fāng)法结(jié)果一(yī)致，就可以确定其(qí)质量的范围(wéi)。

第一种是(shì)获得其"光度学(xué)的质量(liàng)"，需要(yào)的数据是(shì)测量(liàng)各(gè)个星系(xì)的光度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学质量的计算，是利(lì)用光(guāng)谱红移测量星系(xì)团中(zhōng)的各个星系相对于(yú)星系(xì)团的运动(dòng)速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学质(zhì)量”的400倍。这意(yì)味着，后发座星系团(tuán)有99%的质量(liàng)消失了，或者说这99%的质(zhì)量并不以可见光的形式所(suǒ)存(cún)在，我们无法(fǎ)看到。最(zuì)诡异的(de)是，在测量速度的过(guò)程中，兹(zī)威基发现星系团中(zhōng)很多星系的速(sù)度比理论上要快得(dé)多，按(àn)照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系(xì)的质量所(suǒ)产生的引力是无法将它们束缚在星系(xì)团内的，它(tā)们(men)早就应该被(bèi)抛出星系团之外了(le)，除非(fēi)有一种神秘的(de)力量在起作用，这种力量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐形(xíng)的物(wù)质。

据(jù)此，兹维基提出(chū)了这样部分不可见(jiàn)的暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它们却占(zhàn)据(jù)着宇(yǔ)宙中绝大部(bù)分的质量(liàng)。只是(shì)当时(shí)的人们对这样(yàng)的(de)一种说法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个词才再一次出(chū)现。天文学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福特在观测仙(xiān)女(nǚ)座(zuò)星系中的恒(héng)星(xīng)运动。理论上来(lái)说，距离中心越远(yuǎn)的恒星(xīng)在其轨道(dào)上的运行速度就会越(yuè)慢。但是他们(men)观测的结(jié)果却让人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心(xīn)距(jù)离(lí)的增加，恒星的旋转速(sù)度几(j社保二级单位编码是什么意思，单位编码是什么意思呀ǐ)乎保持不变。可是根据(jù)牛顿的万有(yǒu)引力定律，在星系(xì)当中如果(guǒ)没有足够大的(de)质量(liàng)来吸引它们，这(zhè)些外围(wéi)的恒星早就被(bèi)甩到(dào)宇宙当(dāng)中(zhōng)了。基(jī)于(yú)这(zhè)种现象，科学家们会使(shǐ)用一种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的方法来解(jiě)释暗物(wù)质的存在，这种方法(fǎ)就是测(cè)量星系当中气体在(zài)X轴上(shàng)距离(lí)星系中心的距离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上气体的(de)旋转速度(dù)。如果出现异常的结果，就认为是由暗物质的(de)力量(liàng)进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测(cè)量(liàng)了距离(lí)星系(xì)中心更(gèng)远(yuǎn)距离的氢元(yuán)素(sù)，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛(niú)顿的(de)力学(xué)定律。我们(men)的太(tài)阳系也(yě)不例外，太阳(yáng)系(xì)位(wèi)于银河系的(de)第三悬臂之上，距(jù)离银河系(xì)中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力(lì)定律(lǜ)进行计算，太阳系的(de)运行速度应该是(shì)160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳(yáng)系正在以(yǐ)220千米(mǐ)/秒的速度围绕(rào)银河系(xì)旋转，这个(gè)实际速度远远大于理(lǐ)论速(sù)度(dù)，那(nà)么(m社保二级单位编码是什么意思，单位编码是什么意思呀e)产生以上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就是存在着一(yī)种我(wǒ)们看不到的物质(zhì)，是这些暗物质(zhì)的引力(lì)效应将星系(xì)聚(jù)集在了(le)一(yī)起。

也是从这时(shí)开始，越(yuè)来越多的研究人员开始相信暗(àn)物质(zhì)的存在。科学家根据星系外恒星轨(guǐ)道的速度(dù)，估算在(zài)星(xīng)系当(dāng)中暗物质(zhì)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(wéi)一可以解释这个现象(xiàng)的(de)原(yuán)因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家(jiā)们(men)发现，几乎没有引力(lì)效应的遥远恒星之(zhī)间，也会出现速(sù)度上的微小差异。另外，天文(wén)学家还发现了一(yī)个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿光年，大小和(hé)银(yín)河系不多，但是星系当(dāng)中(zhōng)存在(zài)的(de)恒(héng)星(xīng)数量却只(zhǐ)有银河(hé)系的千分之一。

所以在理论上，该(gāi)星(xīng)系必(bì)须存(cún)在暗物质，否则就(jiù)会分崩离析。但是(shì)科学(xué)家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之(zhī)后，发现星系(xì)中(zhōng)的恒(héng)星(xīng)运动是可以用(yòng)正常(cháng)的(de)物质和力学定律来解(jiě)释的。那么(me)又有人(rén)提(tí)出，也许该星系的暗(àn)物质(zhì)，已经被附(fù)近的另(lìng)一(yī)个(gè)大星系(xì)剥离了。奇怪的(de)是，它的附近没有任何星系(xì)存在(zài)。造成这些(xiē)现象的除(chú)了暗物(wù)质的假说之外(wài)，另一(yī)种可能(néng)就(jiù)是人类对(duì)引力的理解还(hái)不够全面，引力很(hěn)可能在(zài)不同尺(chǐ)度空间中的工作方式是不同的，这意味着在行(xíng)星系尺度(dù)中的(de)天体会沿着它(tā)们的轨道(dào)，按(àn)照(zhào)我(wǒ)们(men)所理解的方式运动(dòng)。但是上(shàng)升到星系和星团的尺度，引力之间的(de)相互作用则是(shì)不同(tóng)的(de)方式。对于在星系(xì)团之间的相(xiāng)互作用，科学家(jiā)还引(yǐn)入了(le)外部(bù)场效应的概(gài)念，指的是在(zài)数百万光年(nián)的(de)规模上，巨大的(de)质量之间会产生对(duì)彼此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味(wèi)着我们需要对现(xiàn)在的(de)物理定(dìng)律(lǜ)进行(xíng)修正，这些发现(xiàn)也让很多人认为(wèi)暗物质假说(shuō)理(lǐ)论就此终结。但是(shì)在(zài)宇宙当中还有关(guān)于暗物质存在的(de)其他的理论(lùn)证据，这些理论证据是(shì)蒙德理论所(suǒ)没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星系团所组成(chéng)，类似这样(yàng)的星(xīng)团，它们大部分的普通质(zhì)量都在星系的气体当中。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰(pèng)撞的(de)时候，星际气体(tǐ)的相(xiāng)互作用就会导(dǎo)致温(wēn)度(dù)的急剧升高(gāo)，速(sù)度大(dà)幅降低。所以(yǐ)在理论(lùn)上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团(tuán)大部分的(de)质(zhì)量将位于所有(yǒu)这些气(qì)体(tǐ)所在的(de)中间区域。那么我们通过什么来验(yàn)证它的质(zhì)量(liàng)区域到(dào)底是(shì)不是集中在中(zhōng)间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当中(zhōng)第(dì)一(yī)张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我们可以明显(xiǎn)地(dì)看(kàn)到(dào)很多星系(xì)似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些(xiē)星系本身并不是真的被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而(ér)是这样极遥远的天体和我们地(dì)球上(shàng)的观(guān)测者(zhě)之间(jiān)。被一个质量(liàng)超(chāo)级巨大的(de)天体遮(zhē)挡(dǎng)，这个(gè)超大质量(liàng)的东西的引力，会使身后更遥远星系的光都发生了扭曲(qū)。这个现象就是引力透镜效(xiào)应。这个巨大的天体可能是超(chāo)大质量的(de)黑(hēi)洞(dòng)或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹星系团观测的时候(hòu)，发(fā)现它的(de)大质量区域并不是在中(zhōng)间(jiān)，而是(shì)在两侧。所以最(zuì)好的解释(shì)方法(fǎ)就是当(dāng)星(xīng)团发生全部的碰撞时(shí)，可被观测到的质量气(qì)体被卡在了中间(jiān)，暗物质则直接通(tōng)过了这个区域，并(bìng)在(zài)两边形成了引力透(tòu)镜。对子(zi)弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗物质存在(zài)的(de)迄今为止最好(hǎo)的理论证(zhèng)据(jù)。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当(dāng)中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终于(yú)可(kě)以(yǐ)畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年(nián)之后(hòu)，这些(xiē)光在宇宙空(kōng)间(jiān)背景上留下了(le)各相同性的微波辐(fú)射。其中(zhōng)红色的(de)部分(fēn)表示温度(dù)较高的(de)区(qū)域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际上它们(men)之(zhī)间的温差(chà)只有万分之一。

科学家们(men)通过对(duì)前景背(bèi)景分离(lí)后的二值图像进行连通(tōng)域提取和标记之(zhī)后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物(wù)质，图(tú)形看起来不应该是(shì)这样的，而随(suí)着(zhe)暗(àn)物(wù)质的增加，一(yī)些峰(fēng)值的(de)幅度会(huì)减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙(zhòu)微波背景(jǐng)辐射(shè)的测量(liàng)值，我们需要的暗物质(zhì)大约是(shì)普通物(wù)质(zhì)的5倍。这(zhè)个数字与解释星系(xì)当(dāng)中(zhōng)恒星运动(dòng)所(suǒ)需要(yào)的暗物质比例是一致的。这(zhè)就(jiù)意味着。

用了(le)一个简单(dān)的理(lǐ)论框架，就很好(hǎo)地解释了很多不同的观(guān)测(cè)结果。而(ér)暗物质的本质就是宇宙当(dāng)中存在(zài)着某种(zhǒng)类型的粒子，它们不(bù)参与任何其他的电磁作用，只通过(guò)引(yǐn)力来相互作(zuò)用。所以如果能够找到这种粒(lì)子的存在，就(jiù)相当(dāng)于找到了暗(àn)物质存在的(de)实际(jì)证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的(de)假想(xiǎng)目标(biāo)，而要寻找这些不同的目标(biāo)粒子所需要(yào)的实(shí)验方式也(yě)不相(xiāng)同。在过去(qù)的几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类为(wèi)了(le)寻找这些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与(yǔ)常规物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经进行了超过(guò)50次(cì)的实验(yàn)，却(què)没有任(rèn)何实质(zhì)性(xìng)的发(fā)现，除了(le)一个地方，意大(dà)利的格兰(lán)萨索山，隶(lì)属(shǔ)于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处的(de)地(dì)下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地学实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三(sān)层楼(lóu)高(gāo)的探测器，一直致(zhì)力于(yú)寻找暗物(wù)质粒(lì)子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来(lái)，这里(lǐ)的科(kē)学家声称观测到了(le)某种(zhǒng)信号。经过了20多(duō)年的数(shù)据收集，人(rén)们(men)发(fā)现了一个(gè)有(yǒu)趣的事(shì)情。探测率(lǜ)会(huì)在(zài)每年(nián)的6月份达到峰值(zhí)，然后在11月降(jiàng)到最低，而且在20年当中(zhōng)每(měi)年都是一样(yàng)。一些(xiē)科学家认为这可能是人类发现(xiàn)暗物(wù)质的第(dì)一个直接证据。

但是(shì)为什(shén)么暗(àn)物质(zhì)会产生(shēng)周期性的年度信号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正在以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系(xì)进行移(yí)动，那么如果暗物质存(cún)在(zài)宇(yǔ)宙当(dāng)中，这意(yì)味着我们(men)也在以这样的速度在(zài)穿越着暗物质流，这个过程(chéng)中会产生相(xiāng)应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的速(sù)度围(wéi)绕太(tài)阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太(tài)阳(yáng)环绕银(yín)河(hé)系的方向是一(yī)致的，而另外半年则与之(zhī)相反。

而在6月份的(de)时候，地(dì)球与太阳的方向正(zhèng)好达(dá)到完全(quán)一(yī)致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达(dá)到了最慢值(zhí)。尽管(guǎn)在实际的情(qíng)况(kuàng)中，太阳(yáng)系(xì)相对(duì)银河系的平面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的(de)有(yǒu)效性。

因此科(kē)学家(jiā)认为这(zhè)可(kě)以用来解释(shì)，研究(jiū)人(rén)员们所观测(cè)到的(de)周期性信号。当然也可(kě)能有其他的情况(kuàng)，造(zào)成(chéng)这种年度周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至连意大(dà)利(lì)游客的(de)数量(liàng)也(yě)符合这个周(zhōu)期的规(guī)律(lǜ)。

所以，科学家们又(yòu)在南半(bàn)球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季(jì)节与(yǔ)之前(qián)的实验(yàn)室正好相反，而在(zài)这里，地球穿过暗物(wù)质(zhì)流的运动特征(zhēng)和第一个实验室是一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这(zhè)里可以(yǐ)得到相同的(de)信号(hào)，就可(kě)以成为(wèi)暗(àn)物质所存在的非(fēi)常(cháng)有力(lì)的证据了。但是由(yóu)于这个实验(yàn)室刚刚(gāng)建成不久，所以截(jié)至目前还无法(fǎ)提供相应的数据支持(chí)。另(lìng)外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的望远镜(jìng)，这(zhè)台(tái)太空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的(de)主镜(jìng)大小跟(gēn)哈勃(bó)望远镜相同，但它的(de)宽(kuān)视场仪器提供的(de)视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格(gé)雷斯罗曼(màn)太空望远镜其中(zhōng)一个关(guān)键(jiàn)的用途就(jiù)是探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对(duì)于探测的结果，我们只能(néng)拭(shì)目以待了。费米实验室粒子(zi)天体物(wù)理中心的(de)科(kē)学家丹(dān)琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯(sī)特芬研究(jiū)发现，如果暗(àn)物质存在，它们极有(yǒu)可能拥有另一种神秘的效应，这种暗(àn)物(wù)质效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的(de)诞生，或者说是生命(mìng)进化的一个(gè)重要因素(sù)。

如果这一理论得到进一(yī)步的证实，那么遍(biàn)布宇(yǔ)宙当中的暗(àn)物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角落的(de)行星上，暗物质正(zhèng)在通(tōng)过(guò)这样的效应创造生(shēng)命(mìng)。当然，这(zhè)些推(tuī)论的大(dà)前提是(shì)要先找到(dào)暗物(wù)质存在(zài)的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质(zhì)到(dào)底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持(chí)是(shì)我更(gèng)新(xīn)的动(dòng)力！

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