宇宙(zhòu)是(shì)“人为制造”的？为(wèi)何会存(cún)在科学无法解释的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类为了寻(xún)找(zhǎo)暗物质存在的证据，科学家们在过(guò)去的几十年当中进(jìn)行了超过(guò)50次的长期(qī)实验，但是却没有发现任何的有效证据。除(chú)了一(yī)个地方，在(zài)1687年(nián)出版的自然哲学数学原理一书中，埃(āi)萨克牛(niú)顿发表了万有(yǒu)引力定(dìng)律，它揭(jiē)示了宇宙中(zhōng)天体运动的规律。往(wǎng)后的(de)几百年来，当天文学家们发现某(mǒu)些天体(tǐ)运行轨道出现异(yì)常，不(bù)符(fú)合万(wàn)有引力定律的(de)时候，他们就(jiù)会知道，周(zhōu)围一(yī)定有未知的天体(tǐ)通过引(yǐn)力在摄(shè)动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥(ào)本勒维耶就通过天(tiān)王星运(yùn)行轨道的异常，推(tuī)算并且(qiě)发现了(le)海王星的(de)存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是(shì)应用万有引力定律所(suǒ)取得重大天(tiān)文成就的(de)例子(zi)。但是这些发(fā)现(xiàn)都是在恒星(xīng)系统的尺度当(dāng)中，可当我们(men)上(shàng)升到星系或者是星团的尺度，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里(lǐ)茨兹(zī)威(wēi)基正在研(yán)究和测量(liàng)后(hòu)发星系团的(de)质(zhì)量。这是一(yī)个由数千个星系所(suǒ)组成的巨大星系团，这些(xiē)星系被引(yǐn)力束缚在一起。测(cè)量星系团(tuán)的质量一般(bān)会使(shǐ)用到(dào)两种方(fāng)法，当两种方法结果一致，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

第一种是获得其"光度学的(de)质量"，需(xū)要的数据是测量各个(gè)星系的光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的(de)计算(suàn)，是利用(yòng)光谱红移测量星系团中的各(gè)个星系相对于星(xīng)系团的(de)运动速度。当测量结果出来(lái)之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是(shì)“光度学质量”的(de)400倍。这意味着(zhe)，后发座星系团(tuán)有99%的质量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以(yǐ)可见光的形式(shì)所存在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的(de)是，在测量速度的过(guò)程(chéng)中，兹威基(jī)发现星系团(tuán)中很(hěn)多星系的速度(dù)比理论上(shàng)要快得(dé)多，按(àn)照牛(niú)顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些可见星(xīng)系的质(zhì)量(liàng)所产生的(de)引力是(shì)无法将它们束缚在(zài)星系团内的，它们早(zǎo)就应该被抛出星系团(tuán)之外了，除非(fēi)有一种(zhǒng)神秘的力(lì)量(liàng)在起(qǐ)作用，这种(zhǒng)力量来源于某种隐(yǐn)形的物质(zhì)。

据此，兹维基提出了(le)这(zhè)样部分不可见(jiàn)的暗质，它不姝妤怎么念，姝妤字怎么读音是什么发散光(guāng)、吸(xī)光、反(fǎn)射光，但是它们却占据(jù)着宇宙中(zhōng)绝大部(bù)分的(de)质量。只是(shì)当时的人(rén)们对(duì)这样的一种说法不(bù)屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个词才再(zài)一次出(chū)现。天文(wén)学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙女座(zuò)星系(xì)中的恒(héng)星运动。理(lǐ)论上来说，距离中(zhōng)心越远的(de)恒星在其轨道(dào)上的运行速度就会越(yuè)慢。但是他们观测(cè)的(de)结果却让人(rén)感(gǎn)到不可思议。

随着(zhe)与中(zhōng)心距离的(de)增加，恒(héng)星的旋转速(sù)度(dù)几(jǐ)乎保持(chí)不(bù)变。可(kě)是根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在(zài)星系当中如(rú)果没(méi)有足够大(dà)的质量(liàng)来吸引它们，这些外围的恒星早就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。基(jī)于(yú)这(zhè)种现象，科学家们会(huì)使用一种相对标(biāo)准的方法来(lái)解释暗物(wù)质的存(cún)在，这种方法就是测量(liàng)星系当中气体(tǐ)在X轴(zhóu)上距离星系中心的距离，以及在Y轴上(shàng)气(qì)体(tǐ)的旋转(zhuǎn)速(sù)度(dù)。如果出现异常(cháng)的结果，就认为是由暗物质的力量(liàng)进入其(qí)中。

于(yú)是科学(xué)家们通过射电望远镜测量(liàng)了距离星系中心更远距离的氢(qīng)元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合(hé)牛(niú)顿的力学定律(lǜ)。我们(men)的太阳系也不例外，太阳(yáng)系位(wèi)于银河系的第(dì)三悬臂之(zhī)上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系(xì)的运行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太(tài)阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银(yín)河系(xì)旋转(zhuǎn)，这个实际速度(dù)远(yuǎn)远大于理论速度，那么产(chǎn)生以上这种向(xiàng)心加速度的(de)原(yuán)因很可能就是存在着一种我们看不(bù)到的物质，是这(zhè)些暗物质的引(yǐn)力(lì)效应将星系聚集(jí)在(zài)了一起。

也是从这(zhè)时(shí)开始，越(yuè)来越(yuè)多的研究人员开始(shǐ)相信暗(àn)物质的存在(zài)。科学家根据星系外恒星轨(guǐ)道的速(sù)度，估(gū)算(suàn)在星系当中暗物质的质量占整个(gè)星系质量(liàng)的85%。但是，暗物(wù)质(zhì)并不是(shì)唯一(yī)可(kě)以解释这个(gè)现象的原因(yīn)。在一(yī)项新的研究当中，科学家们(men)发现(xiàn)，几乎没(méi)有引力效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之间，也会(huì)出现速度(dù)上的微小差异(yì)。另外(wài)，天文学家(jiā)还发现了一个反常的星(xīng)系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地(dì)球(qiú)大约(yuē)2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不多，但(dàn)是(shì)星系当中(zhōng)存在的恒星数量却(què)只有(yǒu)银河系(xì)的千分(fēn)之一。

所(suǒ)以在理论上，该星系必须(xū)存在(zài)暗物质，否则(zé)就会分崩离(lí)析。但是(shì)科学家们使用最(zuì)先进的(de)望远(yuǎn)镜对(duì)其进行了40个小(xiǎo)时的详细测量之后，发现星系中的(de)恒(héng)星运动是可(kě)以用正常的物质(zhì)和力学定律来解释(shì)的(de)。那么又有人提出，也(yě)许(xǔ)该星系的暗(àn)物质，已经(jīng)被附近(jìn)的另(lìng)一个大星系(xì)剥离了(le)。奇怪(guài)的是，它的附近没有任(rèn)何星系存在。造成(chéng)这些现(xiàn)象的除(chú)了暗(àn)物质(zhì)的(de)假说(shuō)之外(wài)，另一种可能就是人类对引(yǐn)力(lì)的理解还不够全面，引(yǐn)力很可能在(zài)不(bù)同尺度(dù)空间(jiān)中的工作方式是不同(tóng)的，这意味着在行星(xīng)系(xì)尺度中的天体会(huì)沿着它们的轨道，按(àn)照(zhào)我(wǒ)们所(suǒ)理解的方式运动。但是(shì)上升到星系和星团(tuán)的尺度，引力之间的(de)相互(hù)作用则是不同的方(fāng)式(shì)。对于在(zài)星系团之间的相(xiāng)互(hù)作(zuò)用，科学家(jiā)还引入了外部场效应(yīng)的(de)概念，指的是在数百万光(guāng)年的(de)规模上，巨大的质量之(zhī)间(jiān)会产生(shēng)对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这(zhè)意味(wèi)着(zhe)我们需要(yào)对(duì)现在的物理定(dìng)律(lǜ)进行(xíng)修正，这些(xiē)发现也让很多人(rén)认为(wèi)暗物质假(jiǎ)说理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物(wù)质存在的(de)其他的(de)理论证据(jù)，这些理论证(zhèng)据是(shì)蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释的“引(yǐn)力(lì)透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年(nián)的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的(de)星系团所(suǒ)组成，类(lèi)似这样(yàng)的星团，它们(men)大部分的普通质量都在星系的气(qì)体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞的时(shí)候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后(hòu)，子弹星(xīng)系团(tuán)大(dà)部分的质量将位(wèi)于所(suǒ)有这些气体所在的中(zhōng)间(jiān)区(qū)域。那么我们(men)通(tōng)过什么来验证(zhèng)它的质量区(qū)域到(dào)底(dǐ)是不是集中在(zài)中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望(wàng)远镜传回了宇宙当中第一张全(quán)彩的高清照(zhào)片，在照片中我(wǒ)们可以明显地(dì)看到很多星系似乎被拉(lā)伸产生了(le)巨大的(de)形变。其实这些(xiē)星系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出了(le)什么问题，而是这样极遥远的(de)天体和我们地球(qiú)上的观测者之间。被一个质量(liàng)超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超(chāo)大质量(liàng)的东西的(de)引力，会使身后更遥远(yuǎn)星(xīng)系的光都发生(shēng)了扭(niǔ)曲(qū)。这个现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能是(shì)超(chāo)大质量的黑(hēi)洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测的时候，发(fā)现它的(de)大质量区域并(bìng)不是在中(zhōng)间，而是在(zài)两侧。所(suǒ)以最好的(de)解(jiě)释方法(fǎ)就是当(dāng)星团发(fā)生全部的碰(pèng)撞(zhuàng)时，可(kě)被观测到(dào)的质量气体(tǐ)被卡在(zài)了中(zhōng)间(jiān)，暗物(wù)质则(zé)直接通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成了(le)引力(lì)透镜。对子弹(dàn)星(xīng)系团的(de)引力透(tòu)镜研究也被(bèi)认为(wèi)是(shì)暗物质存在的(de)迄今为止最(zuì)好的理(lǐ)论证据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)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(yú)可以畅(chàng)通无阻(zǔ)地(dì)穿越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后(hòu)，这(zhè)些光(guāng)在宇宙空间背景(jǐng)上留下了各(gè)相同(tóng)性的微波辐射。其中红(hóng)色(sè)的(de)部分(fēn)表(biǎo)示温(wēn)度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷(lěng)的区(qū)域，但(dàn)实(shí)际(jì)上它们之间的(de)温差(chà)只(zhǐ)有万分之(zhī)一(yī)。

科学家(jiā)们通过对(duì)前(qián)景背景分离后的二值图像进(jìn)行连通域(yù)提取和(hé)标记之后发现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物(wù)质(zhì)，图形(xíng)看(kàn)起来不应该是这(zhè)样的，而随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值(zhí)的幅度会(huì)减小(xiǎo)，才(cái)变(biàn)得(dé)看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇(yǔ)宙(zhòu)微波(bō)背景辐(fú)射的测量(liàng)值，我们需要(yào)的暗物(wù)质大约是普通物质的5倍。这(zhè)个数字(zì)与解释星系当(dāng)中恒星运(yùn)动(dòng)所需(xū)要(yào)的(de)暗物质比例是一致的(de)。这就意味着。

用了一个(gè)简单的理论框架，就很好地解释了(le)很(hěn)多不同的(de)观测结果。而(ér)暗物质(zhì)的本质就是宇(yǔ)宙当中存在着某种类(lèi)型的粒子，它们不参(cān)与任何其他的(de)电磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过(guò)引力来相互作用(yòng)。所以(yǐ)如(rú)果能够找(zhǎo)到这种粒子(zi)的存在，就相当于找到了暗物质存在的实(shí)际证据。这种粒子到(dào)底是什么？科(kē)学家们(men)已经提出了数十种的假想目标，而要寻找(zhǎo)这些(xiē)不同的目(mù)标粒子所需要的实(shí)验方式也不(bù)相同(tóng)。在过去的几十(shí)年当(dāng)中，人(rén)类为(wèi)了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几乎(hū)不会与常(cháng)规物质相互作用的“暗(àn)物质”，科学家们(men)已经进(jìn)行了(le)超过50次(cì)的(de)实验，却没有(yǒu)任何(hé)实质性的发(fā)现(xiàn)，除了一个地方，意(yì)大利的格兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿(ā)尔(ěr)卑斯(sī)山(shān)脉。

在山下1400米(mǐ)处(chù)的地下(xià)矿(kuàng)井(jǐng)当中，藏着地(dì)球(qiú)上最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼(lóu)高的探测(cè)器，一直致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声(shēng)称观(guān)测(cè)到了某(mǒu)种信(xìn)号(hào)。经(jīng)过了(le)20多年的数据收集，人们(men)发现了一个有趣的事情。探测率(lǜ)会(huì)在每年(nián)的6月份达到峰值，然(rán)后在11月(yuè)降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一些科(kē)学家认(rèn)为这(zhè)可能是人类发(fā)现暗物质的第(dì)一个直接证(zhèng)据。

但是为什么(me)暗物质会产(chǎn)生周期性的(de)年度信(xìn)号(hào)呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正(zhèng)在以220公(gōng)里/秒的速度围(wéi)绕着(zhe)银河(hé)系进(jìn)行移动(dòng)，那么如(rú)果暗物质(zhì)存(cún)在宇宙当(dāng)中，这意味着我们也在以这样(yàng)的速(sù)度在穿越着暗物质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时地(dì)球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环(huán)绕银河(hé)系的方向是一致的(de)，而另外半(bàn)年则(zé)与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与太阳的方向(xiàng)正好达到完全一致，这是理论(lùn)上地球穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系(xì)相对银河(hé)系的平面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是(shì)这(zhè)并(bìng)不影响这个理(lǐ)论的(de)有效性。

因此科学家认为(wèi)这可以用来姝妤怎么念，姝妤字怎么读音是什么解释，研究人员们所观测到(dào)的周期性(xìng)信号。当然也可能有(yǒu)其他的情(qíng)况，造成这种年度周期信(xìn)号(hào)的差异也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利(lì)游(yóu)客的数量也符(fú)合这个(gè)周期的规律。

所以，科学家们又在南半球(qiú)建立了一个(gè)几(jǐ)乎相(xiāng)同的实(shí)验室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质流(liú)的运动特征(zhēng)和第一个实验室是一样的。

因此，如(rú)果在(zài)这里可以得(dé)到相同的信(xìn)号，就可(kě)以(yǐ)成为(wèi)暗物质所存在的非常有(yǒu)力(lì)的(de)证据了。但(dàn)是由于这(zhè)个实验(yàn)室刚刚建(jiàn)成不久，所(suǒ)以截至目前还无法(fǎ)提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会(huì)发射一台新(xīn)的望(wàng)远镜，这台太空望远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的(de)主镜(jìng)大小(xiǎo)跟哈勃望(wàng)远镜相同(tóng)，但(dàn)它的(de)宽视场(chǎng)仪(yí)器提供(gōng)的(de)视(shì)野(yě)是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空(kōng)望远镜(jìng)其(qí)中一个关键(jiàn)的用途就是探索暗物(wù)质背后(hòu)的奥秘，对于探(tàn)测(cè)的结果，我们只能(néng)拭(shì)目以待了(le)。费米实验(yàn)室(shì)粒子天体物理中心的(de)科学家丹(dān)琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗物(wù)质(zhì)存在，它们极有可(kě)能拥有另(lìng)一种神(shén)秘(mì)的效应，这(zhè)种暗物(wù)质(zhì)效应，会支持宇宙当中(zhōng)生(shēng)命的诞生，或者说(shuō)是(shì)生命进(jìn)化的一(yī)个重要因素。

如(rú)果这一理论得到(dào)进一步的证实，那(nà)么(me)遍布(bù)宇宙当中的暗(àn)物质会不会(huì)意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个(gè)角(jiǎo)落(luò)的行(xíng)星上，暗物质正在通(tōng)过这样(yàng)的效(xiào)应创造生(shēng)命。当(dāng)然(rán)，这些推论的(de)大前提是要先找(zhǎo)到暗物质存在的实际(jì)证据。那么(me)小伙伴们，你们觉得暗物质到(dào)底存不存(cún)在(zài)呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我(wǒ)更新的动力！

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