宇宙是“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何会(huì)存(cún)在科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类(lèi)为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科(kē)学家们在过去(qù)的几十年当中进行了超过(guò)50次的(de)长期实(shí)验(yàn)，但(dàn)是却没有发现任何的有效(xiào)证据。除了一(yī)个地方，在1687年出版的(de)自(zì)然哲(zhé)学数学(xué)原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律(lǜ)，它(tā)揭示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运动(dòng)的(de)规律。往(wǎng)后(hòu)的几(jǐ)百年来，当天文学家(jiā)们发现某(mǒu)些(xiē)天体运行轨道出(chū)现异常，不符合万(wàn)有引力定律的时(shí)候，他(tā)们就会知道，周围一定有(yǒu)未知(zhī)的天体通过引力(lì)在摄动它的轨道(dào)。比如在(zài)1846年，奥(ào)本勒维耶就(jiù)通(tōng)过天王星运行轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现都是应(yīng)用万有引(yǐn)力(lì)定律所取得重大天文成就的例子(zi)。但是这些发现都是在恒星(xīng)系统的(de)尺度当中，可当我们上升到星系或(huò)者是星团的尺度，事情就(jiù)亲家公亲家母是什么意思，梦见亲家母是什么意思开(kāi)始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞(ruì)士的(de)物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的质量(liàng)。这是一个(gè)由数(shù)千个星系所组成的巨大星系团，这些星系被引力束缚在一起。测量星系团(tuán)的质量一(yī)般会(huì)使(shǐ)用到(dào)两(liǎng)种方法，当两种方法结果(guǒ)一致(zhì)，就可以(yǐ)确定其(qí)质(zhì)量的(de)范围。

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

第二种是动(dòng)力学质(zhì)量的计(jì)算，是(shì)利用光谱红移测量星系团中的各个星(xīng)系相对于星(xīng)系团的运动速度。当(dāng)测量(liàng)结果出来之(zhī)后，兹威基(jī)彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然(rán)是“光度(dù)学质量”的400倍(bèi)。这(zhè)意味(wèi)着，后发座星系(xì)团有99%的质量(liàng)消失了，或者(zhě)说这99%的质量并不以可见光的形式所(suǒ)存在，我们(men)无法看(kàn)到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过程中，兹威基发现(xiàn)星系团中(zhōng)很多星(xīng)系的速度比(bǐ)理论上(shàng)要快得多，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可见星系的(de)质量(liàng)所产(chǎn)生(shēng)的引(yǐn)力是无法将它们束缚在星(xīng)系(xì)团内的，它们早就应该被抛(pāo)出星(xīng)系团(tuán)之外了，除非有一种神秘的力(lì)量在起作用，这种力量来源于某种隐(yǐn)形的物(wù)质。

据(jù)此，兹(zī)维基提出了这样部(bù)分不可(kě)见(jiàn)的暗质，它不(bù)发(fā)散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它(tā)们却占据着(zhe)宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只(zhǐ)是(shì)当时的(de)人们对这样的一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年(nián)之后，“暗(àn)物质”这个(gè)词才再一次(cì)出现。天文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特福特在观测仙女座星系(xì)中(zhōng)的恒星运动(dòng)。理(lǐ)论上来说，距(jù)离中心越远的恒星在其轨道上(shàng)的运行速度(dù)就会越慢。但是(shì)他们观测的结果却(què)让人感到不可思议(yì)。

随着与中心(xīn)距离的增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变。可(kě)是根据(jù)牛顿的万有引力(lì)定律，在(zài)星系当中如果没有足(zú)够(gòu)大的(de)质量来吸引它(tā)们，这些(xiē)外(wài)围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种现象，科学家们会使用(yòng)一种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的方法来(lái)解释(shì)暗物质的(de)存(cún)在，这种方法就是测量星系当(dāng)中气体在(zài)X轴上距离(lí)星系中心的(de)距离，以及在Y轴上气体的旋转速度(dù)。如(rú)果出现异常的结(jié)果(guǒ)，就认为是由暗物质的力(lì)量进入其中(zhōng)。

于是科学家们通过射电望远镜测量了距(jù)离星系中心(xīn)更远距离的氢元素，发现它(tā)们的旋(xuán)转速(sù)度并(bìng)不符合牛(niú)顿的力学(xué)定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂(bì)之上，距(jù)离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万(wàn)有引力定(dìng)律(lǜ)进行计算，太阳系(xì)的运(yùn)行(xíng)速度应该是(shì)160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的(de)速度(dù)围绕(rào)银河系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产生以(yǐ)上这种(zhǒng)向心加速(sù)度的原因很可能就是存在着一种我(wǒ)们看不到的物质(zhì)，是这些暗(àn)物质的引力效应将星(xīng)系聚(jù)集在(zài)了(le)一起(qǐ)。

也是从这时开始，越(yuè)来越多(duō)的研究人员开始相信暗物(wù)质的(de)存(cún)在。科(kē)学家根据星系外恒(héng)星(xīng)轨道的速度，估(gū)算(suàn)在(zài)星系当中暗(àn)物质的质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯一可以解释这(zhè)个现象的原(yuán)因。在(zài)一项新(xīn)的(de)研究当中，科学(xué)家们(men)发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之(zhī)间，也(yě)会出现速(sù)度(dù)上的微小差(chà)异。另外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不(bù)多，但是星系当中存(cún)在(zài)的(de)恒星数(shù)量却只(zhǐ)有银河系的千分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系必(bì)须存在(zài)暗物质，否则就会分崩离(lí)析(xī)。但是科学家们使用最先进的望远(yuǎn)镜对其进行了(le)40个小时的详(xiáng)细测量之后，发(fā)现星(xīng)系中的恒星运动是可以(yǐ)用正常的物(wù)质和力学定律来(lái)解释的。那(nà)么(me)又有人提(tí)出(chū)，也许(xǔ)该星系(xì)的暗(àn)物质，已经被附近的另一个大星系剥(bō)离(lí)了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成(chéng)这些现(xiàn)象的除了暗物质(zhì)的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是(shì)人类(lèi)对引(yǐn)力(lì)的理解还不够全(quán)面(miàn)，引力(lì)很可能在(zài)不同尺度空间(jiān)中的(de)工(gōng)作方式是不(bù)同的，这意(yì)味着在行星(xīng)系尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理(lǐ)解的(de)方式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之(zhī)间的相互作(zuò)用则是(shì)不同的方(fāng)式。对于在(zài)星系(xì)团(tuán)之间的相(xiāng)互作用，科学家还(hái)引入了外部场(chǎng)效应的(de)概念，指的是在数百万光年的规模上(shàng)，巨大的质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的效果(guǒ)，这个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立，这意味着我(wǒ)们(men)需要对(duì)现在的物理(lǐ)定律进行修(xiū)正，这些发现也让很(hěn)多人认为暗物质假(jiǎ)说理论就此终结。但(dàn)是(shì)在宇宙当(dāng)中(zhōng)还有关于暗物质存(cún)在的其他的理(lǐ)论证据，这(zhè)些(xiē)理论证据是蒙德(dé)理论所没法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星系(xì)团所组成，类似这样的星团(tuán)，它们大(dà)部分的普通质量都在(zài)星系(xì)的气(qì)体当(dāng)中。当星团(tuán)以(yǐ)1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞(zhuàng)的(de)时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会(huì)导致温度的急剧升高(gāo)，速度大幅(fú)降低。所以在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹(dàn)星系团大部(bù)分的质量将位于所有这(zhè)些(xiē)气体所在的中(zhōng)间区域。那么我(wǒ)们通过什(shén)么(me)来验证它的质(zhì)量(liàng)区域到底是不是集中在中间呢(ne)？前不(bù)久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远(yuǎn)镜(jìng)传回了(le)宇宙当(dāng)中第(dì)一(yī)张全彩的高清照片，在(zài)照片中我们(men)可以明显(xiǎn)地(dì)看到(dào)很多星系似乎(hū)被(bèi)拉伸产生了巨大的形变。其实这些(xiē)星(xīng)系(xì)本身(shēn)并不是真的被扭曲(qū)了，也不(bù)是韦(wéi)伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的(de)天体和我们地球上的观测(cè)者之(zhī)间(jiān)。被一(yī)个质量(liàng)超级巨(jù)大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个超大(dà)质量的(de)东西的引力，会(huì)使身后更遥远星亲家公亲家母是什么意思，梦见亲家母是什么意思(xīng)系(xì)的光都发(fā)生(shēng)了扭曲(qū)。这个现象就是引力透(tòu)镜效应(yīng)。这(zhè)个巨大的天体可能是超大(dà)质量的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子(zi)弹(dàn)星系团观测的时候，发现它(tā)的大质(zhì)量(liàng)区域并不是(shì)在中间，而是在两侧。所以最好的解释方法就是(shì)当星(xīng)团发生(shēng)全部(bù)的(de)碰撞时(shí)，可被(bèi)观测到的质量气体被(bèi)卡(kǎ)在了中间，暗物质则直接通过了(le)这个区域(yù)，并(bìng)在两边形(xíng)成了引(yǐn)力透镜。对子弹星(xīng)系(xì)团(tuán)的引力透镜(jìng)研(yán)究也被认为是暗(àn)物质(zhì)存在的(de)迄今为止最(zuì)好的理论证据。

除此之外，还有来(lái)自(zì)宇宙当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大(dà)爆炸开始，38万年之后，可(kě)见光(guāng)终(zhōng)于可以畅通无阻(zǔ)地(dì)穿越在宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇宙空间背(bèi)景上留下了各相同(tóng)性(xìng)的微波辐(fú)射。其中红色的部(bù)分表示温(wēn)度较高(gāo)的区域，蓝色则表示(shì)相对较冷(lěng)的区域(yù)，但(dàn)实际上它(tā)们之间的温差只有万分之(zhī)一。

科学家们通过对前景背景分离后的二(èr)值图像进行(xíng)连(lián)通域(yù)提取(qǔ)和标记之后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有(yǒu)暗(àn)物质，图形看起(qǐ)来不应该(gāi)是这样的，而随着暗物质(zhì)的增(zēng)加，一些峰(fēng)值的幅度会(huì)减小，才变得看起(qǐ)来“和谐(xié)”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景辐射的测(cè)量(liàng)值，我们需要的(de)暗物质大(dà)约是(shì)普(pǔ)通物质的5倍。这个数(shù)字与(yǔ)解释星系当中恒(héng)星运动所(suǒ)需要的(de)暗物质比例(lì)是(shì)一致的。这就意味着(zhe)。

用了一个简单(dān)的(de)理(lǐ)论(lùn)框架，就很好地解(jiě)释了很多(duō)不同的观测结果。而暗物质的本质就是(shì)宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒子(zi)，它们不参与任何(hé)其他(tā)的电磁作用，只通过引(yǐn)力来(lái)相互作用。所以如果能(néng)够找到这种粒子的存(cún)在，就相当于找到(dào)了暗物(wù)质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是(shì)什(shén)么(me)？科学(xué)家们已经提出(chū)了数十种的假想目(mù)标(biāo)，而要寻(xún)找(zhǎo)这(zhè)些不(bù)同的目(mù)标粒子所需要的实验方式(shì)也不相同。在过去的几十年当中，人类为了(le)寻找这些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎(hū)不会(huì)与常规(guī)物(wù)质相(xiāng)互作用的(de)“暗物质(zhì)”，科学家(jiā)们已经进行了超(chāo)过50次的实验，却(què)没有任何(hé)实质性的发现，除(chú)了一(yī)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(zài)山下1400米(mǐ)处(chù)的地下矿井当中，藏着地球上最大的地(dì)学实(shí)验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个(gè)三层楼(lóu)高的探测器，一直致(zhì)力于寻找暗(àn)物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的(de)科学家声称观测到了某种(zhǒng)信(xìn)号(hào)。经过了20多年的数据收集，人们发(fā)现了一个(gè)有趣的事情。探测(cè)率会(huì)在每年的6月份达(dá)到(dào)峰值，然后(hòu)在(zài)11月降到最低，而且在(zài)20年当中每(měi)年都(dōu)是一(yī)样(yàng)。一些科学家认为(wèi)这(zhè)可能是人类发(fā)现暗(àn)物质的第一(yī)个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才(cái)我们讲(jiǎng)了太阳系正在(zài)以220公里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕着银河系(xì)进(jìn)行移动，那么如果暗(àn)物(wù)质存在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这(zhè)个过程中会(huì)产(chǎn)生相(xiāng)应的振荡，同(tóng)时地球又以(yǐ)30公(gōng)里/秒的(de)速度围绕太阳进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以(yǐ)有半年的(de)时间，地(dì)球(qiú)围(wéi)绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银(yín)河系的(de)方(fāng)向是一致的，而另外半(bàn)年则与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与(yǔ)太阳(yáng)的(de)方向正好达到完全一(yī)致，这(zhè)是理(lǐ)论上(shàng)地(dì)球穿越暗(àn)物质流最(zuì)快的时段。而在(zài)11月份，又恰好达(dá)到(dào)了最慢值(zhí)。尽管在(zài)实际(jì)的(de)情况中，太阳系相对银河系(xì)的平面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并不影(yǐng)响(xiǎng)这(zhè)个理论的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来(lái)解释(shì)，研究(jiū)人员们所观测到的周期性信号。当(dāng)然(rán)也可能有其他的情况，造(zào)成这种(zhǒng)年度周期(qī)信号的差(chà)异也可能(néng)是(shì)温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分(fēn)、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客(kè)的数(shù)量也符合(hé)这(zhè)个周(zhōu)期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南半球建立了一个(gè)几乎(hū)相同的实(shí)验室，这(zhè)里的(de)季节与之前的实验室正好相反，而在(zài)这里，地球穿过暗物质流的运(yùn)动特征和第一个(gè)实验室是一样的。

因(yīn)此，如(rú)果在(zài)这里可以得(dé)到相同的信(xìn)号，就(jiù)可以成为暗(àn)物质所存在的非常有力的证据(jù)了。但(dàn)是由于这个实(shí)验室刚刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截至目前还(hái)无法提供相(xiāng)应的数(shù)据(jù)支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一(yī)台(tái)新(xīn)的(de)望(wàng)远镜，这(zhè)台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视(shì)野(yě)是哈勃(bó)红外仪器的100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯(sī)罗曼(màn)太空望远镜其中(zhōng)一个关键的用途就是探索暗(àn)物质背(bèi)后(hòu)的奥秘，对于探测的(de)结果，我们只能(néng)拭目以(yǐ)待(dài)了。费米实(shí)验室(shì)粒子(zi)天体物(wù)理中心(xīn)的科学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯(sī)特芬研究发(fā)现，如果暗(àn)物质(zhì)存(cún)在(zài)，它们极有可能拥有另一种神秘的效(xiào)应，这种暗物质效应，会支持宇宙当(dāng)中(zhōng)生命的诞生，或者说是(shì)生(shēng)命(mìng)进化的一个重(zhòng)要(yào)因素。

如果这一理论得到(dào)进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙当中(zhōng)的暗物质会不(bù)会意味(wèi)着人类并不(bù)孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的行(xíng)星上，暗(àn)物质正在通过这(zhè)样的效应创造(zào)生命。当然，这些推(tuī)论的(de)大前提是要(yào)先找到暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的实际证(zhèng)据。那么(me)小伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到(dào)底存不(bù)存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是我更新的(de)动力！

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