宇宙(zhòu)是“人(rén)为制造”的(de)？为(w打男人脸男人会恨你吗，男人会记得打他脸女人èi)何(hé)会存在科学无法解释的(de)“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗物(wù)质存在的证据，科(kē)学家们(men)在(zài)过去的几(jǐ)十年当中进(jìn)行(xíng)了超(chāo)过(guò)50次的长期实(shí)验，但是却(què)没有(yǒu)发(fā)现任何的有效证(zhèng)据。除了一个地(dì)方，在(zài)1687年出版(bǎn)的自(zì)然哲学数学原(yuán)理一(yī)书中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表了(le)万有引力定律(lǜ)，它揭(jiē)示了宇宙中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文学家(jiā)们(men)发现某些天体运(yùn)行轨道(dào)出现异常，不符(fú)合万有引力(lì)定(dìng)律的时候，他们(men)就会知(zhī)道，周(zhōu)围一定有未知的天体通过(guò)引力在摄动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶就通过(guò)天王(wáng)星运行轨道(dào)的异(yì)常，推算并(bìng)且(qiě)发现了海王星的存在。另外，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥(míng)王星的发现都是应用万(wàn)有引力定律所取得重大天(tiān)文(wén)成(chéng)就的例子(zi)。但是(shì)这些(xiē)发现都是(shì)在恒星系统的尺(chǐ)度(dù)当中，可当(dāng)我们上升到星(xīng)系(xì)或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后发星(xīng)系(xì)团的质(zhì)量。这是一个由(yóu)数千个星系所(suǒ)组成(chéng)的巨大星系(xì)团，这些星系被引力束缚在一起。测量(liàng)星系(xì)团的(de)质量(liàng)一般会使用到两种方(fāng)法，当两(liǎng)种方法(fǎ)结果一致，就可以(yǐ)确(què)定其质量的范围(wéi)。

第一(yī)种是获(huò)得其"光度学的(de)质(zhì)量"，需要的数据是测量各个星系的光度(dù)。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱红移测量星系(xì)团(tuán)中(zhōng)的各个星(xīng)系相对于星系团的运(yùn)动速(sù)度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹威(wēi)基(jī)彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟然(rán)是(shì)“光(guāng)度(dù)学质量”的400倍。这意味着，后发(fā)座星系团(tuán)有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不以可见光的形(xíng)式所(suǒ)存(cún)在，我(wǒ)们无(wú)法看到。最诡异的是，在(zài)测量速(sù)度的过程中，兹威基发现星(xīng)系团(tuán)中很多星系的速度(dù)比理论上要快(kuài)得(dé)多，按(àn)照牛(niú)顿的运(yùn)动学(xué)定律，仅靠(kào)这些可见(jiàn)星系(xì)的质量所产生的引力是(shì)无法(fǎ)将它们束缚(fù)在星系(xì)团内的，它(tā)们早就应该被抛出星系(xì)团之外了，除非有一种神秘(mì)的力量在起(qǐ)作用，这种力量来源(yuán)于某种隐(yǐn)形的物(wù)质。

据此，兹维基提(tí)出(chū)了(le)这样部分不(bù)可见的暗质，它不(bù)发散光、吸(xī)光、反射光，但(dàn)是它(tā)们却占据着宇宙中(zhōng)绝大(dà)部分的质量。只是当时的人们对这样的一种(zhǒng)说法不屑一(yī)顾。

直到40年之(zhī)后(hòu)，“暗(àn)物质”这个(gè)词才再(zài)一(yī)次出现。天(tiān)文学家(jiā)维(wéi)拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观(guān)测仙女座星系中的(de)恒星运(yùn)动。理论上(shàng)来说，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨(guǐ)道(dào)上(shàng)的运行(xíng)速度(dù)就会越慢。但是他们观测的结果却(què)让人感到不可思(sī)议。

随着与中心(xīn)距离(lí)的增加，恒星的旋转速度几乎保(bǎo)持不(bù)变。可是根据牛(niú)顿的(de)万有引力定律，在(zài)星系(xì)当中如果没有足够大的(de)质量来吸(xī)引它们，这些外围的(de)恒星(xīng)早就被(bèi)甩到宇宙当中(zhōng)了(le)。基于(yú)这种现(xiàn)象(xiàng)，科学家们(men)会使(shǐ)用(yòng)一种相(xiāng)对标准(zhǔn)的方法来解释(shì)暗物质的存在，这种(zhǒng)方法就是测量星系(xì)当中(zhōng)气(qì)体(tǐ)在(zài)X轴上距离星系(xì)中心的距离，以及在(zài)Y轴上(shàng)气体的旋(xuán)转速(sù)度。如(rú)果出现异常(cháng)的(de)结果，就认为(wèi)是由暗物质的力(lì)量进入其中。

于是科学家们通(tōng)过射电望远镜测量了距(jù)离星系中心更远距(jù)离的氢元素，发现它(tā)们的(de)旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们的太(tài)阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂(bì)之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年(nián)，根(gēn)据万有引力定(dìng)律进行计(jì)算，太阳系(xì)的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系(xì)正在以(yǐ)220千米/秒的速度围绕银河(hé)系旋转，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度(dù)，那么产生(shēng)以上这种向心(xīn)加速(sù)度的(de)原因很可能就是存在(zài)着一种我们看不到的物质，是这些暗物质(zhì)的引力效应将星系(xì)聚集在了(le)一起(qǐ)。

也是从这时开始，越(yuè)来(lái)越(yuè)多的研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根据星系(xì)外恒星轨道的速度，估算在(zài)星系当中暗物(wù)质的(de)质(zhì)量占(zhàn)整个星系质(zhì)量的85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一可以解释(shì)这个现象的原因。在(zài)一项新的研究当中，科学家(jiā)们发(fā)现，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力效(xiào)应的遥远恒星之间，也会出现速度上的(de)微小差异。另外，天(tiān)文学家还发现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地(dì)球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系不多(duō)，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量却(què)只有银河系的千分之一。

所以在(zài)理论上(shàng)，该星系必须存(cún)在暗物(wù)质(zhì)，否(fǒu)则就会分崩离析。但是科学家们使用最先进的(de)望远镜对其(qí)进行了40个(gè)小时的详细测量之后，发现星系中的恒星(xīng)运动是(shì)可以用正(zhèng)常的物质和力学定律来解释的。那么又有(yǒu)人提出，也(yě)许该星系的暗(àn)物质，已经被附近的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有(yǒu)任何星(xīng)系存在。造成这些现象的除了暗物质(zhì)的(de)假说之外，另一种可能就(jiù)是(shì)人类对引(yǐn)力的理解还不够全面，引力很(hěn)可能在不同尺度空间中的工(gōng)作方(fāng)式是(shì)不同的，这意味(wèi)着在(zài)行星系尺度中(zhōng)的(de)天体会沿着(zhe)它们的轨道，按照我们(men)所理(lǐ)解的方(fāng)式运(yùn)动。但是上升(shēng)到星系和(hé)星团的尺(chǐ)度，引力之间的相互作(zuò)用则是不同的方式(shì)。对于在(zài)星系团之间的相互作用(yòng)，科学(xué)家还引入了外部场效应的概念，指的是在数百(bǎi)万光年(nián)的(de)规(guī)模上，巨大的(de)质量之间会(huì)产生对彼此特殊(shū)的(de)效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味(wèi)着我们需要对现在(zài)的物理定律进行(xíng)修正，这些发(fā)现也让很(hěn)多人认为暗物(wù)质假说理论就(jiù)此(cǐ)终结。但是(shì)在宇宙当中还有关于(yú)暗物质存在的其他的理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿(yì)光(guāng)年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星系(xì)团所(suǒ)组成，类似这样的星团，它(tā)们大部分的普(pǔ)通质(zhì)量都在星系的气体当中(zhōng)。当(dāng)星打男人脸男人会恨你吗，男人会记得打他脸女人团以(yǐ)1000万公里/小(xiǎo)时发(fā)生碰(pèng)撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导致温度(dù)的急剧升高，速度(dù)大(dà)幅降低。所以在理论上，在碰撞之(zhī)后(hòu)，子弹星系团大部分的质(zhì)量将(jiāng)位于(yú)所有这些气体(tǐ)所(suǒ)在的中间区域(yù)。那么我(wǒ)们通过什么来验证它的(de)质量区域到底是(shì)不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯(bó)太空(kōng)望远镜(jìng)传回了宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中第(dì)一张全彩(cǎi)的(de)高清照片，在照(zhào)片(piàn)中我们可以明显地看到(dào)很多星系似乎(hū)被拉伸产生了(le)巨(jù)大(dà)的形变。其实(shí)这些星系本(běn)身并不是(shì)真(zhēn)的被扭曲了(le)，也(yě)不是(shì)韦伯望远镜出了什么(me)问题，而(ér)是这样极遥远的天(tiān)体和我们地球上(shàng)的观测者之(zhī)间(jiān)。被(bèi)一个质量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东西的引力，会(huì)使身后更(gèng)遥远(yuǎn)星系的光都发生(shēng)了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨(jù)大的天体可能是(shì)超大质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以(yǐ)当人们对(duì)子弹星系团观测的(de)时候，发(fā)现它的大质量区域并不是在中间，而是在两侧(cè)。所以最好(hǎo)的(de)解释(shì)方法就是当星(xīng)团发生全(quán)部的碰(pèng)撞时，可被观(guān)测到的质量气体被(bèi)卡在(zài)了(le)中间，暗物质则直接通(tōng)过(guò)了这(zhè)个区域，并在两边形(xíng)成了引(yǐn)力透镜。对子(zi)弹星系团(tuán)的引力透镜研(yán)究也被认为(wèi)是暗(àn)物质(zhì)存在的迄今为止最好的(de)理(lǐ)论证据。

除此(cǐ)之外，还有(yǒu)来自(zì)宇(yǔ)宙当中最(zuì)古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年之(zhī)后，可见光终于可以(yǐ)畅通(tōng)无阻地穿越在(zài)宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光(guāng)在宇(yǔ)宙空间背景上留(liú)下了各(gè)相同(tóng)性的微波辐射。其中红色(sè)的(de)部(bù)分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷的区域(yù)，但实际上(shàng)它(tā)们(men)之间的温(wēn)差只有(yǒu)万分之一。

科学家们通(tōng)过对前景背景分(fēn)离后的二值(zhí)图像进行(xíng)连(lián)通域(yù)提(tí)取和(hé)标记之后发现，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着(zhe)暗物(wù)质的增加，一些峰值的幅度会减小，才变(biàn)得看起(qǐ)来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值(zhí)，我们需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星运动所需(xū)要的暗物质比例(lì)是一致的(de)。这(zhè)就意味(wèi)着。

用(yòng)了一个简(jiǎn)单的理论框架，就很好地(dì)解(jiě)释了很多不同的观测结果。而暗物质的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙当中存在着(zhe)某(mǒu)种(zhǒng)类型(xíng)的粒子(zi)，它们不参与任何其他(tā)的(de)电磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过(guò)引(yǐn)力来相互(hù)作(zuò)用。所(suǒ)以如果(guǒ)能够找到这种粒(lì)子(zi)的存(cún)在，就相当于找到了暗物质存在的(de)实际证据。这种粒子到底是(shì)什么？科学家们已经提出了数十(shí)种的假想目标，而要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所(suǒ)需要的(de)实验方式也不相同。在过去(qù)的几十年当中，人(rén)类为(wèi)了寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几乎(hū)不(bù)会(huì)与常规物质相(xiāng)互作用的“暗(àn)物质”，科学家们已经进行了超过(guò)50次的实验，却没有任何实质性的发现(xiàn)，除了一个(gè)地(dì)方，意(yì)大利(lì)的格兰萨索山，隶(lì)属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的地下(xià)矿井(jǐng)当中，藏着地球上(shàng)最大的地学(xué)实验(yàn)室(shì)，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼高(gāo)的探测打男人脸男人会恨你吗，男人会记得打他脸女人器，一(yī)直(zhí)致力(lì)于寻(xún)找(zhǎo)暗物质粒子(zi)的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科(kē)学(xué)家(jiā)声称观测(cè)到(dào)了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收集(jí)，人们发现了一个有(yǒu)趣的(de)事情。探测率会在每年的6月份(fèn)达到峰值，然(rán)后在11月降到最低(dī)，而且在20年当中每年都是一样。一(yī)些科学(xué)家认(rèn)为这可能(néng)是人类发(fā)现(xiàn)暗物质的第(dì)一个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物(wù)质(zhì)会(huì)产生周期性的(de)年度信号(hào)呢？刚才我们(men)讲了太阳系(xì)正(zhèng)在以220公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进(jìn)行移动，那(nà)么如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度在穿越着(zhe)暗物质流(liú)，这个过程中会产生(shēng)相应的振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围(wéi)绕太(tài)阳进行旋转。所(suǒ)以有半(bàn)年的时间，地球围绕太阳(yáng)的方向与太阳环绕银河(hé)系的方向是一致(zhì)的，而另(lìng)外半(bàn)年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太阳的方(fāng)向正好达到完全一致，这是(shì)理论上地球(qiú)穿越暗物质流最快的时(shí)段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最慢(màn)值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系相对银河系的(de)平面呈现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个(gè)理论的有效性。

因此科学家(jiā)认为这可(kě)以用来解释(shì)，研究人员(yuán)们所观测到的周期性信号。当然也可能有其他的(de)情况，造成这种年度周(zhōu)期(qī)信号的(de)差异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上(shàng)的积(jī)雪，甚(shèn)至(zhì)连(lián)意(yì)大利游客的(de)数(shù)量也符合(hé)这个周期的规律。

所以，科(kē)学家们又(yòu)在(zài)南(nán)半球建立了一个(gè)几乎(hū)相(xiāng)同的实验室，这里的季节(jié)与之前的实验室正好相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物质(zhì)流的运动特征和第一个实验室是一(yī)样的。

因此，如果在这(zhè)里(lǐ)可以得(dé)到(dào)相(xiāng)同的(de)信(xìn)号，就(jiù)可以成为暗物质(zhì)所存(cún)在的非(fēi)常有力(lì)的(de)证(zhèng)据了。但是(shì)由于这个实(shí)验室刚(gāng)刚建(jiàn)成不久(jiǔ)，所以(yǐ)截至(zhì)目前还无法(fǎ)提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这台太空(kōng)望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈(hā)勃望远镜相同，但(dàn)它的宽视场(chǎng)仪器提供的视野是(shì)哈勃(bó)红(hóng)外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太空(kōng)望(wàng)远镜其中一(yī)个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探(tàn)测的(de)结果，我(wǒ)们只(zhǐ)能(néng)拭目以待了。费米实(shí)验室粒(lì)子(zi)天体物理中(zhōng)心(xīn)的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究(jiū)发现，如(rú)果暗(àn)物质存(cún)在(zài)，它(tā)们极有可(kě)能拥(yōng)有(yǒu)另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持(chí)宇宙(zhòu)当(dāng)中生命的诞生(shēng)，或(huò)者说是生(shēng)命进化的一个重要因素。

如果这一理论得到进一步(bù)的证实，那(nà)么遍(biàn)布宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味着人类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中(zhōng)某个角(jiǎo)落的行(xíng)星上，暗物质正(zhèng)在(zài)通过(guò)这样的效应(yīng)创(chuàng)造生(shēng)命。当然，这些推论的(de)大前提是要先找到(dào)暗物质存(cún)在的实际证据。那么小伙伴(bàn)们(men)，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持(chí)是我(wǒ)更新的动力！

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