宇宙是“人(rén)为制造”的？为(wèi)何会存在科(kē)学无法解(jiě)释的(de)“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟是什么？人类为了(le)寻找(zhǎo)暗(àn)物质存在的(de)证据，科学家们在过去的几十(shí)年当中进行了超过(guò)50次的长期实验，但(dàn)是却没有发现任何的有效证据。除了(le)一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学(xué)数学(xué)原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万(wàn)有引力(lì)定律，它揭示了宇(yǔ)宙中(zhōng)天(tiān)体运动(dòng)的规律(lǜ)。往后的几百(bǎi)年来，当(dāng)天文学家们(men)发现(xiàn)某(mǒu)些天体运行轨(guǐ)道出(chū)现异(yì)常，不符合(hé)万有引力定律(lǜ)的时候(hòu)，他们就(jiù)会知道，周围一定有(yǒu)未知的天体通过(guò)引(yǐn)力在摄动它的(de)轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天(tiān)王星(xīng)运行轨(guǐ)道的异常，推算并(bìng)且发现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星(xīng)的发现都是应用万有引力定(dìng)律所取得重大天(tiān)文成就(jiù)的例子(zi)。但是这些发现(xiàn)都是在(zài)恒星系统的尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我们上升到星系或者是星(xīng)团的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物(wù)理学(xué)家(jiā)弗里茨兹威基正(zhèng)在研(yán)究(jiū)和测量(liàng)后发(fā)星(xīng)系团的(de)质量。这是一(yī)个由(yóu)数千个星系所组成的(de)巨大(dà)星系团，这些(xiē)星系被(bèi)引(yǐn)力束缚在(zài)一起。测(cè)量星系团的质量一(yī)般会使用到两种方法，当两种gta5怎么切换角色方法(fǎ)结果(guǒ)一致(zhì)，就(jiù)可以确定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是获(huò)得其"光度学的质量"，需要的数据是测(cè)量各个星(xīng)系的光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学质(zhì)量(liàng)的计(jì)算，是利用(yòng)光谱(pǔ)红移测量(liàng)星(xīng)系(xì)团中(zhōng)的各个星系相(xiāng)对于星系团的运动(dòng)速度。当测量结果出(chū)来之后，兹威(wēi)基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟然(rán)是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味着(zhe)，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的(de)质量(liàng)并不以可见光的(de)形式所存在，我们(men)无法看(kàn)到(dào)。最诡异(yì)的是，在测量速度的过(guò)程中，兹威基发现(xiàn)星系团中很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可(kě)见星系的质量所产生的(de)引力是无法将它们束(shù)缚在星(xīng)系团内的(de)，它们早就(jiù)应该被(bèi)抛出(chū)星系(xì)团之(zhī)外了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的力量在起(qǐ)作用，这(zhè)种(zhǒng)力量来(lái)源于某种隐形的物质。

据此，兹维基(jī)提出了这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光(guāng)，但是(shì)它们(men)却占据(jù)着宇宙中绝(jué)大(dà)部分的(de)质量。只(zhǐ)是当时(shí)的人们(men)对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗(àn)物(wù)质”这(zhè)个词(cí)才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯特福特在观测仙(xiān)女座(zuò)星系中的恒星(xīng)运动。理论上(shàng)来说(shuō)，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其轨道(dào)上(shàng)的运行速度就(jiù)会越慢(màn)。但是他们(men)观测的结(jié)果却让人感到不可(kě)思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速(sù)度(dù)几乎保持(chí)不变。可是(shì)根据(jù)牛顿的(de)万有引力定律(lǜ)，在星系当中如(rú)果没有足(zú)够大的(de)质量来吸(xī)引它们，这些(xiē)外围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这(zhè)种现象，科学(xué)家们(men)会(huì)使(shǐ)用(yòng)一种相对标准的(de)方法来解释暗物质的存在，这种方(fāng)法就是测量星系(xì)当(dāng)中(zhōng)气体在(zài)X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果出现异(yì)常的结果，就认为是由(yóu)暗物质的力量进入其中。

于是科(kē)学(xué)家们(men)通(tōng)过射电望远镜测量了距离星系中心更远(yuǎn)距(jù)离(lí)的(de)氢元素(sù)，发(fā)现它们的(de)旋(xuán)转速(sù)度并不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳系也不(bù)例(lì)外，太阳系位于银河系的第三悬(xuán)臂之上(shàng)，距(jù)离银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万有引力定律进行计算(suàn)，太阳(yáng)系(xì)的运行速度应该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上(shàng)，太(tài)阳系正(zhèng)在(zài)以220千(qiān)米/秒的速(sù)度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际(jì)速(sù)度远远大于理论速度(dù)，那么产(chǎn)生以上(shàng)这种向(xiàng)心加(jiā)速度的(de)原因很可能就是(shì)存在着一种我们(men)看不到的(de)物质，是这些暗物(wù)质的引力效应将星系聚集(jí)在了一(yī)起。

也是(shì)从这时开始，越来越多的研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在(zài)。科学家根(gēn)据星系(xì)外恒星轨(guǐ)道的速(sù)度，估算(suàn)在星系当中暗(àn)物质的(de)质量(liàng)占整个星系质量的(de)85%。但是，暗(àn)物(wù)质并不(bù)是唯(wéi)一(yī)可以解(jiě)释这(zhè)个现(xiàn)象的原因。在一项新的研(yán)究当中，科(kē)学家们发现，几乎没有引力效应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之间(jiān)，也(yě)会出现(xiàn)速度上的微小差异。另外，天文学(xué)家(jiā)还发现了一个反常(cháng)的星(xīng)系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距(jù)离(lí)地球(qiú)大约2.5亿光年(nián)，大小和银(yín)河系不多，但是星系(xì)当中存在的恒星数量却只有银(yín)河系的千分之一(yī)。

所以在(zài)理论上，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则就会(huì)分崩离析。但是科(kē)学家们使用(yòng)最先进(jìn)的望远镜对其(qí)进行了40个小时的(de)详细(xì)测量之后(hòu)，发现星系中的恒星运动(dòng)是(shì)可以用正常的(de)物质和力学定律(lǜ)来解释的。那么又有(yǒu)人提出，也许该星系的暗物质(zhì)，已经被附近的另(lìng)一(yī)个(gè)大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它(tā)的(de)附近(jìn)没(méi)有任何星系存在。造成这些现象的除(chú)了暗物质的假说之外，另一种可能就是人类对引力的理解还不够全(quán)面(miàn)，引力(lì)很可能(néng)在(zài)不同(tóng)尺(chǐ)度(dù)空间中的工作方式是不同(tóng)的，这(zhè)意味着在行星(xīng)系尺度(dù)中的天体(tǐ)会沿着它们的(de)轨道(dào)，按照我们所理解的方式运动。但是上升到星系和星团的尺(chǐ)度，引力之间的(de)相互作用则是不(bù)同的方(fāng)式。对于在(zài)星(xīng)系团之(zhī)间的相互作用(yòng)，科学家(jiā)还(hái)引入了外部场效应的概念，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨大的(de)质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这(zhè)意味着我们(men)需(xū)要(yào)对现(xiàn)在的(de)物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也让很多人认(rèn)为暗(àn)物质假说理论(lùn)就此(cǐ)终结(jié)。但(dàn)是(shì)在宇宙当中还有关于暗物质存在的(de)其(qí)他的理论(lùn)证(zhèng)据，这些(xiē)理论证据是蒙德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的(de)子弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所组(zǔ)成，类似(shì)这样的星团，它们大部分(fēn)的普通(tōng)质量都在星系的气(qì)体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导致温度的急剧升(shēng)高，速度(dù)大幅降低。所以(yǐ)在理论上(shàng)，在碰撞之后(hòu)，子弹星系(xì)团大(dà)部(bù)分的(de)质量将位于所有这些气(qì)体所在的中间区域(yù)。那么我(wǒ)们通过什么来验证它(tā)的质量(liàng)区域到底是(shì)不(bù)是集中(zhōng)在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯(bó)太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙(zhòu)当中第一张全彩(cǎi)的高清照片，在照片中我们(men)可以明(míng)显地看到很(hěn)多星系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的形变。其(qí)实这(zhè)些(xiē)星系本身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯(bó)望远镜出了什么(me)问题，而(ér)是这样极遥远(yuǎn)的天体和(hé)我们地球上(shàng)的观测者之间。被一个质量超级(jí)巨大的天体(tǐ)遮(zhē)挡，这个(gè)超大质量的东西(xī)的引力，会(huì)使身后更遥(yáo)远星系的光都发(fā)生了扭(niǔ)曲。这个现象就是(shì)引力透(tòu)镜(jìng)效应(yīng)。这个巨大(dà)的天体可能(néng)是超(chāo)大质量(liàng)的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星系团观测的(de)时(shí)候，发现它的大质量区域并不(bù)是在中间，而(ér)是在两侧(cè)。所以最好的解释方法就是当星(xīng)团发生全部的碰(pèng)撞时，可被观(guān)测到的质量气体(tǐ)被卡(kǎ)在(zài)了中(zhōng)间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并在(zài)两边形成了引力(lì)透镜。对子弹(dàn)星系(xì)团的引力透镜研(yán)究(jiū)也被认(rèn)为是暗(àn)物质存在的迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之(zhī)后，可见光终于可以畅(chàng)通无(wú)阻地穿越在宇宙当中了(le)。经过了130多亿年之后，这些光在(zài)宇宙空(kōng)间背景上留下了各相同性的微波辐射。其中红色的部分表示(shì)温(wēn)度较高的区域，蓝色则表示(shì)相对较冷的区域，但实际(jì)上它们(men)之间(jiān)的温(wēn)差只有(yǒu)万分之一(yī)。

科学家(jiā)们(men)通过(guò)对前景背景分离(lí)后的二值图像进行(xíng)连通(tōng)域(yù)提取和(hé)标记(jì)之后发现，如果(guǒ)宇宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗物(wù)质，图形(xíng)看起来不应该是这样的(de)，而(ér)随着暗物质的增(zēng)加，一些峰值的(de)幅(fú)度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射的测量值，我们需要的(de)暗(àn)物(wù)质大约是普通物质的5倍。这个数(shù)字与解释星系(xì)当中(zhōng)恒星运动所需要的暗(àn)物质比例是一致的。这就意味(wèi)着。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就很好(hǎo)地解释了(le)很多不同的观测结果。而暗(àn)物质的本质(zhì)就是宇宙当(dāng)中存在着(zhe)某种(zhǒng)类(lèi)型的粒子，它(tā)们不参与任何其他的电磁作(zuò)用，只通过引力(lì)来(lái)相互作用(yòng)。所以如果能够找到这种粒子的(de)存在，就(jiù)相当于找到了暗物质(zhì)存在的实际(jì)证据。这种粒子到底是(shì)什(shén)么？科学家们已经提出了(le)数(shù)十(shí)种的假想目标，而要寻(xún)找这(zhè)些不同的目标粒子所需(xū)要的实验方式也不相同。在(zài)过去的(de)几十年当中，人类为了寻找这些看不见(jiàn)、摸不(bù)到，几乎不会与(yǔ)常规(guī)物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了超(chāo)过50次的实验(yàn)，却没有任何实质性的发现(xiàn)，除了一个(gè)地(dì)方，意大利的格兰萨索(suǒ)山(shān)，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下(xià)1400米处(chù)的地下矿(kuàng)井当中，藏(cáng)着地(dì)球上最大的地学实验(yàn)室，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼高的探测(cè)器，一直致力于寻找暗物质粒子(zi)的周(zhōu)期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学(xué)家声称观测到了(le)某种信号。经过了20多年的(de)数据(jù)收集，人们发现了一个有(yǒu)趣的事(shì)情。探(tàn)测率会在每(měi)年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低(dī)，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一些科(kē)学(xué)家(jiā)认为这可能是人类发现(xiàn)暗物质(zhì)的第一个直(zhí)接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会(huì)产生周期(qī)性(xìng)的年度信(xìn)号呢(ne)？刚才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移(yí)动，那(nà)么如果暗物质(zhì)存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们(men)也(yě)在以这样的(de)速度(dù)在穿越着暗物质流，这个过(guò)程中(zhōng)会产生相应的振荡，同(tóng)时(shí)地球又以30公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有(yǒu)半(bàn)年的时间，地球围绕太阳(yáng)的(de)方向与太阳(yáng)环绕银(yín)河系的方向是一(yī)致的，而另外(wài)半年(nián)则与之(zhī)相反。

而在(zài)6月份(fèn)的时候，地球与太阳的方向正好达到(dào)完全一(yī)致，这是理论上地球穿越暗物质(zhì)流最快的时段。而(ér)在(zài)11月份，又恰(qià)好达(dá)到了最慢(màn)值。尽管在实际(jì)的情况(kuàng)中(zhōng)，太(tài)阳(yáng)系(xì)相对银(yín)河(hé)系(xì)的(de)平(píng)面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并(bìng)不影响这(zhè)个理(lǐ)论的(de)有效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用来解释，研究人员们(men)所观测到的周期(qī)性(xìng)信号。当然(rán)也(yě)可能(néng)有(yǒu)其他的(de)情况，造成这(zhè)种(zhǒng)年度(dù)周期信号的差异也可能是(shì)温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山(shān)上的积雪(xuě)，甚至(zhì)连意大利游客的数量也符合这个周期的规律。

所以，科学家(jiā)们又在南半球建(jiàn)立了一个几乎相(xiāng)同的实验(yàn)室，这里的季节与之前的实验室正(zhèng)好(hǎo)相反，而在这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗物质流的运动特征和(hé)第一个(gè)实验室是一样的。

因此，如果在这里可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为(wèi)暗(àn)物质所存(cún)在的非常(cháng)有力的证据了(le)。但是由(yóu)于这(zhè)个(gè)实验(yàn)室(shì)刚刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至目前还无(wú)法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射(shè)一(yī)台新(xīn)的望远(yuǎn)镜，这台(tái)太空望(wàng)远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南希(xī)格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中(zhōng)一个关键的用(yòng)途就(jiù)是(shì)探索(suǒ)暗(àn)物质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测的结果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米(mǐ)实验室粒(lì)子天体物理中心的科学(xué)家(jiā)丹(dān)琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬(fēn)研究发(fā)现，如果暗物(wù)质(zhì)存在，它(tā)们极(jí)有可能拥有另(lìng)一(yī)种神(shén)秘的(de)效应(yīng)，这(zhè)种暗物质效应(yīng)，会(huì)支持宇宙当中生命的诞生，或(huò)者说是生命(mìng)进化的(de)一个重要因素(sù)。

如(gta5怎么切换角色rú)果(guǒ)这一理论得到进一步的(de)证实(shí)，那么遍布宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)的暗物质会不(bù)会意味着(zhe)人(rén)类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落的行星上(shàng)，暗物质正(zhèng)在通过这(zhè)样的效应创造生命。当然(rán)，这些推论的(de)大前提是要先找(zhǎo)到(dào)暗物质(zhì)存在(zài)的实际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质(zhì)到底(dǐ)存不存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是(shì)我更新的(de)动力！

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