宇宙是“人为(wèi)制(zhì)造(zào)”的？为(wèi)何会存在科学无法(fǎ)解释的(de)“暗(àn)物质(zhì)”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么？人类(lèi)为了寻(xún)找暗物质存在的(de)证据，科学家们在过(guò)去的几十年当中进行了超过50次的长期(qī)实验，但是却没(méi)有发(fā)现任何的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然(rán)哲学数(shù)学原理一书中，埃萨克(kè)牛顿(dùn)发表了万(wàn)有引力定律(lǜ)，它揭示(shì)了宇(yǔ)宙中天(tiān)体运动的规律。往(wǎng)后的几(jǐ)百(bǎi)年来，当天(tiān)文(wén)学(xué)家们发(fā)现某些天体运(yùn)行轨(guǐ)道出现异(yì)常，不符合万有引力(lì)定律的时候(hòu)，他们就会(huì)知道，周围一定有未知(zhī)的天体通过引力在摄(shè)动它(tā)的轨道。比如(rú)在1846年，奥本(běn)勒维耶就(jiù)通(tōng)过天(tiān)王星运行(xíng)轨道的异(yì)常，推算并且发现(xiàn)了海王星(xīng)的(de)存在(zài)。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都(dōu)是应(yīng)用万有引力定(dìng)律所(suǒ)取得重大天文成就(jiù)的例子。但是(shì)这些发(fā)现都是(shì)在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上升(shēng)到星系或者是星团(tuán)的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究(jiū)和(hé)测量后(hòu)发星系团(tuán)的质量。这是一个由(yóu)数千个星系(xì)所组(zǔ)成的(de)巨大星系团，这些星系(xì)被引(yǐn)力束(shù)缚(fù)在一起。测量(liàng)星系团的质量一般(bān)会(huì)使用到两种(zhǒng)方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就可(kě)以确(què)定其质(zhì)量(liàng)的范(fàn)围。

第一种是(shì)获得其"光度(dù)学的质量"，需(xū)要的数(shù)据是(shì)测量(liàng)各(gè)个(gè)星系的光度。

第(dì)二种是动力学质(zhì)量的计算，是利(lì)用光谱红移(yí)测量(liàng)星系团中(zhōng)的各个星系相对(duì)于星(xīng)系团(tuán)的运动速度。当测量(liàng)结果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系(xì)团有99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的质(zhì)量(liàng)并不以可见光的形式所(suǒ)存(cún)在，我(wǒ)们无(wú)法看到。最诡异的是，在测量速(sù)度的过程(chéng)中，兹(zī)威基发现星系团中很多星系(xì)的速度比理(lǐ)论上要快得多，按照牛顿的运动学(xué)定律，仅靠这些(xiē)可(kě)见星系的质(zhì)量(liàng)所产生的引力是无法将它们(men)束缚在星系团内的，它们早就应该被(bèi)抛出(chū)星系团之(zhī)外(wài)了，除(chú)非有(yǒu)一种神秘的力量在起作用，这(zhè)种力量来(lái)源于某种隐形的(de)物质。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分不可见的(de)暗质，它不发散光、吸光、反射光(guāng)，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝大部分(fēn)的质量。只是当时(shí)的人们(men)对这(zhè)样的(de)一种说法不(bù)屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物(wù)质”这个词才再(zài)一次出现。天文(wén)学家维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特(tè)福特在观测仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的运行速度(dù)就会越(yuè)慢(màn)。但是他们观(guān)测的结(jié)果却让人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心距离的增加，恒星的(de)旋转速度几乎(hū)保持不(bù)变。可是根据(jù)牛(niú)顿的万有引力(lì)定律，在星(xīng)系当中如果没有(yǒu)足够大的质(zhì)量来吸引(yǐn)它们(men)，这些外围的恒星早就(jiù)被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基(jī)于这种现象，科学家们会使用一种相对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方法就是测量星(xīng)系当中气体在(zài)X轴(zhóu)上距离星系中心的(de)距离，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如(rú)果出现异常的结果，就认为(wèi)是由(yóu)暗物质的(de)力量(liàng)进(jìn)入其中。

于是科(kē)学家(jiā)们通过射电(diàn)望(wàng)远镜测(cè)量了距离星系(xì)中心(xīn)更远距(jù)离的(de)氢元素，发现它们的旋转速度(dù)并(bìng)不符合(hé)牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太(tài)阳系也不例外，太阳系位于银河系的第(dì)三悬臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定律进行计(jì)算，太(tài)阳系的运(yùn)行速度应(yīng)该是(shì)160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个(gè)实际(jì)速(sù)度远远大于理论(lùn)速度，那么产生(shēng)以(yǐ)上这种向心加速(sù)度的(de)原因(yīn)很可能就(jiù)是(shì)存在着一种(zhǒng)我(wǒ)们看(kàn)不到(dào)的物质，是这些暗(àn)物质的引力(lì)效应将星系聚(jù)集(jí)在了一起。

也(yě)是从这时开始，越来越多的研究人员开(kāi)始相(xiāng)信暗物(wù)质(zhì)的存在(zài)。科(kē)学(xué)家根据星(xīng)系外恒星(xīng)轨道的速度(dù)，估算在星系当(dāng)中(zhōng)暗物质的质量占整(zhěng)个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯一可以解(jiě)释这(zhè)个现象的(de)原(yuán)因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引(yǐn)力(lì)效应的遥远恒星之间，也(yě)会出现(xiàn)速度(dù)上的微(wēi)小差异(yì)。另外，天文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离(lí)地(dì)球大约2.5亿(yì)光年，大小(xiǎo)和银河(hé)系不(bù)多(duō)，但是星系(xì)当(dāng)中(zhōng)存在的恒星数量却只有银河系的(de)千(qiān)分之一。

所以在(zài)理论上，该星(xīng)系必须存在暗物质，否则(zé)就会(huì)分崩(bēng)离(lí)析。但是(shì)科学家们使用(yòng)最先进的望(wàng)远镜对其进行了40个(gè)小时(shí)的详细测量之(zhī)后(hòu)，发现星系中的恒星运动(dòng)是可以(yǐ)用正常的物质和力学定律(lǜ)来(lái)解释的。那么(me)又有人提出，也许该星系(xì)的暗(àn)物质，已(yǐ)经被附近(jìn)的另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附近(jìn)没有任何星系存在(zài)。造成这些现象(xiàng)的除了暗物(wù)质的假(jiǎ)说(shuō)之外，另一种可能就是(shì)人(rén)类对引力的理(lǐ)解还(hái)不够(gòu)全面，引力很可(kě)能在(zài)不同尺度空间(jiān)中的工(gōng)作方式是不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿(yán)着它们的轨道，按照我们所理(lǐ)解的方(fāng)式运动。但(dàn)是上升到星系(xì)和星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的相互作用则是不同(tóng)的方式。对于在(zài)星系团之间的相(xiāng)互作(zuò)用，女人婚外情会断干净吗，女人婚外情能说断就断吗科学家还引(yǐn)入了(le)外部场效应的概念，指的是在数百(bǎi)万光年(nián)的(de)规模上(shàng)，巨大(dà)的质量之间会产(chǎn)生(shēng)对彼此特殊的效果(guǒ)，这(zhè)个理论叫(jiào)做MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我们需(xū)要对现(xiàn)在(zài)的物理定律进行修正，这些发现也让(ràng)很多人(rén)认(rèn)为暗物质(zhì)假说理论(lùn)就(jiù)此(cǐ)终结(jié)。但是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在(zài)的其他(tā)的理(lǐ)论证据，这些(xiē)理论证据(jù)是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年(nián)的子(zi)弹星(xīng)系团，由(yóu)两个碰撞(zhuàng)的星系团所组成，类似这样的星团，它们大部分的普通质量都(dōu)在星系的气(qì)体当中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星际气体的相互作用就会导(dǎo)致温度(dù)的急剧(jù)升高，速度大(dà)幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大部分的(de)质量将位于所有这(zhè)些(xiē)气(qì)体(tǐ)所在的中间区域(yù)。那么我(wǒ)们通(tōng)过什么(me)来验(yàn)证它的质量(liàng)区域(yù)到底是不是集中(zhōng)在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空(kōng)望远镜传回了宇宙(zhòu)当(dāng)中第一张(zhāng)全(quán)彩的高(gāo)清照片，在照片(piàn)中我们可以(yǐ)明显地看到很多(duō)星系(xì)似乎被拉(lā)伸产生了巨大的(de)形变(biàn)。其实这些(xiē)星(xīng)系(xì)本身并不是真的被扭曲(qū)了(le)，也不(bù)是(shì)韦伯(bó)望远镜出(chū)了什(shén)么(me)问题，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观测者(zhě)之间。被一个质量超(chāo)级巨大的天(tiān)体(tǐ)遮(zhē)挡，这个(gè)超大质量的东西(xī)的引力，会使(shǐ)身后更遥(yáo)远星系的光都发生了扭曲(qū)。这个现象就是引力(lì)透镜效应。这个巨大的天体(tǐ)可能是(shì)超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当(dāng)人们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域并不是在(zài)中间，而是在两(liǎng)侧。所以最(zuì)好的解释(shì)方法就是(shì)当星团发生全部的碰(pèng)撞时，可被观测到的质量气(qì)体(tǐ)被卡在(zài)了中间，暗物质则直接通过了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也(yě)被认为是暗物质存在(zài)的迄今(jīn)为(wèi)止最(zuì)好(hǎo)的理(lǐ)论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙当(dāng)中(zhōng)最古老的(de)光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之后(hòu)，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中了(le)。经过了(le)130多(duō)亿年(nián)之后，这些(xiē)光在宇宙空间(jiān)背(bèi)景上留下了各相同性的(de)微(wēi)波(bō)辐射。其中红(hóng)色的部分表示温度较高的(de)区(qū)域，蓝色则表示(shì)相对较冷的区域，但(dàn)实际上它(tā)们之间的温差只有(yǒu)万分之一。

科(kē)学家(jiā)们(men)通过对前景背景(jǐng)分(fēn)离(lí)后的二值图(tú)像进行连通(tōng)域(yù)提(tí)取和标记(jì)之(zhī)后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形(xíng)看起来(lái)不应该是这样(yàng)的，而随着暗物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度(dù)会减小，才(cái)变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背景辐射的(de)测量值，我(wǒ)们需要的(de)暗(àn)物质大约是(shì)普通物质(zhì)的(de)5倍。这个数(shù)字(zì)与解释(shì)星系当(dāng)中(zhōng)恒星运动(dòng)所需要的(de)暗(àn)物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论框架，就很好地解释了(le)很多(duō)不同(tóng)的观测结果。而暗(àn)物质的本(běn)质就是宇宙(zhòu)当中(zhōng)存在着(zhe)某种类型的(de)粒子(zi)，它(tā)们不参与任何其他的电磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过引力(lì)来相(xiāng)互作用(yòng)。所以如果能够找到(dào)这种粒子的存在，就相当于找到了暗物(wù)质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底女人婚外情会断干净吗，女人婚外情能说断就断吗是什么？科(kē)学家们(men)已经(jīng)提出了数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目(mù)标，而要寻找这些不同的目标粒(lì)子所(suǒ)需要的实验方式(shì)也不相同(tóng)。在过去的几十年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不(bù)到，几乎不会(huì)与(yǔ)常规(guī)物(wù)质(zhì)相互作用的(de)“暗(àn)物质”，科学(xué)家(jiā)们已经进行了超过50次(cì)的(de)实(shí)验，却没有任何(hé)实质性的发现(xiàn)，除(chú)了一个地方，意(yì)大利的格兰萨索山，隶(lì)属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山脉。

在(zài)山下1400米(mǐ)处的地下矿井当(dāng)中，藏着地球(qiú)上最大(dà)的地(dì)学实验室，这个实(shí)验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层(céng)楼高的探(tàn)测器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周期性震荡。

自1997年以(yǐ)来(lái)，这里的科学家声称观测到了某种信号。经(jīng)过了20多年(nián)的数据收集，人们(men)发现了一(yī)个(gè)有(yǒu)趣的事情。探(tàn)测率会在每年的(de)6月份达到(dào)峰值，然(rán)后在11月降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是一样。一(yī)些科学家认为(wèi)这可能(néng)是人类发现暗物质的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周期性(xìng)的年度信号呢？刚才(cái)我们讲了太阳(yáng)系正在(zài)以220公里/秒的(de)速度围(wéi)绕着银河系进行移动，那么如果暗(àn)物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着(zhe)我们也在以这样的速(sù)度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这个过程中(zhōng)会产生(shēng)相应(yīng)的(de)振(zhèn)荡(dàng)，同时地球又(yòu)以30公里/秒的速度围(wéi)绕太(tài)阳进行(xíng)旋转。所以有半(bàn)年的时(shí)间，地球围绕太阳的方(fāng)向(xiàng)与太(tài)阳环绕银河(hé)系的方向是一致的，而另外半年则与之(zhī)相(xiāng)反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太(tài)阳(yáng)的方(fāng)向(xiàng)正好达到完全一(yī)致(zhì)，这(zhè)是(shì)理(lǐ)论(lùn)上地(dì)球穿越暗(àn)物质流最快(kuài)的(de)时段。而(ér)在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际(jì)的情况中(zhōng)，太阳系相对银(yín)河系的平面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影响这个(gè)理论(lùn)的有(yǒu)效性(xìng)。

因此科学家(jiā)认为这可(kě)以用(yòng)来解释，研(yán)究人员们所观测到的(de)周期(qī)性信号。当然也可(kě)能有其(qí)他(tā)的(de)情(qíng)况，造(zào)成这种年度周期信号(hào)的差异也可(kě)能是温度、湿度、土壤中的(de)水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至(zhì)连(lián)意大利游客的(de)数量(liàng)也(yě)符合(hé)这个周期的(de)规(guī)律。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们(men)又在南(nán)半球建立了一个几乎相同(tóng)的实验室(shì)，这(zhè)里的季节与之前的实(shí)验室正好相反，而在这里(lǐ)，地(dì)球穿过暗物质流(liú)的(de)运动特征和(hé)第一个实(shí)验(yàn)室是一样的(de)。

因此(cǐ)，如果在这里可以得到相(xiāng)同(tóng)的信号，就可以成为暗物质所存在的(de)非常有力的证据了。但是由于这(zhè)个实验(yàn)室刚刚(gāng)建成不(bù)久，所(suǒ)以截至目(mù)前还无(wú)法提供相应的数(shù)据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格雷(léi)斯罗曼(màn)”，它的(de)主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它的宽视(shì)场仪器提(tí)供(gōng)的视野是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯(sī)罗曼太(tài)空(kōng)望远镜其中一个关键的用(yòng)途就是探索暗物质背后的(de)奥秘，对于(yú)探测的结果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体(tǐ)物理中(zhōng)心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯(sī)特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的诞生，或者说是生命进化的一个重(zhòng)要因素(sù)。

如果这一理论得到(dào)进(jìn)一步的证实(shí)，那(nà)么遍布宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)的(de)暗物(wù)质(zhì)会不会(huì)意味着人类并不孤(gū)单呢(ne)？或许在(zài)宇宙(zhòu)当中某个角落的(de)行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当然，这些推论(lùn)的大前(qián)提是要先(xiān)找到暗物(wù)质(zhì)存在的(de)实际证(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴(bàn)们(men)，你们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜(xǐ)欢请点(diǎn)赞，你的支持是我更新(xīn)的动力(lì)！

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