宇(yǔ)宙是“人为制(zhì)造”的？为何会(huì)存在科学无法解(jiě)释(shì)的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物(wù)质存在的证据，科学家们(men)在过去的几十年当中进(jìn)行了超过(guò)50次的长期实(shí)验(yàn)，但是却没有发现任(rèn)何的有效证据(jù)。除了(le)一个地方，在1687年出版的自(zì)然哲(zhé)学数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律(lǜ)，它(tā)揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中天体运动的(de)规律。往后的几(jǐ)百年来，当天文学家们发(fā)现(xiàn)某些天体运行轨道出现异常，不符合万有引力(lì)定(dìng)律的时候(hòu)，他(tā)们就会(huì)知道(dào)，周围一定有未(wèi)知的天体通过引力在摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王星运行轨道的异(yì)常(cháng)，推算并(bìng)且(qiě)发现了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发(fā)现都是应用万有(yǒu)引力定律所(suǒ)取(qǔ)得重大(dà)天文成就(jiù)的例子。但是这些发现都是在恒星系(xì)统的尺(chǐ)度(dù)当中，可当我们上升到星系(xì)或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事(shì)情就开始(shǐ)变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测(cè)量(liàng)后(hòu)发星(xīng)系团的质量。这(zhè)是(shì)一个由数千个(gè)星系所组成的巨大(dà)星系团，这些星系被(bèi)引力(lì)束缚在一起(qǐ)。测量星(xīng)系团的质量(liàng)一般会使(shǐ)用到两种方法，当两种方法(fǎ)结果一致(zhì)，就可以确定其质量的范围(wéi)。

第一种是获得其"光度学(xué)的质量"，需(xū)要的(de)数据是测(cè)量各个(gè)星系的(de)光(guāng)度。

第(dì)二种(zhǒng)是(shì)动力学质量(liàng)的计(jì)算(suàn)，是(shì)利(lì)用光谱红移测量星系团中的(de)各个星系相(xiāng)对于星系(xì)团的运动速(sù)度(dù)。当测量结果出来(lái)之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然(rán)是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失了(le)，或者说(shuō)这99%的(de)质量并不以可见光(guāng)的形式所存(cún)在，我们无法看(kàn)到。最(zuì)诡异的(de)是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹威基发现星系团中很多星系的速度比理论上要(yào)快得多，按照牛顿(dùn)的(de)运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所产生的引力是(shì)无法(fǎ)将它们束缚在(zài)星系(xì)团内的，它们早就应该被抛出星(xīng)系团之(zhī)外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量在起作用，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质(zhì)。

据(jù)此，兹维(wéi)基提出了这样部分(fēn)不(bù)可见的(de)暗(àn)质(zhì)，它不发(fā)散光、吸光、反射光(guāng)，但是它(tā)们却占据着宇(yǔ)宙中绝大部分的质(zhì)量。只是(shì)当(dāng)时(shí)的人们对这样的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天(tiān)文学家(jiā)维(wéi)拉(lā)鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福特(tè)在观测仙(xiān)女(nǚ)座(zuò)星系中的(de)恒星(xīng)运动(dòng)。理(lǐ)论上(shàng)来说，距离中心越远的恒星在(zài)其轨道(dào)上的运(yùn)行速度就会越(yuè)慢。但是他(tā)们观测的(de)结(jié)果(guǒ)却让(ràng)人感到不(bù)可思议(yì)。

随着与(yǔ)中心距离的(de)增加，恒星(xīng)的旋(xuán)转速度几乎保持不变。可是根(gēn)据牛顿的(de)万有引力定律，在(zài)星系当(dāng)中如果没有足够大的质(zhì)量来吸引它们(men)，这(zhè)些(xiē)外(wài)围的恒(héng)星早就被(bèi)甩到(dào)宇(yǔ)宙当中了。基于这种现象，科学(xué)家(jiā)们会(huì)使用一种相对标准的(de)方法来解(jiě)释暗物质的(de)存在(zài)，这种方法就(jiù)是测量星系当(dāng)中气体在X轴上(shàng)距(jù)离(lí)星系中心的(de)距离(lí)，以(yǐ)及在Y轴上气体的(de)旋转速度。如果(guǒ)出现(xiàn)异常(cháng)的结果，就认为是由(yóu)暗(àn)物(wù)质的力量(liàng)进入其中。

于是(shì)科学家(jiā)们(men)通过射电望远镜测量了距离(lí)星系中心更远距离的(de)氢元素(sù)，发(fā)现(xiàn)它们(men)的旋转速度(dù)并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系(xì)也不例(lì)外，太阳系位于银河系的第三悬臂之(zhī)上，距离银河(hé)系(xì)中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳(yáng)系(xì)的(de)运行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实(shí)际速(sù)度远远(yuǎn)大(dà)于理(lǐ)论速度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就是存在(zài)着一种(zhǒng)我(wǒ)们看(kàn)不到的物质(zhì)，是这些暗物质的引力效应将(jiāng)星(xīng)系聚集在了(le)一(yī)起。

也是从这时开始(shǐ)，越(yuè)来越多的研(yán)究(jiū)人(rén)员开始相信(xìn)暗(àn)物质(zhì)的(de)存在。科学家根(gēn)据(jù)星系外恒星(xīng)轨(guǐ)道的速度，估算(suàn)在星系(xì)当中暗物质的质量占整个(gè)星系质量的(de)85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯一(yī)可以解释这(zhè)个(gè)现(xiàn)象的原因。在一(yī)项(xiàng)新的研(yán)究当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之间，也会出现速度上(shàng)的(de)微小(xiǎo)差(chà)异。另外(wài)，天文学(xué)家还发(fā)现了一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小和银(yín)河系不(bù)多，但是星系当(dāng)中存在(zài)的恒星数量却只(zhǐ)有银河(hé)系(xì)的千分之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上，该星(xīng)系(xì)必(bì)须存在暗物质(zhì)，否则就会分(fēn)崩(bēng)离析。但是科学家们(men)使用(yòng)最先进的望远镜对其进行了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发现星系中的恒(héng)星运动(dòng)是可(kě)以用正常(cháng)的物(wù)质和力学定(dìng)律来解(jiě)释的。那(nà)么又有人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗物质，已(yǐ)经被附近(jìn)的(de)另(lìng)一个大(dà)星系(xì)剥离了。奇怪(guài)的是，它的(de)附近没有任何星系存(cún)在。造成这些现象的除了暗物质(zhì)的假说(shuō)之外，另一(yī)种可能就是人类对引力的理解还(hái)不够全面，引力很(hěn)可(kě)能在不同尺度空间中的工作(zuò)方式是不同(tóng)的，这(zhè)意味着(zhe)在行星系(xì)尺度中的天体会沿(yán)着(zhe)它(tā)们的轨(guǐ)道，按照我们所理(lǐ)解的方式运动。但是上升到星系和(hé)星团(tuán)的(de)尺度，引力之间的相互作用(yòng)则是(shì)不同的方式。对于在星系团之(zhī)间的(de)相互作用，科(kē)学家还引入了外(wài)部场(chǎng)效应的概念，指的是(shì)在数百万光年的规模上，巨大的质量之间会产生对彼此特殊的效果，这个(gè)理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们需要对现在的物理定律(lǜ)进行修正(zhèng)，这(zhè)些发现也让(ràng)很多(duō)人认为暗物质假说(shuō)理论就(jiù)此终结。但是在(zài)宇宙当中还有关于暗(àn)物(wù)质存在的其他的理(lǐ)论证据，这些理论证据是(shì)蒙德理(lǐ)论(lùn)所没(méi)法解释的“引(yǐn)力透镜”。

1亿越南盾是富豪吗，越南打工一个月多少钱ype="jpeg" data-w="1649" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/18fc0a6e444b507.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

径向距(jù)离为37亿(yì)光年的(de)子弹星(xīng)系团，由两(liǎng)个碰撞的星(xīng)系团所(suǒ)组成，类(lèi)似(shì)这(zhè)样的星团，它们大部分的普通质量都在(zài)星系的气体当(dāng)中。当(dāng)星团(tuán)以1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时发(fā)生(shēng)碰(pèng)撞的(de)时(shí)候，星际气体的相互作用就(jiù)会导致温度的急剧升(shēng)高，速(sù)度大幅(fú)降(jiàng)低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大部分的质量(liàng)将位于所有这些气体(tǐ)所(suǒ)在的中间区域。那么我(wǒ)们通过什么来验证它的质量区(qū)域到底是(shì)不(bù)是集(jí)中在中间呢(ne)？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第一张全彩的高(gāo)清(qīng)照片(piàn)，在照片中我们可以(yǐ)明显地看(kàn)到(dào)很多(duō)星(xīng)系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的(de)被扭曲了(le)，也不(bù)是韦伯(bó)望远镜(jìng)出了什么问(wèn)题(tí)，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上(shàng)的观(guān)测者之间(jiān)。被一(yī)个质(zhì)量超级巨大的天(tiān)体遮挡，这(zhè)个超(chāo)大(dà)质量的东西的引力(lì)，会使身后更遥远星系的(de)光都(dōu)发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能是超大质量的黑洞或(huò)者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星(xīng)系团观测的时候(hòu)，发现它的大质量(liàng)区域并不是(shì)在中间(jiān)，而是(shì)在两侧。所(suǒ)以(yǐ)最好的解(jiě)释方法就(jiù)是当星团发生全部(bù)的碰(pèng)撞时，可(kě)被观测到的质(zhì)量气体被(bèi)卡在(zài)了中间(jiān)，暗物质(zhì)则直接通过了这个区域，并(bìng)在(zài)两边形成了引(yǐn)力(lì)透镜。对(duì)子弹星系团(tuán)的引力透镜研究也被认为是(shì)暗物质(zhì)存在(zài)的迄(qì)今(jīn)为止最好(hǎo)的理论证据。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙当(dāng)中最古(gǔ)老的光。从宇宙(zhòu)大爆(bào)炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿(yì)年之(zhī)后，这些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各相同性的微波辐射。其(qí)中(zhōng)红色的部分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域(yù)，但(dàn)实际(jì)上它们之间的温差只有万分之一。

科学家们通过(guò)对前景背景分离后(hòu)的二值图像进行连通域提(tí)取(qǔ)和标记(jì)之后发现，如果宇宙当(dāng)中(zhōng)没有暗物质(zhì)，图(tú)形看起来(lái)不应该是这样的，而随着暗物质(zhì)的增(zēng)加，一些峰值的(de)幅度会减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了(le)匹(pǐ)配(pèi)宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量值，我们(men)需要的暗物质(zhì)大约(yuē)是普通物质的(de)5倍。这个数(shù)字(zì)与(yǔ)解释星系当中恒星运动所需要的暗物质(zhì)比例是一(yī)致的。这就意味着(zhe)。

用了一(yī)个简单的理论框(kuāng)架，就很(hěn)好地解释了很多不同(tóng)的观测结果。而暗物质的本质(zhì)就(jiù)是宇(yǔ)宙当中(zhōng)存在着某种类型的粒(lì)子，它们不参(cān)与任何其(qí)他的电磁作用，只通过引力来相互作用。所以(yǐ)如果能(néng)够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的(de)实际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子到(dào)底是什么？科(kē)学家们已经提出(chū)了数(shù)十种的(de)假想目标，而(ér)要寻找这些不同的目标粒子所需(xū)要的实(shí)验方式也不相同(tóng)。在(zài)过去(qù)的(de)几十年当中，人类(lèi)为(wèi)了寻找这些看不(bù)见、摸不到，几乎不会与常(cháng)规物质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过(guò)50次的实验，却没有(yǒu)任何实质性的发(fā)现(xiàn)，除(chú)了一(yī)个地方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处(chù)的地下(xià)矿井当中，藏着地球上最大的地学(xué)实(shí)验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三(sān)层楼高(gāo)的探测器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒子的周期(qī)性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来，这里的科(kē)学家声称观测到了某种信号。经过了20多年的(de)数据收(shōu)集，人们发现了(le)一个有趣的事(shì)情。探测率会在每年的6月(yuè)份(fèn)达到峰值，然(rán)后在11月降到最低(dī)，而且在20年当(dāng)中每年都是一(yī)样。一些科(kē)学家(jiā)认为这可能是人类发现暗物(wù)质(zhì)的第一(yī)个直接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产生周期(qī)性的年度信号呢？刚(gāng)才我们(men)讲了(le)太(tài)阳系正在(zài)以220公里(lǐ)/秒的速(sù)度(dù)围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果(guǒ)暗物质存在(zài)宇宙当中，这(zhè)意(yì)味着我(wǒ)们也在以(yǐ)这样的速度在穿越着暗(àn)物质流(liú)，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕太(tài)阳进(jìn)行旋转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半年的时间，地球围绕太阳的(de)方向与太阳环绕银(yín)河系的方(fāng)向是一(yī)致的，而另(lìng)外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的时候(hòu)，地球与太阳的方向正好达到完全(quán)一(yī)致(zhì)，这是理论上地球穿(chuān)越(yuè)暗物质流(liú)最(zuì)快的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际的情况中，太阳(yáng)系(xì)相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并(bìng)不影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科学(xué)家认为这可以用来解释，研究(jiū)人(rén)员(yuán)们所(suǒ)观测到的(de)周期性信(xìn)号。当然也可(kě)能有其他的(de)情况，造成这(zhè)种年度周期信号的差异也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的积(jī)雪(xuě)，甚至连(lián)意大(dà)利游(yóu)客的数量也符合这个(gè)周期的(de)规(guī)律。

所以(yǐ)，科(kē)学家(jiā)们又在(zài)南(nán)半球建立(lì)了一个(gè)几乎相(xiāng)同的实验(yàn)室(shì)，这里的(de)季(jì)节(jié)与之前的实验(yàn)室正好相反，而在(zài)这里，地球穿过暗(àn)物质流的运(yùn)动特征和第一(yī)个实验室是一样的。

因此(cǐ)，如果在这里可以得到相同的(de)信号，就可(kě)以成为暗物(wù)质所存在的(de)非常有(yǒu)力的证据了。但是(shì)由于(yú)这个实验(yàn)室(shì)刚(gāng)刚(gāng)建成不久(jiǔ)，所(suǒ)以(yǐ)截(jié)至(zhì)目前(qián)还无法(fǎ)提(tí)供相应的数据(jù)支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望(wàng)远镜，这台太空望远镜叫(jiào)做(zuò)“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但(dàn)它的宽视场仪器提供的视野是哈勃(bó)红1亿越南盾是富豪吗，越南打工一个月多少钱(hóng)外仪(yí)器(qì)的100倍。南希格雷斯(sī)罗(luó)曼太空(kōng)望远镜其中一个关键的用途就是(shì)探(tàn)索暗物质(zhì)背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待了。费米(mǐ)实验室粒(lì)子天体物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发(fā)现，如果暗物质存(cún)在(zài)，它们(men)极有(yǒu)可能拥有另一种(zhǒng)神(shén)秘的(de)效(xiào)应，这种暗(àn)物质效应，会(huì)支持宇宙当中生命的(de)诞生，或者说是生命(mìng)进化的一个重要(yào)因素。

如果(guǒ)这一理论得(dé)到(dào)进一步(bù)的(de)证实，那(nà)么遍布(bù)宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)的(de)暗(àn)物质(zhì)会(huì)不会意(yì)味(wèi)着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通过这(zhè)样的效(xiào)应创造(zào)生命。当然，这(zhè)些推论的大前提是要先找(zhǎo)到(dào)暗物质存在的实际(jì)证(zhèng)据。那(nà)么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质到底存不(bù)存在呢(ne)？喜欢请点(diǎn)赞，你的(de)支持是(shì)我更新的(de)动(dòng)力！

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