宇宙是(shì)“人为制造”的？为何会(huì)存在(zài)科学(xué)无(wú)法解释(shì)的“暗物质(zhì)”？暗(àn)物质又究竟是(shì)什么？人类为(wèi)了(le)寻找暗(àn)物质存在的证据，科学家们在过(guò)去的(de)几十年(nián)当(dāng)中进行(xíng)了超过50次的(de)长期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出(chū)版的自然(rán)哲学数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿(dùn)发表了(le)万(wàn)有引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中(zhōng)天体运动的规律(lǜ)。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们发现某些(xiē)天体(tǐ)运行轨(guǐ)道出现异常，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就(jiù)会知道，周(zhōu)围一定有未知的(de)天体(tǐ)通过引力在摄动它的(de)轨道(dào)。比(bǐ)如在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨(guǐ)道的异常，推(tuī)算并且发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有引力定律所(suǒ)取得重大天文成就的例子。但是这(zhè)些发现(xiàn)都是(shì)在(zài)恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我(wǒ)们上(shàng)升到星系或者是星团的(de)尺度，事情(qíng)就开始变得(dé)诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹(zī)威基正在(zài)研究和测(cè)量后(hòu)发(fā)星系团的(de)质量(liàng)。这是(shì)一(yī)个由数千(qiān)个星系所组成的巨(jù)大星系团，这些星系被引力(lì)束缚在一起。测(cè)量星系团的质量一(yī)般会使(shǐ)用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就可以(yǐ)确(què)定其质(zhì)量的范围。

第(dì)一种是(shì)获(huò)得其"光度(dù)学的质量"，需要的数(shù)据(jù)是测(cè)量各个星系的光度。

第二种是动力学(xué)质量的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量星系团中的(de)各(gè)个星系(xì)相对于星(xīng)系团的运动(dòng)速(sù)度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是(shì)“光(guāng)度(dù)学(xué)质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或(huò)者(zhě)说这99%的(de)质量并不以可见光的(de)形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹威基发现(xiàn)星系团(tuán)中(zhōng)很多星(xīng)系的速度比理(lǐ)论上要快得多(duō)，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这些可见(jiàn)星(xīng)系的质量所(suǒ)产生的(de)引力是无法将它们束缚在星系(xì)团内(nèi)的，它们早就应该被抛出(chū)星(xīng)系(xì)团之外了(le)，除非有一种神秘的(de)力量(liàng)在起作用，这种力量来源于(yú)某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维基(jī)提出了这(zhè)样部分(fēn)不可见(jiàn)的暗质，它不发(fā)散光、吸光(guāng)、反射光，但是(shì)它们却占据着宇(yǔ)宙(zhòu)中绝(jué)大部怎敢误佳人的前一句是什么意思，两袖清风怎敢误佳人下一句怎么接分的质量。只是当时的人(rén)们(men)对(duì)这样(yàng)的一种说法(fǎ)不屑一(yī)顾(gù)。

直(zhí)到40年之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这个词(cí)才再一(yī)次出现。天文(wén)学家维拉鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙(xiān)女座星系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其(qí)轨道(dào)上的运行速度就会(huì)越慢。但是他们(men)观(guān)测的(de)结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速(sù)度几乎(hū)保持不(bù)变(biàn)。可是(shì)根据(jù)牛顿的万(wàn)有引(yǐn)力定律，在星系当(dāng)中如(rú)果(guǒ)没有足(zú)够(gòu)大的(de)质量来吸引(yǐn)它们(men)，这些外围的恒星早(zǎo)就被甩到(dào)宇宙当中了。基于这(zhè)种现象(xiàng)，科(kē)学家们会使(shǐ)用一种相对(duì)标(biāo)准(zhǔn)的(de)方法来解释暗物(wù)质(zhì)的存在，这(zhè)种方法就是(shì)测量(liàng)星系当中气体在X轴上(shàng)距离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴上气(qì)体的旋(xuán)转速(sù)度。如果(guǒ)出(chū)现异(yì)常的结果(guǒ)，就认为是由暗物质的力量进入其中(zhōng)。

于是科学(xué)家们通过射(shè)电望远镜测量(liàng)了(le)距离星系中(zhōng)心更(gèng)远距离的氢元素，发现它(tā)们的旋转速度并不符(fú)合(hé)牛顿的力学(xué)定(dìng)律。我们的太(tài)阳系也不(bù)例外，太阳(yáng)系(xì)位(wèi)于(yú)银河(hé)系(xì)的(de)第(dì)三(sān)悬臂之上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律进行计(jì)算，太阳系的运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实(shí)际上，太(tài)阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银(yín)河系旋转，这(zhè)个实际速(sù)度远远(yuǎn)大于(yú)理论速度(dù)，那(nà)么(me)产生以上这(zhè)种向心加速度(dù)的原因很可能就是存在着一种我们(men)看不到的物(wù)质(zhì)，是(shì)这(zhè)些(xiē)暗物质的引力效应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是(shì)从(cóng)这时开始，越(yuè)来越多(duō)的研究人(rén)员开(kāi)始相信暗物质的存在。科学家根据星系(xì)外恒星轨道的速度，估算在(zài)星(xīng)系当中(zhōng)暗物质的质量(liàng)占(zhàn)整个星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是(shì)，暗物(wù)质(zhì)并(bìng)不是唯一可以解(jiě)释这个现(xiàn)象的原因。在(zài)一项(xiàng)新的(de)研究当中，科学家们发现，几乎没有(yǒu)引力效应的遥远恒(héng)星之间，也会出现(xiàn)速度上的微小差异。另外(wài)，天文(wén)学家还发现了一个反常(cháng)的星系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这(zhè)个星系距离地球(qiú)大约2.5亿光年(nián)，大(dà)小和银河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星(xīng)数量(liàng)却只(zhǐ)有银河系的(de)千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该星系(xì)必须存在暗物(wù)质，否则(zé)就会(huì)分崩(bēng)离析。但是(shì)科学家们使用最先进的望远(yuǎn)镜对其进(jìn)行了40个小时的详细测量(liàng)之后，发(fā)现星系中的恒星运(yùn)动(dòng)是可(kě)以用正(zhèng)常的物质(zhì)和(hé)力学定律来解释的(de)。那么又有人提出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗物(wù)质(zhì)，已经(jīng)被附近的另一(yī)个大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有(yǒu)任何星系存在。造成这些现象(xiàng)的(de)除(chú)了暗物质的(de)假说(shuō)之外，另一(yī)种可能就是人(rén)类对(duì)引力的理解还不(bù)够全面，引力(lì)很(hěn)可能在不同尺度空间(jiān)中的工(gōng)作方式是(shì)不同的，这意味着在行星系尺(chǐ)度中的天体会沿着它(tā)们(men)的轨道，按照我们所理解的(de)方(fāng)式运动(dòng)。但是上升到星(xīng)系和星(xīng)团的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则是(shì)不同的方(fāng)式。对于在星(xīng)系团之间(jiān)的相互(hù)作用，科学家还引入了外部场效(xiào)应的概念，指的是在(zài)数(shù)百万(wàn)光年的规(guī)模上(shàng)，巨大的质量之间会产生对彼此(cǐ)特(tè)殊(shū)的效果，这个(gè)理论(lùn)叫做MOND蒙(méng)德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意(yì)味(wèi)着我(wǒ)们(men)需要对(duì)现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也(yě)让很多人(rén)认(rèn)为暗(àn)物(wù)质假说理论就(jiù)此终结(jié)。但(dàn)是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗(àn)物质(zhì)存在的其他(tā)的理论证据(jù)，这些(xiē)理论证据是蒙德(dé)理论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离为37亿(yì)光年的子弹星系团(tuán)，由两个(gè)碰撞的星系团所组(zǔ)成，类(lèi)似这样的星团，它们大(dà)部分的(de)普(pǔ)通质量都在星系(xì)的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的(de)时候，星际气体的(de)相互(hù)作(zuò)用(yòng)就会(huì)导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之后，子(zi)弹星系团大部分的质量将位于(yú)所有这些(xiē)气体所在的中(zhōng)间区域。那么我们通(tōng)过什么来验(yàn)证它的质量区域到底是不是(shì)集(jí)中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦伯太空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜传(chuán)回了宇宙当(dāng)中第一张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我们可以明显地看到很多星系似乎被拉(lā)伸产(chǎn)生(shēng)了(le)巨(jù)大(dà)的形变。其实这(zhè)些星系本身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什(shén)么问(wèn)题，而是这样极(jí)遥远(yuǎn)的(de)天体和我们地球(qiú)上的观测者之间。被一个质(zhì)量(liàng)超级巨(jù)大的(de)天体遮挡，这个超(chāo)大(dà)质量的东西的引力，会使(shǐ)身(shēn)后更遥远星系的光都发生了扭(niǔ)曲(qū)。这个现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能是(shì)超(chāo)大(dà)质量(liàng)的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物质。

所以当人们对子弹星(xīng)系团观测的(de)时(shí)候(hòu)，发(fā)现它的大(dà)质量区域(yù)并不是(shì)在中间(jiān)，而是(shì)在两侧。所以最好的解释方法(fǎ)就是当星团发生(shēng)全(quán)部的碰撞时，可被(bèi)观测到的质量气体被卡(kǎ)在(zài)了中间(jiān)，暗物质则直(zhí)接通过了(le)这个区(qū)域，并在(zài)两边形成了引力透镜。对子弹(dàn)星系团的引力透(tòu)镜(jìng)研究也被认为是暗物质(zhì)存在的迄(qì)今为止最(zuì)好的(de)理论(lùn)证(zhèng)据。

除此之外，还有来自(zì)宇宙当中最古老(lǎo)的光。从(cóng)宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年(nián)之(zhī)后，可见光终于可以畅通(tōng)无(wú)阻地(dì)穿越(yuè)在宇宙当(dāng)中(zhōng)了(le)。经过了130多亿(yì)年之后，这些光在宇宙(zhòu)空间背景(jǐng)上留(liú)下(xià)了各相同性的微波辐射。其中红色(sè)的部分表示温度较高的区域，蓝色则表示相对(duì)较(jiào)冷的区域，但实际上它们之(zhī)间的(de)温差只有(yǒu)万分之(zhī)一。

科学(xué)家们通过对前景背景分离后的二(èr)值图像进行(xíng)连(lián)通(tōng)域(yù)提取和(hé)标记之(zhī)后(hòu)发现，如(rú)果宇宙当(dāng)中没有(yǒu)暗物质，图形看起来(lái)不应(yīng)该是这样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起(qǐ)来“和(hé)谐”。为(wèi)了匹配宇(yǔ)宙微波(bō)背景(jǐng)辐射的测量值，我们需要的(de)暗物(wù)质大约是普通物质(zhì)的5倍。这个数字与(yǔ)解(jiě)释星系(xì)当中恒(héng)星运动所(suǒ)需要的(de)暗物质比(bǐ)例是一致的(de)。这就(jiù)意味着。

用了一(yī)个简单的理论框架，就很好地解释(shì)了(le)很(hěn)多不(bù)同的观测结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙(zhòu)当(dāng)中存在着某种类型(xíng)的粒(lì)子，它(tā)们不参与任何其(qí)他的电(diàn)磁作用，只通过引力来相互(hù)作用。所以如果能够找到这种(zhǒng)粒(lì)子的(de)存在，就相当于找到(dào)了暗物质存(cún)在的实(shí)际证(zhèng)据。这种粒(lì)子到底是什么？科(kē)学家们(men)已经提出(chū)了(le)数(shù)十种的假想目标，而(ér)要寻找(zhǎo)这(zhè)些不(bù)同的目标粒子所(suǒ)需要(yào)的(de)实验方式也(yě)不相同。在过去的几十年当中，人(rén)类为了寻找这些看不见、摸(mō)不(bù)到(dào)，几乎不(bù)会与(yǔ)常规(guī)物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超(chāo)过50次的实(shí)验，却没有任何实质性的(de)发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山(shān)脉(mài)。

在山下1400米处的(de)地下矿井当中，藏着地球上最大的地学实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的探测器，一直致力于寻找(zhǎo)暗(àn)物(wù)质粒子的周期(qī)性震荡(dàng)。

自1997年(nián)以来，这里的科学家声称(chēng)观(guān)测到(dào)了(le)某(mǒu)种信号。经过(guò)了20多年(nián)的数(shù)据收(shōu)集，人(rén)们发现了一个有趣(qù)的事情(qíng)。探测(cè)率会在每年的(de)6月份(fèn)达(dá)到峰值，然(rán)后在(zài)11月降到最低，而(ér)且在20年(nián)当中每(měi)年都是一样(yàng)。一些(xiē)科学(xué)家认为这可能是(shì)人类发现暗物质的第一个直接证据(jù)。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周(zhōu)期(qī)性的(de)年度(dù)信(xìn)号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太(tài)阳系(xì)正在以220公里(lǐ)/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如果(guǒ)暗(àn)物(wù)质存在(zài)宇宙当中，这意味着我(wǒ)们也在以这样的速(sù)度在穿越着暗物质流(liú)，这个过程中(zhōng)会产生相应的振(zhèn)荡，同(tóng)时地球又(yòu)以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳的方向与太阳环(huán)绕银(yín)河系的方向是一致的，而另外半(bàn)年则(zé)与之相(xiāng)反(fǎn)。<怎敢误佳人的前一句是什么意思，两袖清风怎敢误佳人下一句怎么接/p>

而在6月(yuè)份的时(shí)候，地球(qiú)与太阳(yáng)的方向(xiàng)正好达到完全(quán)一致(zhì)，这是(shì)理(lǐ)论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在(zài)11月份，又恰好达到(dào)了最(zuì)慢值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太阳系相对银河系(xì)的平面呈现了60度(dù)的倾(qīng)斜，但是这并不影响这(zhè)个理(lǐ)论(lùn)的有效性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用(yòng)来解释，研究人(rén)员们所(suǒ)观测到的周(zhōu)期性(xìng)信号(hào)。当然也可能有其他(tā)的情况(kuàng)，造成这种年度周期信(xìn)号的(de)差(chà)异也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量(liàng)也符合这(zhè)个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球建立了一个几乎(hū)相同的实(shí)验室，这里的(de)季(jì)节与(yǔ)之前的实验室正(zhèng)好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗(àn)物质流的(de)运动特征(zhēng)和第一个实验室是一样的。

因(yīn)此(cǐ)，如(rú)果在这里可以(yǐ)得(dé)到相同(tóng)的信号，就可以成为暗物质(zhì)所存在(zài)的(de)非常有力的证据了。但(dàn)是由于这个实(shí)验室刚刚建成(chéng)不(bù)久，所以截(jié)至目前还(hái)无法提(tí)供相应的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希(xī)格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器提(tí)供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格(gé)雷(léi)斯(sī)罗曼太空望远镜其中一个关(guān)键的用(yòng)途(tú)就是探索暗物质(zhì)背(bèi)后的奥(ào)秘，对于探测(cè)的结(jié)果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实验室粒(lì)子(zi)天体物理中心的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质存在，它们极(jí)有可能拥有另一(yī)种(zhǒng)神秘(mì)的效(xiào)应，这种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说(shuō)是生命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一理(lǐ)论得(dé)到进(jìn)一步的(de)证实，那么遍布宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)的暗物质会不会(huì)意味着人(rén)类并(bìng)不孤(gū)单(dān)呢？或(huò)许在(zài)宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角(jiǎo)落的行星上(shàng)，暗物(wù)质正在通过(guò)这(zhè)样的效应创造生命。当然，这(zhè)些推论的大前(qián)提是要先找到暗物质存在的实际证据(jù)。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜(xǐ)欢请点(diǎn)赞(zàn)，你的支持是我更新的动(dòng)力！

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