宇宙是“人为(wèi)制造(zào)”的？为(wèi)何会存在(zài)科(kē)学无法(fǎ)解释的(de)“暗物(wù)质(zhì)”？暗物质又(yòu)究竟(jìng)是(shì)什么？人(rén)类为了寻找暗物(wù)质存在的证(zhèng)据(jù)，科学家们在过去的(de)几十年当中进(jìn)行(xíng)了超(chāo)过50次的长(zhǎng)期实验，但是却没(méi)有发现(xiàn)任何(hé)的有效证据。除(chú)了一(yī)个(gè)地方(fāng)，在1687年(nián)出版的(de)自(zì)然哲学数(shù)学原理一(yī)书(shū)中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文学家们(men)发现某些天(tiān)体运行轨道出现异常，不(bù)符(fú)合(hé)万有引力(lì)定(dìng)律的时候，他们就(jiù)会知道，周围(wéi)一定有未(wèi)知的天体通过(guò)引力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶(yé)就(jiù)通过天王星运行轨道(dào)的异(yì)常，推(tuī)算并且发现了海王星的(de)存(cún)在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都是应用万有引力定律(lǜ)所取得重(zhòng)大天文成就的例子。但是这些发现都是(shì)在(zài)恒星系(xì)统的尺度当中，可当我(wǒ)们上升到星系或者是星团的尺度，事情就开始变得(dé)诡异(yì)了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物理学(xué)家弗(fú)里茨(cí)兹威基正在研究和测量后发星(xīng)系(xì)团的质量(liàng)。这是一个由数千个星系(xì)所(suǒ)组成的巨大(dà)星系团(tuán)，这些星系(xì)被引力束缚在一起。测(cè)量星系团的质量一般会使用到两种(zhǒng)方(fāng)法，当两(liǎng)种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)结果(guǒ)一致(zhì)，就(jiù)可以(yǐ)确定(dìng)其(qí)质(zhì)量的范围。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质量"，需要的(de)数(shù)据(jù)是测量各个星系(xì)的光度(dù)。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计算，是利用光谱红(hóng)移测量星(xīng)系团中的各个星系相对于星(xīng)系(xì)团(tuán)的运动(dòng)速(sù)度(dù)。当(dāng)测量结果出来之后，兹威基(jī)彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度(dù)学质量”的(de)400倍。这(zhè)意味着，后发座(zuò)星系团(tuán)有99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的(de)质(zhì)量并不以可见光(guāng)的形式所存在，我(wǒ)们(men)无法看到。最诡异的是，在测(cè)量速度的过程中，兹(zī)威(wēi)基发现星系团中很(hěn)多星系的速(sù)度(dù)比理(lǐ)论上(shàng)要快得多，按照牛顿(dùn)的运动学(xué)定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这(zhè)些(xiē)可见(jiàn)星(xīng)系的质量(liàng)所产生(shēng)的引力是无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它们早就应(yīng)该被抛出(chū)星系团之(zhī)外了(le)，除非有(yǒu)一(yī)种神秘的力量在(zài)起作用，这(zhè)种力量来源于某(mǒu)种隐形的物质(zhì)。

据此，兹维基提(tí)出(chū)了这(zhè)样部分不可(kě)见的暗质，它不发散光(guāng)、吸(xī)光、反射光，但(dàn)是(shì)它(tā)们却占据(jù)着宇宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时(shí)的人(rén)们对这样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文(wén)学家维拉(lā)鲁宾和肯特(tè关于团结就是力量的名人素材事例，关于团结的名人素材事例有哪些)福特(tè)在观(guān)测仙女座星系中(zhōng)的恒星运动。理论上来说，距离中心(xīn)越(yuè)远的(de)恒星在其轨道上(shàng)的运(yùn)行(xíng)速度就会越慢。但是他们观(guān)测的结果却让(ràng)人感到(dào)不可思(sī)议。

随着(zhe)与中心(xīn)距离(lí)的增(zēng)加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根(gēn)据牛(niú)顿的万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律，在星(xīng)系当中如果没有足够大的质量(liàng)来(lái)吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中了。基(jī)于这(zhè)种现象，科学家们会使用一种相对标(biāo)准(zhǔn)的方法来(lái)解释(shì)暗物质(zhì)的存(cún)在，这种方(fāng)法就是测量星系(xì)当(dāng)中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋(xuán)转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗(àn)物(wù)质的力量进入(rù)其中。

于是科(kē)学家(jiā)们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距(jù)离的氢元(yuán)素，发现它们的(de)旋转(zhuǎn)速度并不(bù)符合(hé)牛(niú)顿的力学定律。我们的太(tài)阳系也不例(lì)外，太阳系位于(yú)银(yín)河(hé)系的(de)第(dì)三悬臂之上，距离银(yín)河系中(zhōng)心2.6万(wàn)光年，根(gēn)据(jù)万有(yǒu)引力定律进行计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但(dàn)实际(jì)上，太(tài)阳系正在以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银河系旋转，这个实际速度远远大于(yú)理论(lùn)速(sù)度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加速度(dù)的(de)原(yuán)因很可能(néng)就是(shì)存(cún)在着一种我(wǒ)们看(kàn)不到的(de)物质，是这些暗物质的引力(lì)效(xiào)应将星系聚集在了一起。

也是(shì)从(cóng)这(zhè)时开始，越来越多的研究(jiū)人(rén)员开始(shǐ)相(xiāng)信暗物质(zhì)的存在(zài)。科学家根据星系外恒(héng)星轨(guǐ)道(dào)的(de)速度，估算在星系当中暗物质的质(zhì)量占整个(gè)星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是(shì)，暗物质(zhì)并(bìng)不是唯一可以解释这个现象的原因。在一(yī)项新(xīn)的研究当中(zhōng)，科学家(jiā)们发(fā)现，几(jǐ)乎(hū)没有引力效应(yīng)的遥(yáo)远(yuǎn)恒(héng)星之间，也会出现速度上(shàng)的微小(xiǎo)差异(yì)。另外(wài)，天文学(xué)家还发现(xiàn)了一个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系(xì)距离(lí)地球大(dà)约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小和银(yín)河系不多，但是(shì)星系当中存(cún)在的恒星(xīng)数量(liàng)却只有银河系(xì)的(de)千分之一。

所(suǒ)以在(zài)理论(lùn)上，该(gāi)星系必须存在暗物质，否则(zé)就会分崩离析。但是科学家们使(shǐ)用(yòng)最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量(liàng)之后，发现星系(xì)中的恒星运动是可以用正常的物质(zhì)和力学(xué)定律来解(jiě)释的。那么又(yòu)有人提出，也(yě)许该星系的暗(àn)物(wù)质(zhì)，已经被附近的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它的附(fù)近没(méi)有(yǒu)任何星系存在。造成(chéng)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(lì)的理(lǐ)解还(hái)不够全面，引力(lì)很(hěn)可能在(zài)不同尺度(dù)空间中(zhōng)的工作方(fāng)式是不同的(de)，这意味着在行星系(xì)尺度中(zhōng)的(de)天体会沿着(zhe)它们的轨道，按照(zhào)我们所(suǒ)理解的方(fāng)式运动。但是上升到星(xīng)系和星团的尺度，引力之(zhī)间的相互作(zuò)用则是不同的方式。对于在星系(xì)团之间的相(xiāng)互作用，科学家还引入(rù)了外部场效应(yīng)的(de)概念，指的是(shì)在数百万光年(nián)的(de)规模上(shàng)，巨大的质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的效果(guǒ)，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成(chéng)立，这意味着(zhe)我们需(xū)要对现在的物理定律(lǜ)进行(xíng)修正，这(zhè)些发(fā)现也让很多人认为暗物质假说理论就此终结。但是在(zài)宇宙当中还有关于暗(àn)物质存在的其(qí)他(tā)的(de)理论证据，这些理论证据(jù)是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为(wèi)37亿(yì)光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞(zhuàng)的(de)星系团所组成，类似(shì)这(zhè)样的星团，它(tā)们(men)大部分的普通质量(liàng)都(dōu)在星系的气体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气(qì)体(tǐ)的相互作用就会导致温度的(de)急剧升高，速度大幅降低。所以在理(lǐ)论上(shàng)，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大(dà)部分的质量(liàng)将位(wèi)于(yú)所(suǒ)有这些(xiē)气(qì)体所在(zài)的(de)中(zhōng)间区域。那么我(wǒ)们通过什么(me)来验(yàn)证它(tā)的(de)质量区域(yù)到(dào)底是不是集中在(zài)中间呢？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜传回(huí)了宇宙当中第一(yī)张全彩的高(gāo)清照(zhào)片，在照片(piàn)中(zhōng)我(wǒ)们(men)可以明显地(dì)看到(dào)很多星系似乎被(bèi)拉(lā)伸(shēn)产生(shēng)了(le)巨(jù)大的形变。其(qí)实这(zhè)些星系本身(shēn)并不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什(shén)么(me)问题(tí)，而是这样(yàng)极遥(yáo)远(yuǎn)的天体和我(wǒ)们地(dì)球上的观测者之间(jiān)。被(bèi)一个质量超(chāo)级(jí)巨大(dà)的天体遮挡，这个(gè)超大质量的东西的引力，会使身后更遥远星系(xì)的(de)光都发生了扭(niǔ)曲。这个现象就(jiù)是引力透镜效应。这个(gè)巨大的天体(tǐ)可能(néng)是超大质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是暗物质(zhì)。

所以当(dāng)人们对子弹(dàn)星系团(tuán)观测的时(shí)候，发现它的(de)大(dà)质量区域并(bìng)不(bù)是(shì)在中间(jiān)，而是在(zài)两侧。所(suǒ)以(yǐ)最好的解释方法就(jiù)是当(dāng)星团发生(shēng)全部(bù)的碰(pèng)撞(zhuàng)时(shí)，可被观(guān)测到的(de)质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过(guò)了这个区域，并在两边形成了引力(lì)透(tòu)镜。对子弹(dàn)星系团的引力透镜研(yán)究也被认为是暗物质存在(zài)的迄今为止最(zuì)好的理论证(zhèng)据。

除此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之后，可(kě)见光终(zhōng)于(yú)可以畅通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这些光在宇宙空间背(bèi)景上留下了各相(xiāng)同性的微波辐射。其中红(hóng)色的(de)部分表(biǎo)示温度(dù)较高(gāo)的区(qū)域，蓝色则表示(shì)相对较冷的(de)区域，但(dàn)实际上它们之间的温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景分(fēn)离后的二值图像进行连(lián)通域(yù)提取和标记之(zhī)后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看(kàn)起(qǐ)来(lái)不应该是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得(dé)看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景辐射(shè)的测量(liàng)值，我(wǒ)们需要的(de)暗物质大约是普(pǔ)通物质(zhì)的5倍。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星运动所(suǒ)需要的暗物(wù)质比例是(shì)一致的。这就意味着。

用了一个简(jiǎn)单(dān)的(de)理论框架，就(jiù)很好地(dì)解释了很多不同(tóng关于团结就是力量的名人素材事例，关于团结的名人素材事例有哪些)的观(guān)测结果。而(ér)暗物(wù)质(zhì)的本质就(jiù)是宇宙当(dāng)中存(cún)在着某(mǒu)种类型的粒子(zi)，它们不参与(yǔ)任(rèn)何其他的电磁作用，只通过引力来相互作(zuò)用。所以如果能够找到这(zhè)种粒子的存在，就相当于找(zhǎo)到了暗(àn)物质(zhì)存在的(de)实际证据(jù)。这(zhè)种粒子(zi)到底是(shì)什么？科学家们已经(jīng)提出(chū)了数十种的假想目(mù)标，而要寻找这些不同的目标粒子所需要的实验方式也不相同(tóng)。在过去的几十年当(dāng)中，人(rén)类为了寻找这些看不见(jiàn)、摸不到，几乎不会与常规物质(zhì)相(xiāng)互作用(yòng)的“暗物质”，科学(xué)家们(men)已经进行了超过(guò)50次的实验(yàn)，却(què)没有任何实质性的发现，除了一个地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中(zhōng)，藏着(zhe)地球上最大的地(dì)学实验室，这(zhè)个(gè)实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的探(tàn)测器，一直致力于寻(xún)找暗物质(zhì)粒子的周(zhōu)期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过(guò)了(le)20多年的数据收集(jí)，人们发现了一(yī)个有趣的事情(qíng)。探测(cè)率会在每(měi)年(nián)的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月降(jiàng)到最低，而且在20年当中(zhōng)每(měi)年(nián)都是一样。一些科学(xué)家认为(wèi)这可能是(shì)人类(lèi)发现(xiàn)暗(àn)物质的第一(yī)个(gè)直(zhí)接证据。

但(dàn)是为什么暗物(wù)质会产生周(zhōu)期性的年度信(xìn)号呢(ne)？刚才(cái)我们(men)讲了太阳(yáng)系正(zhèng)在以220公里/秒的速度围绕(rào)着(zhe)银河系进行移动，那么如果暗(àn)物质存在(zài)宇(yǔ)宙当中，这(zhè)意味(wèi)着我们也在以这样的速(sù)度在穿越着暗物质流，这(zhè)个过(guò)程中会(huì)产生相(xiāng)应(yīng)的振荡，同时地球(qiú)又以(yǐ)30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕太阳进行(xíng)旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河(hé)系(xì)的方向是一致(zhì)的，而另外(wài)半(bàn)年则与之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份(fèn)的时候，地球与太阳(yáng)的(de)方(fāng)向正好(hǎo)达到完全(quán)一致，这是理(lǐ)论上(shàng)地(dì)球穿(chuān)越暗物质流最快的时(shí)段。而在11月份，又(yòu)恰(qià)好达(dá)到了最慢值。尽(jǐn)管在(zài)实际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了(le)60度的倾斜(xié)，但是这并不影响这个理论的(de)有(yǒu)效(xiào)性。

因此科(kē)学家认为这可(kě)以用来(lái)解释，研究人员(yuán)们所(suǒ)观测到的周期性信(xìn)号。当然也可能有其他的情况，造成这种年度周期(qī)信号的差异也可能(néng)是温度(dù)、湿度(dù)、土壤中的水分(fēn)、高山上的积雪(xuě)，甚至连意(yì)大(dà)利游客(kè)的(de)数量也(yě)符合(hé)这(zhè)个周期的规(guī)律(lǜ)。

所以，科学家们又在南半球建立(lì)了一个几(jǐ)乎相(xiāng)同的实(shí)验室，这(zhè)里(lǐ)的季节与(yǔ)之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗物(wù)质(zhì)流的运动特征和(hé)第(dì)一个(gè)实验(yàn)室是一样(yàng)的。

因此，如果在这(zhè)里可(kě)以得到(dào)相同(tóng)的(de)信号，就可以(yǐ)成为暗物(wù)质(zhì)所(suǒ)存在的(de)非常有力的证据了。但是由(yóu)于这个实验室刚刚(gāng)建成不久(jiǔ)，所(suǒ)以截(jié)至(zhì)目前还(hái)无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜，这台(tái)太空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空(kōng)望远镜其中(zhōng)一个关键的(de)用途就(jiù)是探索暗物(wù)质背(bèi)后的奥秘，对于探(tàn)测的结果，我们只能拭目(mù)以(yǐ)待(dài)了。费米实验室(shì)粒子天体物理中心的科(kē)学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存在(zài)，它们极(jí)有可能(néng)拥有另一种神(shén)秘的效应(yīng)，这种暗物质(zhì)效(xiào)应，会支持宇宙当中生命的(de)诞(dàn)生，或者(zhě)说是生命进化的一(yī)个(gè)重要因素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步的证实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗(àn)物质(zhì)会不会意味着(zhe)人类并不(bù)孤(gū)单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角落(luò)的(de)行(xíng)星上，暗物质正在通过这样的效应(yīng)创造生命。当然，这些推论的大(dà)前提是要先找到(dào)暗(àn)物(wù)质存在的实际证(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴们(men)，你们(men)觉(jué)得暗物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的(de)支持(chí)是我更(gèng)新(xīn)的(de)动力(lì)！

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