宇宙是(shì)“人为制造”的？为何会存(cún)在科(kē)学(xué)无法解释的“暗物质”？暗(àn)物质又(yòu)究(jiū)竟是(shì)什么(me)？人类(lèi)为了寻找暗物质存在的证据，科学家们在(zài)过去(qù)的几(jǐ)十年当中进(jìn)行了(le)超过50次的长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任何的(de)有效证(zhèng)据。除(chú)了(le)一个地方，在1687年出版的(de)自然哲学(xué)数学(xué)原理(lǐ)一书中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后的几百年来，当天(tiān)文学家们发(fā)现(xiàn)某些天体运行轨道出(chū)现异常，不符(fú)合万有(yǒu)引(yǐn)力定律的时候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未知的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通过天王(wáng)星运行(xíng)轨(guǐ)道的(de)异常，推算(suàn)并且(qiě)发现了海王星的存(cún)在(zài)。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有引力定(dìng)律所取得重大天文成就的例子。但是这些(xiē)发(fā)现都是在(zài)恒星系统的尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我(wǒ)们(men)上升到星系(xì)或者(zhě)是星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的(de)物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的质量。这是一个由数(shù)千个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这(zhè)些星系被引力(lì)束(shù)缚(fù)在一起。测量星系团的质(zhì)量一(yī)般会(huì)使用到两种方法，当两种方法结(jié)果一致(zhì)，就(jiù)可以确定其质量的范(fàn)围。

第一(yī)种是获(huò)得其(qí)"光度学的质量(liàng)"，需要(yào)的数据是测量各个星系的(de)光(guāng)度。

第二(èr)种是动力学质量(liàng)的计算，是利用光(guāng)谱红(hóng)移测量(liàng)星系团(tuán)中的各个星系相对于星(xīng)系(xì)团的运动(dòng)速度。当测量结果出来(lái)之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意(yì)味着，后发座星系(xì)团(tuán)有99%的质量消(xiāo)失了(le)，或者说这99%的质(zhì)量并不以可(kě)见光的形式所存在，我们无法看到。最诡异的(de)是，在测量速度(dù)的过程(chéng)中(zhōng)，兹威(wēi)基发现星系(xì)团中很多星系的(de)速度比理论(lùn)上要(yào)快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可见(jiàn)星系的质量所产(chǎn)生的引力是无法将它们束缚(fù)在星系团(tuán)内的，它们早就应该被抛出星系团(tuán)之(zhī)外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量在起作(zuò)用，这种力量来(lái)源(yuán)于某种(zhǒng)隐形的物质。

据(jù)此，兹维(wéi)基提(tí)出了这样部(bù)分(fēn)不可见的暗质，它不发散光、吸(xī)光(guāng)、反射(shè)光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中(zhōng)绝大部(bù)分的(de)质(zhì)量。只是当(dāng)时的人们对这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天文(wén)学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观(guān)测仙(xiān)女(nǚ)座星系(xì)中的(de)恒星运(yùn)动。理论上来(lái)说，距离中心越远的恒星(xīng)在其(qí)轨道上(shàng)的运行速度就会越慢。但是他们观测的结果却让人(rén)感到不可(kě)思议。

随着与中心距离的增加，恒星(xīng)的旋转速度(dù)几乎(hū)保持不变。可是根(gēn)据牛顿的万有引力(lì)定(dìng)律，在星系当中(zhōng)如果没有足够大的质量(liàng)来吸引(yǐn)它(tā)们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇(yǔ)宙当中了。基(jī)于这(zhè)种现象(xiàng)，科学(xué)家们会使用一(yī)种相对标(biāo)准的方法来解释暗物质的(de)存在，这种方法就(jiù)是测量(liàng)星(xīng)系当中气体(tǐ)在X轴上(shàng)距(jù)离星(xīng)系中(zhōng)心的距(jù)离，以(yǐ)及(jí)在Y轴(zhóu)上气体的旋(xuán)转速度。如果出现异常的结果，就认(rèn)为是由暗物(wù)质的(de)力量进入其(qí)中。

于是科学家们通过射电(diàn)望(wàng)远镜测量(liàng)了距离(lí)星系(xì)中心更远(yuǎn)距离的氢元(yuán)素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳系也不例外，太阳系位于(yú)银河系的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根据万有引力(lì)定(dìng)律(lǜ)进行计(jì)算，太阳系的(de)运(yùn)行速(sù)度应该是160千米(mǐ)/秒，但实(shí)际上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银河系(xì)旋转，这个实(shí)际速度(dù)远(yuǎn)远大于理论速度，那么产生以上这种向心加速度的原因很可能就是存在着一种我(wǒ)们看不到(dào)的物质，是这些(xiē)暗物质的引力(lì)效应将(jiāng)星(xīng)系聚(jù)集(jí)在(zài)了一(yī)起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的研究人(rén)员开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根据星系外(wài)恒星(xīng)轨道的速度(dù)，估算在星系当中暗物质的质(zhì)量占整个(gè)星系(xì)质量的85%。但是，暗物质(zhì)并(bìng)不是唯一可以解释这个现象的原因。在一项新的研究当(dāng)中，科学家(jiā)们(men)发现(xiàn)，几乎没有引力效应(yīng)的(de)遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速(sù)度上的微小差(chà)异(yì)。另(lìng)外，天文学家还发现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离地球(qiú)大约2.5亿1039违章代码是什么意思 1039违章代码扣分吗光年，大(dà)小(xiǎo)和银(yín)河系(xì)不多，但是星系当中存在(zài)的恒星数量(liàng)却只有(yǒu)银河系的(de)千(qiān)分之(zhī)一。

所(suǒ)以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离(lí)析。但是科学家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系中的恒星运动是可以用正(zhèng)常的物(wù)质和力(lì)学定律来解(jiě)释(shì)的(de)。那么又有人提出，也许(xǔ)该(gāi)星系的暗物质，已(yǐ)经被附近的(de)另一个大星系(xì)剥离了。奇(qí)怪的是，它(tā)的附近没有任何星系存在。造成这些现象的(de)除了暗(àn)物质的假说之外，另一种(zhǒng)可能就是人类(lèi)对引力(lì)的理解(jiě)还(hái)不(bù)够全面，引力很(hěn)可能在不同尺度空间中的工(gōng)作方(fāng)式是不同(tóng)的，这意味着在行(xíng)星系(xì)尺(chǐ)度中(zhōng)的天体会沿着它们的轨道，按照(zhào)我们所理解的(de)方(fāng)式运动。但是(shì)上(shàng)升到(dào)星(xīng)系(xì)和星团的尺度，引力之间(jiān)的(de)相互作用(yòng)则是(shì)不同的方式。对于在星(xīng)系(xì)团之间(jiān)的相互作用，科(kē)学(xué)家还引入了外部场效应的概念，指(zhǐ)的是(shì)在(zài)数百万(wàn)光年的规模(mó)上，巨大的质(zhì)量之间会产(chǎn)生(shēng)对(duì)彼此特(tè)殊的效果，这个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的物理(lǐ)定律进(jìn)行(xíng)修正，这些发现也让很多人认为暗物质假说理(lǐ)论就此(cǐ)终结(jié)。但是在(zài)宇(yǔ)宙当(dāng)中还有(yǒu)关于(yú)暗(àn)物质存在(zài)的其(qí)他的(de)理论(lùn)证据，这些(xiē)理论证据是蒙(méng)德理(lǐ)论所没法(fǎ)解释的“引力(lì)透镜”。

径向距离为(wèi)37亿(yì)光(guāng)年的(de)子弹星系团，由两个碰撞的星系(xì)团所组成，类似这(zhè)样的星团，它们大部(bù)分(fēn)的普通质量都在星系的气(qì)体当中。当星团以1000万(wàn)公(gōng)里/小时发生(shēng)碰撞(zhuàng)的(de)时候，星际气体的相互作用(yòng)就会导致温度(dù)的(de)急剧升高，速度大(dà)幅降(jiàng)低。所以在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹星(xīng)系团(tuán)大(dà)部分的质量将(jiāng)位(wèi)于(yú)所有这些气体所在的中(zhōng)间区域。那么我们通过什(shén)么来验证它(tā)的质量区域到底是不是集中在(zài)中(zhōng)间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯(sī)韦伯太空(kōng)望(wàng)远镜传回了(le)宇宙当中第一张全(quán)彩的高清照片，在照(zhào)片中我们可(kě)以明显地看到很多星系似乎(hū)被拉伸(shēn)产生了巨大的(de)形变。其实这些(xiē)星系本身并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望(wàng)远镜出了什么问题，而是这样(yàng)极遥远(yuǎn)的天体和我们地(dì)球上(shàng)的观(guān)测者之间。被(bèi)一个质(zhì)量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东(dōng)西(xī)的引力，会使身后更遥远星系的(de)光(guāng)都发生了(le)扭曲(qū)。这个(gè)现象就是引力(lì)透镜效应。这个巨大(dà)的(de)天体可(kě)能是超(chāo)大质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是(shì)暗物质。

所以当(dāng)人们(men)对子(zi)弹星系团(tuán)观测的时候，发(fā)现它的大质量区域并不是在中间，而是在两侧。所以最好的(de)解释方法就是当(dāng)星(xīng)团发生全部的碰撞时(shí)，可被观测到的质(zhì)量气(qì)体被卡(kǎ)在了中间，暗物质(zhì)则直接通过了这(zhè)个区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子(zi)弹星(xīng)系团的引力透镜(jìng)研究也被认(rèn)为(wèi)是暗物质存(cún)在(zài)的(de)迄今(jīn)为止(zhǐ)最好的理论(lùn)证(zhèng)据(jù)。

除(chú)此之外，还有来自宇宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙(zhòu)大爆(bào)炸(zhà)开始(shǐ)，38万年之后，可见(jiàn)光终(zhōng)于可(kě)以畅(chàng)通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经过了(le)130多亿(yì)年之后，这(zhè)些光(guāng)在宇宙(zhòu)空间背景(jǐng)上留下(xià)了各相同性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区域(yù)，蓝色则表(biǎo)示相(xiāng)对较(jiào)冷的(de)区域，但实际(jì)上它们之间(jiān)的温差只有万分之一(yī)。

科学家(jiā)们通过对前景(jǐng)背(bèi)景分离后(hòu)的二值图像进行(xíng)连(lián)通域提(tí)取和标(biāo)记之后(hòu)发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的幅(fú)度(dù)会减小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我(wǒ)们需要的暗物质大约(yuē)是(shì)普通物(wù)质(zhì)的5倍。这个数字与解释(shì)星系(xì)当中恒星运动(dòng)所需(xū)要的(de)暗物(wù)质比例是(shì)一(yī)致的(de)。这就意味着。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就很(hěn)好地解释(shì)了很多不同的(de)观(guān)测结果。而暗(àn)物质的本质就是宇宙(zhòu)当(dāng)中存在着某种类型的粒子，它们不参(cān)与任何(hé)其他的(de)电(diàn)磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过引力(lì)来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存(cún)在(zài)，就相当于找到了暗(àn)物质存(cún)在的实际证(zhèng)据。这种粒(lì)子到底是(shì)什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的假(jiǎ)想目(mù)标，而(ér)要(yào)寻找这(zhè)些不同的目标粒子所(suǒ)需(xū)要(yào)的实验方式也(yě)不相同(tóng)。在(zài)过去(qù)的几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类(lèi)为了寻找(zhǎo)这些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会(huì)与(yǔ)常规物质相互(hù)作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已经进(jìn)行了超过50次(cì)的实验，却没有任何(hé)实质(zhì)性的发现，除了(le)一(yī)个(gè)地方，意大利的格兰(lán)萨(sà)索山，隶属(shǔ)于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井当中(zhōng)，藏(cáng)着(zhe)地球(qiú)上最(zuì)大(dà)的地学实验室，这个实验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力(lì)于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科学家声称(chēng)观测到(dào)了某(mǒu)种信号。经(jīng)过(guò)了(le)20多年的数据收(shōu)集(jí)，人们发(fā)现了一个有趣的事情(qíng)。探(tàn)测(cè)率会在每年的6月份(fèn)达(dá)到峰值(zhí)，然后(hòu)在11月(yuè)降到(dào)最低，而且1039违章代码是什么意思 1039违章代码扣分吗在20年当中(zhōng)每年都是一样。一些科学家认为这(zhè)可能是人类发现暗物质的第一个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会产生周期(qī)性的年度(dù)信号呢？刚(gāng)才(cái)我们(men)讲了太阳系正在以220公里/秒的(de)速(sù)度(dù)围绕着银(yín)河系进行移动，那(nà)么(me)如果暗(àn)物质存(cún)在(zài)宇宙(zhòu)当中，这(zhè)意(yì)味(wèi)着我们(men)也在以(yǐ)这样的(de)速(sù)度在(zài)穿越着(zhe)暗物质(zhì)流(liú)，这(zhè)个过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋(xuán)转。所(suǒ)以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳(yáng)的方(fāng)向与太阳(yáng)环绕银(yín)河系(xì)的方向(xiàng)是一致的(de)，而(ér)另外半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳(yáng)的方(fāng)向正好(hǎo)达到完全(quán)一(yī)致，这是理论上地球(qiú)穿越暗物质流最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰(qià)好达到(dào)了最慢(màn)值(zhí)。尽管在实(shí)际的情况中，太阳系(xì)相对(duì)银河(hé)系的平面呈现了60度(dù)的倾斜，但是(shì)这并不影响(xiǎng)这个理论的有(yǒu)效性(xìng)。

因(yīn)此科学家(jiā)认为这可以用来(lái)解释，研究(jiū)人员们所观测到的(de)周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他(tā)的情况，造成(chéng)这种(zhǒng)年度周期信号的(de)差异也(yě)可能(néng)是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数(shù)量也符合这(zhè)个周期的规律。

所以，科学家(jiā)们又在南半(bàn)球建立了一个(gè)几乎相同(tóng)的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的实(shí)验室正好相反，而(ér)在这里，地球穿(chuān)过暗物质流的运动特征和(hé)第一个实验室是(shì)一样(yàng)的。

因此，如果在这(zhè)里可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为(wèi)暗物(wù)质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但是由于这个实验室(shì)刚刚建成不久，所以截至目前还无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射(shè)一台新的望远镜，这(zhè)台太空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视(shì)场仪器提供(gōng)的视野是哈勃(bó)红外仪(yí)器(qì)的(de)100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太(tài)空(kōng)望远(yuǎn)镜其(qí)中一(yī)个关(guān)键的用途就(jiù)是探(tàn)索(suǒ)暗物质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于探测的结果，我们(men)只能(néng)拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体物理中(zhōng)心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存(cún)在，它们极有可能(néng)拥有另一种神秘的(de)效应，这种暗物质(zhì)效(xiào)应，会支持宇宙(zhòu)当(dāng)中生命的(de)诞生(shēng)，或者说是生命(mìng)进化的(de)一个重要(yào)因素。

如果这一(yī)理论得到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当(dāng)中的(de)暗物质会不会意(yì)味(wèi)着人(rén)类(lèi)并不(bù)孤单(dān)呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上，暗(àn)物质正在通(tōng)过这样的效应创造生命。当然，这些推论(lùn)的大前提是要先找到暗(àn)物质存在(zài)的实(shí)际证(zhèng)据。那么(me)小(xiǎo)伙(huǒ)伴们，你们觉得(dé)暗物质(zhì)到(dào)底存不存在呢？喜欢(huān)请点(diǎn)赞，你的支持是(shì)我更新的动力！

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