宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在(zài)科学无法解释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类为了(le)寻找暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的证据，科学家们在过(guò)去的(de)几十年当中进(jìn)行了超过50次(cì)的长期实验，但(dàn)是却没有(yǒu)发现任何的有效证据。除了一(yī)个(gè)地方，在1687年出(chū)版的自然哲学数学原理一书中，埃(āi)萨克(kè)牛顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后的(de)几百年来，当天文(wén)学家们发(fā)现某些天体运行轨道出现异常，不符合(hé)万有引力(lì)定律的时候(hòu)，他们就会知道，周围一定有未(wèi)知的(de)天体通(tōng)过引力在摄动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运(yùn)行轨道的(de)异常(cháng)，推(tuī)算并且发现了海王星的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥(míng)王(wáng)星的发(fā)现都是应用万(wàn)有引力定律所取得重大天(tiān)文成就的例子(zi)。但是(shì)这(zhè)些(xiē)发现都是(shì)在恒星(xīng)系统的(de)尺度当(dāng)中(zhōng)，可当我们上升到(dào)星系或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物(wù)理学(xué)家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测量后(hòu)发星系团的质量。这是一(yī)个由数千个(gè)星(xīng)系(xì)所组成的巨大星系团，这些星(xīng)系被(bèi)引力束缚在一起。测量星系团(tuán)的质量一般(bān)会使用(yòng)到(dào)两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就可以确(què)定其质(zhì)量的范围。

第一种是获(huò)得(dé)其"光度学的(de)质量(liàng)"，需要(yào)的数据(jù)是测量各个星系(xì)的光度。

第二种是(shì)动力学质量的(de)计(jì)算，是利用光谱红移测量星系团中的(de)各(gè)个星系相(xiāng)对于星系团的运动速(sù)度。当(dāng)测量结果(guǒ)出来(lái)之后，兹威(wēi)基彻底懵(měng)了(le)，“动(dòng)力学质(zhì)量”竟(jìng)然(rán)是(shì)“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有(yǒu)99%的(de)质(zhì)量(liàng)消(xiāo)失了，或者(zhě)说这99%的质量并不以可见光的形式所存在，我们无(wú)法看到。最(zuì)诡异的(de)是，在测量(liàng)速(sù)度的过程中，兹(zī)威基发(fā)现星系(xì)团中很(hěn)多星系的速度比理论上要快得(dé)多，按照牛顿(dùn)的运动学定(dìng)律(lǜ)，仅靠这些可见星系的(de)质量(liàng)所产生的引力是(shì)无法(fǎ)将它们束缚(fù)在星系团内的，它(tā)们早就应该被抛出星系团之(zhī)外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量在(zài)起作用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出(chū)了这样部分不可见的(de)暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却占据着宇宙(zhòu)中绝(jué)大部(bù)分的质量命运多桀和命运多舛的区别怎么读，命运多桀和命运多舛的区别是什么。只是当时的人(rén)们对这样的(de)一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗(àn)物质(zhì)”这个词才(cái)再一次出现。天文(wén)学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观(guān)测仙女座星系中的(de)恒(héng)星运动。理(lǐ)论(lùn)上来说，距(jù)离(lí)中心越远的恒星在其轨道上的(de)运行速度就会越慢。但是他们观测的结(jié)果却让(ràng)人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随着与中心距离的增(zēng)加，恒(héng)星(xīng)的旋转速度几(jǐ)乎保持不变。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(de)质量来吸引(yǐn)它(tā)们，这些外围的恒星(xīng)早(zǎo)就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这种现象(xiàng)，科(kē)学家们会使(shǐ)用一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的(de)方法来解释暗物质的存在，这种方法就是测量星系当(dāng)中气体在X轴上距(jù)离星系中心(xīn)的(de)距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速(sù)度(dù)。如果出现异常的结果，就认为(wèi)是由暗(àn)物质(zhì)的力量进入(rù)其(qí)中。

于是科学家(jiā)们通过射电望远镜(jìng)测量了距(jù)离星(xīng)系中心更远距离的氢元(yuán)素，发现它(tā)们的旋转速(sù)度并不符合(hé)牛(niú)顿的力学定(dìng)律。我们的太阳系也不例(lì)外，太(tài)阳系位于(yú)银河系的第三(sān)悬臂之(zhī)上，距离银河(hé)系中心2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万(wàn)有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但(dàn)实际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河系旋转(zhuǎn)，这个(gè)实际速度远远大于理论速(sù)度，那(nà)么产(chǎn)生以上这种向(xiàng)心(xīn)加速度的原因(yīn)很可能就是存在着一种(zhǒng)我们看不到(dào)的物(wù)质(zhì)，是这些暗(àn)物(wù)质的引力(lì)效应将星系聚集在了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越多的研(yán)究人员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速(sù)度(dù)，估(gū)算(suàn)在星(xīng)系当中暗物质的质量占整个星(xīng)系质量的(de)85%。但是，暗(àn)物质并不(bù)是唯一可以解释这个现象(xiàng)的原因。在一(yī)项新(xīn)的研究(jiū)当中，科学(xué)家们发现，几乎(hū)没有引力效应(yīng)的遥远恒星之(zhī)间，也会出现(xiàn)速度(dù)上的微小差异。另(lìng)外，天(tiān)文学(xué)家还(hái)发现(xiàn)了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多(duō)，但是星(xīng)系当中(zhōng)存(cún)在的恒星(xīng)数量却只有银河系的千分(fēn)之一。

所以在理论(lùn)上，该星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离析(xī)。但是科学家们(men)使用最(zuì)先进的(de)望远镜对其(qí)进行了40个小时的详(xiáng)细测量(liàng)之(zhī)后，发现星系中的恒星运(yùn)动是可以用正常的(de)物质和力学(xué)定(dìng)律来解释的。那(nà)么又有(yǒu)人(rén)提出，也(yě)许该星系(xì)的暗(àn)物质，已经(jīng)被附近的另一个大星系剥离了(le)。奇怪的是，它的附近没有任何(hé)星系(xì)存在。造(zào)成这些现象的除了暗物质的假说之外，另(lìng)一种可能就是人类(lèi)对引(yǐn)力的理解还不够全面，引力很(hěn)可能在不(bù)同尺度空(kōng)间(jiān)中的工作方式是不同的，这意(yì)味着(zhe)在行(xíng)星系(xì)尺(chǐ)度中的天(tiān)体会沿(yán)着它们的轨道，按照我们所理解(jiě)的方式运(yùn)动(dòng)。但是(shì)上升到(dào)星系和星团的尺度，引力之间(jiān)的相互作用则是不同的方式。对于在(zài)星(xīng)系团之(zhī)间(jiān)的相互(hù)作用(yòng)，科学家(jiā)还引入了外(wài)部场效应的(de)概念，指的是在数(shù)百万光(guāng)年的规模上，巨(jù)大的质(zhì)量之(zhī)间会(huì)产(chǎn)生对彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如(rú)果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这(zhè)意味着我们需要对现在(zài)的物理定律进行修(xiū)正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让很多人(rén)认为暗物质假说理论就此终结。但(dàn)是(shì)在宇宙当(dāng)中(zhōng)还有关于暗物质存在的其(qí)他的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的“引力透镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为(wèi)37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组成，类似这样的(de)星团，它们(men)大部分的普通(tōng)质量都在星系(xì)的气体当中。当(dāng)星团以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体的相互作用就会导致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团(tuán)大部分(fēn)的质(zhì)量将(jiāng)位于所有这些(xiē)气体所(suǒ)在(zài)的中间区(qū)域。那么我们通(tōng)过什么来验证它的质量(liàng)区域到底是不是集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望(wàng)远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一(yī)张(zhāng)全彩(cǎi)的高清照片，在(zài)照片中(zhōng)我们可以(yǐ)明(míng)显(xiǎn)地看到很多(duō)星系似乎(hū)被拉伸产生(shēng)了巨大的形变。其实(shí)这些星系本(běn)身(shēn)并不是真的(de)被扭曲了，也(yě)不是(shì)韦(wéi)伯(bó)望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这样极遥远(yuǎn)的(de)天(tiān)体和我(wǒ)们地球(qiú)上(shàng)的观测者之(zhī)间。被一个质量超级(jí)巨(jù)大的(de)天体遮挡(dǎng)，这(zhè)个超大质量的东西(xī)的引力，会使身(shēn)后更遥(yáo)远星系的光都发(fā)生了扭(niǔ)曲。这个(gè)现象就是引力透镜效(xiào)应。这个巨大的天体可能是超大(dà)质量的黑洞或者(zhě)是暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当人们(men)对子弹星系团观测(cè)的(de)时候(hòu)，发现它的大质量区域并不是在(zài)中间，而是在两侧(cè)。所以最好的(de)解释方(fāng)法(fǎ)就是当星团发生(shēng)全部的碰撞时，可(kě)被观测到的质量气(qì)体被卡在了中(zhōng)间，暗(àn)物质则直接通(tōng)过了这个区域，并在两边(biān)形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被(bèi)认为是暗(àn)物(wù)质存在的迄(qì)今为(wèi)止最好(hǎo)的理论(lùn)证据(jù)。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大(dà)爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了(le)。经过(guò)了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空间背景上留下了各相同性的微波辐射。其中红色(sè)的(de)部分表示(shì)温度较高的区域，蓝(lán)色则(zé)表(biǎo)示(shì)相对较冷(lěng)的区域(yù)，但实际上它们之间的温差只有万分之一。

科学家们通过对(duì)前(qián)景背景分离后的二值图像进行连通(tōng)域提取和(hé)标记(jì)之后发现(xiàn)，如(rú)果宇宙当中没有暗物质，图形看起来(lái)不应该是(shì)这样(yàng)的，而随着暗(àn)物质的增加，一些峰值(zhí)的(de)幅(fú)度会减小，才变得(dé)看(kàn)起来“和谐(xié)”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微波背景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗(àn)物(wù)质大(dà)约是普通物质(zhì)的5倍。这个数字(zì)与解释星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)恒星运动(dòng)所需要的(de)暗物质比例是(shì)一(yī)致的(de)。这就意味着(zhe)。

用了一个简单的(de)理论(lùn)框(kuāng)架(jià)，就很好地解释了很(hěn)多不同的观测结果。而暗物质的本(běn)质就是(shì)宇(yǔ)宙当中存在着某种类(lèi)型(xíng)的粒子，它们不参与(yǔ)任何其(qí)他的电磁作用，只通过引力来(lái)相互作用。所以如果能够找到这种粒子(zi)的(de)存在，就(jiù)相当(dāng)于找到了暗物质(zhì)存在的(de)实际(jì)证据。这种粒子到底是(shì)什(shén)么？科(kē)学家们已(yǐ)经提出了数十种的(de)假想目标，而要寻(xún)找这些不同(tóng)的(de)目标粒子(zi)所(suǒ)需要的实验方式也(yě)不(bù)相同(tóng)。在过(guò)去的几十年当中，人类为了寻找这(zhè)些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎不会与常规(guī)物质命运多桀和命运多舛的区别怎么读，命运多桀和命运多舛的区别是什么相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了(le)超过(guò)50次(cì)的实验，却没(méi)有任何实质性的发现，除了一个(gè)地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山(shān)脉(mài)。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地学实验室，这(zhè)个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一(yī)个三(sān)层楼高的探测(cè)器(qì)，一直致(zhì)力于寻找暗物质粒(lì)子的(de)周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声称观测到了某种信号。经(jīng)过了20多(duō)年的数据收(shōu)集(jí)，人们(men)发现了一个有趣的事情。探测率会在每年的6月(yuè)份(fèn)达(dá)到(dào)峰值(zhí)，然后(hòu)在(zài)11月降到最低，而且在20年(nián)当中(zhōng)每年都是一(yī)样。一些科(kē)学家认为这可能是人类发现暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但是(shì)为(wèi)什么暗(àn)物质会产生(shēng)周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公(gōng)里/秒的速度围绕着(zhe)银(yín)河系进(jìn)行(xíng)移动，那么如果暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意味(wèi)着(zhe)我们也在以这样的速度在穿越(yuè)着(zhe)暗物质流，这个过程中会产生相应的(de)振荡，同时地(dì)球又(yòu)以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有(yǒu)半年的时间(jiān)，地球围绕太阳(yáng)的方向(xiàng)与(yǔ)太阳(yáng)环绕银河系的方(fāng)向是一致(zhì)的，而(ér)另(lìng)外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与太阳的方向(xiàng)正好达到完全一致，这是理论上地球(qiú)穿越暗物质(zhì)流(liú)最快的时段。而在(zài)11月份(fèn)，又恰好达到了(le)最慢值(zhí)。尽管在实(shí)际的情况中(zhōng)，太(tài)阳(yáng)系相对银河系的平面(miàn)呈现了60度的(de)倾斜，但(dàn)是这并不影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科(kē)学家认为这可以用来解释，研究人(rén)员们(men)所观测到的(de)周期性信(xìn)号。当然也(yě)可(kě)能有其(qí)他(tā)的情(qíng)况，造成这种年度周期(qī)信号的差异也可能是(shì)温(wēn)度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高(gāo)山(shān)上的积雪，甚(shèn)至连(lián)意(yì)大利(lì)游客的数量也符合这(zhè)个周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又(yòu)在南半(bàn)球建立了一个(gè)几乎相同的实验(yàn)室，这里的季节与之前的实验室(shì)正好相反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特(tè)征(zhēng)和第一(yī)个实验室是一样的。

因此，如果在这里(lǐ)可以得(dé)到相同的信(xìn)号，就(jiù)可(kě)以(yǐ)成为暗物质所存在的非常有力的证据了。但是由(yóu)于这(zhè)个实(shí)验室刚刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至目前还(hái)无法提(tí)供相应的数据(jù)支持(chí)。另(lìng)外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜(jìng)，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南(nán)希格(gé)雷(léi)斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它(tā)的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷(léi)斯罗(luó)曼(màn)太(tài)空望远镜其(qí)中(zhōng)一(yī)个关键(jiàn)的用途就是探(tàn)索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于(yú)探(tàn)测的结果，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭目以待了。费米(mǐ)实验室(shì)粒子天体物理中心的(de)科学家丹琥珀和(hé)贾(jiǎ)森斯(sī)特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它们极(jí)有可能拥(yōng)有另一种(zhǒng)神(shén)秘的(de)效(xiào)应(yīng)，这(zhè)种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙(zhòu)当(dāng)中生命运多桀和命运多舛的区别怎么读，命运多桀和命运多舛的区别是什么命的诞生(shēng)，或者说是生命进化的一个(gè)重要因素(sù)。

如果这一理论得(dé)到进一步(bù)的证实，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物(wù)质会不会意(yì)味(wèi)着人类并不孤(gū)单呢(ne)？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这(zhè)样的效(xiào)应创造生命。当然，这些推论的(de)大前提是要(yào)先找到(dào)暗(àn)物质存(cún)在(zài)的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你(nǐ)们(men)觉得(dé)暗物质(zhì)到底存(cún)不(bù)存在呢？喜欢(huān)请点(diǎn)赞，你(nǐ)的支持是我更新(xīn)的动力！

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