宇宙是(shì)“人为制(zhì)造(zào)”的？为何会存(cún)在科学无(wú)法解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什(shén)么？人(rén)类为(wèi)了寻找暗物质存在的证据，科学家们(men)在过去的几十年当中进行了超(chāo)过(guò)50次的(de)长期实验，但是却没有(yǒu)发现任何的有效证据。除了一个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学(xué)原理一书(shū)中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运(yùn)动的规(guī)律。往(wǎng)后的(de)几(jǐ)百(bǎi)年来，当天文学家们发现某些天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异常，不(bù)符(fú)合万有引力(lì)定(dìng)律(lǜ)的(de)时(shí)候，他们就会知道(dào)，周(zhōu)围一定有未(wèi)知的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星运行轨道(dào)的异常(cháng)，推算并且发现了(le)海王星(xīng)的存在(zài)。另外，哈雷(léi)彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用(yòng)万(wàn)有引力(lì)定律(lǜ)所取得重大(dà)天文成就(jiù)的例子。但是这些(xiē)发(fā)现都是在恒星(xīng)系统的尺(chǐ)度当中(zhōng)，可当我们上升到星系或(huò)者(zhě)是星团的尺度(dù)，事(shì)情就开始(shǐ)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(jiū)和测(cè)量(liàng)后发星系团的质量。这是(shì)一个由数(shù)千个星系所组成的(de)巨大星系团，这些星(xīng)系(xì)被引力(lì)束缚在一起。测量星(xīng)系团的质量一般(bān)会使用到两种方法(fǎ)，当两种方法结(jié)果一(yī)致，就可以确定其质量的(de)范(fàn)围。

第一种是获得其"光度学的(de)质(zhì)量"，需要的数据是测(cè)量各(gè)个星系(xì)的光(guāng)度。

第二种是(shì)动力学(xué)质量(liàng)的计算(suàn)，是利用光谱红(hóng)移(yí)测量(liàng)星系团(tuán)中的各(gè)个星系(xì)相对于星系团的运动速(sù)度(dù)。当(dāng)测量结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失(shī)了，或者(zhě)说这99%的(de)质量并不以可见光的形式所存在，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在测(cè)量(liàng)速度的过程中，兹(zī)威基(jī)发(fā)现(xiàn)星(xīng)系(xì)团中很多星系的速度(dù)比理论上要(yào)快得(dé)多，按照牛(niú)顿的运(yùn)动学(xué)定(dìng)律，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产生(shēng)的引(yǐn)力(lì)是无(wú)法将它(tā)们束缚在星系团(tuán)内(nèi)的，它们早就应(yīng)该被抛出星(xīng)系团之外了，除非有一种神秘(mì)的(de)力量在起(qǐ)作用，这(zhè)种力(lì)量来源(yuán)于某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出(chū)了这样部(bù)分不(bù)可(kě)见(jiàn)的暗(àn)质，它不发散光(guāng)、吸光、反射(shè)光，但是它(tā)们却占据着宇宙中(zhōng)绝(jué)大部(bù)分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这(zhè)样(yàng)的一种说法不屑一(yī)顾。

直到(dào)40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次(cì)出现。天文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上(shàng)来说，距(jù)离(lí)中心越远(yuǎn)的恒星在其(qí)轨道上的运(yùn)行速度就会越慢(màn)。但是他们观测的结果(guǒ)却让人感到(dào)不可思议(yì)。

随(suí)着与中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不(bù)变。可是根(gēn)据牛顿的万有(yǒu)引(yǐn)力定律(lǜ)，在星系(xì)当中如果没(méi)有足(zú)够大(dà)的质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当(dāng)中了。基于(yú)这种现象，科学家们会使用一种(zhǒng)相对标(biāo)准的方法(fǎ)来解释(shì)暗物质的存在，这种方法(fǎ)就是测量星系当中气(qì)体在X轴(zhóu)上(shàng)距离星(xīng)系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速(sù)度。如果出现异常(cháng)的结果，就认为是由暗物质的力量进入(rù)其中。

于(yú)是科学家们通(tōng)过射电望远镜测量了(le)距(jù)离(lí)星(xīng)系中心更远距离(lí)的氢元素，发现它们(men)的(de)旋转(zhuǎn)速度并(bìng)不符合牛顿的力(lì)学定律。我们的太阳系也不例(lì)外(wài)，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂(bì)之上，距离(lí)银(yín)河系中(zhōng)心2.6万光年，根据(jù)万有引力定律进(jìn)行计算，太(tài)阳(yáng)系的(de)运行(xíng)速度应该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒(miǎo)的(de)速度围绕银(yín)河系旋转，这个实际速度远远大于理论速度(dù)，那(nà)么产生以(yǐ)上这种向(xiàng)心加速度的原因很可能就是(shì)存在(zài)着一种我(wǒ)们看不到的物(wù)质，是这些(xiē)暗(àn)物质的引力(lì)效应将星系(xì)聚集在了(le)一起。

也(yě)是从这时开(kāi)始，越来越多的研究人员开始相(xiāng)信(xìn)暗物质的存在。科学家根据(jù)星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质量占整(zhěng)个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解(jiě)释这个现象的原因。在(zài)一(yī)项新的研(yán)究(jiū)当中，科学家们发现，几乎(hū)没有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥远恒(héng)星之间(jiān)，也会出纯银手镯品牌排行榜前十名，中国纯银首饰十大品牌现速度(dù)上的微小差异。另外，天文学家还(hái)发(fā)现了一个反(fǎn)常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和银河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒星数量(liàng)却(què)只有银河(hé)系(xì)的千分之(zhī)一。

所(suǒ)以在理论上，该星系必须存在暗物(wù)质，否则就会分崩离析。但是科学家们使用最(zuì)先进的望远镜对其(qí)进行了40个(gè)小时的(de)详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒星运动是可以(yǐ)用正(zhèng)常的物质和力(lì)学定(dìng)律来(lái)解释的。那(nà)么又有人(rén)提出，也许(xǔ)该星系的(de)暗物质，已经被附近的另一个大(dà)星系剥离了。奇(qí)怪(guài)的(de)是，它的附近(jìn)没(méi)有(yǒu)任何星(xīng)系存(cún)在。造(zào)成这些现(xiàn)象的除了暗物质的假说之外，另一种可(kě)能就是人类对(duì)引力的理解还(hái)不够全(quán)面，引力很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的(de)，这意味着在行星系(xì)尺度中(zhōng)的天体会沿(yán)着它们的(de)轨道，按照我们所(suǒ)理解的(de)方式运动。但是上升到(dào)星系(xì)和星(xīng)团的(de)尺度，引力之间的相互作用则是(shì)不同的方式。对于在星(xīng)系团之间的相(xiāng)互作用(yòng)，科学(xué)家还引(yǐn)入了外部场效应的(de)概念(niàn)，指的(de)是在数(shù)百(bǎi)万(wàn)光年的规(guī)模上，巨(jù)大的质(zhì)量(liàng)之间会产生对(duì)彼此特殊的效果，这(zhè)个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我们(men)需要(yào)对现(xiàn)在的物(wù)理定律进行修正，这些(xiē)发现也让很多人认为(wèi)暗物(wù)质假说(shuō)理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中还有关(guān)于暗物质存在的其他的(de)理论证据，这些(xiē)理(lǐ)论证据是蒙德理论(lùn)所没法解释(shì)的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹(dàn)星(xīng)系团，由(yóu)两个碰撞的星(xīng)系(xì)团所组成，类似这样的星团，它们大部(bù)分的普通质量都在星系(xì)的气体当中。当星(xīng)团以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体的(de)相互作用就(jiù)会导(dǎo)致(zhì)温度的急剧升高，速(sù)度(dù)大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大(dà)部分的(de)质量将位于(yú)所(suǒ)有这些(xiē)气(qì)体所在的中(zhōng)间区(qū)域。那么我们通过什么来验证它(tā)的质量区域到底(dǐ)是不是集(jí)中在中(zhōng)间(jiān)呢？前不久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯(sī)韦伯太空望(wàng)远镜(jìng)传(chuán)回了宇宙(zhòu)当中第(dì)一张全彩的高清照(zhào)片(piàn)，在(zài)照片中我们可(kě)以明显地看(kàn)到很(hěn)多星系似乎被拉伸产(chǎn)生(shēng)了巨大的(de)形变(biàn)。其实这些(xiē)星系本身(shēn)并(bìng)不是真(zhēn)的(de)被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远(yuǎn)的天体和我们地球上(shàng)的观测者(zhě)之间。被一个质量(liàng)超级巨大(dà)的(de)天体遮挡，这个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(le)扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效(xiào)应。这个巨(jù)大(dà)的天体可能是超大质量的(de)黑(hēi)洞或者是暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当人(rén)们对子弹星系团观测的时候，发现它的(de)大质量区(qū)域并不是(shì)在(zài)中(zhōng)间(jiān)，而是(shì)在两侧。所以最(zuì)好的解释方(fāng)法就(jiù)是当(dāng)星团发生全(quán)部的碰撞(zhuàng)时(shí)，可被(bèi)观(guān)测到(dào)的(de)质量气体(tǐ)被卡在了中间，暗(àn)物质则直接通过(guò)了这个区(qū)域，并(bìng)在两(liǎng)边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹(dàn)星系团的引力(lì)透镜(jìng)研究也被(bèi)认为是(shì)暗物质存(cún)在的(de)迄今为止(zhǐ)最(zuì)好的(de)理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙当(dāng)中(zhōng)最(zuì)古(gǔ)老(lǎo)的(de)光(guāng)。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开始(shǐ)，38万年之(zhī)后，可见光终于可以(yǐ)畅通无(wú)阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了。经过了(le)130多(duō)亿年(nián)之后，这(zhè)些光在宇宙空间(jiān)背(bèi)景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射(shè)。其(qí)中红(hóng)色的(de)部分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色则(zé)表示相对较冷(lěng)的区域，但(dàn)实际上它们之间的(de)温差只有万分之一(yī)。

科学家们(men)通过对前景背(bèi)景分离后的二值(zhí)图像进行连通域(yù)提取和标记之(zhī)后发现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看起来(lái)不应该是这样的，而随(suí)着(zhe)暗物质的增加(jiā)，一(yī)些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变(biàn)得看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了(le)匹(pǐ)配宇宙微波(bō)背景辐(fú)射的(de)测量值，我们需要(yào)的暗物(wù)质(zhì)大约是普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系当中(zhōng)恒星运动所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的理论框架，就(jiù)很(hěn)好地解释了(le)很(hěn)多不同的观测结(jié)果(guǒ)。而暗物质的本质就是(shì)宇宙当中存(cún)在着某种类型的粒(lì)子(zi)，它(tā)们(men)不参与任何其他的电磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所以如(rú)果能(néng)够找(zhǎo)到这(zhè)种粒(lì)子的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒子(zi)到底是(shì)什么(me)？科学家们(men)已(yǐ)经提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所(suǒ)需(xū)要的(de)实验方式也不相同。在过(guò)去(qù)的几十(shí)年当(dāng)中，人类(lèi)为了寻(xún)找(zhǎo)这些看不(bù)见、摸不到(dào)，几乎不会与(yǔ)常规物质(zhì)相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们(men)已经进(jìn)行了超(chāo)过50次的实验(yàn)，却(què)没(méi)有任何实质性的发现，除了一个地方，意大利的格(gé)兰萨索(suǒ)山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在(zài)山下1400米处的地下(xià)矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏着地球上最大的地学(xué)实(shí)验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探测器(qì)，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子的周期性(xìng)震荡。

自(zì)1997年以(yǐ)来，这里的科学家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收集，人们发现(xiàn)了一(yī)个(gè)有(yǒu)趣(qù)的事情。探(tàn)测率(lǜ)会在每年(nián)的6月(yuè)份(fèn)达到峰值，然后在11月降到最低，而且(qiě)在20年当中每(měi)年都(dōu)是一样。一些科学(xué)家认为这可能是人(rén)类发现暗物质(zhì)的第一个直接证据。

但是为什么暗物(wù)质会(huì)产(chǎn)生(shēng)周期性的(de)年(nián)度信号呢(ne)？刚才我们讲了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的(de)速度围(wéi)绕着银河系进(jìn)行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着(zhe)我(wǒ)们也在以(yǐ)这样的(de)速度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这个过(guò)程中会产生相(xiāng)应的(de)振荡，同时(shí)地球(qiú)又以30公(gōng)里/秒的(de)速度围绕太阳进(jìn)行(xíng)旋转。所以有半年的时间，地球围(wéi)绕(rào)太阳的方向与太(tài)阳(yáng)环(huán)绕银河系的方向是一(yī)致的(de)，而另外(wài)半年则(zé)与(yǔ)之相反。

而在6月(yuè)份的时候，地球与太(tài)阳的方向正好达到(dào)完全一致，这是理(lǐ)论上(shàng)地球穿越暗物质流(liú)最快(kuài)的时段(duàn)。而在(zài)11月份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际的情况中，太阳系相对银河系的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理论的有效性。

因此科学(xué)家认为这可(kě)以用来解释，研(yán)究人(rén)员们所观测到的周(zhōu)期(qī)性信号。当然(rán)也可能有其他(tā)的(de)情(qíng)况(kuàng)，造成这种年度周期信(xìn)号的差异(yì)也可能(néng)是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪，甚至连意大利(lì)游客的(de)数量(liàng)也符合这个周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同的实(shí)验室(shì)，这(zhè)里的季节(jié)与之前(qián)的实验(yàn)室(shì)正(zhèng)好(hǎo)相反，而在这里，地(dì)球穿过(guò)暗物质(zhì)流(liú)的(de)运(yùn)动特征(zhēng)和第一个实验室是(shì)一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这(zhè)里可以得到相(xiāng)同(tóng)的信号，就可以成(chéng)为暗物(wù)质所(suǒ)存在的非常(cháng)有(yǒu)力(lì)的证据了(le)。但是由于这个实验(yàn)室刚刚建成不(bù)久，所以截(jié)至目前(qián)还(hái)无法提(tí)供相(xiāng)应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发(fā)射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太(tài)空望远镜叫(jiào)做“南希格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜(jìng)相同(tóng)，但它的宽视场(chǎng)仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键(jiàn)的用途就是探索(suǒ)暗(àn)物质背后的奥(ào)秘(mì)，对于探测的(de)结果，我们只能拭目纯银手镯品牌排行榜前十名，中国纯银首饰十大品牌以待了。费米(mǐ)实验室粒(lì)子天(tiān)体物理(lǐ)中(zhōng)心(xīn)的科(kē)学家丹琥珀和(hé)贾森斯(sī)特芬研(yán)究发现，如果暗物质存在，它们极有可能(néng)拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当(dāng)中生命的诞生(shēng)，或者(zhě)说是生(shēng)命(mìng)进化(huà)的一个(gè)重要因(yīn)素。

如果这一理论得到进一步的(de)证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中的暗物质会(huì)不会(huì)意(yì)味着人类并不(bù)孤单呢(ne)？或(huò)许(xǔ)在宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)某(mǒu)个角落(luò)的行星上，暗(àn)物质(zhì)正在通过这样的效应创造生命。当然，这些推论的大(dà)前提是要先找到暗物质存(cún)在的(de)实际证据。那么小伙伴(bàn)们(men)，你们(men)觉(jué)得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新(xīn)的(de)动力(lì)！

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