宇宙是“人为制(zhì)造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物(wù)质又究竟是什么？人类为了寻找暗物质存(cún)在(zài)的证据，科(kē)学家们在过(guò)去的几十年当中进行了超过50次(cì)的长期实验，但是却(què)没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学(xué)原理(lǐ)一(yī)书中，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引力(lì)定律，它(tā)揭示了(le)宇宙中天体运(yùn)动的规(guī)律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学家们发现某些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有(yǒu)引力定律的时候(hòu)，他们就会知道，周(zhōu)围一定有(yǒu)未知(zhī)的天体通过引力在(zài)摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星(xīng)运(yùn)行轨道的异常(cháng)，推算(suàn)并且发现了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用万有引力定(dìng)律(lǜ)所取(qǔ)得重大天文成(chéng)就的例子(zi)。但是这些发现都是在恒星系(xì)统的(de)尺度当(dāng)中(zhōng)，可当我们上升到星系或者(zhě)是星团(tuán)的(de)尺度，事情就(jiù)开(kāi)始(shǐ)变得诡异了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的物理(lǐ)学家(jiā)弗里茨兹威基正(zhèng)在研究和测(cè)量后发星系团(tuán)的质量。这是(shì)一(yī)个由数千个星(xīng)系所组成的(de)巨(jù)大星(xīng)系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起。测量星(xīng)系团的质量一般会使用(yòng)到两种方法，当两种方(fāng)法结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定(dìng)其质量的范(fàn)围。

第一种是获得(dé)其"光度学的质量"，需要的数据是测量各(gè)个(gè)星系的光度。

第(dì)二(èr)种是动力(lì)学质量的(de)计算(suàn)，是利(lì)用光谱(pǔ)红移测量星系团中的各个星系相对于(yú)星系团的运动速度。当(dāng)测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消(xiāo)失(shī)了，或者说这99%的(de)质量并不以可(kě)见(jiàn)光的形(xíng)式(shì)所存在，我们无法看到。最(zuì)诡异的是，在(zài)测量(liàng)速度的(de)过(guò)程中(zhōng)，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星系的(de)速(sù)度比(bǐ)理(lǐ)论上要快得(dé)多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所产(chǎn)生的引(yǐn)力是无法将它们束缚(fù)在星系团内的(de)，它们早(zǎo)就(jiù)应该被抛出星系团之外了，除非有一种神(shén)秘的力量(liàng)在起(qǐ)作用，这(zhè)种力量来源于(yú)某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维基(jī)提出了这样部分不(bù)可见的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却占据着宇宙(zhòu)中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对(duì)这样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直(zhí)到(dào)40年之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这(zhè)个词才(cái)再一次出(chū)现(xiàn)。天(tiān)文学家(jiā)维拉鲁宾(bīn)和肯特福(fú)特在观测仙女座星系(xì)中的恒(héng)星(xīng)运动。理(lǐ)论上来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的恒星在其轨道上的(de)运行速度(dù)就会(huì)越慢。但是他们观(guān)测的(de)结果却(què)让(ràng)人感到(dào)不可思议。

随着与中心距(jù)离的增加，恒星的(de)旋(xuán)转速度几乎保持不变(biàn)。可是(shì)根据牛顿的万有引力定律，在星系当(dāng)中如果没有足够(gòu)大的质量来吸引它们，这些(xiē)外围的恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中了(le)。基于(yú)这(zhè)种(zhǒng)现象，科学(xué)家们会使用一(yī)种相对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的(de)存在(zài)，这(zhè)种(zhǒng)方法就是测量星(xīng)系当中气体在(zài)X轴上(shàng)距(jù)离星系中(zhōng)心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如(rú)果(guǒ)出(chū)现异常(cháng)的结(jié)果(guǒ)，就认为是由暗(àn)物质的(de)力量(liàng)进(jìn)入(rù)其中(zhōng)。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜测量了距离星系中心(xīn)更远距离(lí)的氢元(yuán)素，发现它们的旋转速度并不符合(hé)牛顿的力学定律。我们(men)的(de)太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于(yú)银河系的第三(sān)悬臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的(de)速度围绕(rào)银(yín)河系旋转，这个实(shí)际速度远远(yuǎn)大于理论(lùn)速纪梵希可以扫码真伪吗，纪梵希可以扫码真伪吗安全吗度，那么(me)产生以上这(zhè)种向心加速度的原(yuán)因很可能就是(shì)存在着一(yī)种我们看不到的物(wù)质，是这些暗(àn)物质的引力效应将(jiāng)星系聚集(jí)在了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越来(lái)越多的研究(jiū)人员开(kāi)始相信暗物质的存(cún)在。科(kē)学家(jiā)根据星系(xì)外恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系当中(zhōng)暗物质的质量占整(zhěng)个(gè)星(xīng)系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯一(yī)可以解释这个现象的原因。在一项新(xīn)的研(yán)究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之间，也(yě)会出现速度(dù)上的微小差(chà)异。另外，天(tiān)文学家还发现了一个反常(cháng)的星系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个(gè)星系(xì)距离(lí)地(dì)球大(dà)约2.5亿光年，大(dà)小和银河(hé)系不(bù)多，但是(shì)星系当中存在的恒星数量却只有银(yín)河系的千分(fēn)之一。

所以在理论上，该星(xīng)系必须(xū)存(cún)在(zài)暗(àn)物质，否(fǒu)则就会分崩(bēng)离(lí)析(xī)。但是(shì)科学家(jiā)们使用(yòng)最先进的望远镜对(duì)其进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的恒星运(yùn)动是可以(yǐ)用(yòng)正常的物(wù)质和(hé)力学(xué)定律(lǜ)来解(jiě)释的。那么又有人提(tí)出，也许该星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离(lí)了。奇怪的(de)是，它的(de)附(fù)近没有任何星系存(cún)在。造成这些(xiē)现象的(de)除了(le)暗物质的假说之外，另一种(zhǒng)可能(néng)就是人类(lèi)对引(yǐn)力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度中(zhōng)的(de)天(tiān)体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式(shì)运(yùn)动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之(zhī)间(jiān)的相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)则是不同的方式(shì)。对于在星系团之间的相互作用，科学家还引入了(le)外部场效(xiào)应的概(gài)念，指的是在(zài)数百万光年的规模上，巨大(dà)的质量之间(jiān)会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些发(fā)现也让很多(duō)人认为暗(àn)物质假说理论(lùn)就此终结。但是在(zài)宇宙当中还有关于暗物质存(cún)在的其(qí)他的理论(lùn)证据，这(zhè)些理论(lùn)证据(jù)是蒙德理论(lùn)所没法(fǎ)解(jiě)释的(de)“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向距(jù)离为37亿光年(nián)的子弹(dàn)星系(xì)团，由两个碰撞(zhuàng)的星系(xì)团所组成，类似(shì)这样的星团，它(tā)们大部(bù)分的普通质量(liàng)都在(zài)星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时发(fā)生碰撞(zhuàng)的时(shí)候，星(xīng)际气体的相互作用就会(huì)导致(zhì)温度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团大(dà)部分(fēn)的质(zhì)量将位于所有这些气(qì)体所在的中间区域。那么(me)我们通过什么来验(yàn)证它的质量区(qū)域到底(dǐ)是不是集中在中(zhōng)间呢(ne)？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜传回了宇宙(zhòu)当中第一张全彩的高清照(zhào)片，在(zài)照片(piàn)中我们可(kě)以明显地(dì)看(kàn)到很多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨(jù)大的(de)形变。其(qí)实这些星系本(běn)身并不(bù)是(shì)真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯望远(yuǎn)镜(jìng)出了什(shén)么问(wèn)题，而是(shì)这样极(jí)遥远(yuǎn)的天(tiān)体(tǐ)和(hé)我(wǒ)们地球上的观测者之(zhī)间(jiān)。被一个(gè)质(zhì)量(liàng)超级巨大的(de)天体遮挡，这个(gè)超(chāo)大质(zhì)量的东西的引力(lì)，会使身后更(gèng)遥远星系的(de)光(guāng)都发生了(le)扭曲(qū)。这个现象就是(shì)引力透镜(jìng)效(xiào)应(yīng)。这(zhè)个巨大的天(tiān)体(tǐ)可能是超大(dà)质量(liàng)的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对(duì)子弹(dàn)星系团观测(cè)的(de)时(shí)候，发现它的大质量(liàng)区域并不是在中间，而(ér)是在(zài)两侧。所以(yǐ)最好的解(jiě)释方法(fǎ)就是当星团(tuán)发生全部(bù)的(de)碰撞时，可被观测到的质量气体被(bèi)卡在了(le)中间(jiān)，暗物质则直(zhí)接通(tōng)过(guò)了这个(gè)区域，并在两边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的(de)引(yǐn)力透(tòu)镜研究也(yě)被认为是暗物质存(cún)在的迄今为(wèi)止(zhǐ)最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸(zhà)开始(shǐ)，38万(wàn)年之后(hòu)，可见光终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光在(zài)宇宙(zhòu)空间背(bèi)景上(shàng)留下了各(gè)相(xiāng)同性(xìng)的微(wēi)波辐射。其(qí)中红色(sè)的部(bù)分表示温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际上它们之(zhī)间的温差只有万分(fēn)之一。

科学家们通(tōng)过对前景(jǐng)背景分(fēn)离后(hòu)的二值(zhí)图像(xiàng)进行连通域提取和标记之(zhī)后发现，如果宇宙当(dāng)中没(méi)有暗物质(zhì)，图(tú)形看起(qǐ)来不应该是这样的，而随着暗(àn)物(wù)质(zhì)的增加，一些峰(fēng)值(zhí)的(de)幅度会减小，才(cái)变得看(kàn)起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波(bō)背景辐(fú)射(shè)的测量值(zhí)，我(wǒ)们需要的暗物质大(dà)约是普通物质的5倍。这(zhè)个数(shù)字与解释星系当(dāng)中恒星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物质比例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架(jià)，就很好地解释了很多不(bù)同的观测结果。而暗(àn)物(wù)质的本(běn)质就(jiù)是宇宙当中存(cún)在着某(mǒu)种类(lèi)型的粒子，它们不参(cān)与任何其他的电磁(cí)作用，只通过引力来(lái)相互作用(yòng)。所(suǒ)以(yǐ)如果能够找到这种粒子的存(cún)在，就相当(dāng)于找到了暗物质(zhì)存在的实际证据。这种粒子到底是什(shén)么？科学(xué)家们(men)已(yǐ)经提(tí)出了数十种的假想目(mù)标(biāo)，而要寻(xún)找这些不同的目标粒(lì)子所需(xū)要的(de)实验方式(shì)也(yě)不相同。在过(guò)去的几十年(nián)当中，人(rén)类(lèi)为了寻找这些看不见(jiàn)、摸不(bù)到，几乎不会(huì)与常规物质(zhì)相(xiāng)互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进(jìn)行了超(chāo)过(guò)50次(cì)的实验，却没有任何实(shí)质(zhì)性的发现，除了一个地(dì)方(fāng)，意(yì)大利的(de)格(gé)兰萨索山(shān)，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当(dāng)中，藏着(zhe)地球上最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的探测器，一直致力于(yú)寻(xún)找暗(àn)物质(zhì)粒子的(de)周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家声称观(guān)测到了某种信号。经过了20多年的数据(jù)收集，人(rén)们发现了一个有趣(qù)的事情。探测率会在每年的(de)6月份达(dá)到峰值，然(rán)后在11月(yuè)降到最低，而且在(zài)20年当中(zhōng)每年都是一样。一些科学家(jiā)认为(wèi)这(zhè)可(kě)能是人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为什(shén)么暗(àn)物质会产生(shēng)周期(qī)性的年度(dù)信号呢？刚才我们讲了(le)太(tài)阳系(xì)正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕着银河(hé)系进(jìn)行移动，那么如果(guǒ)暗物(wù)质(zhì)存在(zài)宇宙当(dāng)中，这意味(wèi)着(zhe)我们也在以这(zhè)样的速度在穿越着暗物质流，这(zhè)个过程中会产(chǎn)生相应的振(zhèn)荡(dàng)，同时地球(qiú)又(yòu)以30公里/秒的速度围绕(rào)太阳进行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有半年的时间(jiān)，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方(fāng)向(xiàng)是(shì)一致的，而另外半年则与之(zhī)相(xiāng)反。

而在(zài)6月份的时候，地球与太阳的方向正好达到完(wán)全一(yī)致，这是(shì)理论上地球穿越(yuè)暗(àn)物质流最快(kuài)的时段。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到(dào)了(le)最慢值(zhí)。尽管在(zài)实际的情况(kuàng)中，太阳系(xì)相对(duì)银河系的(de)平面呈现(xiàn)了60度的倾(qīng)斜，但(dàn)是这并不影响(xiǎng)这(zhè)个理论(lùn)的有(yǒu)效(xiào)性(xìng)。

因此科学家认为这可以用来解释，研究人(rén)员(yuán)们所观测到的周期(qī)性信号。当然也可能有其(qí)他的(de)情况，造(zào)成这种年度(dù)周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪，甚至(zhì)连意大利游客的数量(liàng)也符合这(zhè)个(gè)周期的(de)规(guī)律(lǜ)。

所以，科学家们(men)又在南(nán)半球建(jiàn)立了(le)一个几乎(hū)相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前(qián)的实(shí)验(yàn)室正好相(xiāng)反，而(ér)在这里，地球穿(chuān)过暗物质(zhì)流的运动特征和第一(yī)个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相(xiāng)同的(de)信(xìn)号，就可以成为暗(àn)物(wù)质所存在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由于这个实验室刚刚(gāng)建成不久，所以(yǐ)截至目(mù)前还无法提供相应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台(tái)新的望(wàng)远镜，这台太(tài)空望(wàng)远(yuǎn)镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相(xiāng)同，但它的宽视(shì)场仪(yí)器(qì)提(tí)供的视野是(shì)哈(hā)勃红外仪(yí)器的100倍(bèi)。南(nán)希格雷(léi)斯罗曼(màn)太(tài)空望远(yuǎn)镜其中一个关键的用途就是(shì)探索暗物质背后的奥秘(mì)，对于(yú)探测的结果(guǒ)，纪梵希可以扫码真伪吗，纪梵希可以扫码真伪吗安全吗我们只能拭(shì)目以待了。费米实(shí)验室粒子天(tiān)体物理中心的科学(xué)家丹琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬研究(jiū)发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥(yōng)有另一种神秘的效(xiào)应，这种暗物(wù)质效(xiào)应，会支持宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者说(shuō)是生命进化的一(yī)个(gè)重要因素。

如果(guǒ)这一理论得(dé)到进一步的证实(shí)，那么遍布宇宙当中的暗物质(zhì)会不(bù)会意味(wèi)着人类并不孤单呢？或(huò)许在宇(yǔ)宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落的行星上，暗(àn)物质正在通(tōng)过这样(yàng)的(de)效应创(chuàng)造(zào)生命。当然，这(zhè)些推论的大前提(tí)是要先找到暗物质存(cún)在的实际(jì)证(zhèng)据。那(nà)么小(xiǎo)伙(huǒ)伴们，你(nǐ)们(men)觉得暗(àn)物质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的(de)支持(chí)是(shì)我更新的动力！

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