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”？暗物质又究竟(jìng)是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质(zhì)存在的证据(jù)，科学家们(men)在过去的几(jǐ)十年(nián)当中(zhōng)进行了超(chāo)过50次(cì)的长期实验，但是却(què)没有发(fā)现任何的有(yǒu)效证据。除了(le)一个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学原理(lǐ)一书中，埃(āi)萨克(kè)牛顿(dùn)发表了万有引力定律(lǜ)，它揭示(shì)了宇宙(zhòu)中天体运动的规(guī)律。往(wǎng)后的几百年来，当天文学家们发现某些天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符合(hé)万有引力定律(lǜ)的时候，他(tā)们就会知道(dào)，周围一定(dìng)有(yǒu)未知的天体通过(guò)引力在摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥(ào)本(běn)勒维耶(yé)就通过天王(wáng)星运行(xíng)轨道的异常，推算并且(qiě)发(fā)现了海(hǎi)王(wáng)星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥(míng)王星的(de)发现(xiàn)都(dōu)是应(yīng)用(yòng)万有引力定律所取得(dé)重(zhòng)大天文(wén)成(chéng)就的例子。但是这些(xiē)发现都是在(zài)恒(héng)星(xīng)系统(tǒng)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(qíng)就开始变(biàn)得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正(zhèng)在研(yán)究和测量后发(fā)星系团的(de)质量(liàng)。这是一个由数千(qiān)个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这些(xiē)星系(xì)被引力束缚在一起。测量星系(xì)团的质量一般会使(shǐ)用到两种(zhǒng)方法，当两种方法结果一逆天邪神为什么不更新了 逆天邪神是什么时候开始写的(yī)致(zhì)，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

第一种是获得其(qí)"光度学的(de)质量"，需要的数据是(shì)测(cè)量各个星系的(de)光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动力学(xué)质量的计算，是利用光谱红移测量星系团中(zhōng)的各(gè)个星系相对(duì)于星系(xì)团的运(yùn)动速(sù)度。当测量结(jié)果出来之(zhī)后，兹威基(jī)彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟(jìng)然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发(fā)座星系团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量并不(bù)以可见光的(de)形式所存在(zài)，我们无法看到。最(zuì)诡异的(de)是，在测量速度(dù)的过程(chéng)中，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星(xīng)系的速度比理论上要快得多(duō)，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力(lì)是无法将(jiāng)它们束(shù)缚在星系团内(nèi)的(de)，它们早就(jiù)应(yīng)该被抛出(chū)星系团之(zhī)外了，除(chú)非(fēi)有(yǒu)一(yī)种(zhǒng)神秘的力量(liàng)在起作用，这种力量(liàng)来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了(le)这(zhè)样(yàng)部分不可(kě)见的(de)暗质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分(fēn)的质(zhì)量(liàng)。只是当(dāng)时的人(rén)们对这(zhè)样的一(yī)种说法不屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这个词才(cái)再一(yī)次出(chū)现(xiàn)。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯特福(fú)特(tè)在观测仙女(nǚ)座星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动。理论上(shàng)来说，距离(lí)中(zhōng)心越远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们观(guān)测的结果却让人感到不可思议。

随(suí)着(zhe)与(yǔ)中心距(jù)离(lí)的增(zēng)加，恒星的旋(xuán)转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的(de)万有(yǒu)引力定律，在星系当(dāng)中如果没有(yǒu)足够(gòu)大的质量来吸(xī)引它们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种现象，科学家们会使用一种相(xiāng)对标准的方(fāng)法来解(jiě)释(shì)暗物质的存在，这种方法就是测量星系(xì)当(dāng)中气体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系(xì)中心的(de)距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果出(chū)现异(yì)常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力(lì)量(liàng)进入(rù)其(qí)中。

于是(shì)科(kē)学(xué)家们(men)通过射电望远镜测量(liàng)了距离星系(xì)中心更远(yuǎn)距离的氢(qīng)元素，发现(xiàn)它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的(de)力学定律。我们的太阳系也(yě)不例(lì)外，太阳(yáng)系位(wèi)于银(yín)河系的第三(sān)悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年(nián)，根(gēn)据(jù)万有引力定律进(jìn)行计算，太阳系(xì)的运行(xíng)速(sù)度应该是160千米(mǐ)/秒(miǎo)，但实际上(shàng)，太阳系(xì)正在以(yǐ)220千米/秒的(de)速度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远(yuǎn)远大(dà)于(yú)理论速度，那么产生(shēng)以上(shàng)这(zhè)种向心加速度的原因很可能就(jiù)是存在着一种我们看不(bù)到的物质(zhì)，是这些暗物(wù)质(zhì)的引力效应将星系聚集在了(le)一(yī)起。

也是从这时开始，越来(lái)越多的研究人员开始相(xiāng)信暗(àn)物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道(dào)的速度，估算在星系逆天邪神为什么不更新了 逆天邪神是什么时候开始写的(xì)当(dāng)中暗物质的质量占整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不(bù)是唯一可以解释这个现象(xiàng)的(de)原因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒(héng)星之间，也会出(chū)现速度(dù)上的微小差(chà)异(yì)。另外(wài)，天文学(xué)家(jiā)还发(fā)现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球(qiú)大约2.5亿光(guāng)年(nián)，大小(xiǎo)和银河系(xì)不多，但是星系(xì)当中存(cún)在的恒星(xīng)数量(liàng)却只有银河系(xì)的千(qiān)分之一。

所以(yǐ)在(zài)理(lǐ)论上，该星(xīng)系(xì)必须(xū)存在暗物质(zhì)，否(fǒu)则就会分崩(bēng)离析。但(dàn)是科(kē)学家们使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行了40个(gè)小时的(de)详细测量(liàng)之后，发现星系中的恒星运动是(shì)可以用正常的物质和力(lì)学定律来解(jiě)释的。那么又有人提出，也许该星系的暗物质，已经被附(fù)近(jìn)的另一个(gè)大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的附(fù)近(jìn)没有(yǒu)任何星系存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了暗物质的假说(shuō)之(zhī)外，另(lìng)一种可能(néng)就是(shì)人类对引力的(de)理解还(hái)不够全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间中(zhōng)的工作方(fāng)式是不同的，这意味着在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的轨道，按照我们所(suǒ)理(lǐ)解的方(fāng)式运动。但是上升到星系(xì)和星团的(de)尺度，引力之间的相互(hù)作用(yòng)则是不(bù)同(tóng)的方式。对于在(zài)星(xīng)系(xì)团(tuán)之(zhī)间的相(xiāng)互(hù)作用，科学家还引(yǐn)入(rù)了外部场效(xiào)应的概念，指的是在数百万(wàn)光年的规(guī)模(mó)上，巨大的质量之(zhī)间会产生(shēng)对彼此(cǐ)特(tè)殊(shū)的效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立，这(zhè)意味(wèi)着我们(men)需要对现在的(de)物(wù)理定(dìng)律进行修正，这些发(fā)现也让很多人认为(wèi)暗(àn)物质假说理论就(jiù)此终结(jié)。但(dàn)是在宇宙(zhòu)当中还有关于(yú)暗物质(zhì)存在的(de)其他(tā)的理论证据，这些理(lǐ)论(lùn)证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的(de)“引力透镜”。

径(jìng)向距离为(wèi)37亿光年的子弹星(xīng)系(xì)团(tuán)，由(yóu)两个碰撞的星(xīng)系团(tuán)所组成，类似(shì)这(zhè)样的星团(tuán)，它们大部分的普通质(zhì)量都(dōu)在星系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的时候(hòu)，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(jiàng)低。所以在理论上，在(zài)碰撞之后，子(zi)弹星系团大部(bù)分(fēn)的质(zhì)量将位于所有这(zhè)些气体所在的中间区(qū)域。那么我们通过什(shén)么来验证它的质(zhì)量区域到底是(shì)不(bù)是集中(zhōng)在中间(jiān)呢(ne)？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太(tài)空望远镜传回了宇宙(zhòu)当中第一张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我们可(kě)以明(míng)显地(dì)看到很多星系(xì)似乎(hū)被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系(xì)本身并不是真的(de)被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我们地球(qiú)上的观测者之间。被一(yī)个质(zhì)量(liàng)超级(jí)巨(jù)大(dà)的天体遮(zhē)挡，这个超(chāo)大质(zhì)量的东西的引力，会(huì)使(shǐ)身(shēn)后更遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透镜效(xiào)应。这(zhè)个巨大的天体可能(néng)是超大质量的黑(hēi)洞(dòng)或者是暗物(wù)质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团观测的时候(hòu)，发现它的大质量区域并不是在中(zhōng)间(jiān)，而是在两(liǎng)侧。所以最好的(de)解(jiě)释方法(fǎ)就是当星团(tuán)发生全部的碰撞时，可(kě)被观测(cè)到的质量(liàng)气体被卡在(zài)了中间，暗物(wù)质则(zé)直接通过了这个区域，并在(zài)两(liǎng)边(biān)形成了引力透(tòu)镜。对子弹星系团的引力透(tòu)镜研究也被认为(wèi)是(shì)暗物质存(cún)在(zài)的迄今(jīn)为止最好的(de)理论(lùn)证据。

除此之外，还(hái)有来(lái)自宇宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可见(jiàn)光终于可以畅(chàng)通无阻(zǔ)地穿(chuān)越在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过(guò)了130多亿(yì)年之后，这些(xiē)光在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)空间背景(jǐng)上留下了各相同性的微波辐射。其中红色的部分表示温(wēn)度(dù)较高的区域，蓝(lán)色则表示相对(duì)较冷的(de)区域(yù)，但实际(jì)上它(tā)们之(zhī)间的温差只有万分之一。

科学家们通过(guò)对前景背(bèi)景分离后的二值图(tú)像进行连通域提(tí)取和(hé)标(biāo)记之后发现(xiàn)，如果(guǒ)宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看起(qǐ)来不应该是这样(yàng)的，而随着暗物(wù)质的增加，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗(àn)物质大约是普通物质的5倍。这个数字(zì)与解释(shì)星系当中(zhōng)恒星(xīng)运动所需要的暗(àn)物质(zhì)比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论框架，就很好地解释(shì)了很多不(bù)同的观测结果。而(ér)暗(àn)物质的本质(zhì)就(jiù)是(shì)宇宙当中存在着某种类型的(de)粒子，它们不参与任何其他(tā)的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所以如果(guǒ)能够(gòu)找到这种粒子的存在(zài)，就(jiù)相当于找到了暗物(wù)质存(cún)在的实际证据(jù)。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科(kē)学家们已经(jīng)提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不(bù)同(tóng)的目标(biāo)粒子(zi)所(suǒ)需(xū)要的(de)实验方式(shì)也不相同。在过去的(de)几十(shí)年当(dāng)中，人(rén)类为了(le)寻(xún)找这些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质(zhì)相(xiāng)互作用的“暗物(wù)质”，科(kē)学家们已经进行了(le)超过(guò)50次的(de)实验(yàn)，却没有(yǒu)任何实质性(xìng)的发现，除了(le)一个地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着地球上(shàng)最大的地(dì)学实验(yàn)室，这(zhè)个实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的探测器(qì)，一直致力于寻(xún)找(zhǎo)暗物质粒(lì)子(zi)的周期性震荡。

自1997年以(yǐ)来，这(zhè)里的科学家声(shēng)称观(guān)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(le)一(yī)个有趣的事(shì)情。探测(cè)率会在每年(nián)的6月份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而且(qiě)在20年当(dāng)中每年都是(shì)一样。一些科学(xué)家认为(wèi)这可能是人(rén)类发现暗物(wù)质的(de)第一个直接(jiē)证据。

但(dàn)是(shì)为什(shén)么暗物质会产生(shēng)周期(qī)性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们(men)讲了太阳(yáng)系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着银河系进(jìn)行移动(dòng)，那(nà)么如果暗物(wù)质存在宇(yǔ)宙(zhòu)当中，这意味(wèi)着我们也在(zài)以这样的速(sù)度(dù)在穿(chuān)越着暗(àn)物质流(liú)，这个过(guò)程中会产生(shēng)相应的振(zhèn)荡，同时(shí)地(dì)球又以30公里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)太阳进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有半年的时间，地(dì)球围(wéi)绕太阳的(de)方(fāng)向与太(tài)阳环绕银(yín)河系的方向是一致的，而另外(wài)半(bàn)年则与之相反。

而在6月份的时候(hòu)，地球(qiú)与(yǔ)太阳(yáng)的方向正好达(dá)到完全一致，这是(shì)理论上(shàng)地球穿越暗物质流(liú)最快(kuài)的时(shí)段。而在11月份，又恰好达到了最慢(màn)值。尽管在实(shí)际(jì)的情况中，太阳(yáng)系相对(duì)银河(hé)系的平面呈(chéng)现了60度的(de)倾斜(xié)，但是这并不(bù)影响这(zhè)个理论(lùn)的有效(xiào)性。

因(yīn)此科学家认为这可以用(yòng)来(lái)解释，研究人员们所观测(cè)到(dào)的(de)周期性信(xìn)号。当(dāng)然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种(zhǒng)年(nián)度周期信号的差异(yì)也可(kě)能是温度(dù)、湿度、土壤中的(de)水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也符合这(zhè)个(gè)周期的规律。

所以，科学家(jiā)们又在南(nán)半球(qiú)建立了一个几乎相同的实验室(shì)，这里的(de)季(jì)节与之前(qián)的实验室正(zhèng)好相反(fǎn)，而(ér)在这里，地球穿(chuān)过(guò)暗物质(zhì)流(liú)的(de)运动特征(zhēng)和第一个实验室是一样(yàng)的。

因此，如果在(zài)这里可以得到相同(tóng)的(de)信号(hào)，就可以成为暗(àn)物质所(suǒ)存在(zài)的非常有力的证(zhèng)据(jù)了。但是由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目前还无法提(tí)供相应(yīng)的数据支持。另外，在(zài)2025年(nián)，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野是(shì)哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太(tài)空望远镜其(qí)中一个关键的用途(tú)就是(shì)探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我们(men)只能(néng)拭目(mù)以(yǐ)待了。费米实验室粒(lì)子天体(tǐ)物(wù)理中心的(de)科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研究(jiū)发(fā)现，如果暗物质存(cún)在(zài)，它们极(jí)有可能拥有另(lìng)一种(zhǒng)神秘的效(xiào)应，这(zhè)种暗物质效应(yīng)，会(huì)支持宇(yǔ)宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说是(shì)生命进化的一(yī)个重(zhòng)要(yào)因(yīn)素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么(me)遍布宇宙(zhòu)当(dāng)中的(de)暗(àn)物质(zhì)会(huì)不会意味着人类并(bìng)不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角落(luò)的行星上(shàng)，暗物质(zhì)正在通过这(zhè)样(yàng)的效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物质(zhì)存在的实(shí)际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得暗物(wù)质到(dào)底存不存在(zài)呢？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，你(nǐ)的支持是我更新的动力！

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