宇宙是“人为(wèi)制造”的？为(wèi)何会(huì)存在科学无法(fǎ)解释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗物质又(yòu)究竟是什(shén)么？人类为了寻找暗物质存(cún)在的证据，科学(xué)家们在过去的几十年当中(zhōng)进行了超(chāo)过(guò)50次的长期(qī)实验，但是(shì)却(què)没(méi)有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版(bǎn)的自然(rán)哲(zhé)学数学原理一(yī)书(shū)中，埃萨(sà)克(kè)牛顿发表了万有引力定律，它(tā)揭示了宇宙中天体(tǐ)运(yùn)动的规律。往(wǎng)后(hòu)的几百(bǎi)年来(lái)，当天文学(xué)家(jiā)们发(fā)现某(mǒu)些(xiē)天(tiān)体运行轨道出现异(yì)常，不符合万有(yǒu)引力定律的时候，他们就会(huì)知(zhī)道，周围一定有未知的天(tiān)体(tǐ)通(tōng)过(guò)引力在(zài)摄动它(tā)的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的(de)存在(zài)。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用万有引力定律所(suǒ)取(qǔ)得(dé)重大天文成就的例子。但是这些发现都是(shì)在恒星系统的尺度(dù)当中，可当我们上(shàng)升(shēng)到星系或者(zhě)是星团(tuán)的尺度，事情就开始变(biàn)得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威(wēi)基(jī)正在研究和测量后(hòu)发星系十二生肖的酉是什么动物呢，酉的生肖是什么生肖团的质(zhì)量。这是一(yī)个由数千个星系所组成的巨大星系(xì)团，这些星系(xì)被引(yǐn)力束缚在一(yī)起。测量星系团的质量一般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方(fāng)法结果一致，就可以确定其质量的(de)范围。

第一种是(shì)获得其"光度学的(de)质量"，需要的数(shù)据是测量各(gè)个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是(shì)利用光谱红移测量星系团中的各个星系相(xiāng)对于星系(xì)团的运(yùn)动速度(dù)。当测量(liàng)结果出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说这99%的质(zhì)量(liàng)并不以可见光(guāng)的形(xíng)式所存在，我们无法看到。最诡异的(de)是，在测量(liàng)速度的过程(chéng)中，兹威基发现星系团(tuán)中很多星系的速度比理(lǐ)论上要快(kuài)得多，按(àn)照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠这些可(kě)见星系的质量所产生(shēng)的引力是无法(fǎ)将它们束缚在星(xīng)系(xì)团内的，它们早就应该被抛(pāo)出星系团之外了，除(chú)非有(yǒu)一(yī)种神(shén)秘的力(lì)量在起作用(yòng)，这种力(lì)量来源(yuán)于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部(bù)分不可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是当(dāng)时(shí)的人们对这样(yàng)的一种说(shuō)法不(bù)屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现(xiàn)。天文学家维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯特福(fú)特在(zài)观(guān)测仙女(nǚ)座星系中的恒(héng)星运动(dòng)。理论上(shàng)来(lái)说，距离中(zhōng)心越远的恒星在其轨道上(shàng)的运行速度就会越慢。但(dàn)是(shì)他们观(guān)测的(de)结(jié)果却让(ràng)人(rén)感(gǎn)到不可思(sī)议(yì)。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛(niú)顿的(de)万有引(yǐn)力定律，在星系当中如(rú)果没有(yǒu)足够大的(de)质量(liàng)来吸(xī)引它们，这些外围的(de)恒星(xīng)早就被甩到(dào)宇宙当(dāng)中了。基(jī)于这种现象，科学(xué)家们(men)会使用一种相对标准的方法来解(jiě)释暗物质的存在，这种(zhǒng)方(fāng)法就(jiù)是测量星(xīng)系当中气体(tǐ)在X轴上距离星(xīng)系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度(dù)。如(rú)果出现异常的结果，就(jiù)认为(wèi)是由暗(àn)物质的力(lì)量进入其中。

于是(shì)科(kē)学(xué)家们通过(guò)射电望远镜测量(liàng)了距(jù)离星系中(zhōng)心(xīn)更远距离的氢(qīng)元素，发现它(tā)们的旋转速度(dù)并不符合牛顿的力学定律。我们的(de)太阳(yáng)系也不例(lì)外，太(tài)阳(yáng)系位于(yú)银河(hé)系的第三悬臂(bì)之(zhī)上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力(lì)定律进行计(jì)算，太阳系的运行(xíng)速(sù)度应该是160千米/秒，但实(shí)际(jì)上(shàng)，太阳系(xì)正在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银河系旋转，这个实际速(sù)度(dù)远远大于理论速度，那么产(chǎn)生以上这种向心加(jiā)速度的原因很可能就是存在着一种我(wǒ)们(men)看不到的(de)物质，是(shì)这些暗物质(zhì)的引力效应将星系(xì)聚集在了一起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研究(jiū)人员(yuán)开始相信暗物(wù)质的(de)存在。科学家根据星系外恒(héng)星轨道(dào)的(de)速(sù)度，估算在星系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不是唯一可以解释这个现象(xiàng)的原因(yīn)。在一项(xiàng)新的(de)研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没有(yǒu)引力(lì)效应的遥远恒(héng)星之(zhī)间，也会出(chū)现速度上(shàng)的微小差异。另(lìng)外，天(tiān)文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系(xì)距(jù)离地球大约(yuē)2.5亿(yì)光年，大小和银河系(xì)不多(duō)，但是星系当中存在的恒星数量却只有银河(hé)系的千分之(zhī)一。

所(suǒ)以在理论上(shàng)，该星系(xì)必须存在暗物质，否则就会分崩离(lí)析。但是科(kē)学家(jiā)们使用最先进的望远镜对其进行了40个(gè)小时的详(xiáng)细测量之后，发现星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动(dòng)是可(kě)以(yǐ)用正常(cháng)的物(wù)质和(hé)力学定律来解释(shì)的(de)。那(nà)么又有人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经被(bèi)附近的另一个大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的(de)附近没有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质(zhì)的假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力的理解(jiě)还不够全面，引力很可能在不(bù)同尺度空(kōng)间(jiān)中的(de)工作(zuò)方式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的轨(guǐ)道(dào)，按照(zhào)我们(men)所理解的方式运动。但是上升到星系和(hé)星团的尺度，引力之间(jiān)的(de)相互作用则是不同的方(fāng)式。对于在(zài)星系团之间的(de)相互(hù)作用，科学家还引入了外部(bù)场效(xiào)应的(de)概念，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨(jù)大的质(zhì)量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个(gè)理论叫做(zuò)MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立(lì)，这(zhè)意味着我们需要对现(xiàn)在的物(wù)理定律进(jìn)行修正，这(zhè)些发现也让很多人(rén)认为暗物(wù)质假说理论(lùn)就(jiù)此终结。但是在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关于暗物质存在(zài)的(de)其他的理论证据，这些理论证据是(shì)蒙德理(lǐ)论所没法解释的“引(yǐn)力透镜”。

径向距(jù)离为37亿(yì)光年的子(zi)弹星系团，由(yóu)两(liǎng)个碰撞(zhuàng)的星系团所组成(chéng)，类似(shì)这样的星团，它(tā)们大部分的普通(tōng)质量都在星系的气体当(dāng)中。当(dāng)星团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际(jì)气体的相互(hù)作用就会(huì)导(dǎo)致温度(dù)的(de)急剧(jù)升高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理(lǐ)论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星(xīng)系(xì)团大部分的质量将位于所有(yǒu)这些(xiē)气体所在的中(zhōng)间区(qū)域。那么我们通(tōng)过什么来验证(zhèng)它的质量区域到底是不是集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯(bó)太空(kōng)望(wàng)远镜(jìng)传回了(le)宇(yǔ)宙当中第一张全彩的高清照(zhào)片(piàn)，在照片(piàn)中我们可以明(míng)显地看到很多(duō)星系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身(shēn)并不是真的被(bèi)扭(niǔ)曲了(le)，也不是韦伯(bó)望远镜(jìng)出了(le)什么(me)问(wèn)题(tí)，而(ér)是这样极遥远的(de)天体和我们地球上的(de)观测者(zhě)之间。被一个质量超级巨大的(de)天体遮挡(dǎng)，这个超大质量(liàng)的(de)东西的引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发生了(le)扭曲。这个现象(xiàng)就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体可能是(shì)超大(dà)质量(liàng)的黑(hēi)洞(dòng)或者(zhě)是暗物(wù)质(zhì)。

所(suǒ)以当人们对子弹星系(xì)团观测的时候(hòu)，发(fā)现它的大质量区(qū)域并(bìng)不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的解释方(fāng)法就是当星团发生(shēng)全部的碰(pèng)撞(zhuàng)时，可被观测到(dào)的质量气(qì)体被卡在(zài)了中间(jiān)，暗物质则直接通过了这个区(qū)域(yù)，并在两边形(xíng)成了引力(lì)透镜(jìng)。对(duì)子弹星(xīng)系团的引力(lì)透(tòu)镜研(yán)究(jiū)也被认(rèn)为(wèi)是暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的迄今为止最好的理论(lùn)证(zhèng)据(jù)。

除此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光(guāng)。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年(nián)之后，可(kě)见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年(nián)之后(hòu)，这(zhè)些光在宇宙(zhòu)空间背景上留下了各相同性(xìng)的(de)微波辐(fú)射。其中红色的部(bù)分表示温度(dù)较高(gāo)的(de)区域(yù)，蓝(lán)色则表示(shì)相对较(jiào)冷(lěng)的区域，但(dàn)实(shí)际上它们之间的温(wēn)差只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科(kē)学家们通过(guò)对前(qián)景背景分离后(hòu)的二(èr)值图像进(jìn)行(xíng)连(lián)通域提取和标(biāo)记之后(hòu)发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来(lái)不应该是这(zhè)样的，而随着暗(àn)物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会减小，才变(biàn)得看(kàn)起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙(zhòu)微(wēi)波(bō)背景(jǐng)辐射的测量值(zhí)，我们需要的暗物质大约(yuē)是普通物(wù)质的5倍(bèi)。这个数(shù)字与(yǔ)解(jiě)释(shì)星系当中恒星(xīng)运动所需要的暗物质比(bǐ)例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论(lùn)框(kuāng)架，就(jiù)很好地解释了很(hěn)多不同的观(guān)测结果。而暗物质的本质(zhì)就(jiù)是宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)存在着某种类(lèi)型(xíng)的(de)粒子，它(tā)们(men)不(bù)参与任(rèn)何其他的电磁(cí)作用，只通过引力来相互作(zuò)用。所以如果能(néng)够找到这种粒子的(de)存在，就相当于找到了暗物(wù)质存在的实际证据。这种粒子到(dào)底是什(shén)么(me)？科学家(jiā)们已经提出了数十种(zhǒng)的假想(xiǎng)目标(biāo)，而(ér)要寻找这些(xiē)不同的目标粒(lì)子(zi)所需要的实验方式(shì)也不(bù)相同。在(zài)过(guò)去(qù)的几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这些看不见(jiàn)、摸不到，几乎不会与常(cháng)规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进(jìn)行(xíng)了超过50次的(de)实验，却没有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大(dà)的地学实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探(tàn)测器(qì)，一(yī)直致(zhì)力于(yú)寻找暗物质粒十二生肖的酉是什么动物呢，酉的生肖是什么生肖子的周(zhōu)期性(xìng)震(zhèn)荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学家声(shēng)称观测(cè)到了某种信号。经过了20多年的数据收集(jí)，人(rén)们发(fā)现了一(yī)个有趣(qù)的事情。探测(cè)率会在每(měi)年的6月(yuè)份达到峰值，然后在11月(yuè)降(jiàng)到(dào)最低，而且(qiě)在20年(nián)当(dāng)中每年都是一样(yàng)。一些科学(xué)家认为这(zhè)可能是人类(lèi)发现暗物质的第一(yī)个直接(jiē)证据。

但是为什么(me)暗物质会(huì)产生周期性的年度信号呢(ne)？刚(gāng)才我们讲了(le)太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕(rào)着银河系进行移动(dòng)，那么如果暗(àn)物质(zhì)存(cún)在(zài)宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这(zhè)个过程中会(huì)产(chǎn)生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速度围绕太(tài)阳进行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有半(bàn)年的时间，地球围(wéi)绕太阳的方向(xiàng)与太(tài)阳环(huán)绕银(yín)河系(xì)的(de)方向是一致的，而另外半年则(zé)与之相(xiāng)反。

而在6月(yuè)份的时(shí)候(hòu)，地球与太阳(yáng)的方向正(zhèng)好达到(dào)完全一致，这是(shì)理(lǐ)论上地球穿越暗物质(zhì)流最(zuì)快十二生肖的酉是什么动物呢，酉的生肖是什么生肖的时段。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相(xiāng)对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这(zhè)并不影响(xiǎng)这(zhè)个(gè)理论的有效性。

因此科(kē)学家认为这(zhè)可以(yǐ)用来解(jiě)释，研究(jiū)人(rén)员们(men)所观测到的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他的(de)情况，造成这种年度(dù)周期信号的差异也可能是温(wēn)度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积(jī)雪，甚(shèn)至连(lián)意大利游客的数量(liàng)也符合这个周期的规律(lǜ)。

所以(yǐ)，科学家(jiā)们又在南半(bàn)球建立(lì)了(le)一个几乎相同的实验室，这(zhè)里的季节与之前(qián)的(de)实验室(shì)正(zhèng)好相(xiāng)反(fǎn)，而(ér)在这里，地球(qiú)穿过暗物(wù)质流的运动特(tè)征和(hé)第一个(gè)实验室是一(yī)样(yàng)的。

因此，如果在这里可以得到相同(tóng)的信号，就可以成为暗物(wù)质所存在的非常有力的(de)证(zhèng)据了。但是由(yóu)于这个实验室(shì)刚刚建(jiàn)成不久，所以截(jié)至(zhì)目前还无法提供(gōng)相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜(jìng)，这(zhè)台太空望(wàng)远(yuǎn)镜叫做“南希格雷(léi)斯罗曼(màn)”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它(tā)的宽视场(chǎng)仪(yí)器提供的视野是哈勃红外(wài)仪器(qì)的100倍。南希(xī)格(gé)雷(léi)斯罗(luó)曼(màn)太空(kōng)望(wàng)远镜其中一个关(guān)键的用途就是(shì)探(tàn)索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于探(tàn)测的结果，我(wǒ)们(men)只(zhǐ)能拭(shì)目以待(dài)了。费米实验(yàn)室粒子天体(tǐ)物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和(hé)贾森斯特芬(fēn)研(yán)究(jiū)发(fā)现，如果暗物质存(cún)在，它们极有可(kě)能拥有另一种神秘(mì)的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中(zhōng)生命的(de)诞生，或者说是生命(mìng)进化的一(yī)个重要因素。

如果这(zhè)一(yī)理论得到进(jìn)一步的证(zhèng)实(shí)，那么遍布宇宙(zhòu)当中(zhōng)的暗物质会不会意味着人类(lèi)并不孤单(dān)呢(ne)？或(huò)许在宇宙当(dāng)中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通过这样的效(xiào)应创造生命。当(dāng)然，这(zhè)些(xiē)推论的大前(qián)提(tí)是要(yào)先找到暗(àn)物质存在的实际证据(jù)。那(nà)么(me)小伙伴们(men)，你们觉得暗物质到底存不存(cún)在(zài)呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是(shì)我(wǒ)更新的动力！

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