宇宙是“人(rén)为(wèi)制造”的(de)？为何会存在(zài)科学无法解释的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟(jìng)是什么？人(rén)类(lèi)为了寻找暗物质存在的证(zhèng)据，科学家们在过(guò)去的几(jǐ)十年(nián)当中进(jìn)行了超(chāo)过50次的(de)长(zhǎng)期实(shí)验，但是(shì)却没(méi)有发现任何的有效证据。除(chú)了(le)一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学(xué)数学原(yuán)理一书中，埃萨(sà)克(kè)牛顿发表了万有引力定律(lǜ)，它揭(jiē)示了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往(wǎng)后的几(jǐ)百年来，当天文学(xué)家们发现某些(xiē)天体(tǐ)运行轨(guǐ)道出现异常，不(bù)符(fú)合(hé)万有引力定律的时候，他(tā)们就(jiù)会(huì)知道(dào)，周围(wéi)一定有未知的天体通过引力在(zài)摄动(dòng)它的(de)轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常(cháng)，推算并且发现(xiàn)了海王星的存(cún)在。另外(wài)，哈(hā)雷彗(huì)星(xīng)、冥王星的发现都是应用万有引力定律(lǜ)所取得(dé)重大天文成就(jiù)的例子。但是这些(xiē)发(fā)现(xiàn)都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升(shēng)到星系(xì)或者(zhě)是(shì)星团的尺度(dù)，事(shì)情就开始(shǐ)变得诡异了(le)。

1933年，瑞(ruì)士的物理(lǐ)学家(jiā)弗里茨兹威基正在(zài)研究和测量后(hòu)发星(xīng)系团的质量。这是一个由数(shù)千个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨(jù)大星系团，这些(xiē)星系被(bèi)引力(lì)束(shù)缚在一起。测量星系团(tuán)的质量一般会(huì)使用到两种(zhǒng)方法，当两种方法(fǎ)结果一致，就可以确(què)定(dìng)其质(zhì)量的范围。

第(dì)一种是获得其(qí)"光度学的质(zhì)量(liàng)"，需要的数据是测量各(gè)个(gè)星(xīng)系的光度(dù)。

第(dì)二种是(shì)动力学(xué)质量的计算(suàn)，是利用(yòng)光谱(pǔ)红(hóng)移测(cè)量(liàng)星系团中的各(gè)个星(xīng)系(xì)相对(duì)于星系团的运动(dòng)速度。当测量结果(guǒ)出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学质(zhì)量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座(zuò)星系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这(zhè)99%的质(zhì)量并不以可见光(guāng)的形式所存(cún)在，我们无法看到。最诡异的是，在测(cè)量(liàng)速度的过(guò)程(chéng)中，兹威基(jī)发(fā)现星系团(tuán)中(zhōng)很多星(xīng)系的速度(dù)比理论上要(yào)快得多，按(àn)照(zhào)牛顿的(de)运动学定律，仅靠这些(xiē)可(kě)见(jiàn)星(xīng)系的质量所产生的引力(lì)是无法将(jiāng)它们束缚在星(xīng)系团(tuán)内的，它(tā)们早(zǎo)就应(yīng)该被抛(pāo)出(chū)星系(xì)团之外了，除非有一种神秘的力(lì)量(liàng)在起作用，这种(zhǒng)力(lì)量来源(yuán)于某种(zhǒng)隐(yǐn)形的物质。

据(jù)此，兹维基提出了(le)这样部分不可见的暗(àn)质，它不(bù)发(fā)散光、吸光、反射光，但是它(tā)们却占据着宇宙(zhòu)中绝(jué)大部(bù)分的质量。只是(shì)当时的(de)人(rén)们对这样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才(cái)再(zài)一(yī)次出(chū)现(xiàn)。天文学家维拉(lā)鲁宾和(hé)肯特福特在(zài)观测仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说(shuō)，距(jù)离中心(xīn)越远(yuǎn)的恒星(xīng)在(zài)其(qí)轨道(dào)上的运行速度就会越(yuè)慢。但(dàn)是他们观测的(de)结果却让人感到(dào)不可思(sī)议。

随着与中心距离的增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保持不(bù)变。可是根据牛顿的万(wàn)有(yǒu)引力定律，在星系当中(zhōng)如果没(méi)有足(zú)够(gòu)大的(de)质量(liàng)来吸引它们(men)，这(zhè)些外围(wéi)的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科学家(jiā)们会(huì)使用(yòng)一种相对(duì)标准的(de)方法来解释(shì)暗物质的存(cún)在，这种方法就是测量星(xīng)系当中气(qì)体(tǐ)在X轴上(shàng)距离星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现(xiàn)异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物(wù)质(zhì)的(de)力(lì)量进入其中。

于是(shì)科学(xué)家们通(tōng)过射电(diàn)望远镜(jìng)测量(liàng)了(le)距离星(xīng)系中心(xīn)更远距离的氢(qīng)元素，发(fā)现它们的旋转速(sù)度并(bìng)不符(fú)合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三(sān)悬臂之上，距离银河(hé)系(xì)中(zhōng)心2.6万(wàn)光年，根据万有引力(lì)定律进行计算(suàn)，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系(xì)正在(zài)以220千米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转，这个实际速度远远大于理(lǐ)论速度，那么产生以(yǐ)上这种向心(xīn)加速(sù)度的原因很可能就是存在(zài)着一种我(wǒ)们看不到的物质，是这些暗(àn)物质的引(yǐn)力效应将星系聚(jù)集在了一起。

也是从这时开始(shǐ)，越(yuè)来越(yuè)多(duō)的(de)研究人员开始相信暗物(wù)质的(de)存在。科学(xué)家根据(jù)星系外恒星轨道(dào)的速度，估算(suàn)在星(xīng)系当中(z五指毛桃土茯苓牛大力汤功效与作用，四种人不能吃牛大力hōng)暗物质的(de)质(zhì)量占(zhàn)整个星系质(zhì)量的(de)85%。但(dàn)是，暗物质(zhì)并不是唯一(yī)可以解释这个(gè)现象的原因(yīn)。在一(yī)项新(xīn)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)现速度上的微(wēi)小差(chà)异。另(lìng)外，天文学家(jiā)还发(fā)现了一(yī)个反(fǎn)常(cháng)的星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多，但是星(xīng)系(xì)当中存在(zài)的恒星数量(liàng)却只有银河(hé)系的千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该星(xīng)系必须存(cún)在暗(àn)物质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科学家们使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行了(le)40个小(xiǎo)时的详细测量之后，发(fā)现(xiàn)星系中(zhōng)的恒星运动是可以用(yòng)正常的物质和力学定律(lǜ)来解释的。那么(me)又有人提(tí)出，也许该(gāi)星系(xì)的暗物质，已经被附近的另一个大(dà)星系剥离了。奇怪(guài)的是，它(tā)的(de)附近(jìn)没有(yǒu)任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外(wài)，另一种(zhǒng)可能就(jiù)是人类对(duì)引力的理(lǐ)解还不够全面，引力很可能在(zài)不同(tóng)尺度空间中的(de)工作方式是不同的，这意味(wèi)着在(zài)行星系尺(chǐ)度中的天体会沿着它(tā)们的轨道，按(àn)照我们所理解的方式(shì)运动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺度，引(yǐn)力之间的相互作用则是不(bù)同的方式(shì)。对于在星系团之间的相互作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是在数百万光年(nián)的规模上，巨大的(de)质量之间(jiān)会产生(shēng)对(duì)彼此特(tè)殊的效果(guǒ)，这(zhè)个理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着(zhe)我们需(xū)要对现在的物理(lǐ)定律(lǜ)进行(xíng)修正，这些发现也让(ràng)很多人(rén)认为(wèi)暗(àn)物质假说理论(lùn)就(jiù)此终结。但是在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中还有关(guān)于(yú)暗物质(zhì)存在的(de)其他的理论(lùn)证(zhèng)据，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引(yǐn)力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组成，类(lèi)似这(zhè)样的星团，它们大部分的普通(tōng)质量都在星系的气体当(dāng)中(zhōng)。当星(xīng)团以(yǐ)1000万公(gōng)里(lǐ)/小时(shí)发生碰撞(zhuàng)的时候，星(xīng)际(jì)气体的相(xiāng)互作用就会导致温度(dù)的急剧升高，速度(dù)大幅降低(dī)。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团大部分的(de)质量(liàng)将位(wèi)于所有(yǒu)这些气(qì)体所在的中间(jiān)区域。那(nà)么我们通过什么来验证它的质量区域到底是不(bù)是(shì)集中在(zài)中间呢(ne)？前(qián)不(bù)久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙当(dāng)中(zhōng)第一张(zhāng)全彩的高清照片(piàn)，在(zài)照片中我们可以明显地看到很多(duō)星系似乎被拉(lā)伸产(chǎn)生了(le)巨大的形变。其实这些星系本身并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出(chū)了什么问题(tí)，而是这样极(jí)遥远的(de)天体和我们地球(qiú)上的观测(cè)者之间。被(bèi)一个(gè)质(zhì)量超级巨大(dà)的天体遮挡(dǎng)，这(zhè)个超大质(zhì)量的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远星系的(de)光都发生了扭曲(qū)。这(zhè)个现象就是引力透镜效应。这个巨大的天体(tǐ)可能是超大质量的黑(hēi)洞或(huò)者是暗物质。

所以当(dāng)人(rén)们对子弹星系团(tuán)观测(cè)的(de)时候(hòu)，发现它的大质量区域(yù)并不(bù)是在中(zhōng)间，而(ér)是在(zài)两侧。所以最(zuì)好的(de)解释方法(fǎ)就是当(dāng)星团发生全部(bù)的碰撞时(shí)，可被(bèi)观测到的质(zhì)量气(qì)体被(bèi)卡在(zài)了中间，暗物质则直(zhí)接通(tōng)过了这个区(qū)域，并(bìng)在两边形成(chéng)了引力透镜。对子弹星系团的(de)引力透镜研究也被认为是暗物质存在(zài)的迄今为止最好的理论(lùn)证据。

除此之外，还(hái)有来(lái)自宇宙当(dāng)中最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开始，38万(wàn)年之后，可见光终于(yú)可(kě)以畅通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同(tóng)性的(de)微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的(de)区域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷的区域，但实际上它们之间的温(wēn)差只有万分之(zhī)一。

科学家们(men)通过对前景背(bèi)景分离后(hòu)的二值图(tú)像进行(xíng)连(lián)通域提(tí)取和标记(jì)之后发现，如果宇宙当中没(méi)有暗物(wù)质，图形看起(qǐ)来不应该是这样(yàng)的，而(ér)随着暗(àn)物质的增(zēng)加，一些峰值的(de)幅度会减小，才(cái)变得看(kàn)起来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微(wēi)波背景(jǐng)辐射的测量值，我(wǒ)们(men)需要的(de)暗物质大约是普通物质的5倍。这(zhè)个数(shù)字与(yǔ)解释星系当(dāng)中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例是一致的。这就(jiù)意味着。

用了一个(gè)简单(dān)的理论(lùn)框架，就很好地(dì)解释了很多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇(yǔ)宙当中存在着某种(zhǒng)类(lèi)型的粒子，五指毛桃土茯苓牛大力汤功效与作用，四种人不能吃牛大力它们(men)不参与任何其他的电磁作(zuò)用，只通(tōng)过引力(lì)来(lái)相互作用。所(suǒ)以如(rú)果能够找到这种粒(lì)子的存在，就相当于(yú)找到了暗物(wù)质存在(zài)的实(shí)际证据。这种粒子到底是什(shén)么？科学(xué)家们已经(jīng)提出了数十种(zhǒng)的假(jiǎ)想目标(biāo)，而要(yào)寻找这些不同的目(mù)标粒子所需要的实验方式也不相同(tóng)。在过去的几十(shí)年当中(zhōng)，人类为(wèi)了(le)寻(xún)找(zhǎo)这(zhè)些(xiē)看不(bù)见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎不会与(yǔ)常规物质相互(hù)作用(yòng)的“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了超过50次(cì)的实验，却(què)没有任何实质性的发现，除(chú)了一个地(dì)方，意大(dà)利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑斯(sī)山(shān)脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地(dì)球上(shàng)最大(dà)的(de)地(dì)学实验室(shì)，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三层楼高的(de)探测器，一直(zhí)致(zhì)力于寻找暗(àn)物质(zhì)粒(lì)子的(de)周期性(xìng)震荡(dàng)。

自1997年以来，这里(lǐ)的(de)科学家声称观测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数据收(shōu)集，人们发现了一个有趣的事(shì)情。探测率会(huì)在每年(nián)的(de)6月份达(dá)到峰值，然(rán)后在11月降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一些科(kē)学(xué)家(jiā)认为这可能是人类(lèi)发现暗物(wù)质的第一个直接证据。

但(dàn)是为什么暗物(wù)质会(huì)产(chǎn)生周期性的年度信号呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒的(de)速度围绕着银(yín)河系进行移动(dòng)，那么如果暗物(wù)质(zhì)存在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这(zhè)意味着我们也(yě)在(zài)以这样的速度在穿(chuān)越着暗物质(zhì)流，这个过程中会产生相(xiāng)应的振(zhèn)荡，同(tóng)时地球(qiú)又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太(tài)阳的方(fāng)向与太(tài)阳环绕银河(hé)系的(de)方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月(yuè)份的(de)时候，地球(qiú)与太阳(yáng)的方向正好达到完(wán)全一致(zhì)，这是(shì)理论上地球穿越(yuè)暗物质流最快的时(shí)段(duàn)。而在11月份，又恰(qià)好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际的情(qíng)况中，太阳系相对(duì)银(yín)河系的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影响这(zhè)个理论的(de)有效性。

因此科学家认为这可(kě)以用来解释，研究人(rén)员们所观测到的周期性信号。当然(rán)也可(kě)能(néng)有(yǒu)其他的情况，造(zào)成这种年(nián)度周期信号(hào)的差异也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高(gāo)山上的(de)积雪，甚(shèn)至连意(yì)大利游客(kè)的数(shù)量(liàng)也(yě)符合这个周(zhōu)期的规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们又在南半球建(jiàn)立了一个几乎相同的实(shí)验室，这里的季节与之前的实(shí)验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质(zhì)流的运动特征和第一个实验(yàn)室是(shì)一(yī)样的(de)。

因此，如果(guǒ)在这里可以得到相同(tóng)的信号，就可(kě)以成为暗物质所存在的非(fēi)常有(yǒu)力的证据(jù)了。但是由于这个实验室(shì)刚刚建成不久，所以(yǐ)截至目前(qián)还无法提(tí)供(gōng)相(xiāng)应(yīng)的(de)数据(jù)支持。另外，在(zài)2025年(nián)，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜，这台(tái)太空(kōng)望远镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场(chǎng)仪器(qì)提供(gōng)的视(shì)野是哈(hā)勃红(hóng)外仪器的100倍。南(nán)希(xī)格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一(yī)个关键的用途就是探索暗物质(zhì)背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭(shì)目(mù)以(yǐ)待了。费米实验室粒(lì)子天体物(wù)理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研(yán)究(jiū)发(fā)现，如果暗物质存在，它们(men)极有可(kě)能拥有另一种(zhǒng)神秘的(de)效(xiào)应，这种暗物质效应(yīng)，会支(zhī)持宇宙当(dāng)中(zhōng)生命的(de)诞生，或(huò)者说是(shì)生命进化的一个重要(yào)因素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙(zhòu)当中的暗物质会不会意(yì)味着人类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当中五指毛桃土茯苓牛大力汤功效与作用，四种人不能吃牛大力(zhōng)某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在通过这样的效应(yīng)创造生(shēng)命。当然，这些推论的大前提是(shì)要先找到暗物质存在的实际证据。那么小伙(huǒ)伴们(men)，你们觉得暗(àn)物(wù)质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，你的支(zhī)持是我(wǒ)更新的动力！

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