宇宙是“人为制造”的(de)？为(wèi)何会存在科学无法解释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗(àn)物质(zhì)又究竟是什(shén)么？人类(lèi)为了寻(xún)找(zhǎo)暗物(wù)质存在的证据，科学家们在过去的(de)几十年当中进行了超过50次的长期实(shí)验，但是却没有发现(xiàn)任何的有效证据。除了一(yī)个地(dì)方(fāng)，在(zài)1687年出版的自然哲学数学(xué)原理一(yī)书中，埃(āi)萨克牛顿(dùn)发表(biǎo)了万有引力(lì)定律，它揭示(shì)了宇宙中天体运动的(de)规律。往(wǎng)后的(de)几百年来(lái)，当(dāng)天文学家们发现某些天(tiān)体运行(xíng)轨道(dào)出现异(yì)常，不符合万有引力定(dìng)律的时(shí)候，他们就会知道，周围一定(dìng)有未知的天体(tǐ)通过引力在摄(shè)动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶(yé)就通过天王星运行轨道的异(yì)常，推(tuī)算并且(qiě)发现了海王(wáng)星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王星的发现都(dōu)是应用万有引(yǐn)力定律所取(qǔ)得重大天文成就的(de)例子。但是这些发现都是在恒星系统(tǒng)的尺度当中，可当我们上升到星系或(huò)者是星团的尺度，事情就开始变得(dé)诡异(yì)了。

1933年(nián)，瑞士的(de)物(wù)理学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究(jiū)和测量(liàng)后(hòu)发星系(xì)团(tuán)的质量。这是一(yī)个由数千个星(xīng)系所(suǒ)组成的巨大(dà)星系团，这些星系被引力束缚在一起。测(cè)量星(xīng)系团的质量一(yī)般(bān)会使用到(dào)两种方法，当两种(zhǒng)方法(fǎ)结果一致，就(jiù)可以确定其质(zhì)量的范围。

第一种是(shì)获得其(qí)"光度(dù)学(xué)的(de)质(zhì)量(liàng)"，需要(yào)的数据是测量各个星(xīng)系的光度。

第二(èr)种(z现在的00后女的为什么都平胸，为什么现在平胸妹子越来越多hǒng)是动力(lì)学质量的计算，是(shì)利用光谱红移测量星系(xì)团中(zhōng)的各个星(xīng)系相对于星系团的运动速度。当测量结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹威基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍。这意(yì)味着，后发座(zuò)星系(xì)团有99%的(de)质量消失了，或者说这(zhè)99%的质量并不以可见(jiàn)光(guāng)的形(xíng)式所存在，我们(men)无法看到(dào)。最诡异的(de)是，在测(cè)量速度的过程中，兹威基发现星系团中很多星系的(de)速度比(bǐ)理论上要(yào)快得多，按照牛顿(dùn)的(de)运动学定律，仅靠(kào)这(zhè)些可见(jiàn)星系的(de)质量(liàng)所产生的引力(lì)是无法将它们束缚在星系团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星系(xì)团之外(wài)了，除非有(yǒu)一(yī)种神秘的力(lì)量在(zài)起作用(yòng)，这种力量(liàng)来源(yuán)于某种隐形(xíng)的(de)物质。

据(jù)此，兹(zī)维基(jī)提出了这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却(què)占据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质(zhì)量。只是当时的人(rén)们对这样的一种(zhǒng)说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗(àn)物质”这个(gè)词才(cái)再(zài)一次出现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观(guān)测仙女座星系(xì)中的(de)恒星运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨道(dào)上(shàng)的运(yùn)行速度就会越慢。但(dàn)是他们观(guān)测的结(jié)果却让人感到不可思(sī)议。

随着与中心距(jù)离的增加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛(niú)顿的万有(yǒu)引(yǐn)力定(dìng)律，在星系当中如果没(méi)有足够大的质量来吸引它(tā)们，这些外围的恒(héng)星早就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙当中了(le)。基(jī)于这种现象，科学家们会使用(yòng)一(yī)种相对(duì)标准的方法来(lái)解(jiě)释暗物质的存在，这种方法就是测量(liàng)星系当中(zhōng)气(qì)体在X轴上距(jù)离星系中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上(shàng)气体的(de)旋(xuán)转速度。如果出现异常(cháng)的结果，就认为(wèi)是由暗物质的力量进(jìn)入(rù)其中(zhōng)。

于是(shì)科学家们通(tōng)过射电望远镜(jìng)测量了距离星系(xì)中(zhōng)心(xīn)更远距(jù)离的氢(qīng)元素，发(fā)现它们的旋(xuán)转速度并(bìng)不(bù)符(fú)合牛顿(dùn)的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂之上，距离银河系(xì)中(zhōng)心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律进行计算，太阳系的运(yùn)行(xíng)速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际(jì)上(shàng)，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度围绕(rào)银(yín)河系(xì)旋(xuán)转，这个(gè)实(shí)际速(sù)度远(yuǎn)远大(dà)于理论速度(dù)，那(nà)么产生以上(shàng)这种向心(xīn)加速(sù)度的原因很可能就是(shì)存在(zài)着(zhe)一种我(wǒ)们(men)看(kàn)不到的(de)物质(zhì)，是这些暗物质(zhì)的引力效应将星系(xì)聚集在了一(yī)起(qǐ)。

也(yě)是(shì)从这时开始(shǐ)，越来越(yuè)多(duō)的研究人员开始相信(xìn)暗物质的存在。科学家根据(jù)星系外恒星轨道的速度，估算在星系当中(zhōng)暗物质的质(zhì)量占整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物质(zhì)并不是唯一可以解释这个(gè)现象的(de)原因(yīn)。在一项新(xīn)的研(yán)究当(dāng)中，科学家们发现，几乎没(méi)有引力(lì)效(xiào)应的遥远恒星之间，也(yě)会出现速度上的微(wēi)小差(chà)异。另外，天文学(xué)家还发现(xiàn)了一个反常的星系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量却(què)只有银河系(xì)的千(qiān)分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则就会分(fēn)崩离(lí)析(xī)。但是科(kē)学家(jiā)们(men)使用最先(xiān)进(jìn)的(de)望(wàng)远镜对其进行了40个小(xiǎo)时的详细测量之后，发(fā)现星系中的恒星(xīng)运(yùn现在的00后女的为什么都平胸，为什么现在平胸妹子越来越多)动是(shì)可以用(yòng)正常的物质(zhì)和力学(xué)定律(lǜ)来解(jiě)释的。那么(me)又有人提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被(bèi)附(fù)近的(de)另一个大(dà)星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的(de)附近(jìn)没有任何星系存在。造(zào)成(chéng)这些现象的(de)除了暗物质的(de)假说之外，另一种可能(néng)就是人类对引力的理解还不(bù)够全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间中的(de)工作方式(shì)是(shì)不(bù)同(tóng)的，这意味着(zhe)在行星(xīng)系尺度中的天体会沿着(zhe)它们的轨(guǐ)道，按照我(wǒ)们所理解的方式(shì)运(yùn)动(dòng)。但是上升(shēng)到(dào)星系和星团的(de)尺度，引力(lì)之间的相(xiāng)互(hù)作用则是不同的方式。对于在(zài)星系团之间的相(xiāng)互作(zuò)用，科(kē)学家还引入(rù)了(le)外部场效应的概念(niàn)，指的是在(zài)数百万(wàn)光年(nián)的规模(mó)上，巨大的(de)质量(liàng)之间(jiān)会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着(zhe)我们需要对(duì)现在(zài)的物理定律进(jìn)行修正，这些发现也让很多人认(rèn)为暗物质假说理论(lùn)就此(cǐ)终结。但(dàn)是(shì)在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关于暗物质存在(zài)的其他(tā)的理论证(zhèng)据，这(zhè)些理论(lùn)证据是(shì)蒙(méng)德理论所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年(nián)的子弹星系(xì)团，由两个(gè)碰撞(zhuàng)的(de)星系(xì)团所组成(chéng)，类似这样的星团，它们大部(bù)分的普通质(zhì)量都(dōu)在星系的气体当中。当星(xīng)团以1000万公里(lǐ)/小时(shí)发(fā)生(shēng)碰(pèng)撞的时候，星际气体的相互作用(yòng)就(jiù)会导致(zhì)温度(dù)的(de)急(jí)剧升(shēng)高(gāo)，速(sù)度大(dà)幅降低。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大部分的(de)质量将(jiāng)位(wèi)于所有(yǒu)这些气体(tǐ)所(suǒ)在的中间区域。那么我们(men)通过(guò)什么来验(yàn)证它的质量区域到底是不是集中在中间(jiān)呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回(huí)了(le)宇(yǔ)宙当中(zhōng)第(dì)一张全彩的高(gāo)清照片，在照片(piàn)中(zhōng)我们可(kě)以明显地看到很(hěn)多星(xīng)系似(shì)乎被拉伸产(chǎn)生(shēng)了巨(jù)大的形变。其(qí)实这些(xiē)星系本身并不(bù)是真的被(bèi)扭曲(qū)了，也不是(shì)韦伯望远镜出(chū)了什(shén)么问题(tí)，而是这(zhè)样极遥(yáo)远的天体和我们地球上的观测者之间。被一个质量(liàng)超级(jí)巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的引(yǐn)力(lì)，会(huì)使身后更遥(yáo)远星系的光都发生(shēng)了(le)扭曲。这个(gè)现象就(jiù)是引力透镜效(xiào)应(yīng)。这(zhè)个巨大的天体可能是超大质(zhì)量的黑(hēi)洞(dòng)或(huò)者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现它(tā)的大质量(liàng)区(qū)域并(bìng)不是在中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的解(jiě)释方(fāng)法就(jiù)是当星团发生全部的(de)碰撞(zhuàng)时(shí)，可(kě)被(bèi)观测到的(de)质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物(wù)质(zhì)则直(zhí)接通过了这(zhè)个区(qū)域，并在(zài)两(liǎng)边形成(chéng)了引力(lì)透镜。对子弹星系团的引力透镜研(yán)究也被(bèi)认为(wèi)是暗物质存在的迄今为止最好(hǎo)的理(lǐ)论(lùn)证据。

除此之(zhī)外，还有来(lái)自宇宙当(dāng)中最古老的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年之(zhī)后，可见光终于(yú)可(kě)以畅通(tōng)无(wú)阻地穿越在(zài)宇宙当中了(le)。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙(zhòu)空(kōng)间背景上留下了(le)各(gè)相同(tóng)性的微(wēi)波辐射。其中(zhōng)红(hóng)色的部分表示(shì)温(wēn)度较高(gāo)的区域，蓝色则表(biǎo)示相(xiāng)对(duì)较(jiào)冷的区(qū)域(yù)，但实际上(shàng)它们之间的温差只有万分(fēn)之一。

科学家们通过对前景背(bèi)景(jǐng)分离后的二值图(tú)像进(jìn)行连通域(yù)提取(qǔ)和(hé)标(biāo)记之(zhī)后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应该是这样的(de)，而随着(zhe)暗(àn)物质的增加，一(yī)些(xiē)峰值的幅度会减小，才变得(dé)看起(qǐ)来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景辐射的测(cè)量值，我们需要的暗物(wù)质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒(héng)星运动所需要的暗物质比例是一(yī)致的(de)。这(zhè)就意味着。

用了一(yī)个简单的理论框(kuāng)架，就很(hěn)好(hǎo)地(dì)解释(shì)了很(hěn)多不同的观测结果。而暗物质的(de)本(běn)质就是(shì)宇宙当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何(hé)其(qí)他的电磁作用，只通过引力(lì)来(lái)相互(hù)作用(yòng)。所以如果能够找到这种粒(lì)子的(de)存在，就相当于(yú)找到了暗物(wù)质存在的实际证据。这种粒(lì)子到底(dǐ)是什么？科学家们(men)已经(jīng)提出了数十种的假(jiǎ)想目标，而要寻找(zhǎo)这些不同的目标粒子所需(xū)要的实验方式也(yě)不相同。在过(guò)去的几十年当中，人类为了寻找这些看(kàn)不见、摸(mō)不到(dào)，几乎不(bù)会与常规(guī)物质相(xiāng)互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经进行(xíng)了(le)超过(guò)50次的实验，却没(méi)有(yǒu)任何实质性的发现，除了(le)一(yī)个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的(de)地学实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的(de)探测器，一直(zhí)致力于(yú)寻找暗物质(zhì)粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称(chēng)观测到了(le)某(mǒu)种信(xìn)号。经过了20多(duō)年(nián)的(de)数据收集，人们(men)发现了一个有(yǒu)趣的事(shì)情(qíng)。探测(cè)率会在每年的(de)6月份(fèn)达(dá)到峰(fēng)值，然后在11月降(jiàng)到最低，而且在20年(nián)当中每年都是(shì)一(yī)样。一些(xiē)科学家认为这可能是人类发现(xiàn)暗物质的第一个直接证(zhèng)据。

但是为什(shén)么暗物(wù)质会产生周(zhōu)期性的年度信号(hào)呢？刚才我们(men)讲了太(tài)阳系正在(zài)以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕着银河系进行(xíng)移动，那(nà)么如果暗(àn)物质存在宇宙当中，这意(yì)味着我们(men)也在以这(zhè)样的(de)速度(dù)在穿越着暗物质流，这个过程中会(huì)产生相(xiāng)应的振荡，同(tóng)时(shí)地球(qiú)又以30公里(lǐ)/秒的(de)速(sù)度围绕(rào)太阳进行旋转。所(suǒ)以有半年的时(shí)间，地球(qiú)围(wéi)绕(rào)太阳(yáng)的方向与太(tài)阳环(huán)绕(rào)银河(hé)系的方(fāng)向是一致的，而另(lìng)外半年(nián)则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太(tài)阳的方向正(zhèng)好达到(dào)完全一致(zhì)，这是理论上地(dì)球穿越暗物质流最快(kuài)的时段。而在11月份，又恰(qià)好达(dá)到了(le)最慢值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太阳系(xì)相(xiāng)对银(yín)河系(xì)的平(píng)面呈现了(le)60度的倾(qīng)斜，但(dàn)是这并不影响这个(gè)理(lǐ)论的(de)有效(xiào)性。

因此科(kē)学(xué)家认为这(zhè)可(kě)以用来解释，研(yán)究人(rén)员(yuán)们所观测(cè)到(dào)的(de)周期性信号。当然也可能(néng)有(yǒu)其(qí)他的情况，造成这种年度周(zhōu)期信号(hào)的差(chà)异(yì)也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意(yì)大利游(yóu)客的数量也符合(hé)这(zhè)个周期的规律(lǜ)。

所以(yǐ)，科学家们又在南半(bàn)球(qiú)建(jiàn)立了一个几(jǐ)乎相同的实(shí)验室，这(zhè)里的季节与之前(qián)的实验(yàn)室正好(hǎo)相反，而(ér)在这(zhè)里(lǐ)，地球穿过暗物质流的运动特(tè)征(zhēng)和(hé)第一个实(shí)验室是一样的(de)。

因(yīn)此(cǐ)，如果在这里可以得(dé)到相同的(de)信号，就可(kě)以成为暗物质所存在的非常有力的证据(jù)了(le)。但(dàn)是由于这个实(shí)验室刚刚建成(chéng)不久，所以截至目前还(hái)无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射(shè)一台新(xīn)的望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做(zuò)“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大(dà)小跟(gēn)哈(hā)勃望远镜(jìng)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(bèi)。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就是探索暗物质背后的奥(ào)秘(mì)，对(duì)于探测的结果，我们(men)只能拭(shì)目以待了。费米实验(yàn)室(shì)粒(lì)子天(tiān)体物(wù)理中心(xīn)的科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它(tā)们极(jí)有可能拥有另一(yī)种神秘的效应，这种暗物质效应(yīng)，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是生(shēng)命进化的一个重要因(yīn)素。

如(rú)果这一理(lǐ)论得到进一步(bù)的证实，那么(me)遍布宇宙当中(zhōng)的暗物(wù)质会不会意(yì)味着人类(lèi)并不孤单(dān)呢？或(huò)许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角落的(de)行(xíng)星(xīng)上(shàng)，暗(àn)物质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(yào)先找到暗(àn)物质存在的实际证(zhèng)据。那(nà)么小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗(àn)物质到底存不存在呢(ne)？喜欢请(qǐng)点赞，你的(de)支持是我更新的动力！

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