宇宙是“人为(wèi)制(zhì)造”的？为何会存在(zài)科(kē)学无法解(jiě)释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存(cún)在的证据(jù)，科(kē)学家(jiā)们(men)在过去的几十年当中(zhōng)进行了超过50次(cì)的(de)长期实验(yàn)，但是(shì)却没有发现任何(hé)的有效证据。除(chú)了(le)一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲(zhé)学数学原理一书中，埃萨(sà)克牛顿发表了万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律，它揭(jiē)示了宇宙中天体运动的规律。往(wǎng)后的(de)几百(bǎi)年来(lái)，当天文学(xué)家们发现某些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合(hé)万有引力(lì)定律的时候(hòu)，他们就会(huì)知道(dào)，周(zhōu)围(wéi)一定有未知的天体通(tōng)过引力(lì)在(zài)摄动它(tā)的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就(jiù)通(tōng)过(guò)天(tiān)王星运行(xíng)轨道的(de)异常，推算并且发现了海王星的存在。另外(wài)，哈雷(léi)彗星、冥王星的发(fā)现都是应用万有引力定律所取得(dé)重大(dà)天文成就的例子。但(dàn)是这些发现都是在恒星系统(tǒng)的尺(chǐ)度当中(zhōng)，可当我们上升(shēng)到星系或者(zhě)是星团(tuán)的尺度，事情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测(cè)量后发星(xīng)系(xì)团(tuán)的质量。这是一个由数千个星系所组成的(de)巨(jù)大星系团，这(zhè)些星系被引力束缚在一起。测量星系(xì)团(tuán)的质量一般会使用到两种方法，当(dāng)两种方法结果一致，就可(kě)以(yǐ)确定其(qí)质量的范围(wéi)。

第一(yī)种(zhǒng)是(shì)获(huò)得其"光度学的质量"，需要(yào)的(de)数据是测(cè)量各个星系(xì)的(de)光度(dù)。

第二种是(shì)动(dòng)力(lì)学质量的计算，是利用光谱红(hóng)移(yí)测量星系(xì)团中的(de)各个(gè)星系(xì)相对于(yú)星系团的运(yùn)动速度(dù)。当(dāng)测(cè)量(liàng)结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量(liàng)”竟然(rán)是“光度学质量(liàng)”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系(xì)团(tuán)有99%的质量消失了(le)，或(huò)者说这(zhè)99%的质量并不(bù)以可见光(guāng)的形式所存在，我们无(wú)法看到。最诡异(yì)的是，在(zài)测量(liàng)速度的过程中，兹威基发现星系团中很多星系的速度(dù)比理论(lùn)上要快得(dé)多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系(xì)的质(zhì)量所产(chǎn)生的引(yǐn)力是无法将它们束缚在星系团内的，它(tā)们早就应该(gāi)被(bèi)抛出星系团之外(wài)了，除非有一种神(shén)秘的力量在起(qǐ)作(zuò)用，这种力量来源于某种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分(fēn)不可见的暗质(zhì)，它(tā)不发(fā)散(sàn)光、吸光、反射光，但(dàn)是它们却占据着(zhe)宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当(dāng)时的人(rén)们对这样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个词才再一次出(chū)现(xiàn)。天(tiān)文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特(tè)在(zài)观测仙女座星系中的恒星(xīng)运动。理论上来说，距离中心(xīn)越远的恒星(xīng)在其轨道上(shàng)的运行速度(dù)就会越慢。但是他们观测的结果(guǒ)却让(ràng)人感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速(sù)度几乎保持不变。可是根据(jù)牛顿的万有引力定律(lǜ)，在星系当(dāng)中如(rú)果没有足够大的质(zhì)量来(lái)吸引它(tā)们，这些外(wài)围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙当中了。基于这种现象，科(kē)学家们会使用(yòng)一种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗物质的(de)存在，这种方(fāng)法就是测量星(xīng)系当中(zhōng)气体在X轴上距离(lí)星系(xì)中心的距离，以及在Y轴上气(qì)体的旋转速度。如果出(chū)现异常(cháng)的结果，就(jiù)认(rèn)为是由暗物质的力量进入其中。

于是科学家(jiā)们(men)通过(guò)射电望(wàng)远(yuǎn)镜测量了距离星系中(zhōng)心更(gèng)远(yuǎn)距离的氢元素，发现它(tā)们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三悬(xuán)臂之上，距离银河系(xì)中心2.6万光年(nián)，根据万有引(yǐn)力定律进行(xíng)计(jì)算(suàn)，太阳系的运行速度应(yīng)该是(shì)160千米(mǐ)/秒(miǎo)，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度围绕银河系(xì)旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度远远(yuǎn)大于(yú)理(lǐ)论速(sù)度，那么产生以上这种向(xiàng)心加速度的原(yuán)因很可能就是存(cún)在着一种(zhǒng)我们看(kàn)不(bù)到的物质(zhì)，是(shì)这些暗(àn)物质的(de)引力效应(yīng)将星系聚集在(zài)了一起。

也(yě)是从这时开始，越来(lái)越多的研(yán)究人员(yuán)开(kāi)始(shǐ)相(xiāng)信暗物质的存(cún)在。科学家根据星系(xì)外恒星轨道的速度，估算(suàn)在星系(xì)当中暗物(wù)质的质量占整个星系质(zhì)量(liàng)的85%。但是(shì)，暗物(wù)质并不是唯一可以解释这个(gè)现(xiàn)象的(de)原因。在一项新的研(yán)究当(dāng)中，科(kē)学(xué)家们发(fā)现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒星(xīng)之间(jiān)，也(yě)会出现速度(dù)上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还(hái)发现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光(guāng)年，大小和(hé)银河(hé)系不多，但(dàn)是(shì)星系当(dāng)中存在的恒星数量却只有(yǒu)银河系的千分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系必(bì)须存在(zài)暗(àn)物(wù)质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科学(xué)家(jiā)们使用最(zuì)先进的望远镜(jìng)对其进行了40个小时的详细(xì)测量之后(hòu)，发现星系(xì)中(zhōng)的恒(héng)塞尔维亚女人好追吗，塞尔维亚好找女朋友吗星运(yùn)动是可以用正(zhèng)常的(de)物质和力(lì)学定律来(lái)解(jiě)释的。那么又有人提出，也许该星系的暗物质，已经被附近的(de)另(lìng)一个(gè)大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它(tā)的附(fù)近没有(yǒu)任何星系存在。造成这些现象的除了暗(àn)物质(zhì)的假说之外(wài)，另一(yī)种可能就是人(rén)类对引力的理解还不(bù)够(gòu)全面，引力很(hěn)可能(néng)在(zài)不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意味着在(zài)行星系尺度(dù)中的天体会沿(yán)着(zhe)它们的轨道，按(àn)照(zhào)我们所(suǒ)理(lǐ)解(jiě)的(de)方(fāng)式运动。但(dàn)是上(shàng)升到星系(xì)和星团的尺度，引力之间(jiān)的相(xiāng)互作用(yòng)则是不同的(de)方式。对于在星系团(tuán)之间的相互作用，科学家还引入了外部场(chǎng)效应的概念，指的是在数百万光年的规模(mó)上，巨大(dà)的质量之(zhī)间会产生对彼(bǐ)此特殊的(de)效(xiào)果，这(zhè)个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这(zhè)意味着我们(men)需要(yào)对(duì)现在的物理(lǐ)定律进行修正(zhèng)，这些发(fā)现也让很多人认(rèn)为(wèi)暗(àn)物质假说(shuō)理(lǐ)论就此(cǐ)终结。但是(shì)在宇宙当中还(hái)有关于暗(àn)物质存在的其(qí)他的(de)理论证据，这些理(lǐ)论(lùn)证据是蒙(méng)德理论所没法(fǎ)解释的“引力透镜(jìng)”。

径(jìng)向距离为37亿(yì)光年的子(zi)弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星(xīng)系团所组成，类似(shì)这样的星团(tuán)，它们(men)大部分的普通质量都在星系(xì)的(de)气体当中(zhōng)。当(dāng)星团以1000万公里/小(xiǎo)时发生(shēng)碰撞的时候，星际(jì)气体的相互作用就会导致温度的(de)急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质(zhì)量将(jiāng)位(wèi)于所有这些气体所在(zài)的中间区(qū)域(yù)。那么(me)我们通过什么来(lái)验证它的(de)质量区域到底是(shì)不是集中在(zài)中(zhōng)间呢？前不(bù)久，詹姆斯(sī)韦(wéi)伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高(gāo)清照(zhào)片，在照片中我们可以明显地看到很多星系似(shì)乎被拉伸(shēn)产生了(le)巨大的形变。其实(shí)这些星系本身(shēn)并不(bù)是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯(bó)望(wàng)远镜出了什么问题，而是这(zhè)样极遥远的(de)天体和我们地球上的观测者之间(jiān)。被一个质量超级(jí)巨大的天(tiān)体遮(zhē)挡(dǎng)，这个超(chāo)大质量的(de)东(dōng)西的引力(lì)，会使身后更(gèng)遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨(jù)大的天体可能是超大质量的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以(yǐ)当人(rén)们对(duì)子弹星系团观(guān)测的时候(hòu)，发现它的大质量(liàng)区域并不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方(fāng)法就是当星(xīng)团(tuán)发生全(quán)部的碰撞(zhuàng)时(shí)，可被观测到的质量(liàng)气体被卡在了中(zhōng)间(jiān)，暗物质(zhì)则直接通过(guò)了这个区(qū)域，并在两边形(xíng)成了引力(lì)透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗物质存在(zài)的迄今为止最(zuì)好的理论证据。

除此(cǐ)之外，还有(yǒu)来自宇宙当(dāng)中最古老的光。从宇(yǔ)宙(zhòu)大爆炸开始(shǐ)，38万年(nián)之后，可见光终于可(kě)以畅(chàng)通(tōng)无(wú)阻地(dì)穿(chuān)越在宇宙当中了。经过了130多(duō)亿年(nián)之后，这些光在宇宙空间(jiān)背景上留(liú)下(xià)了各相同性(xìng)的微波辐射。其中红色的(de)部分表示(shì)温度较高的区(qū)域，蓝色(sè)则表示相对较冷的区域(yù)，但实际上它们之间的温差只有万分之(zhī)一。

科学家们通过对前景背(bèi)景分离后的(de)二(èr)值图像(xiàng)进行连通域提(tí)取和(hé)标(biāo)记之后发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当中没有暗(àn)物质，图(tú)形看(kàn)起来不(bù)应该是这样的，而随着暗物质(zhì)的(de)增(zēng)加，一些峰值的(de)幅度(dù)会减小，才(cái)变得看(kàn)起来“和谐”。为(wèi)了匹配(pèi)宇宙微(wēi)波背景辐(fú)射的测量(liàng)值，我们需要的暗物质大约是普通(tōng)物质(zhì)的5倍。这个数字与(yǔ)解释(shì)星系当中恒星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗(àn)物质(zhì)比例(lì)是一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论(lùn)框(kuāng)架，就很好地解塞尔维亚女人好追吗，塞尔维亚好找女朋友吗释了很多不同的(de)观(guān)测(cè)结果。而暗物质的本(běn)质就是宇宙(zhòu)当中存在(zài)着某种类型(xíng)的粒子(zi)，它们不参与任何(hé)其他(tā)的电(diàn)磁作用，只(zhǐ)通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能(néng)够(gòu)找到(dào)这(zhè)种粒子的(de)存(cún)在，就相当于(yú)找(zhǎo)到了暗物质(zhì)存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学(xué)家们已经提出了数十(shí)种(zhǒng)的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的目(mù)标粒子所需要的实验方式也不相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类(lèi)为了寻(xún)找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸不(bù)到，几乎(hū)不会与常规(guī)物(wù)质相互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们(men)已经(jīng)进行了(le)超过50次的实验，却(què)没有任何实质性的(de)发现(xiàn)，除(chú)了(le)一个地方，意大利的格(gé)兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当(dāng)中，藏着(zhe)地(dì)球上(shàng)最大的地学实验室，这个实(shí)验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探测器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒(lì)子的周期性(xìng)震荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这里的(de)科学家(jiā)声称观测到了某种信号。经过了20多年的数据收集，人们发现(xiàn)了(塞尔维亚女人好追吗，塞尔维亚好找女朋友吗le)一(yī)个有趣的(de)事(shì)情。探测率(lǜ)会在每年的(de)6月份(fèn)达到峰值，然后在11月(yuè)降到最低(dī)，而且(qiě)在20年当中(zhōng)每年都是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗(àn)物质的第一(yī)个直接证据。

但是为什么暗(àn)物质会产生周(zhōu)期(qī)性的年度信号呢？刚才(cái)我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系进(jìn)行移动，那(nà)么(me)如果暗物(wù)质存在宇宙当(dāng)中，这(zhè)意味(wèi)着我(wǒ)们也在以这样的速(sù)度在穿越着暗物质流，这个过程(chéng)中会(huì)产生(shēng)相(xiāng)应的振(zhèn)荡，同时(shí)地球又(yòu)以30公里/秒的速度围绕太阳进行(xíng)旋(xuán)转。所(suǒ)以有(yǒu)半(bàn)年的时间(jiān)，地球(qiú)围绕(rào)太阳(yáng)的(de)方向与(yǔ)太阳环绕银河系(xì)的方向是(shì)一致的，而另外(wài)半年(nián)则与之相(xiāng)反。

而在6月(yuè)份的(de)时候，地球与太阳的方(fāng)向正好达到完全一致，这是(shì)理(lǐ)论上地球穿越暗物(wù)质流(liú)最(zuì)快的时段。而在11月份，又恰(qià)好达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太(tài)阳系相对银河系的(de)平面(miàn)呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这(zhè)并不(bù)影响这个理论的有效性(xìng)。

因此科学家认为这可以用来(lái)解释，研(yán)究人员们所观(guān)测到的周期性(xìng)信号(hào)。当(dāng)然(rán)也可能有其他(tā)的情况，造(zào)成这种年度周期信号的(de)差异也可能是温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分(fēn)、高(gāo)山上的积雪，甚至(zhì)连(lián)意大(dà)利游客(kè)的数量也符合这个周期的(de)规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半(bàn)球建立了(le)一个几(jǐ)乎相(xiāng)同的实验室(shì)，这里的季(jì)节与之前的实验(yàn)室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的(de)运动特征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这(zhè)里(lǐ)可以得到相同的信号，就可(kě)以成为(wèi)暗物(wù)质所存(cún)在的非常有力的证(zhèng)据了。但(dàn)是由于这个实验室刚(gāng)刚(gāng)建成不久，所以(yǐ)截至目前还无(wú)法(fǎ)提供相应的数据支持(chí)。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射(shè)一台新(xīn)的望远(yuǎn)镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同(tóng)，但(dàn)它的宽视场仪器提供的视(shì)野是哈(hā)勃红外仪器(qì)的100倍(bèi)。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一个(gè)关键(jiàn)的用途就(jiù)是探索暗物质(zhì)背后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我(wǒ)们(men)只能拭目(mù)以待(dài)了。费(fèi)米实验(yàn)室粒子天(tiān)体物(wù)理中心的科学家丹琥(hǔ)珀(pò)和(hé)贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或者说是生命进(jìn)化的一个重要因素。

如果这一理论得到(dào)进一步的证实，那(nà)么遍布(bù)宇宙当(dāng)中的(de)暗物质(zhì)会(huì)不会意味(wèi)着人类(lèi)并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某(mǒu)个角落(luò)的行(xíng)星上，暗(àn)物(wù)质(zhì)正在通过这(zhè)样的效应创造生命。当然，这些推(tuī)论的大前提是要先找到暗(àn)物(wù)质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到底(dǐ)存不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我更(gèng)新(xīn)的动(dòng)力！

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