宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟是什(shén)么？人类(lèi)为了寻找暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的证据，科学家们在过去的(de)几十(shí)年当(dāng)中进行了超过50次的(de)长(zhǎng)期实(shí)验，但是却没有发现任何的(de)有(yǒu)效证据。除了一(yī)个地方，在(zài)1687年出(chū)版(bǎn)的自然哲学数学(xué)原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动的规律。往后的几百年来，当天(tiān)文(wén)学家们发(fā)现某(mǒu)些天(tiān)体运(yùn)行轨道出现异常，不符(fú)合万有(yǒu)引力定律的时候，他(tā)们(men)就会知道，周围一定有(yǒu)未知的天体通过引力(lì)在摄动它(tā)的(de)轨(guǐ)道。比如(rú)在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王(wáng)星运行轨道的异常，推算(suàn)并且发现了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都(dōu)是应(yīng)用万有引力定(dìng)律所取得重大(dà)天文成就的例子。但是这些(xiē)发现(xiàn)都是(shì)在恒星系统(tǒng)的(de)尺度(dù)当中，可当我们(men)上升到星系或者是星团(tuán)的尺度，事情就开(kāi)始变(biàn)得诡异了。

蓝桉什么意思 蓝桉的寓意是什么意思io="0.5500910746812386" data-type="jpeg" data-w="1647" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/7e58e8fcd62ac7f.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

1933年，瑞(ruì)士的物(wù)理(lǐ)学家弗里茨(cí)兹(zī)威(wēi)基正在研究和测(cè)量(liàng)后发(fā)星(xīng)系团的质量(liàng)。这是一(yī)个由(yóu)数千(qiān)个星系所(suǒ)组成的巨大(dà)星系团，这些星系被(bèi)引力束(shù)缚(fù)在一起。测(cè)量星系团的(de)质量一般会使用到(dào)两种方法，当两种(zhǒng)方法结果(guǒ)一(yī)致，就(jiù)可(kě)以确定其(qí)质量的范围。

第一种是(shì)获得其"光度学的质量(liàng)"，需要的数据(jù)是(shì)测量各个星(xīng)系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用(yòng)光(guāng)谱红移测(cè)量星系团(tuán)中(zhōng)的(de)各个(gè)星系(xì)相对于星系(xì)团的(de)运动速度(dù)。当测量(liàng)结果出来之(zhī)后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力学(xué)质(zhì)量”竟然(rán)是“光度(dù)学质量”的400倍。这意(yì)味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量(liàng)消失了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可见光(guāng)的形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡异(yì)的是，在测量(liàng)速度的过程中(zhōng)，兹威(wēi)基(jī)发(fā)现(xiàn)星系团中很多(duō)星(xīng)系的速度比理论上要(yào)快得(dé)多(duō)，按照牛顿的运动学(xué)定律(lǜ)，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产生的(de)引力(lì)是无法将它们束缚在(zài)星(xīng)系团(tuán)内的，它们早就(jiù)应该被(bèi)抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力(lì)量在起作(zuò)用，这种力量来源于(yú)某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了这(zhè)样部分不可见的暗质，它不发散光、吸(xī)光(guāng)、反(fǎn)射光，但(dàn)是它们(men)却(què)占据着宇宙(zhòu)中绝大部分的(de)质(zhì)量。只(zhǐ)是当时的人们对这样的(de)一种(zhǒng)说(shuō)法(fǎ)不屑(xiè)一顾。

直到40年(nián)之后，“暗(àn)物质(zhì)”这个词才再(zài)一次出现。天文(wén)学(xué)家维拉鲁宾和肯特福(fú)特(tè)在观测仙(xiān)女(nǚ)座星系中的恒星运动。理(lǐ)论上来(lái)说，距离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们(men)观测的(de)结(jié)果(guǒ)却让人感到(dào)不可思(sī)议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度(dù)几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在星系当中如果没有足够大(dà)的质量来吸引它们，这些(xiē)外围(wéi)的(de)恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种(zhǒng)现象，科(kē)学家(jiā)们(men)会使用一种(zhǒng)相对标(biāo)准(zhǔn)的(de)方法来解(jiě)释暗(àn)物质的存在，这种方法就是测量星系(xì)当中气体在X轴(zhóu)上距离(lí)星系(xì)中心(xīn)的距(jù)离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气体的旋(xuán)转速度。如果出现(xiàn)异常的(de)结果，就认为是由(yóu)暗物(wù)质的力(lì)量进(jìn)入其中。

于是(shì)科学家(jiā)们通过射(shè)电(diàn)望(wàng)远镜测(cè)量了(le)距离星系中心(xīn)更远距离的氢元(yuán)素，发(fā)现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的(de)太阳系也不例(lì)外，太阳系位(wèi)于银河系(xì)的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据(jù)万(wàn)有引力定律进行计算，太阳(yáng)系(xì)的运行(xíng)速度(dù)应该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正(zhèng)在以220千米/秒的(de)速度围绕银(yín)河系(xì)旋转，这个(gè)实际(jì)速度远远大于理(lǐ)论(lùn)速度(dù)，那么产生以上这种向心加速度(dù)的原因很可能就是存在着一(yī)种我(wǒ)们看不到的物质，是(shì)这(zhè)些暗物质的引力(lì)效(xiào)应将星(xīng)系聚集在了一起。

也是从(cóng)这(zhè)时开(kāi)始(shǐ)，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒(héng)星轨道的速度(dù)，估算在(zài)星系(xì)当中暗物质的质量占(zhàn)整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以(yǐ)解释这个(gè)现象的原(yuán)因。在一项新的研究当中，科学家们(men)发(fā)现，几乎没有引力(lì)效应的遥远(yuǎn)恒星之间(jiān)，也会出(chū)现(xiàn)速(sù)度上(shàng)的(de)微小差异。另外(wài)，天文学家还(hái)发现了一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年(nián)，大(dà)小和银河系不多，但(dàn)是星系当中存在的恒星(xīng)数(shù)量却(què)只有银河系的千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该(gāi)星(xīng)系必须(xū)存在暗物(wù)质(zhì)，否则就会分崩(bēng)离(lí)析(xī)。但是科(kē)学(xué)家们使用(yòng)最先进的望远(yuǎn)镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的恒(héng)星运动是可(kě)以用正常的物质和力(lì)学定律来解释(shì)的。那么又有人(rén)提出(chū)，也许该(gāi)星系的(de)暗物质，已经(jīng)被附近的(de)另(lìng)一个大星(xīng)系剥离了(le)。奇怪(guài)的是，它的附近没有任何(hé)星(xīng)系存在。造(zào)成这些现象的除了暗(àn)物质的(de)假说之外(wài)，另(lìng)一种可能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(tóng)尺度空间中的工作(zuò)方(fāng)式是不同(tóng)的(de)，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照我(wǒ)们(men)所理解(jiě)的方式运动(dòng)。但是上升到星系和星团的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则是不(bù)同的(de)方式。对于(yú)在星系团(tuán)之间的相互(hù)作(zuò)用，科学家还(hái)引入(rù)了外部场效(xiào)应(yīng)的(de)概念，指的是(shì)在数百万光年的规(guī)模上，巨大的质(zhì)量之间(jiān)会产生对彼此特殊(shū)的效果，这个(gè)理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德(dé)理论(lùn)成立，这意味着我们需(xū)要对现在的物理定律(lǜ)进行修正，这(zhè)些发现(xiàn)也(yě)让很多人(rén)认为暗物质假说理论就此终结。但(dàn)是(shì)在宇宙当中还(hái)有关(guān)于暗物(wù)质(zhì)存在的其他的理论证(zhèng)据，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的子(zi)弹星系(xì)团，由两个(gè)碰(pèng)撞的星系团(tuán)所组成，类似这样的星团，它们大部(bù)分的(de)普(pǔ)通质量都在星系的气体当(dāng)中。当星团以1000万(wàn)公里/小时(shí)发生碰撞的(de)时(shí)候，星际(jì)气体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在(zài)碰撞之后(hòu)，子(zi)弹星系团(tuán)大部分(fēn)的质量将位(wèi)于所(suǒ)有(yǒu)这些气体所在的中间区域。那么我们通过什(shén)么来验证它的质量区域到(dào)底是(shì)不(bù)是(shì)集中在中间呢(ne)？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回了宇宙当中第一(yī)张全(quán)彩的高(gāo)清照片，在照片中我们(men)可以(yǐ)明显地看(kàn)到很多星(xīng)系似乎被拉伸(shēn)产生(shēng)了巨大的形变。其(qí)实这些(xiē)星系本身并(bìng)不(bù)是真的被扭曲了，也(yě)不(bù)是韦伯望远镜出了什么(me)问(wèn)题，而(ér)是这样极遥(yáo)远的天体和我们(men)地(dì)球上的观测者之间。被(bèi)一个质量超级巨大的天体遮挡，这(zh蓝桉什么意思 蓝桉的寓意是什么意思è)个超大质(zhì)量的(de)东西的(de)引力(lì)，会使身(shēn)后(hòu)更遥远星系(xì)的光都发生了扭曲。这(zhè)个(gè)现蓝桉什么意思 蓝桉的寓意是什么意思象就是引力透镜效应。这个巨大的(de)天体可能是超(chāo)大质量的(de)黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系团观(guān)测的时候，发(fā)现它(tā)的大质量区域并不是在中间，而(ér)是(shì)在(zài)两侧(cè)。所以最好的解释方法就是当星团发生全部的碰(pèng)撞时，可被观(guān)测(cè)到的质量气体被(bèi)卡在了中(zhōng)间，暗物质则直(zhí)接通过了(le)这个区域(yù)，并在两边(biān)形成了(le)引力透镜。对(duì)子弹星系团的引(yǐn)力透(tòu)镜研究(jiū)也被认为是暗物质存在(zài)的迄(qì)今为(wèi)止最好(hǎo)的理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)。

除此之外，还有来自(zì)宇宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光。从宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可见光终(zhōng)于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了(le)。经过了130多亿年(nián)之后(hòu)，这些光(guāng)在(zài)宇宙空间背景(jǐng)上(shàng)留下了(le)各相同性的微波辐射(shè)。其中红(hóng)色的(de)部分表示温度较高的区域，蓝(lán)色则表示相对较(jiào)冷(lěng)的区域，但实(shí)际上它们(men)之间(jiān)的温差只有万分之一(yī)。

科学家们通过对(duì)前(qián)景背景(jǐng)分离后的二值图(tú)像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没有暗物(wù)质，图形看(kàn)起来不(bù)应该是这样(yàng)的，而随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才变得(dé)看起来(lái)“和谐”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微(wēi)波(bō)背(bèi)景(jǐng)辐(fú)射的测量值，我们需要的暗物质大约是普通(tōng)物质的5倍。这(zhè)个(gè)数字与解释(shì)星系(xì)当中(zhōng)恒星运动所(suǒ)需要的暗物质比例是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一个(gè)简单的理论框架，就很(hěn)好地解释(shì)了很多不同(tóng)的观测结果。而暗物(wù)质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过(guò)引力来相互作用。所以如果能够找(zhǎo)到这种粒子的存在，就相(xiāng)当(dāng)于找到了(le)暗物质存在的实际证据(jù)。这种(zhǒng)粒子(zi)到底是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目标(biāo)，而(ér)要寻找(zhǎo)这(zhè)些不同(tóng)的目标粒子(zi)所需要的(de)实(shí)验(yàn)方式也不相同。在过去的几十年(nián)当(dāng)中，人类为了寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几乎(hū)不会(huì)与常规(guī)物质相(xiāng)互(hù)作用(yòng)的“暗物(wù)质”，科学家们已经进行了超过50次的实验(yàn)，却没有(yǒu)任何实质性(xìng)的发现(xiàn)，除了一个(gè)地方，意大(dà)利的(de)格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学(xué)实验室，这个实验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的(de)探测器，一直致力于寻(xún)找暗(àn)物质(zhì)粒子的周(zhōu)期性震(zhèn)荡。

自1997年以(yǐ)来(lái)，这里的科学家声称(chēng)观(guān)测到了(le)某(mǒu)种信号。经过了(le)20多年的数(shù)据(jù)收集(jí)，人们(men)发现了一个有趣的事情。探测率会在每年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到(dào)最低，而且(qiě)在20年(nián)当中每年都(dōu)是(shì)一样(yàng)。一些科学(xué)家认为这可能是人(rén)类发现暗物质(zhì)的第一个直接(jiē)证据。

但是(shì)为什(shén)么暗物质会产生周期(qī)性的年度信号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们(men)讲(jiǎng)了太阳系(xì)正在以(yǐ)220公里/秒的速(sù)度(dù)围绕着银(yín)河系(xì)进行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意味(wèi)着我们也(yě)在以这样的速度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过程(chéng)中会产(chǎn)生(shēng)相应的(de)振(zhèn)荡(dàng)，同时(shí)地球又以30公里/秒的速(sù)度(dù)围绕太阳进行旋转。所以有半年的(de)时间，地球围(wéi)绕太阳的(de)方向与太阳环绕银(yín)河系的(de)方向是(shì)一致(zhì)的，而另外半年则(zé)与之相反。

而在(zài)6月份的时(shí)候，地球与太阳的方向正好达到完全一致(zhì)，这是(shì)理(lǐ)论上地球穿越暗物(wù)质流最快的时段。而(ér)在11月份(fèn)，又(yòu)恰好达到(dào)了最慢值。尽管(guǎn)在实际(jì)的情况中(zhōng)，太阳系相对(duì)银河系的平面呈现(xiàn)了(le)60度的(de)倾斜，但是这并(bìng)不影响这个(gè)理(lǐ)论的有(yǒu)效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用来(lái)解释(shì)，研究人(rén)员们所观测(cè)到(dào)的周期(qī)性信号。当然(rán)也可(kě)能有其他的(de)情况，造成这种年度周(zhōu)期信(xìn)号的差(chà)异也可能是(shì)温度、湿(shī)度、土壤中(zhōng)的水分、高山(shān)上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客的(de)数(shù)量也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以，科(kē)学(xué)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验室正好(hǎo)相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流(liú)的运(yùn)动特征和(hé)第一个实验(yàn)室(shì)是一(yī)样的(de)。

因此(cǐ)，如果在这(zhè)里可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所(suǒ)存在的非(fēi)常(cháng)有力的证据了(le)。但是由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目(mù)前还(hái)无法提供(gōng)相(xiāng)应的数据支持。另(lìng)外，在(zài)2025年，NASA将会(huì)发(fā)射一(yī)台(tái)新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯(sī)罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远(yuǎn)镜相同，但它(tā)的宽(kuān)视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯(sī)罗曼太空望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)其中(zhōng)一个关键的(de)用途就(jiù)是探(tàn)索(suǒ)暗物(wù)质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测的结果(guǒ)，我(wǒ)们(men)只能拭目以待了。费(fèi)米实验室粒(lì)子天体物理中心的科学(xué)家丹(dān)琥珀(pò)和贾(jiǎ)森斯特芬(fēn)研究(jiū)发现，如果暗物(wù)质存在(zài)，它(tā)们(men)极有可能拥有另一(yī)种(zhǒng)神秘的效(xiào)应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持宇宙当中生命的(de)诞生，或(huò)者说是生命进化(huà)的一(yī)个重要因素。

如(rú)果这一理论(lùn)得到(dào)进一步的证实(shí)，那么遍布宇宙当(dāng)中(zhōng)的暗物质会不(bù)会意味着(zhe)人类并不孤单呢(ne)？或(huò)许在宇(yǔ)宙(zhòu)当中某(mǒu)个角落的行(xíng)星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当然，这(zhè)些推论的(de)大前提是(shì)要先找到(dào)暗物质(zhì)存(cún)在的实(shí)际(jì)证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞，你(nǐ)的支(zhī)持(chí)是我更新(xīn)的动力！

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