宇宙是“人(rén)为(wèi)制造(zào)”的？为何会存在科学无(wú)法(fǎ)解释的“暗(àn)物质”？暗(àn)物质(zhì)又究竟是(shì)什(shén)么？人(rén)类为(wèi)了寻找(zhǎo)暗物(wù)质存(cú兔子一年生几窝，兔子一年生几窝,一窝几只n)在的(de)证据，科学家们(men)在过去的几十年当中(zhōng)进(jìn)行了(le)超过50次的长(zhǎng)期实验(yàn)，但(dàn)是却(què)没有发(fā)现任何的(de)有效(xiào)证据。除了一个地(dì)方(fāng)，在(zài)1687年(nián)出版的(de)自(zì)然哲学数学(xué)原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引力定(dìng)律，它揭示(shì)了宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运(yùn)动的(de)规律。往(wǎng)后的几百年来，当天(tiān)文学家们发现某些(xiē)天体运行轨道出现异(yì)常，不(bù)符(fú)合万有引力定(dìng)律的时候(hòu)，他们就会知道，周围一(yī)定有未知的天体通过引力在(zài)摄动(dòng)它的(de)轨道。比如在(zài)1846年，奥(ào)本勒维耶就通(tōng)过天王星运行轨道(dào)的(de)异常，推算(suàn)并且发现了海王(wáng)星的存在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发现都(dōu)是应(yīng)用(yòng)万有(yǒu)引力定律所取得(dé)重大天(tiān)文(wén)成就(jiù)的(de)例子。但是这些发(fā)现都是在恒星(xīng)系统的尺度当(dāng)中，可(kě)当我们上升到星系或者是星团(tuán)的尺度，事情就开(kāi)始变得(dé)诡(guǐ)异(yì)了。

1933年，瑞士的物(wù)理(lǐ)学家(jiā)弗里(lǐ)茨(cí)兹威基(jī)正在研究和测量后发星系团的质量。这是一个(gè)由数(shù)千个星(xīng)系所组(zǔ)成的巨(jù)大星系团(tuán)，这些星系(xì)被引力束缚在一起。测量星(xīng)系(xì)团的质量一般会使用到两种方法，当(dāng)两(liǎng)种方法结果一致，就可以确定其质量的(de)范围。

第(dì)一种是获得其(qí)"光度学的质量"，需(xū)要(yào)的数据是测量各个星(xīng)系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利(lì)用光谱红移测量星系(xì)团(tuán)中的各个(gè)星(xīng)系相(xiāng)对(duì)于(yú)星系团的运(yùn)动速度。当(dāng)测量(liàng)结果出来之后，兹威基彻底懵(měng)了(le)，“动力学质(zhì)量”竟然是(shì)“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)消失了，或者(zhě)说(shuō)这99%的质量并不以可见光的(de)形式所(suǒ)存在，我们无法看到。最(zuì)诡异的是(shì)，在测量速度的(de)过(guò)程中(zhōng)，兹威(wēi)基(jī)发现星系(xì)团中很(hěn)多星系的速度比理论上(shàng)要快得(dé)多(duō)，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些(xiē)可见星系的(de)质量所产生的(de)引力是无(wú)法将它们束(shù)缚在星系团内的，它们早就应(yīng)该被抛(pāo)出星(xīng)系团之(zhī)外了，除(chú)非有一(yī)种神(shén)秘的力(lì)量在起作用(yòng)，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹维基提出了这样部分不可见的暗质，它(tā)不(bù)发散光、吸(xī)光、反射(shè)光，但(dàn)是(shì)它们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的(de)人们对这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观(guān)测仙女座星系(xì)中的恒(héng)星运动。理论上来说(shuō)，距离(lí)中心越远的恒星(xīng)在其轨(guǐ)道上的(de)运行速度就会越慢(màn)。但是(shì)他们观测的结(jié)果却让(ràng)人感到(dào)不可(kě)思议(yì)。

随着(zhe)与中心距离的增加，恒(héng)星的旋转速度几乎(hū)保持不变(biàn)。可是根据(jù)牛顿的万有引力定(dìng)律(lǜ)，在星系当(dāng)中如果没(méi)有(yǒu)足够大的质量来吸引它(tā)们，这些外围(wéi)的(de)恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中了。基于这种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家(jiā)们会使用一种相对标准(zhǔn)的方(fāng)法来解释暗物质的(de)存在，这(zhè)种方法就是(shì)测量星系当中(zhōng)气体(tǐ)在X轴上(shàng)距离星系中心(xīn)的距离，以(yǐ)及在Y轴(zhóu)上(shàng)气(qì)体的旋转速度(dù)。如果出现异常的结果，就认为是(shì)由(yóu)暗(àn)物质的力(lì)量进入(rù)其中。

于是科学家们通过射(shè)电(diàn)望(wàng)远(yuǎn)镜测量了(le)距离(lí)星系中(zhōng)心更(gèng)远距离的氢元素，发现(xiàn)它们(men)的旋转速(sù)度并(bìng)不符合牛顿的力(lì)学(xué)定律。我们的太(tài)阳(yáng)系也不例(lì)外，太阳(yáng)系位于银河系的第三悬臂之上(shàng)，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律进行计算，太阳系的运行(xíng)速度应(yīng)该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕银(yín)河系(xì)旋转，这个实际速(sù)度远远大于理论速(sù)度，那么(me)产(chǎn)生以上(shàng)这种(zhǒng)向(xiàng)心加速度的原因很可能就(jiù)是存在着一(yī)种(zhǒng)我(wǒ)们(men)看不(bù)到的物质(zhì)，是这些暗(àn)物质的引力(lì)效应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也(yě)是从这时开始(shǐ)，越来越多(duō)的研(yán)究人员(yuán)开始相信(xìn)暗(àn)物质(zhì)的存在。科(kē)学(xué)家(jiā)根据星系(xì)外(wài)恒星(xīng)轨道的速度，估(gū)算在星(xīng)系当中暗物(wù)质的(de)质(zhì)量占(zhàn)整个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一(yī)可以(yǐ)解释(shì)这个(gè)现(xiàn)象(xiàng)的原(yuán)因。在一(yī)项新的研究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥远恒(héng)星之间(jiān)，也(yě)会出现(xiàn)速度(dù)上的微小差异。另外(wài)，天(tiān)文学家还发现(xiàn)了一(yī)个反常(cháng)的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和银河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量(liàng)却只有(yǒu)银河(hé)系的千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该(gāi)星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家(jiā)们使用(yòng)最先进的望远镜对其进行了40个(gè)小(xiǎo)时的详细测量之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的物(wù)质和力学定(dìng)律来解释的。那么又有(yǒu)人提出，也(yě)许该星系(xì)的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没有任(rèn)何星系(xì)存在。造成这些(xiē)现象的除了暗物(wù)质的(de)假说之外，另一(yī)种可能就是人类对引力的(de)理(lǐ)解(jiě)还不(bù)够全面，引(yǐn)力(lì)很可能(néng)在不同(tóng)尺度空间(jiān)中的工(gōng)作方式是不同的，这意味着(zhe)在行星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我(wǒ)们所理解的(de)方(fāng)式运动。但是上升到星(xīng)系和星团的尺度(dù)，引力之间的(de)相互作用(yòng)则是不(bù)同(tóng)的方式。对于在星系团之(zhī)间(jiān)的相(xiāng)互(hù)作用，科(kē)学家还引入了外部场效应的(de)概念，指(zhǐ)的(de)是(shì)在(zài)数百万光年的规模上(shàng)，巨大的质量之间会产(chǎn)生对彼此特殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意(yì)味着(zhe)我(wǒ)们需要(yào)对(duì)现在的(de)物理定律进行修正，这(zhè)些发现也让很多(duō)人认为(wèi)暗物质假说理(lǐ)论(lùn)就此终结。但是在宇宙当(dāng)中(zhōng)还有关于暗(àn)物质存(cún)在的其(qí)他的理论(lùn)证据，这些理论(lùn)证据是蒙(méng)德理(lǐ)论所没法(fǎ)解(jiě)释的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径向距离为37亿(yì)光年的(de)子弹星(xīng)系(xì)团，由两个碰撞的星(xīng)系团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大部分的普通(tōng)质量都(dōu)在星系(xì)的气体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的时候(hòu)，星际气体的(de)相互作用就会导致温度(dù)的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞(zhuàng)之后，子(zi)弹星系团大部分(fēn)的质量将位于所(suǒ)有(yǒu)这些气体所(suǒ)在的中间区域。那么(me)我们通过什么(me)来(lái)验证它的质量区域(yù)到底是不是集(jí)中在(zài)中间呢？前(qián)不(bù)久，詹(zhān)姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙(zhòu)当中第一张全彩(cǎi)的高清照片，在照(zhào)片(piàn)中(zhōng)我们可以明(míng)显地看到很多星系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的(de)形(xíng)变(biàn)。其实这些星系本身并(bìng)不是真的被(bèi)扭曲了(le)，也不(bù)是韦伯望远(yuǎn)镜(jìng)出了什么问题，而(ér)是这样极遥远的天(tiān)体和我(wǒ)们地球上的观测者之间。被(bèi)一个质量超级巨大(dà)的天体(tǐ)遮挡，这个(gè)超大质量的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨(jù)大(dà)的(de)天体(tǐ)可能(néng)是(shì)超大质量的黑洞或(huò)者是暗物(wù)质。

所(suǒ)以(yǐ)当人们(men)对子(zi)弹星系(xì)团观(guān)测的时候，发现它的大质量区域(yù)并不是(shì)在中间，而是在两侧。所以最好的(de)解释方法就是当星团发生(shēng)全部(bù)的碰(pèng)撞时(shí)，可被观测到的(de)质量气体被卡在了中间，暗物质则直接通过了(le)这个区域，并(bìng)在两边形成了引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研(yán)究也被(bèi)认为是暗物质存在的迄(qì)今(jīn)为(wèi)止最(zuì)好的理论(lùn)证(zhèng)据。

除(chú)此之(zhī)外，还有(yǒu)来自宇(yǔ)宙当中(zhōng)最古老的光(guāng)。从(cóng)宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以(yǐ)畅通无(wú)阻地穿越在(zài)宇宙当中了(le)。经过了(le)130多亿年之后，这些(xiē)光(guāng)在宇宙空间背景上留下(xià)了各相同性的(de)微波辐射兔子一年生几窝，兔子一年生几窝,一窝几只。其中红色的(de)部分表(biǎo)示(shì)温(wēn)度较高的区域，蓝色则(zé)表示相对(duì)较冷的(de)区域，但实际上它们之间的温差(chà)只(zhǐ)有万分之(zhī)一。

科(kē)学家们(men)通过对前景背景分离后的二值(zhí)图像进行连通域(yù)提取(qǔ)和(hé)标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着(zhe)暗物质的增加(jiā)，一些(xiē)峰(fēng)值的幅(fú)度(dù)会减小，才变得看起来(lái)“和谐”。为了(le)匹配宇宙微(wēi)波背景(jǐng)辐(fú)射(shè)的测量值，我(wǒ)们需要的暗(àn)物质(zhì)大(dà)约是普通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星系(xì)当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个(gè)简单(dān)的理论框架，就很好地解释了(le)很(hěn)多(duō)不同(tóng)的观测结果(guǒ)。而暗物质的(de)本质(zhì)就是宇宙当中(zhōng)存在(zài)着(zhe)某种类型的粒子，它们不参与任何其他(tā)的(de)电磁(cí)作用，只通过引力(lì)来相互作用。所以(yǐ)如果能够找到这(zhè)种(zhǒng)粒子的存在，就相(xiāng)当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证据。这种粒(lì)子到底是什么？科(kē)学家们已经提出(chū)了(le)数十种的假想目标，而(ér)要寻(xún)找这些不同的目标粒子所需要的(de)实验方式也不相同(tóng)。在过去的几十年当中，人类为了寻找这些(xiē)看不见(jiàn)、摸(mō)不(bù)到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没有任(rèn)何(hé)实质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山(shān)下1400米处的地下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏(cáng)着地球上最大的地学实验室，这(zhè)个实(shí)验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有(yǒu)一个三(sān)层楼高(gāo)的(de)探测器，一直致(zhì)力(lì)于(yú)寻(xún)找暗物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家(jiā)声(shēng)称观(guān)测到了某种信号。经过了20多年的数据(jù)收集，人们发现了一(yī)个有(yǒu)趣的事情。探测(cè)率会(huì)在(zài)每年的6月份达到峰值，然(rán)后在(zài)11月(yuè)降到(dào)最低，而且在20年当中(zhōng)每(měi)年(nián)都是一(yī)样。一(yī)些科学(xué)家认为这可能(néng)是人类发现暗物质的第一个(gè)直接证据。

但是为什么暗物(wù)质会产生周期性的年度信号(hào)呢？刚才(cái)我们(men)讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度(dù)围绕着(zhe)银(yín)河系进(jìn)行移动，那么如果(guǒ)暗(àn)物质存在(zài)宇宙当中，这意味着我们也在(zài)以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过(guò)程中(zhōng)会产生相(xiāng)应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕太阳进行(xíng)旋转。所以有半年的(de)时间，地球(qiú)围绕太阳(yáng)的方向与太阳环(huán)绕(rào)银河(hé)系的(de)方向是一致的，而另外半年(nián)则与之相(xiāng)反。

而在(zài)6月份(fèn)的(de)时候，地球与太阳的(de)方向正好达(dá)到完全一(yī)致，这是(shì)理论上地(dì)球穿越(yuè)暗物(wù)质流最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最慢值(zhí)。尽管在实际(jì)的情(qíng)况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜(xié)，但是这(zhè)并不(bù)影响这(zhè)个理论的(de)有(yǒu)效性。

因此科学家认为这可(kě)以(yǐ)用来解释，研究人员们所观(guān)测到(dào)的周期性信号。当(dāng)然(rán)也可能(néng)有其(qí)他的情况，造成(chéng)这种年度周期信(xìn)号的差异也可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游(yóu)客的数量(liàng)也符合这(zhè)个周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们又(yòu)在南半球(qiú)建立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的实(shí)验室正好相反，而在这(zhè)里(lǐ)，地球穿过暗物质流的(de)运(yùn)动特征(zhēng)和(hé)第一个实(shí)验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这里可以得(dé)到相同的信号，就(jiù)可以成为(wèi)暗物质所存在(zài)的非常有力的(de)证据(jù)了。但是由于这个实验室刚刚(gāng)建成不(bù)久，所以截(jié)至(zhì)目前还无法(fǎ)提(tí)供(gōng)相应的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的(de)主镜大(dà)小跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的(de)宽视(shì)场仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗(luó)曼兔子一年生几窝，兔子一年生几窝,一窝几只(màn)太空(kōng)望远镜其中一(yī)个关键(jiàn)的用途就(jiù)是探(tàn)索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待了。费(fèi)米实验室粒子天体物理(lǐ)中心(xīn)的科学(xué)家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研(yán)究发现，如果暗(àn)物(wù)质(zhì)存在，它们极有可能(néng)拥有另(lìng)一种(zhǒng)神秘的(de)效应(yīng)，这种暗物(wù)质效(xiào)应，会支(zhī)持(chí)宇(yǔ)宙当中生命(mìng)的(de)诞生，或者说是生命进化(huà)的一个重要因(yīn)素。

如果这一理(lǐ)论得到(dào)进一步的证实，那(nà)么遍布(bù)宇宙当中的暗物(wù)质会不(bù)会(huì)意味着人类(lèi)并不孤(gū)单呢？或许(xǔ)在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正(zhèng)在通(tōng)过这(zhè)样(yàng)的效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论(lùn)的大前提是要先找到暗物(wù)质存(cún)在的实(shí)际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉(jué)得暗(àn)物质到底存不存在(zài)呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新的动力！

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