宇宙是(shì)“人为(wèi)制造”的(de)？为何会存在(zài)科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找暗物质存在的(de)证据，科(kē)学(xué)家们在过去的(de)几十年(nián)当中(zhōng)进(jìn)行(xíng)了超过(guò)50次的(de)长期实(shí)验，但(dàn)是却(què)没(méi)有发现任何的(de)有效证据(jù)。除了(le)一个地方，在1687年出版的自然哲(zhé)学数学原理一(yī)书中(zhōng)，埃(āi)萨克牛顿发(fā)表了万(wàn)有引力定律，它(tā)揭示了宇宙中天体运(yùn)动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天文(wén)学家(jiā)们发现某些天体运(yùn)行轨道(dào)出(chū)现异常，不(bù)符合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知道，周围一定(dìng)有未知的天体通过引力在摄动它(tā)的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨道的异(yì)常(cháng)，推(tuī)算并且发现(xiàn)了海王星(xīng)的(de)存(cún)在。另外，哈(hā)雷彗星(xīng)、冥王星的发现都是应用(yòng)万有引力定律所取得重(zhòng)大天文成就的例子。但是这些发(fā)现都是在恒星系统的尺度当(dāng)中，可(kě)当(dāng)我们(men)上(shàng)升到星(xīng)系(xì)或者是星团的尺(chǐ)度，事情(qíng)就开始变得(dé)诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里(lǐ)茨兹威(wēi)基正在(zài)研究(jiū)和测量后发星系团(tuán)的质量。这是一个由数千个星(xīng)系所组(zǔ)成(chéng)的巨大星系团(tuán)，这些星系被引力束缚(fù)在一起(qǐ)。测量星系团(tuán)的质量一般会使用到两种方法，当两种方(fāng)法(fǎ)结果一致，就可以确定其质量的范围(wéi)。

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

第(dì)二种是动力学质(zhì)量的计算，是利(lì)用光谱(pǔ)红(hóng)移测量星(xīng)系团中的各个星系(xì)相对于(yú)星(xīng)系团的运(yùn)动速度。当测(cè)量结果出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学(xué)质量”竟然是(shì)“光度(dù)学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系(xì)团(tuán)有(yǒu)99%的质量消(xiāo)失(shī)了，或者(zhě)说这(zhè)99%的质量并不以可(kě)见(jiàn)光的形式所存在(zài)，我们无(wú)法看到。最诡异的是，在(zài)测(cè)量速度的(de)过程中，兹(zī)威(wēi)基(jī)发现星系团(tuán)中很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿(dùn)的运动(dòng)学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引(yǐn)力(lì)是无法(fǎ)将它们束(shù)缚在星系团内的，它们(men)早就应该被抛(pāo)出星系团之外了，除非有一种神(shén)秘(mì)的力量在起作用，这种力(lì)量来源(yuán)于某种隐形的(de)物质。

据此，兹维基提出了这样部分不(bù)可(kě)见的暗质，它不发散(sàn)光(guāng)、吸光、反射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝大部分(fēn)的(de)质(zhì)量。只是当时(shí)的人们对(duì)这(zhè)样的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯(kěn)特(tè)福(fú)特在观测仙女座星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动(dòng)。理(lǐ)论上来(lái)说，距离中心(xīn)越(yuè)远的恒星在其(qí)轨道上的(de)运行速度(dù)就(jiù)会越慢。但是他(tā)们观测的(de)结果却(què)让人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随着与中心距离的增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保(bǎo)持不变。可是根(gēn)据(jù)牛(niú)顿(dùn)的(de)万有引力定律，在星系当中如果没有足(zú)够大的质(zhì)量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早就被(bèi)甩到(dào)宇宙当中了。基于这种现象，科学家们(men)会使用一种相(xiāng)对标准的方法来解释暗物质(zhì)的存在(zài)，这种方法就是测量星系当(dāng)中气体在X轴上(shàng)距离星系(xì)中(zhōng)心的距(jù)离，以及(jí)在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如(rú)果出现异常(cháng)的结果，就(jiù)认为是(shì)由(yóu)暗物质的力量进入其中。

于(yú)是科学家们通过射电望(wàng)远镜测(cè)量了距离星系中心更远距离的氢元素(sù)，发现它们(men)的旋转速度并不符合牛顿的(de)力学(xué)定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂之上，距(jù)离银河系中心(xīn)2.6万光(guāng)年，根据万有引力定律进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒衣服奶茶渍怎么去除 干了的奶茶渍能洗掉吗，但实际上(shàng)，太阳系正在(zài)以220千米/秒的速度(dù)围绕银河系旋转，这个实际速度(dù)远(yuǎn)远(yuǎn)大(dà)于理(lǐ)论速度，那么产生以(yǐ)上这(zhè)种向心(xīn)加速度的原因(yīn)很可能就是存(cún)在着(zhe)一种我们(men)看不到的物质，是(shì)这些暗物质(zhì)的引力效应(yīng)将星(xīng)系聚(jù)集在了一起。

也(yě)是从(cóng)这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存(cún)在。科学家根据星系外(wài)恒星轨道(dào)的速度(dù)，估算(suàn)在星(xīng)系(xì)当(dāng)中(zhōng)暗物(wù)质(zhì)的(de)质量(liàng)占整个星系质量的(de)85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一可以解释这个现象(xiàng)的原(yuán)因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远(yuǎn)恒星(xīng)之间，也(yě)会出现速度上(shàng)的微小差异(yì)。另外，天文学家还发(fā)现了一个反(fǎn)常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系(xì)距离地球大约2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多，但是星系当中存在(zài)的恒星数量却只有(yǒu)银河系的千(qiān)分之一。

所以(yǐ)在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物质，否则(zé)就(jiù)会分崩离(lí)析。但是科学家们使用最先进的望(wàng)远镜对其进行了40个小时的详细(xì)测量之后，发现星系中的(de)恒星运动是可以用正(zhèng)常的物质和力(lì)学定(dìng)律来解(jiě)释的。那么又有人(rén)提出，也许该星系的暗(àn)物质，已经被(bèi)附近(jìn)的另一(yī)个(gè)大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的(de)附(fù)近(jìn)没有任何星(xīng)系(xì)存(cún)在。造成这些现(xiàn)象的除(chú)了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一(yī)种(zhǒng)可能就是人(rén)类(lèi)对引力(lì)的(de)理解还(hái)不够全面，引(yǐn)力很可能在不同(tóng)尺度空间(jiān)中(zhōng)的工作方式是不同的，这(zhè)意(yì)味着在行星系尺度中的天(tiān)体会沿着它(tā)们(men)的轨道，按照我(wǒ)们所理解(jiě)的方式运动(dòng)。但(dàn)是上升到星(xīng)系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引力之间的(de)相互作(zuò)用则是(shì)不同(tóng)的方式。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科学家还引入(rù)了外部场效应的概念，指的是在数百万光年的规模(mó)上，巨(jù)大的质量(liàng)之(zhī)间会(huì)产生对彼此特(tè)殊(shū)的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德(dé)理论成立，这(zhè)意味着我们需要对现在的物理定律(lǜ)进行修正(zhèng)，这些发(fā)现(xiàn)也让(ràng)很多(duō)人认(rèn)为暗物质假说理论(lùn)就此(cǐ)终结。但(dàn)是在宇宙当中还有关于暗物质存在的其他(tā)的理论(lùn)证据，这些理论(lùn)证据是(shì)蒙德(dé)理(lǐ)论所没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离(lí)为37亿光年的子弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)，由两个(gè)碰(pèng)撞(zhuàng)的星系团所组成，类似这样的星团，它们大部(bù)分的(de)普通质(zhì)量都在星系的(de)气体当中(zhōng)。当星团以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰(pèng)撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气体的相互作用(yòng)就会(huì)导致温度的急剧升高(gāo)，速度大幅降低。所以在理(lǐ)论上(shàng)，在(zài)碰撞之后(hòu)，子弹星系团(tuán)大(dà)部(bù)分的质量将(jiāng)位于所有这些气体所在的(de)中间(jiān)区域。那么我们(men)通过什么来(lái)验证它的质量(liàng)区域(yù)到底是不(bù)是集中(zhōng)在(zài)中间呢？前(qián)不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜传回了(le)宇宙当中(zhōng)第(dì)一张全彩的(de)高清照片，在照片中我们(men)可以(yǐ)明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大(dà)的(de)形(xíng)变。其实这些星系本(běn)身并(bìng)不(bù)是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了(le)什么问题，而是这样极遥远的天体和我们地球上(shàng)的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超(chāo)大质(zhì)量的(de)东(dōng)西的引力，会使身后更(gèng)遥(yáo)远星系的(de)光(guāng)都(dōu)发生了扭(niǔ)曲。这个(gè)现象就是引力透镜效应(yīng)。这个巨大的天体可能是超大质量的黑洞或者是(shì)暗物质。

所以当人(rén)们对(duì)子(zi)弹(dàn)星系团观测的时(shí)候，发(fā)现它的(de)大质量区域(yù)并不是在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是当星团发(fā)生(shēng)全部的碰撞时，可被(bèi)观测到(dào)的质量(liàng)气体被卡在了(le)中间(jiān)，暗物质(zhì)则直接(jiē)通过了这个区(qū)域，并在两边形成了引力透镜(jìng)。对(duì)子弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被认为是暗物质存(cún)在的迄今为止最好的理论证(zhèng)据。

除此(cǐ)之外(wài)，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于可以畅通无阻地(dì)穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这衣服奶茶渍怎么去除 干了的奶茶渍能洗掉吗些(xiē)光在宇宙空间背景上留下(xià)了各相同(tóng)性的微波辐射。其中红色的部分表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的(de)区域(yù)，但实际上它(tā)们(men)之间的温差只有(yǒu)万分之一。

科学家们通过对前(qián)景背(bèi)景分离后的二值图像进行连通域提(tí)取和(hé)标记(jì)之后(hòu)发现，如(rú)果宇宙当中没(méi)有暗物质，图形看起(qǐ)来不应该是这样的，而随着暗物质的增加，一些(xiē)峰值的幅度会减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波背(bèi)景辐(fú)射(shè)的测(cè)量值，我们需要的暗物质大约是普通物质(zhì)的(de)5倍。这个数字(zì)与解释星系当中恒星运动所需要的暗物(wù)质比例是一(yī)致的。这就意(yì)味(wèi)着(zhe)。

用(yòng)了一个简单的理论框架，就很(hěn)好地解释(shì)了很多不(bù)同的观测结(jié)果(guǒ)。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着(zhe)某种(zhǒng)类(lèi)型的粒子，它们不(bù)参与任(rèn)何其他的电(diàn)磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过引力来相互作用(yòng)。所(suǒ)以(yǐ)如果能够找到(dào)这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在(zài)的实际证据(jù)。这(zhè)种粒子到底是什么？科学(xué)家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不(bù)同的目标(biāo)粒子(zi)所需要的实验(yàn)方式也(yě)不相(xiāng)同。在过去的几(jǐ)十年当中，人类为了(le)寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几乎(hū)不会与常(cháng)规物质相互(hù)作用的“暗物质”，科学(xué)衣服奶茶渍怎么去除 干了的奶茶渍能洗掉吗家们已经进行(xíng)了超过50次的实验，却(què)没有任何实质性(xìng)的发(fā)现(xiàn)，除了(le)一(yī)个地方，意大(dà)利的格兰(lán)萨(sà)索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山(shān)脉。

在山下1400米(mǐ)处(chù)的地下矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着地球上最大的地(dì)学实验(yàn)室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的(de)探(tàn)测器，一直致力于寻找暗物质粒(lì)子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家声称观测到(dào)了某种信(xìn)号。经过了(le)20多(duō)年的(de)数据收(shōu)集，人们发现了一个有(yǒu)趣的事情。探测率会在每年的6月(yuè)份达(dá)到峰值(zhí)，然后(hòu)在11月(yuè)降到最低，而(ér)且在20年当(dāng)中每年都是一样。一些科(kē)学家认为这可能(néng)是(shì)人(rén)类发现暗(àn)物(wù)质(zhì)的第一(yī)个直接(jiē)证(zhèng)据。

但(dàn)是为什么暗物质会产生周(zhōu)期(qī)性(xìng)的年(nián)度信(xìn)号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度围绕着(zhe)银(yín)河系进行移(yí)动，那么如果暗物质存在(zài)宇宙当中，这意味着我们也在以(yǐ)这样的速度在穿越着暗(àn)物(wù)质流，这个过(guò)程中会产生相应的(de)振荡(dàng)，同时地球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速(sù)度围(wéi)绕(rào)太阳(yáng)进行旋转。所以有半年(nián)的时(shí)间，地(dì)球围绕太阳的方(fāng)向与太(tài)阳环绕银河系的(de)方向是一(yī)致(zhì)的(de)，而另外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月(yuè)份的时候(hòu)，地球(qiú)与太阳(yáng)的方向(xiàng)正好(hǎo)达到完全(quán)一(yī)致(zhì)，这是理论(lùn)上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最慢值。尽管在实际(jì)的情况中，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但(dàn)是(shì)这并不影响这个(gè)理论的有效性。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解(jiě)释，研究人员们(men)所(suǒ)观测到的周期性信号。当然也可能有其他的情况，造成这(zhè)种年度(dù)周期信(xìn)号的差异也可能是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的(de)数(shù)量(liàng)也符合这个周期的(de)规律(lǜ)。

所以，科学家们又在(zài)南半球(qiú)建(jiàn)立了一(yī)个(gè)几乎相(xiāng)同的实验室，这里(lǐ)的季节(jié)与之前的实验(yàn)室正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质流的(de)运动特征和(hé)第一个实验室是(shì)一样(yàng)的。

因此，如果在(zài)这里可以得到(dào)相同的信(xìn)号，就可(kě)以成为暗物质所存在的非常有力(lì)的证据了。但是(shì)由(yóu)于这个实验(yàn)室(shì)刚刚(gāng)建成不久(jiǔ)，所以截(jié)至目前还无法提供相应(yīng)的(de)数据支持(chí)。另(lìng)外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜，这(zhè)台(tái)太空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它(tā)的宽视场仪器(qì)提供的视(shì)野是哈勃(bó)红外(wài)仪器的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜其中(zhōng)一个关键的用(yòng)途就(jiù)是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只能拭目以(yǐ)待了。费(fèi)米(mǐ)实(shí)验室粒子天体(tǐ)物理中心的(de)科(kē)学家丹(dān)琥珀和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它(tā)们极有可能拥有另一(yī)种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物质效(xiào)应，会支持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或(huò)者说是(shì)生命进化的(de)一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得(dé)到进一步的证实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物(wù)质会不会意(yì)味着人类(lèi)并不(bù)孤单呢？或许在(zài)宇宙(zhòu)当中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当然，这些推论的(de)大前(qián)提(tí)是要先找到暗(àn)物质存(cún)在的实际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物(wù)质到底(dǐ)存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更新的动(dòng)力！

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