宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会(huì)存在科学无法解(jiě)释的“暗物质(zhì)”？暗物质(zhì)又究竟是(shì)什(shén)么(me)？人类为(wèi)了寻找暗(àn)物质存在的证据，科学家(jiā)们在过(guò)去的几十年(nián)当中进行了超过50次的长期实验，但是(shì)却没有(yǒu)发(fā)现任何的有效证据。除了一(yī)个(gè)地方，在1687年出(chū)版的自然哲学数(shù)学原理一书中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引(yǐn)力定律，它揭示(shì)了宇(yǔ)宙中天体运动的(de)规律。蒂佳婷属于什么档次，蒂佳婷面膜怎么样往后的几(jǐ)百年(nián)来，当天文学家们发现某些(xiē)天(tiān)体(tǐ)运行轨道出现异常，不(bù)符合万有引力定律(lǜ)的时候，他们(men)就会知(zhī)道，周围(wéi)一定有未知(zhī)的(de)天体(tǐ)通过引力在摄动它的(de)轨道(dào)。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运(yùn)行轨道(dào)的异常，推算并且发现了海王星的存(cún)在。另(lìng)外(wài)，哈(hā)雷彗星、冥王星(xīng)的发现(xiàn)都是应用(yòng)万(wàn)有引力定律所取得重大天文成就的例子。但(dàn)是这些发现都(dōu)是在恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上(shàng)升到星(xīng)系(xì)或者是(shì)星团的尺(chǐ)度，事情(qíng)就开始(shǐ)变(biàn)得诡异了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的物理学家弗(fú)里茨(cí)兹威基(jī)正(zhèng)在研究和测量后发星系团的质(zhì)量(liàng)。这是一个由数千个星系所组成的巨(jù)大星(xīng)系团，这些星系被引力束缚在(zài)一(yī)起。测量星系团的质(zhì)量一(yī)般会使用到两种方(fāng)法，当(dāng)两种方法(fǎ)结果一致，就可以确定其质(zhì)量的范围。

第一种是获(huò)得其"光度学的质(zhì)量"，需要的数(shù)据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动力(lì)学(xué)质(zhì)量(liàng)的(de)计算，是利用光谱红移测量星系团中的各个(gè)星系相对于星系团的运动速(sù)度。当(dāng)测量结果出来(lái)之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟(jìng)然(rán)是“光度学质(zhì)量(liàng)”的400倍(bèi)。这意(yì)味着(zhe)，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的(de)质(zhì)量并不以可见光(guāng)的形(xíng)式所存(cún)在，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是(shì)，在测量速(sù)度的过(guò)程中，兹威基发现星(xīng)系团中(zhōng)很多星系(xì)的速(sù)度比理论上要快得(dé)多(duō)，按照牛顿的(de)运动学定律，仅(jǐn)靠这些可(kě)见星系(xì)的质量所产(chǎn)生(shēng)的引力是无法(fǎ)将它们束(shù)缚(fù)在(zài)星系团内的，它们(men)早(zǎo)就应该被抛出星系(xì)团之外了(le)，除非有(yǒu)一种神秘的力量在起作(zuò)用，这种力量来(lái)源于某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基(jī)提出(chū)了这样部分不可见的暗(àn)质，它(tā)不发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它(tā)们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是(shì)当时的(de)人们对(duì)这样(yàng)的一(yī)种(zhǒng)说法不屑(xiè)一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质(zhì)”这(zhè)个词才再一(yī)次出(chū)现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和(hé)肯特福(fú)特在观(guān)测(cè)仙女(nǚ)座星系(xì)中的(de)恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中(zhōng)心(xīn)越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其(qí)轨道(dào)上(shàng)的运行(xíng)速度就会越慢。但是他们观(guān)测的结果却让人感到不可思议(yì)。

随着与中心距离(lí)的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变(biàn)。可(kě)是根(gēn)据(jù)牛顿的万有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律，在星(xīng)系当中如果没有(yǒu)足够大的质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了(le)。基于这种现象(xiàng)，科学家们会(huì)使用一种相对标准的方法来解释暗物质的存在(zài)，这种方法就是测量(liàng)星系当(dāng)中气体在X轴(zhóu)上距(jù)离星系中心的距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋(xuán)转速(sù)度(dù)。如果出现(xiàn)异常的结果，就认(rèn)为(wèi)是由暗物质的力(lì)量进入(rù)其中。

于是科学(xué)家(jiā)们通(tōng)过射电望(wàng)远镜测量了距离(lí)星系中心更远(yuǎn)距离的(de)氢元素，发现(xiàn)它们(men)的旋转速(sù)度并不符合牛(niú)顿(dùn)的力学定律。我们的太阳(yáng)系(xì)也(yě)不例外，太(tài)阳系(xì)位于(yú)银河系的第(dì)三悬臂之上，距离银(yín)河系(xì)中(zhōng)心2.6万光年，根(gēn)据万有引力(lì)定(dìng)律(lǜ)进行计(jì)算，太阳(yáng)系的(de)运行(xíng)速度(dù)应该是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度(dù)围(wéi)绕银(yín)河系旋转，这个(gè)实际速度远远大于(yú)理(lǐ)论速度，那么产(chǎn)生以上这种向心(xīn)加速(sù)度的原因(yīn)很可(kě)能就是存在着一种(zhǒng)我们看不到的(de)物质，是这些暗物质的(de)引力效应将星系聚(jù)集在了一起。

也是(shì)从这时开始，越来越多的研究人员开始相信(xìn)暗(àn)物(wù)质(zhì)的存(cún)在。科(kē)学家根据星(xīng)系外(wài)恒(héng)星(xīng)轨道的速(sù)度(dù)，估算(suàn)在星系(xì)当中(zhōng)暗物质的质(zhì)量占整个星(xīng)系质(zhì)量(liàng)的85%。但是(shì)，暗(àn)物质并不是唯一可以解(jiě)释这个现象的原因。在一项(xiàng)新的研究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥远(yuǎn)恒星之间(jiān)，也会出现速度上的微小差(chà)异(yì)。另外，天文学家(jiā)还发(fā)现了(le)一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系(xì)距离地(dì)球大约(yuē)2.5亿(yì)光年，大小和银(yín)河系不多，但(dàn)是星系(xì)当中(zhōng)存在的恒星数量却只有银(yín)河(hé)系(xì)的千分之(zhī)一。

所以在(zài)理论上，该星系(xì)必须存在暗物质(zhì)，否则就会分崩(bēng)离析。但是(shì)科(kē)学家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的(de)详(xiáng)细测量(liàng)之(zhī)后，发现(xiàn)星系中的恒星运动是可以用(yòng)正(zhèng)常(cháng)的物质和(hé)力学(xué)定律(lǜ)来解释(shì)的。那(nà)么又有(yǒu)人提(tí)出，也许该星(xīng)系(xì)的暗物质，已(yǐ)经(jīng)被(bèi)附近(jìn)的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何星系存在。造成这(zhè)些现象的除了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一(yī)种可能(néng)就是人(rén)类对(duì)引力的理解(jiě)还不(bù)够全面，引力很(hěn)可能在不同尺度空(kōng)间(jiān)中的工作(zuò)方式(shì)是不(bù)同的，这意味着(zhe)在行星系尺(chǐ)度(dù)中(zhōng)的天(tiān)体会沿着它(tā)们的(de)轨道，按照我们所理(lǐ)解的(de)方式运动。但是上升到星系和(hé)星团的尺度，引力(lì)之(zhī)间(jiān)的相互作(zuò)用则是不同的(de)方式。对(duì)于在星(xīng)系团之(zhī)间的相互作(zuò)用，科(kē)学(xué)家还引(yǐn)入了外部场效应的(de)概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大的质量之间会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德(dé)理论。如果MOND蒙(méng)德(dé)理(lǐ)论成立，这意味着我们需要对现在(zài)的物理定(dìng)律进行修正(zhèng)，这些发(fā)现也让(ràng)很(hěn)多人(rén)认为暗物质假说理论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有(yǒu)关(guān)于暗物(wù)质存(cún)在的其他的理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的(de)“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子弹(dàn)星系团(tuán)，由(yóu)两个碰撞(zhuàng)的(de)星系(xì)团所组成，类似这样的星(xīng)团(tuán)，它(tā)们(men)大部分的普通质量(liàng)都在星系(xì)的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降低。所以在(zài)理论上(shàng)，在碰撞之(zhī)后，子弹星(xīng)系团大部分的质(zhì)量将位(wèi)于(yú)所有这些气体所(suǒ)在(zài)的中(zhōng)间区(qū)域。那么我(wǒ)们通过什么来验证它的质量区域到底是不是(shì)集中在中间(jiān)呢？前(qián)不(bù)久，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太空(kōng)望远镜传回(huí)了(le)宇宙当中(zhōng)第一张全(quán)彩的高(gāo)清(qīng)照(zhào)片，在照(zhào)片中我们(men)可以明显(xiǎn)地看到很多星系似(shì)乎被拉伸(shēn)产生了(le)巨(jù)大的形变。其(qí)实这些星系本身并(bìng)不是真(zhēn)的(de)被扭曲(qū)了，也不是韦伯望(wàng)远(yuǎn)镜出(chū)了什么(me)问题(tí)，而是(shì)这样(yàng)极遥(yáo)远(yuǎn)的天(tiān)体和我们地(dì)球上的观测者之间。被一个(gè)质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个超(chāo)大质(zhì)量的东西(xī)的引(yǐn)力(lì)，会使(shǐ)身后更遥远星(xīng)系的光都发生了扭曲。这个现象(xiàng)就(jiù)是引力透镜(jìng)效(xiào)应(yīng)。这个巨大的天体可能是超(chāo)大(dà)质量(liàng)的(de)黑洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系(xì)团观测(cè)的(de)时候，发现它的(de)大质量区域并不(bù)是在(zài)中间，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释方法就是当星团发生全部(bù)的(de)碰撞时，可被观(guān)测到(dào)的质量气体(tǐ)被卡在了中间(jiān)，暗物(wù)质则(zé)直接通过了这个区域，并在两边(biān)形成了引力透镜。对子(zi)弹星(xīng)系团的引力透(tòu)镜研究也被认为是暗物质存在的迄(qì)今为止最好的(de)理论证据。

除此(cǐ)之(zhī)外，还有来自宇宙当中最(zuì)古(gǔ)老的光。从宇宙大(dà)爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙当中了(le)。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇宙(zhòu)空间(jiān)背景上留下了(le)各相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色的部分(fēn)表示温度较高(gāo)的(de)区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷的区域，但实际(jì)上它们(men)之间的温差只有万分之一(yī)。

科(kē)学家们通过对前景背景(jǐng)分离(lí)后的二(èr)值图像进(jìn)行连通域提(tí)取和(hé)标记之后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起来不(bù)应该(gāi)是这(zhè)样(yàng)的，而随着暗物质(zhì)的增加(jiā)，一些峰(fēng)值的幅度会减(jiǎn)小(xiǎo)，才变得(dé)看(kàn)起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射(shè)的测量(liàng)值(zhí)，我(wǒ)们需要的(de)暗物质(zhì)大约是普通(tōng)物质的(de)5倍。这个(gè)数字与解释星系当中恒星运动(dòng)所需要(yào)的暗物(wù)质比(bǐ)例是(shì)一致的(de)。这就意味着。

用了(le)一(yī)个(gè)简单的理论框(kuāng)架，就很好(hǎo)地解(jiě)释了(le)很多(duō)不同的观测结(jié)果。而暗物质的(de)本(běn)质就是宇宙(zhòu)当中存(cún)在着(zhe)某种类型的粒子，它们(men)不参(cān)与任何(hé)其(qí)他的电磁作用，只通过引(yǐn)力来相互(hù)作用。所以如果能(néng)够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到(dào)了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么(me)？科学家们(men)已经提出(chū)了数(shù)十种的假想目(mù)标(biāo)，而要寻找这些不(bù)同的目标粒子所需要的实验方式也不(bù)相同。在(zài)过去的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸不到，几乎不会(huì)与常规物(wù)质相互作用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行了超过50次(cì)的实验，却没有任何实质性的发现(xiàn)，除了(le)一(yī)个地方，意大利(lì)的格兰(lán)萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处(chù)的地下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球上最大的地学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探测器，一直致力(lì)于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周(zhōu)期性(xìng)震荡。

自(zì)1997年(nián)以来，这里的科学家声称(chēng)观测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数(shù)据收集(jí)，人们(men)发现了一个有趣的事情。探测率会在每(měi)年的6月份达到峰(fēng)值，然后(hòu)在11月降到(dào)最低，而(ér)且在20年当中每年都是一样。一些(xiē)科学(xué)家认为(wèi)这可能是人类发现暗物质(zhì)的第一个直(zhí)接证据。

但是(shì)为什么暗(àn)物质会产生周(zhōu)期性(xìng)的年度信号(hào)呢(ne)？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系(xì)进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这(zhè)样的速度在穿越着(zhe)暗物质流，这个过(guò)程中会产生相应(yīng)的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银(yín)河(hé)系的方向是一致的，而另外半(bàn)年(nián)则与之相(xiāng)反。

而在6月份的(de)时候，地球与太阳的方(fāng)向正(zhèng)好达到完(wán)全一致，这是理(lǐ)论上(shàng)地球穿越(yuè)暗物(wù)质流最(zuì)快(kuài)的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到(dào)了最(zuì)慢(màn)值。尽管在实际的(de)情况(kuàng)中，太(tài)阳系(xì)相对银河系的平面呈现了(le)60度的(de)倾斜，但是这(zhè)并不影响(xiǎng)这个理论(lùn)的有效性。

因此科学家认(rèn)为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们(men)所观测(cè)到的周(zhōu)期(qī)性信号。当(dāng)然也可能有其他的情况(kuàng)，造成(chéng)这种年度周(zhōu)期(qī)信号的差异也可能(néng)是(shì)温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游(yóu)客的(de)数量也(yě)符合(hé)这个周期(qī)的规律。

所以，科(kē)学家们又在南半(bàn)球建立了一个几乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这里的季节(jié)与之前的实验(yàn)室正(zhèng)好相(xiāng)反，而在(zài)这里，地(dì)球穿过暗物质流的(de)运(yùn)动特征和(hé)第一个实验室是一(yī)样(yàng)的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在(zài)这里可以得到(dào)相同(tóng)的信号，就可以成为暗物质(zhì)所存(cún)在的非(fēi)常有(yǒu)力的证据了。但是由于(yú)这个实验室(shì)刚刚建成不久，所以(yǐ)截至目前还无(wú)法提(tí)供相应的数据(jù)支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这(zhè)台太空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小(xiǎo)跟(gēn)哈勃望远镜相同(tóng)，但它的(de)宽视场仪器(qì)提供的(de)视野是(s蒂佳婷属于什么档次，蒂佳婷面膜怎么样hì)哈(hā)勃红外仪(yí)器的100倍。南希格(gé)雷(léi)斯(sī)罗曼太空望远镜其中一个关(guān)键的(de)用途就是探(tàn)索暗物质背后的奥秘，对于(yú)探测的结(jié)果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米实验室(shì)粒子天体物理中心的(de)科学(xué)家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯(sī)特芬研究发现，如(rú)果暗物质存在(zài)，它们(men)极有可能(néng)拥有(yǒu)另一(yī)种神秘的效应(yīng)，这种暗物质效应(yīng)，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的诞生(shēng)，或者说(shuō)是生命进化(huà)的一(yī)个重要因(yīn)素。

如果(guǒ)这一(yī)理论得到进一步的(de)证实(shí)，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会(huì)意(yì)味着人(rén)类并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)某个角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过(guò)这(zhè)样的效应创(chuàng)造(zào)生命。当然，这(zhè)些推论的(de)大(dà)前提是(shì)要先找到暗物质(zhì)存在的实际证据。那么小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉(jué)得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更(gèng)新的动力(lì)！

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