宇宙是“人为制(zhì)造”的(de)？为何会(huì)存(cún)在(zài)科学(xué)无法解释(shì)的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找暗物质存在(zài)的证据，科学家们(men)在过去(qù)的几十(shí)年(nián)当中进(jìn)行了超(chāo)过(guò)50次的长期实验，但是(shì)却没有发(fā)现任何的(de)有效(xiào)证据。除(chú)了一(yī)个地方，在1687年(nián)出版的(de)自然哲学(xué)数学原(yuán)理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律，它(tā)揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往后(hòu)的几百年来(lái)，当天文学家们发现某些天(tiān)体运行轨道出(chū)现异常，不(bù)符合万有引力定律的时候，他们(men)就会知(zhī)道(dào)，周围一定有未(wèi)知的天体通(tōng)过引力(lì)在摄(shè)动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通(tōng)过(guò)天王星运行轨(guǐ)道的异常，推算并且发现(xiàn)了海王(wáng)星(xīng)的存(cún)在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万(wàn)有引力定(dìng)律所(suǒ)取得重大天文成就的(de)例子。但(dàn)是这些发现都是在恒星系统的(de)尺(chǐ)度当(dāng)中，可(kě)当我(wǒ)们上(shàng)升到(dào)星系或者是星团的(de)尺(chǐ)度，事情(qíng)就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测量后(hòu)发(fā)星(xīng)系(xì)团(tuán)的质(zhì)量(liàng)。这是一个由数千个星系所组(zǔ)成的(de)巨大星系团，这些星系被引力束缚(fù)在一起。测(cè)量星系团的质(zhì)量一般(bān)会(huì)使用到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确定其质量的(de)范围(wéi)。

第一种是获得(dé)其(qí)"光度学(xué)的质量"，需要的数(shù)据是测(cè)量各个星系的(de)光度。

第二种是动(dòng)力学质量的计(jì)算，是利用光谱红移测(cè)量星系(xì)团中的(de)各个星系相(xiāng)对于(yú)星系(xì)团(tuán)的运动速度(dù)。当测量结果出(chū)来之后，兹威(wēi)基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后(hòu)发座星系团有99%的质量(liàng)消失了，或者说这99%的(de)质(zhì)量并(bìng)不以(yǐ)可见(jiàn)光(guāng)的形式所存(cún)在，我们无(wú)法看到。最诡异的是，在(zài)测量速(sù)度(dù)的过程(chéng)中，兹(zī)威(wēi)基发现星(xīng)系团中很多星系的速度比理论(lùn)上(shàng)要(yào)快得多，按(àn)照牛顿(dùn)的(de)运动学定(dìng)律，仅靠这些可见星系的质量(liàng)所产生(shēng)的(de)引力(lì)是无法将(jiāng)它们束(shù)缚在星(xīng)系团内(nèi)的，它们(men)早就(jiù)应该被(bèi)抛(pāo)出(chū)星系团之(zhī)外(wài)了，除非有一种神(shén)秘的力量在(zài)起作用(yòng)，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出了这样部(bù)分不(bù)可见的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占(zhàn)据(jù)着宇(yǔ)宙中绝大部分(fēn)的质量。只是当(dāng)时的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗(àn)物(wù)质”这个词才再一(yī)次出现。天文(wén)学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福(fú)特(tè)在观测仙女(nǚ)座星(xīng)系中的恒星运动(dòng)。理论上来说，距离中(zhōng)心(xīn)越远的恒星在其轨道(dào)上的运行速度就会越(yuè)慢。但是他(tā)们观测的结果(guǒ)却让人感(gǎn)到不可思议。

随着(zhe)与中心距离(lí)的(de)增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不(bù)变。可是根(gēn)据牛(niú)顿的万有引力定律，在星系当中如果没有足够(gòu)大的质量来(lái)吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种(zhǒng)现象，科学家们(men)会使用(yòng)一种相(xiāng)对(duì)标准的方法来解释暗物质(zhì)的存在，这种方(fāng)法(fǎ)就是测量星系当中气(qì)体在X轴上距离(lí)星系中(zhōng)心的(de)距离，以及(jí)在Y轴上气(qì)体(tǐ)的旋(xuán)转(zhuǎn)速(sù)度。如果出现(xiàn)异常的结果，就认为是由(yóu)暗物质的力量进入其中。

于(yú)是科学家们通过射电望远镜测(cè)量了距离(lí)星系中(zhōng)心(xīn)更远距(jù)离的(de)氢(qīng)元素，发现它们(men)的旋转速度并不符合牛顿的力(lì)学(xué)定(dìng)律。我们的太(tài)阳系(xì)也不例外(wài)，太(tài)阳系(xì)位于银河系的第三悬(xuán)臂之上，距离银(yín)河系(xì)中心2.6万光年(nián)，根据万(wàn)有引力定律进(jìn)行(xíng)计算，太阳系的(de)运行速度(dù)应该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速度(dù)围(wéi)绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实(shí)际速度(dù)远远大于理论速度，那么产(chǎn)生以(yǐ)上这种向心加速度的原因很可能就是存在着一(yī)种我们(men)看(kàn)不到的物质，是这些暗物质(zhì)的(de)引(yǐn)力(lì)效应将星系(xì)聚(jù)集在了一起。

也(yě)是从(cóng)这(zhè)时开始(shǐ)，越来越多(duō)的研(yán)究人(rén)员开始相信(xìn)暗物质的存在。科学家根(gēn)据(jù)星(xīng)系外恒(héng)星轨道的速度，估(gū)算在星(xīng)系当中暗物质的质量占整个(gè)星系(xì)质量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物质并不是(shì)唯一可以解释这个现(xiàn)象的原因。在一项新(xīn)的研究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没有引力效应的(de)遥远恒星之(zhī)间，也会出(chū)现速度上的微(wēi)小差异。另(lìng)外，天文(wén)学家还发现了一个反(fǎn)常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿(yì)光(guāng)年(nián)，大(dà)小和银河(hé)系不多，但是星系(xì)当中存(cún)在的(de)恒星(xīng)数量(liàng)却只有银(yín)河(hé)系的千分之一。

所以在(zài)理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分(fēn)崩离析。但是科学(xué)家们使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行了(le)40个小时的详(xiáng)细测量之(zhī)后，发现(xiàn)星(xīng)系中(zhōng)的恒星运动是可以用正(zhèng)常的物质和力学定律来解释的。那么又有(yǒu)人提出(chū)，也许该星(xīng)系的暗(àn)物(wù)质(zhì)，已经被(bèi)附近(jìn)的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附(fù)近没有任何星系(xì)存(cún)在。造成(chéng)这(zhè)些现象的(de)除(chú)了暗物质的假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可能(néng)就是人(rén)类对(duì)引(yǐn)力的理(lǐ)解还不(bù)够全(quán)面(miàn)，引力很可能在不(bù)同尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺度中(zhōng)的天体会沿着它(tā)们的轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式(shì)运(yùn)动。但是(shì)上升到(dào)星系和星团的(de)尺(chǐ)度，引(yǐn)力(lì)之(zhī)间的相(xiāng)互作用则是不同的(de)方式(shì)。对于在星系团之间的(de)相互作(zuò)用，科学家(jiā)还引入(rù)了外(wài)部场效应的(de)概念，指(zhǐ)的是在数百(bǎi)万光年的规模上，巨大的质量之(zhī)间会产生(shēng)对彼(bǐ)此特殊(shū)的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意(yì)味着我们(men)需(xū)要(yào)对现在的物(wù)理定(dìng)律进行(xíng)修正，这些发(fā)现也让很(hěn)多人认为暗物质假说理论就此终结。但是在宇宙当(dāng)中还(hái)有关于暗物质存在的其他的理论证据(jù)，这些(x96的因数有哪些数，72的因数有哪些iē)理论证据是(shì)蒙德理论(lùn)所没(méi)法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为(wèi)37亿光年的子弹星(xīng)系团，由(yóu)两(liǎng)个碰撞的星(xīng)系团所(suǒ)组成，类似这样的星(xīng)团，它们大(dà)部分的(de)普通质量都在(zài)星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大(dà)幅降低。所以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹(dàn)星系(xì)团大部分的质量(liàng)将位于所有这些气体所在的中间区域(yù)。那么我们通(tōng)过什么来验证(zhèng)它的质量区(qū)域到底是不是(shì)集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯(sī)韦伯太(tài)空(kōng)望远镜传回(huí)了宇宙当中第(dì)一张全(quán)彩的高清照片(piàn)，在照片(piàn)中我们(men)可以明(míng)显地看到很多星系似乎被(bèi)拉伸产生(shēng)了巨大(dà)的形变(biàn)。其实这些星系本身并(bìng)不是真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯(bó)望(wàng)远镜(jìng)出了(le)什(shén)么问题，而是(shì)这样极(jí)遥(yáo)远(yuǎn)的天体和我(wǒ)们地(dì)球(qiú)上的观测者之间。被一(yī)个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的东西(xī)的引力，会使身后更遥(yáo)远星系的光(guāng)都发生了扭曲。这(zhè)个现象就是引力透镜效(xiào)应。这个巨(jù)大的天体可能(néng)是超大(dà)质(zhì)量的(de)黑洞或者是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星96的因数有哪些数，72的因数有哪些系团观测的(de)时候，发(fā)现它的大质(zhì)量(liàng)区域并不(bù)是(shì)在中(zhōng)间，而(ér)是在(zài)两侧。所以最好的(de)解释方法就是当(dāng)星团发(fā)生全部的(de)碰撞时(shí)，可被(bèi)观测到的(de)质量气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则直(zhí)接(jiē)通(tōng)过了这个区域(yù)，并在两边形成了引力透(tòu)镜。对子(zi)弹(dàn)星(xīng)系团的引力透(tòu)镜研(yán)究也被认为(wèi)是(shì)暗物(wù)质存在的(de)迄(qì)今为止最好的理论证据。

除此之(zhī)外，还(hái)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，可(kě)见光终于(yú)可以(yǐ)畅通无阻(zǔ)地(dì)穿越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了。经过(guò)了130多亿年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背(bèi)景上留下了各(gè)相同性的微波辐(fú)射。其中红色的部(bù)分(fēn)表示温度较高(gāo)的区域，蓝色(sè)则表示相(xiāng)对较冷的区域，但实际上(shàng)它们之(zhī)间的温(wēn)差只有万分之一(yī)。

科学家们(men)通过对前景(jǐng)背景分离后的二值图(tú)像进行连通域提取和标(biāo)记之后发现，如(rú)果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图(tú)形看起来不应该是这样的，而随着(zhe)暗物质(zhì)的增加，一些(xiē)峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背景辐(fú)射的测量(liàng)值，我(wǒ)们需要(yào)的暗物质大约是普通物(wù)质(zhì)的(de)5倍。这(zhè)个(gè)数(shù)字与(yǔ)解释星系(xì)当中恒星(xīng)运(yùn)动所需要的暗物(wù)质比例是一致的(de)。这就意味着。

用(yòng)了一个简单的(de)理论框架，就很好地解释了(le)很(hěn)多不同的观(guān)测结果。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙当中(zhōng)存在(zài)着(zhe)某种类型的粒(lì)子，它们不参与任(rèn)何(hé)其他的电磁作(zuò)用，只通(tōng)过引力(lì)来相互作用。所以如果(guǒ)能够找到这种粒子的存(cún)在(zài)，就相当于找到(dào)了暗(àn)物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底(dǐ)是什么？科学家们(men)已经提出了(le)数(shù)十种的假想(xiǎng)目(mù)标(biāo)，而要寻找这些不同的目(mù)标粒子所需要(yào)的实验方式也不相同。在(zài)过去的几十年当中(zhōng)，人类为(wèi)了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规物质相(xiāng)互作用的(de)“暗物质”，科学家们已经进(jìn)行了超(chāo)过50次的实验(yàn)，却没有任何实质(zhì)性的发现，除了一个(gè)地(dì)方，意大(dà)利的(de)格兰(lán)萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在(zài)山下1400米(mǐ)处的(de)地下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球(qiú)上最(zuì)大的地学(xué)实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层(céng)楼高的探测(cè)器，一直致力于寻找(zhǎo)暗(àn)物质粒子的(de)周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观测(cè)到了(le)某种信(xìn)号。经(jīng)过了20多年的数据收(shōu)集，人(rén)们发现了一(yī)个有趣的事情。探(tàn)测(cè)率会在每年的6月份达到(dào)峰值，然(rán)后在11月(yuè)降(jiàng)到最(zuì)低，而(ér)且在20年当(dāng)中每年都是一(yī)样。一些科学家认(rèn)为这可能(néng)是人(rén)类发现(xiàn)暗物质的第一个直(zhí)接证据。

但(dàn)是为什么暗物质(zhì)会产生周期性的(de)年度信号(hào)呢？刚才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意(yì)味着(zhe)我(wǒ)们也在以这样的(de)速度(dù)在穿越(yuè)着暗(àn)物质流，这个过程中会产生(shēng)相应的振荡，同时地球(qiú)又以30公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围绕太(tài)阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳(yáng)的方向(xiàng)与太阳环绕银河系的方向是一致(zhì)的，而另外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份(fèn)的(de)时候(hòu)，地球与太(tài)阳的方向正(zhèng)好达(dá)到完(wán)全(quán)一致，这是理论上地(dì)球(qiú)穿越暗(àn)物质流最快的(de)时(shí)段。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了(le)最慢值。尽管在(zài)实(shí)际的情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系(xì)相对(duì)银河系的平面呈现了60度(dù)的(de)倾斜(xié)，但(dàn)是这并不(bù)影响这个理论(lùn)的有效性。

因此科学家(jiā)认为这可以用来解释，研究人员们(men)所观测(cè)到的周期性信号(hào)。当(dāng)然也可能有其他的情(qíng)况(kuàng)，造(zào)成这种年(nián)度周期(qī)信号的差异也可能是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水(shuǐ)分、高山(shān)上(shàng)的积雪，甚至(zhì)连意大利游(yóu)客(kè)的(de)数(shù)量也符(fú)合这个(gè)周期的规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球(qiú)建立了一(yī)个几乎相(xiāng)同的实验室，这(zhè)里的季节与(yǔ)之(zhī)前的实验(yàn)室正好相反，而在(zài)这里(lǐ)，地球(qiú)穿过(guò)暗物(wù)质流的运动(dòng)特征和第一(yī)个实(shí)验(yàn)室(shì)是一样(yàng)的。

因此，如果在这里可以(yǐ)得(dé)到相同的信号，就(jiù)可以成为(wèi)暗物质(zhì)所存在的非(fēi)常有力的证据了(le)。但是由于这个实验室刚刚建(jiàn)成不久，所以截至目前还无法提供(gōng)相应的数据支(zhī)持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射一(yī)台新(xīn)的望远镜，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽视场仪器提供的(de)视野是哈(hā)勃红外仪器的(de)100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗曼太空望远镜其(qí)中一个关键的(de)用途就是探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探(tàn)测的结果，我们只能(néng)拭目(mù)以待(dài)了。费米实(shí)验室(shì)粒子天体(tǐ)物理中心的科(kē)学家丹琥珀(pò)和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果暗(àn)物质存在，它(tā)们极有(yǒu)可能拥有(yǒu)另一种(zhǒng)神(shén)秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是生命进(jìn)化的一个重要因素。

如果这(zhè)一理论得到进一步的证实，那么(me)遍布宇宙(zhòu)当中的暗物(wù)质会不会(huì)意味着人(rén)类(lèi)并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的(de)行(xíng96的因数有哪些数，72的因数有哪些)星(xīng)上，暗物(wù)质正在通(tōng)过这样的效应创造生命(mìng)。当然(rán)，这些推论(lùn)的大前(qián)提是要先找到暗物质存(cún)在的实际证据。那么小伙伴们(men)，你们觉得(dé)暗物质到底(dǐ)存不存(cún)在(zài)呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我(wǒ)更新的动力(lì)！

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