宇宙是(shì)“人为制造”的？为何会存(cún)在科(kē)学无法解释的(de)“暗物(wù)质”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗物质存在的证据，科学家们在过(guò)去的几十年当中进行了超过(guò)50次(cì)的(de)长期实验，但是却没有发现任何的(de)有效证据。除了一个地(dì)方，在1687年出版的自然(rán)哲(zhé)学(xué)数学原(yuán)理一书(shū)中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙中天体运动的(de)规(guī)律。往后(hòu)的几百年(nián)来，当天文学家们发现某些(xiē)天体运(yùn)行轨道出现(xiàn)异常(cháng)，不符合(hé)万(wàn)有(yǒu)引力定律的(de)时(shí)候，他(tā)们就(jiù)会知(zhī)道，周围一定有未(wèi)知的天(tiān)体通过引力在摄动(dòng)它(tā)的轨(guǐ)道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶(yé)就通过天王星(xīng)运行轨道的异常，推(tuī)算(suàn)并且发现了海王(wáng)星的存在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现都是应用万有引力定律所取得重大(dà)天文成就的例(lì)子。但是这(zhè)些发现(xiàn)都是在恒星系(xì)统的尺度当中，可当我们(men)上升(shēng)到星(xīng)系或(huò)者(zhě)是星团(tuán)的尺(chǐ)度，事情就开始(shǐ)变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹(zī)威基(jī)正(zhèng)在研究和测量后(hòu)发星系(xì)团(tuán)的(de)质量。这是(shì)一个由数(shù)千个星系所组成的(de)巨大星(xīng)系团，这些(xiē)星系被引力束缚(fù)在(zài)一起。测(cè)量星系团的质量一般会使(shǐ)用到两种方法，当(dāng)两种方法结果(guǒ)一致，就可以(yǐ)确(què)定其(qí)质(zhì)量的范围。

第一种(zhǒng)是获(huò)得其"光度学的质量"，需要的数(shù)据是测量各个(gè)星系的光度。

第二种是动力(lì)学质量的计算，是利用光谱红移(yí)测量星系团中(zhōng)的各(gè)个(gè)星系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测量结(jié)果出来之(zhī)后，兹威(wēi)基(jī)彻底懵(měng)了，“动力学质(zhì)量”竟然是(shì)“光(guāng)度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不以(yǐ)可见光(guāng)的形式所存在，我们无(wú)法看到。最诡(guǐ)异的是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹威基发现星系(xì)团中很多星系的(de)速度比(bǐ)理论(lùn)上要快得多，按照牛顿的运动学定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些(xiē)可(kě)见星系的质量所产生的引力是无法将它们束缚在(zài)星系团(tuán)内的，它(tā)们早就应该被(bèi)抛出星系团之(zhī)外(wài)了(le)，除非(fēi)有(yǒu)一(yī)种神秘(mì)的(de)力量在起作用，这(zhè)种力(lì)量(liàng)来源于某种隐形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部分不(bù)可(kě)见的暗质，它不(bù)发散光、吸光、反射光(guāng)，但(dàn)是它们却占据着宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部分的(de)质量。只是当时(shí)的(de)人们对这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个(gè)词才再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测(cè)仙女座(zuò)星系(xì)中的(de)恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中心越远的恒星在其轨道上的运行速度就会(huì)越慢(màn)。但(dàn)是他(tā)们观测的(de)结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离的(de)增加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不变。可(kě)是(shì)根据牛顿的万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力定律，在星系(xì)当中如(rú)果没有足够大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早(zǎo)就被甩(shuǎi)到(dào)宇宙(zhòu)当中了(le)。基于这种(zhǒng)现象，科学家们(men)会使用一(yī)种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方法来解释暗物质的存在，这种(zhǒng)方法就(jiù)是测量星系当中气(qì)体在X轴上距(jù)离星系中心的距(jù)离(lí)，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度(dù)。如果(guǒ)出现异(yì)常的结果(guǒ)，就(jiù)认为是由(yóu)暗物质的(de)力(lì)量进入(rù)其中。

于是科学家们(men)通过射电望远镜测(cè)量了距离星系中心更远距离的氢元素，发(fā)现它们(men)的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的(de)力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系(xì)位于(yú)银河系的第(dì)三悬臂之上，距离(lí)银(yín)河系中心2.6万光(guāng)年，根据万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的(de)运行(xíng)速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速度(dù)围绕银(yín)河(hé)系(xì)旋转，这个实际速度远远大于理论速(sù)度(dù)，那么产生以上(shàng)这种向心加速度的原(yuán)因很可能就是存在着(zhe)一种我们(men)看不(bù)到(dào)的(de)物质，是这些(xiē)暗(àn)物(wù)质的(de)引力效应将星系聚(jù)集在了(le)一(yī)起。

也(yě)是(shì)从(cóng)这时(shí)开始，越来(lái)越(yuè)多的研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在。科学家根据星(xīng)系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星系当中(zhōng)暗物质的质量(liàng)占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物质雅诗兰黛红石榴水适合什么年龄，雅诗兰黛红石榴水适合什么肤质并不是唯一可以(yǐ)解释这个(gè)现象的原因。在一项(xiàng)新的研(yán)究(jiū)当中(zhōng)，科学家们发现，几(jǐ)乎没有(yǒu)引力效应(yīng)的遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上的(de)微小差异(yì)。另外，天(tiān)文学家还发(fā)现了一(yī)个反常(cháng)的星(xīng)系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个(gè)星系(xì)距离地(dì)球大约2.5亿光年(nián)，大小和银(yín)河系(xì)不多，但是(shì)星系(xì)当中存在的恒星数量却只(zhǐ)有银河(hé)系的千分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物(wù)质，否则就会分崩(bēng)离(lí)析(xī)。但是科学家们使用最先进的(de)望远镜对其进(jìn)行了40个小时的(de)详(xiáng)细测量(liàng)之后(hòu)，发现星(xīng)系中(zhōng)的恒星运(yùn)动是可以(yǐ)用正常的物质和力学定律(lǜ)来解(jiě)释的。那么又(yòu)有人(rén)提(tí)出，也(yě)许(xǔ)该(gāi)星系的暗(àn)物质，已经被附近的另一个(gè)大星(xīng)系剥离了。奇怪(guài)的(de)是，它(tā)的附近(jìn)没有任何星系(xì)存在。造(zào)成这些现象的除了(le)暗物质的假说(shuō)之(zhī)外(wài)，另一(yī)种可能就是人类(lèi)对引力的理解(jiě)还(hái)不够全面，引力很可(kě)能在不同尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这(zhè)意味(wèi)着在(zài)行星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按(àn)照我(wǒ)们所理解的方式运(yùn)动。但是上升到星系和(hé)星团的尺(chǐ)度(dù)，引力之间的(de)相互(hù)作用则是(shì)不同(tóng)的方式。对于在星系团之间的(de)相互作用，科学家还引入(rù)了外部场效应的(de)概念，指的(de)是在数百万光年的规模上，巨(jù)大的质(zhì)量之间会产生对彼此特殊的效(xiào)果，这个(gè)理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味(wèi)着我们需要对现在的物理定律(lǜ)进行修正，这(zhè)些发(fā)现也让很多人认为暗物质假说理(lǐ)论就(jiù)此终结(jié)。但是(shì)在宇宙当中还有关(guān)于暗(àn)物(wù)质存(cún)在的其他的理论证据(jù)，这些理(lǐ)论证据是蒙德(dé)理论所没(méi)法解释的(de)“引力透镜(jìng)”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星系团所组成，类似这样的星团，它们大部(bù)分的普通质(zhì)量都在星系的气体当(dāng)中。当星(xīng)团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰(pèng)撞的时(shí)候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速(sù)度(dù)大幅降低(dī)。所以在理(lǐ)论上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团(tuán)大部(bù)分的(de)质量将(jiāng)位(wèi)于所有这些气体所在的中(zhōng)间区域。那么(me)我们通过什(shén)么来验证它的质量区域到底是不是集(jí)中(zhōng)在(zài)中(zhōng)间(jiān)呢？前(qián)不(bù)久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当中第(dì)一(yī)张全彩的高清照片，在照片(piàn)中我(wǒ)们可以明显地(dì)看到很多星(xīng)系似乎(hū)被(bèi)拉伸产生了巨大的(de)形变。其实(shí)这些星系(xì)本身并(bìng)不是(shì)真(zhēn)的(de)被扭曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥(yáo)远的(de)天体和我(wǒ)们地球上的观测者(zhě)之间。被一个(gè)质量超(chāo)级巨大的(de)天体遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量(liàng)的东(dōng)西的引(yǐn)力，会(huì)使身后更遥远星系的(de)光(guāng)都发生了(le)扭曲。这(zhè)个现象(xiàng)就是引力(lì)透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质量的黑(hēi)洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子(zi)弹星系(xì)团观(guān)测的时候(hòu)，发现它(tā)的大(dà)质量区域并不是(shì)在中间，而是在两侧。所以最好的解释方(fāng)法(fǎ)就是当星(xīng)团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可(kě)被观测到的质量气体被卡在了(le)中间，暗物质则直接通(tōng)过了这(zhè)个区域，并在两边形成了引力透镜。对(duì)子弹星系团的(de)引力透镜研(yán)究也被认为是暗物(wù)质(zhì)存在的迄今为止最好的(de)理(lǐ)论证据。

除此之外，还(hái)有(yǒu)来(lái)自(zì)宇宙当中最古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见(jiàn)光终(zhōng)于可(kě)以畅(chàng)通无阻地穿越在(zài)宇宙当中(zhōng)了。经过了130多(duō)亿年(nián)之后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙(zhòu)空间背景上留下(xià)了各相(xiāng)同性的(de)微(wēi)波(bō)辐射。其中红(hóng)色的部(bù)分表示(shì)温度较高(gāo)的(de)区(qū)域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实际(jì)上它们之间的温差只有万分之(zhī)一。

科学家(jiā)们通过对前景(jǐng)背景分离后的二值图像进行连通域提(tí)取(qǔ)和标记(jì)之后(hòu)发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形(xíng)看起来(lái)不应该(gāi)是(shì)这样的，而随着暗物质的增加，一些(xiē)峰值的(de)幅度会(huì)减小，才变(biàn)得(dé)看(kàn)起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微(wēi)波背景(jǐng)辐射(shè)的测量值(zhí)，我们需要(yào)的暗物质大(dà)约是普通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解(jiě)释星(xīng)系当中恒(héng)星运动所(suǒ)需要的(de)暗物质(zhì)比例是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一个(gè)简单的理论框架，就很好(hǎo)地解释了(le)很(hěn)多不同的观(guān)测结果。而暗物质的本质(zhì)就(jiù)是宇宙当中存在着某(mǒu)种(zhǒng)类型(xíng)的粒子，它(tā)们不参与任何其他的电(diàn)磁作用，只通过引力(lì)来相互作用。所以如(rú)果(guǒ)能够(gòu)找到(dào)这(zhè)种粒子的存在，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的实际证据(jù)。这种(zhǒng)粒子到底是什么(me)？科学家(jiā)们已经提出了数十(shí)种(zhǒng)的假想目标，而(ér)要寻找(zhǎo)这(zhè)些不同的(de)目(mù)标粒子所需要的(de)实验(yàn)方(fāng)式也(yě)不相(xiāng)同。在过去的几十年当中，人类(lèi)为了寻(xún)找这些看(kàn)不见、摸不到(dào)，几乎不会(huì)与常规物质相互(hù)作用的“暗物(wù)质”，科学(xué)家(jiā)们已经进行了超过(guò)50次的实验，却没有(yǒu)任何实质性(xìng)的发现，除了一(yī)个地方，意(yì)大利的格(gé)兰萨索(suǒ)山，隶属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉。

在山(shān)下1400米处的地(dì)下矿井(jǐng)当中，藏着地球(qiú)上最大的地学实验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层(céng)楼高的探测器(qì)，一直(zhí)致力于寻找暗物质粒(lì)子的周期性震荡(dàng)。

自1997年(nián)以来(lái)，这里的科学家声称观测到了(le)某种信(xìn)号。经(jīng)过了20多年的数据收集(jí)，人们(men)发(fā)现了一个有趣的事情(qíng)。探测率(lǜ)会在每年的(de)6月份达到峰值，然(rán)后(hòu)在11月降到最低，而(ér)且(qiě)在20年当中每年都(dōu)是一样。一些科学家认为这可(kě)能是人类发现暗物(wù)质的第(dì)一个(gè)直接证据。

但是为(wèi)什么暗物质会(huì)产生周(zhōu)期性的年度信(xìn)号呢(ne)？刚才我们讲了太阳(yáng)系正在以220公里/秒的速度围绕(rào)着银河系进(jìn)行移(yí)动(dòng)，那么如果暗物(wù)质存在宇宙当(dāng)中，这(zhè)意味(wèi)着(zhe)我们(men)也在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物(wù)质流(liú)，这个过程中会(huì)产(chǎn)生相应(yīng)的振荡，同时地球又以30公雅诗兰黛红石榴水适合什么年龄，雅诗兰黛红石榴水适合什么肤质里/秒的速度围绕(rào)太阳进行旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球围绕太阳的方(fāng)向(xiàng)与(yǔ)太阳环绕银河系(xì)的(de)方向是一致的，而另外半年则(zé)与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与太阳(yáng)的方向正好达(dá)到(dào)完全一致，这是理论上地(dì)球穿越暗(àn)物质流最快的时(shí)段。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰(qià)好达到(dào)了最慢(màn)值。尽管(guǎn)在实际的(de)情(qíng)况中，太阳(yáng)系相(xiāng)对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这(zhè)并不(bù)影响这个(gè)理(lǐ)论的(de)有效性。

因此(cǐ)科学家(jiā)认(rèn)为这可以(yǐ)用(yòng)来解释(shì)，研究(jiū)人(rén)员们所观(guān)测(cè)到的(de)周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他(tā)的情况，造成这种(zhǒng)年度周(zhōu)期(qī)信(xìn)号的差异(yì)也可能是温(wēn)度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意(yì)大利游客的(de)数量(liàng)也符合这个周期的规律(lǜ)。

所以，科(kē)学家们又在南(nán)半球(qiú)建立了一个几(jǐ)乎相(xiāng)同的实验室，这里的季(jì)节(jié)与之前的实验室正好相反，而在这(zhè)里(lǐ)，地球穿(chuān)过暗物质流的运(yùn)动特征和第(dì)一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这里可(kě)以得到(dào)相同的(de)信号，就可(kě)以成为暗物质所(suǒ)存在(zài)的非常(cháng)有力的证据了。但是由(yóu)于(yú)这个(gè)实验室(shì)刚刚建成不久，所以截至目前还无法(fǎ)提供相应的数据支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望(wàng)远镜，这台太空(kōng)望远镜叫做“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈(hā)勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器(qì)提(tí)供的视野是哈勃红(hóng)外仪器的(de)100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼(màn)太空望(wàng)远镜其(qí)中(zhōng)一个(gè)关键的用(yòng)途(tú)就是探(tàn)索暗物(wù)质(zhì)背后(hòu)的奥秘(mì)，对于探测(cè)的结果，我们(men)只能拭(shì)目以(yǐ)待了。费(fèi)米实验室粒子(zi)天(tiān)体物理中心的科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗(àn)物(wù)质存在，它(tā)们极(jí)有可能(néng)拥有另一种神秘的效应，这种暗(àn)物质效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或(huò)者说是生命进(jìn)化的(de)一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得(dé)到进一步的证实，那么遍布宇(yǔ)宙(zhòu)当中的暗(àn)物质会不(bù)会意味着人类并不孤单(dān)呢(ne)？或许在宇宙当中某个(gè)角(jiǎo)落的行(xíng)星上，暗物质正在通过这样的效应创造(zào)生命。当然，这些推论的大前提是要(yào)先找到暗物质存(cún)在的实际(jì)证据。那么小伙(huǒ)伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗(àn)物质到底存不存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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