宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在(zài)科学无法(fǎ)解(jiě)释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗物质又究(jiū)竟是(shì)什(shén)么？人(rén)类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科(kē)学家们在(zài)过(guò)去(qù)的(de)几十年(nián)当中进行了超过50次的长期实验(yàn)，但是(shì)却没(méi)有发(fā)现(xiàn)任(rèn)何的有(yǒu)效证(zhèng)据。除了一个地方，在1687年出版的(de)自然哲学数学原理一书(shū)中，埃萨克(kè)牛顿发表了(le)万有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律，它揭示(shì)了宇(yǔ)宙中天(tiān)体运动的规律(lǜ)。往后的几百(bǎi)年(nián)来，当(dāng)天(tiān)文学(xué)家们(men)发现某些天体运行(xíng)轨道出(chū)现异常(cháng)，不符合(hé)万有引(yǐn)力定(dìng)律的时候，他们就会(huì)知道，周围(wéi)一定有未知的天体(tǐ)通(tōng)过引力在(zài)摄(shè)动它的轨(guǐ)道。比如(rú)在1846年，奥(ào)本勒维耶就通过天王(wáng)星运(yùn)行轨道的异常，推算(suàn)并且发现了(le)海王(wáng)星的存(cún)在(zài)。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的(de)发(fā)现都是应用(yòng)万有(yǒu)引力(lì)定律所(suǒ)取得重(zhòng)大天(tiān)文成就的例子。但是这些发现(xiàn)都(dōu)是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系(xì)或者是星团的(de)尺度，事情就开始(shǐ)变得诡异了(le)。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨(cí)兹威基(jī)正在研究和(hé)测量(liàng)后发星(xīng)系团的质量。这是一(yī)个(gè)由(yóu)数千个星系所组成的巨大星系团，这(zhè)些星系被引力束缚在(zài)一起。测量星系团的质量一般会使(shǐ)用(yòng)到两种方法，当(dāng)两种方法结(jié)果一致，就可以确定其质量(liàng)的(de)范围。

第一种是(shì)获(huò)得其(qí)"光度学的质量"，需要的数(shù)据是测量各个星系的光度。

第二种是动力学质(zhì)量的计算，是利用光谱(pǔ)红(hóng)移测量星系团中的各个星(xīng)系相(xiāng)对(duì)于星系团的运动速度。当(dāng)测量(liàng)结(jié)果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵(měng)了，“动力学(xué)质量”竟然是“光度学(xué)质(zhì)量(liàng)”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团有99%的质(zhì)量(liàng)消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不以可见光的(de)形式所存在，我们无(wú)法看到。最(zuì)诡异的是，在测(cè)量速度(dù)的过程中，兹威(wēi)基(jī)发现星系(xì)团中(zhōng)很多星(xīng)系的速度比理论(lùn)上要快得多(duō)，按照牛顿(dùn)的运(yùn)动(dòng)学定(dìng)律，仅靠(kào)这些可见(jiàn)星(xīng)系的质量所产生的引力(lì)是无法将它(tā)们束(shù)缚在星系(xì)团内(nèi)的，它们早(zǎo)就应该(gāi)被抛出星系团(tuán)之外了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的(de)力量在起作(zuò)用，这种力量来(lái)源于某种(zhǒng)隐形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样(yàng)部分不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它(tā)们(men)却占(zhàn)据着(zhe)宇(yǔ)宙中绝(jué)大部分(fēn)的质量。只(zhǐ)是(shì)当(dāng)时的人们对这样的一(yī)种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个(gè)词才再一次出现。天(tiān)文学(xué)家维拉鲁宾(bīn)和肯(kěn)特(tè)福(fú)特在观(guān)测仙(xiān)女(nǚ)座(zuò)星系中的恒星运(yùn)动。理论上来(lái)说，距离(lí)中心越远的恒星(xīng)在其(qí)轨道上(shàng)的运行速度就会越慢。但是他们观测的结(jié)果却让人感到(dào)不(bù)可(kě)思议。

随(suí)着(zhe)与中心(xīn)距(jù)离(lí)的增(zēng)加，恒(héng)星的(de)旋转速度几乎(hū)保(bǎo)持不变(biàn)。可是根据牛顿(dùn)的万有引(yǐn)力定律，在(zà风紧扯呼下一句是什么 风紧扯呼出自哪里i)星系当中(zhōng)如果(guǒ)没有足够大的质量来吸引它们，这些外(wài)围的恒(héng)星早(zǎo)就被甩(shuǎi)到(dào)宇宙当(dāng)中(zhōng)了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学家们会使用一种相对(duì)标准的方法(fǎ)来解(jiě)释暗(àn)物质(zhì)的存在，这种(zhǒng)方法就是测量星系(xì)当中气体(tǐ)在X轴上距(jù)离星系中心的距离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上气体的旋(xuán)转速度(dù)。如果出现异常的结果，就(jiù)认为(wèi)是由暗物质(zhì)的力量进入(rù)其中。

于是科学家(jiā)们通过射电望远镜测量了(le)距(jù)离星系中(zhōng风紧扯呼下一句是什么 风紧扯呼出自哪里)心更远距离的氢元素，发(fā)现它们的旋转(zhuǎn)速度并不(bù)符合牛顿的(de)力学定律。我们的太(tài)阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银河(hé)系(xì)的第三悬臂之上，距离银河(hé)系(xì)中(zhōng)心2.6万光年，根据(jù)万(wàn)有(yǒu)引力定律进行计算，太阳系(xì)的(de)运(yùn)行(xíng)速度应(yīng)该(gāi)是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳系正在(zài)以220千米/秒的速度(dù)围绕银河(hé)系旋(xuán)转，这(zhè)个实(shí)际(jì)速度远远大于理论速度(dù)，那(nà)么产生(shēng)以上这种向(xiàng)心加速度的原(yuán)因很可能就是存在着一种我们(men)看不到的(de)物质，是这些暗物质的引力效(xiào)应(yīng)将星系聚集(jí)在了一起。

也是(shì)从这时开始，越来(lái)越(yuè)多的研究人员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学家根据星系外(wài)恒星轨道的速度(dù)，估算在星系(xì)当中(zhōng)暗物质的质量占整个(gè)星系质量的85%。但是，暗(àn)物质(zhì)并不是唯一可以(yǐ)解(jiě)释这个(gè)现象的原因。在一项新的研究当中，科学家们(men)发现，几乎没(méi)有引力效(xiào)应的遥远恒星之(zhī)间，也会(huì)出现速度(dù)上的微小差异。另外(wài)，天文(wén)学家还发现了(le)一个(gè)反常的(de)星系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个星系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多，但(dàn)是星系当中(zhōng)存在(zài)的恒(héng)星数(shù)量却只有银河系(xì)的千(qiān)分(fēn)之一。

所以在(zài)理(lǐ)论上，该星(xīng)系(xì)必须存(cún)在暗物质(zhì)，否则就会分崩(bēng)离(lí)析(xī)。但是科学家们(men)使用(yòng)最先进的望(wàng)远(yuǎn)镜对其进行了40个小时的详(xiáng)细(xì)测量之后，发(fā)现星系(xì)中的恒星运动是可以用(yòng)正常(cháng)的物质和力学(xué)定律来解释的。那么又有人提出，也许该星系(xì)的暗物质，已经被(bèi)附近的另一(yī)个大星系剥(bō)离了(le)。奇(qí)怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成(chéng)这(zhè)些现象的除了(le)暗物质的(de)假(jiǎ)说之外，另一(yī)种可能就(jiù)是人(rén)类对引力的理解还不(bù)够全(quán)面，引力很可能在不同尺度空间(jiān)中的(de)工作(zuò)方式(shì)是不同(tóng)的(de)，这意味着在(zài)行星系尺度(dù)中的天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照我(wǒ)们(men)所理解的方式运(yùn)动。但是上(shàng)升到星系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引力之(zhī)间的相(xiāng)互作用则(zé)是不同的方(fāng)式。对(duì)于在星(xīng)系团之间的相互(hù)作用(yòng)，科学家还引入(rù)了外部场(chǎng)效应的概(gài)念，指的(de)是在数百万光年的规模上，巨大的质量之间(jiān)会产(chǎn)生对彼(bǐ)此(cǐ)特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我们需要(yào)对现在的物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也让很多人认为暗物质(zhì)假说理论就(jiù)此终(zhōng)结。但是在宇宙(zhòu)当中还有(yǒu)关于暗(àn)物质存在(zài)的其他的(de)理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论(lùn)所(suǒ)没法解释(shì)的(de)“引(yǐn)力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子(zi)弹星系(xì)团，由两个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团(tuán)所组成(chéng)，类似这(zhè)样的星团，它们大部(bù)分的普通质量都在(zài)星(xīng)系的(de)气体当(dāng)中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公里(lǐ)/小时发(fā)生(shēng)碰(pèng)撞(zhuàng)的时候，星(xīng)际气体的(de)相互作(zuò)用(yòng)就(jiù)会导致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团大(dà)部分(fēn)的质量(liàng)将位于(yú)所有这些气体(tǐ)所在的中间区域(yù)。那么我们通过什么来(lái)验证(zhèng)它(tā)的(de)质量区域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回(huí)了宇宙当中第一张全彩的(de)高清(qīng)照片，在照片中我们可以明显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产(chǎn)生了巨(jù)大的形变。其(qí)实这些星系本身并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么(me)问题，而是这样极(jí)遥(yáo)远(yuǎn)的(de)天体(tǐ)和我们地(dì)球上的观测(cè)者之间。被(bèi)一个质量(liàng)超级巨大的(de)天(tiān)体遮挡，这个(gè)超(chāo)大(dà)质(zhì)量的东西(xī)的引力(lì)，会使(shǐ)身后更遥远(yuǎn)星(xīng)系的光都发生(shēng)了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力(lì)透镜效应。这(zhè)个巨大(dà)的天体可能是超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星(xīng)系团观测的(de)时候，发现它的大质量(liàng)区域(yù)并不是(shì)在(zài)中间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的(de)解释方(fāng)法就(jiù)是当(dāng)星团发(fā)生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的(de)质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过了这(zhè)个区(qū)域，并在两边形(xíng)成了(le)引力透镜(jìng)。对子弹星系(xì)团的引力透(tòu)镜研究也(yě)被认为是暗物(wù)质(zhì)存在的(de)迄今为止最好的理论证据(jù)。

除此之外，还有(yǒu)来自宇宙当中最古(gǔ)老的光(guāng)。从宇(yǔ)宙大爆炸开(kāi)始，38万(wàn)年之后，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻(zǔ)地穿越(yuè)在宇宙当(dāng)中了(le)。经过了130多(duō)亿(yì)年之后(hòu)，这(zhè)些光在宇宙空(kōng)间背景上留下了各相同性(xìng)的微(wēi)波辐射。其中(zhōng)红色的部(bù)分表示温度较(jiào)高的区域(yù)，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的区域(yù)，但实际上它们之间的温(wēn)差只有万分之一。

科学家(jiā)们通过对(duì)前景背(bèi)景分离后的二值图(tú)像进行连通域提取和(hé)标记之后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看(kàn)起来不应该是这样(yàng)的，而(ér)随着暗物质的增加，一些(xiē)峰值的幅(fú)度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐(xié)”。为了(le)匹(pǐ)配宇宙微波背(bèi)景辐射的测量值，我们需要的(de)暗物质(zhì)大约是普通(tōng)物质的5倍(bèi)。这个数字与(yǔ)解释星系当中恒星运(yùn)动所(suǒ)需要的暗物质比例是(shì)一致的。这就意味着。

用了一个简单的(de)理论框架，就很好地解(jiě)释了(le)很(hěn)多不同的观(guān)测结果。而暗物质的本质就是(shì)宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其他的电(diàn)磁(cí)作用，只通过引力来相互(hù)作用。所以如(rú)果能够找(zhǎo)到这种粒(lì)子的存在(zài)，就(jiù)相(xiāng)当于(yú)找到了暗物质(zhì)存在的实(shí)际证据(jù)。这(zhè)种粒子到底是什么(me)？科(kē)学(xué)家(jiā)们已经提出了数十种的假想目标，而要寻找(zhǎo)这些不同的(de)目标粒子所需要的实验(yàn)方式(shì)也不相(xiāng)同。在过(guò)去的(de)几十年当(dāng)中，人类为了寻找这些(xiē)看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规物(wù)质(zhì)相互(hù)作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行(xíng)了超过(guò)50次的实验，却没有任何实质性的发现(xiàn)，除了一(yī)个地方(fāng)，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着地球上最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探(tàn)测器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学家声称观(guān)测到了某种(zhǒng)信(xìn)号。经过了(le)20多年的数(shù)据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测(cè)率会(huì)在每年的(de)6月份达到峰值(zhí)，然后在11月(yuè)降到最低，而且(qiě)在20年当中每年都是一样。一些科学家认为这(zhè)可(kě)能是人类发(fā)现暗物(wù)质(zhì)的(de)第一个直接证据。

但是为什么暗(àn)物质会产生(shēng)周期性的年度信号呢？刚(gāng)才(cái)我们(men)讲了太(tài)阳系正(zhèng)在(zài)以(yǐ)220公里/秒的速(sù)度围绕着银河(hé)系进行移动，那么如(rú)果(guǒ)暗物质存(cún)在宇(yǔ)宙当中，这意(yì)味着我们也在以(yǐ)这(zhè)样(yàng)的(de)速度在穿越着暗物质流，这个(gè)过程(chéng)中会产生相应的振荡，同时地球(qiú)又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有半年的时间，地球围绕(rào)太阳的方向(xiàng)与太阳环绕(rào)银河系的方向是一致的，而另外半(bàn)年则与(yǔ)之相反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太(tài)阳的方向正(zhèng)好达到完全一致(zhì)，这是理(lǐ)论(lùn)上地球(qiú)穿越暗(àn)物质(zhì)流最(zuì)快的(de)时段。而在(zài)11月份，又(yòu)恰(qià)好达到(dào)了(le)最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银(yín)河(hé)系的(de)平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并(bìng)不影响这个(gè)理(lǐ)论(lùn)的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可以用(yòng)来解(jiě)释，研究人(rén)员们所观测到的周期性信号。当然也可(kě)能(néng)有(yǒu)其(qí)他的情况，造(zào)成这种(zhǒng)年度周期信号的差异也可(kě)能是温度、湿(shī)度、土壤中的水分(fēn)、高山上的(de)积雪，甚至连意(yì)大利游(yóu)客的数量(liàng)也(yě)符合这个周期(qī)的(de)规律(lǜ)。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建(jiàn)立(lì)了一(yī)个几乎相同的实(shí)验室，这里(lǐ)的季节与之(zhī)前的实验室正好相反，而在(zài)这里，地(dì)球穿过暗物质流的运动特征(zhēng)和第(dì)一个实(shí)验室(shì)是一样(yàng)的。

因(yīn)此，如果在这(zhè)里(lǐ)可以得到(dào)相同的信号，就可以成为暗物质所存(cún)在的非(fēi)常有力的证据(jù)了。但是由于这个实验(yàn)室刚刚(gāng)建成不久，所以截(jié)至(zhì)目前还无法提(tí)供相应的(de)数(shù)据支持。另外风紧扯呼下一句是什么 风紧扯呼出自哪里，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一台(tái)新的望远镜，这台太(tài)空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它的宽视场(chǎng)仪器提(tí)供的视野是哈勃红外(wài)仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空望远镜其中一个(gè)关(guān)键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果，我们只(zhǐ)能拭目以(yǐ)待了。费米实验室(shì)粒子天体物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究(jiū)发现(xiàn)，如果(guǒ)暗物质存在，它们(men)极有可能拥有另(lìng)一种(zhǒng)神秘的效应，这(zhè)种(zhǒng)暗物质效应(yīng)，会支持(chí)宇(yǔ)宙(zhòu)当中生命的(de)诞生，或者说是(shì)生命进化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得(dé)到(dào)进(jìn)一步的(de)证(zhèng)实，那么遍(biàn)布(bù)宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会(huì)意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落的行(xíng)星(xīng)上，暗物质正(zhèng)在通过(guò)这样的效(xiào)应创造生命(mìng)。当然，这些推论(lùn)的大前(qián)提是要(yào)先找到(dào)暗物质存在的实际(jì)证据。那么小伙伴们，你们(men)觉得(dé)暗物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动(dòng)力！

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