宇宙是“人(rén)为制造”的(de)？为(wèi)何会存在科(kē)学(xué)无法解释(shì)的“暗物质”？暗(àn)物(wù)质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗物质存在的证据，科学家们在过去(qù)的几十年当中(zhōng)进(jìn)行了(le)超(chāo)过50次的长(zhǎng)期(qī)实验，但是却(què)没有发(fā)现任(rèn)何的有(yǒu)效证据。除(chú)了一个(gè)地方(fāng)，在1687年出版的自(zì)然哲学数学原(yuán)理一书(shū)中，埃萨(sà)克(kè)牛顿发表了万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力定(dìng)律，它(tā)揭示了(le)宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来，当天(tiān)文学(xué)家们发现某(mǒu)些天体运(yùn)行轨道出现异常，不(bù)符(fú)合万有引力(lì)定律的(de)时候，他们就会知道，周围一定有未知的天体通过引力在摄动它(tā)的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王星运行轨道的(de)异常(cháng)，推算(suàn)并且发现了海(hǎi)王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星(xīng)的(de)发(fā)现都是应用万有引力(lì)定律所取得重大天(tiān)文成就的(de)例子。但是这(zhè)些发现都是在恒星系统的尺度(dù)当(dāng)中，可当我们上升到星(xīng)系或者是星(xīng)团(tuán)的(de)尺度(dù)，事情就开(kāi)始变得诡异(yì)了(le)。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里茨兹威基正在研究和(hé)测量(liàng)后发(fā)星系团(tuán)的质量(liàng)。这(zhè)是一(yī)个由数千个(gè)星系所组成的巨大星系团，这些星(xīng)系被引力束缚在一起(qǐ)。测(cè)量(liàng)星系团的质量一般会(huì)使用(yòng)到两(liǎng)种方法(fǎ)，当两种方法(fǎ)结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量(liàng)"，需(xū)要(yào)的数据是测量各个星系的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是(shì)动力(lì)学质量(liàng)的计算(suàn)，是利用(yòng)光谱红移(yí)测量星系团中(zhōng)的(de)各个星系相对于星系团(tuán)的(de)运动速度。当测量结果(guǒ)出(chū)来之后(hòu)，兹(zī)威(wēi)基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座(zuò)星系(xì)团有99%的质量(liàng)消失(shī)了(le)，或者说这99%的质量(liàng)并不以可见光的形式所存在，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过程中，兹威基发现星系团中(zhōng)很(hěn)多星系的(de)速度(dù)比理论上要快得多，按照牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠(kào)这些可(kě)见星系的质量所(suǒ)产生的引力是无法(fǎ)将它们束缚在星(xīng)系团内的，它们早就(jiù)应该(gāi)被(bèi)抛出星系团之外(wài)了(le)，除(chú)非有一种(zhǒng)神秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力量来源于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹(zī)维基提出了(le)这样部(bù)分(fēn)不可见的(de)暗(àn)质，它不发散光、吸(xī)光、反(fǎn)射光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中(zhōng)绝(jué)大(dà)部(bù)分的质量。只是当时(shí)的人(rén)们对(duì)这(zhè)样的一种说法(fǎ)不屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年(nián)之(zhī)后，“暗物质”这(zhè)个词才再一次(cì)出现。天(tiān)文学(xué)家维拉(lā)鲁宾和肯(kěn)特福(fú)特在观测仙女座(zuò)星系中的恒(héng)星运动。理论(lùn)上来(lái)说(shuō)，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是他们观测的结果却(què)让人感(gǎn)到不可思议。

随着与中心距(jù)离的(de)增(zēng)加，恒星的旋转速(sù)度几乎保持(chí)不变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力(lì)定律，在星系当中(zhōng)如果没有足够大的(de)质量来吸引(yǐn)它们，这(zhè)些外围的恒星早(zǎo)就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙当(dāng)中了。基于这种现象，科学(xué)家们会(huì)使用一种相对标准的方(fāng)法(fǎ)来(lái)解释暗物质的存在，这种方法就是(shì)测量星(xīng)系当(dāng)中气体(tǐ)在X轴上距(jù)离星(xīng)系中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体的(de)旋转速度(dù)。如果出(chū)现(xiàn)异常的结果，就认为是(shì)由暗(àn)物质的力(lì)量进入其中。

于是科学家们通过射电望(wàng)远镜测(cè)量了距(jù)离(lí)星系中(zhōng)心更远距离(lí)的氢元(yuán)素，发现它们的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们(men)的太阳系也(yě)不(bù)例(lì)外，太(tài)阳系位于(yú)银河系的第三悬臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万(wàn)光年，根据万(wàn)有引(yǐn)力定律进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在以(yǐ)220千米/秒的速(sù)度围绕银河(hé)系旋转，这个实际速(sù)度远远大于理论速度，那么产生(shēng)以(yǐ)上这(zhè)种向心加速度的原(yuán)因(yīn)很可能就是存在着一种我们看不到的物质，是这(zhè)些暗物质(zhì)的引(yǐn)力效应将星系聚集在了一(yī)起。

也(yě)是从这时开始，越来越多(duō)的研究人员开始(shǐ)相(xiāng)信暗物质(zhì)的存(cún)在。科学家(jiā)根(gēn)据星系外恒星轨道的(de)速度，估算在(zài)星系当(dāng)中暗(àn)物质的(de)质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一(yī)可以解释(shì)这个(gè)现象的原因。在一项新的研究当中，科学家们(men)发(fā)现，几乎没有引力效应的(de)遥远恒(héng)星之(zhī)间，也会出现(xiàn)速度(dù)上的(de)微小差异(yì)。另外，天文(wén)学家还发现(xiàn)了一个(gè)反(fǎn)常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球(qiú)大约2.5亿光年(nián)，大(dà)小(xiǎo)和银河系不多，但是星(xīng)系当中存在(zài)的(de)恒星数量却只(zhǐ)有银(yín)河系的千(qiān)分(fēn)之一。

所以在理论上，该星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科学家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现星(xīng)系中的恒星运(yùn)动是可以用正常的物质和力(lì)学定(dìng)律来解释的。那么又有人(rén)提(tí)出，也(yě)许该星系的暗物质，已经被附(fù)近的(de)另(lìng)一个大星系(xì)剥离了。奇怪的(de)是(shì)，它的附近没(méi)有任(rèn)何星系存(cún)在。造成(chéng)这些现象的除了暗物质的假说之外，另(lìng)一种可(kě)能就是(shì)人类对引力(lì)的理(lǐ)解还不(bù)够全面，引(yǐn)力很可能在(zài)不(bù)同尺度空(kōng)间中的工(gōng)作方式(shì)是不同(tóng)的(de)，这(zhè)意味着在行星系尺度中的天体会(huì)沿(yán)着它们的轨道，按(àn)照我们所(suǒ)理解的(de)方式运(yùn)动(dòng)。但是上升到星(xīng)系和星团的尺度，引力之间的相互作用(yòng)则是不同的方式。对于在星系团之间的相互作用，科学家(jiā)还引入了(le)外部(bù)场效应的概念(niàn)，指的是在(zài)数百万光年的规模上，巨大的质量之间会产生对彼此特殊(shū)的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论成立，这意味(wèi)着(zhe)我们需要对现在的物理定律进行修正(zhèng)，这(zhè)些发现(xiàn)也让很(hěn)多人认(rèn)为暗物(wù)质假说(shuō)理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存(cún)在的其他的(de)理论证(zhèng)据，这些(xiē)理论证据是蒙(méng)德理论所没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的(de)子弹星(xīng)系团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞的星系团所(suǒ)组成，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它们大部分的普通质(zhì)量都(dōu)在星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的(de)时候，星际气体的相(xiāng)互作(zuò)用就会(huì)导致温度的急(jí)剧升高(gāo)，速度大幅(fú)降低。所(suǒ)以在理论(lùn)上，在碰(pèng)撞之(zhī)后，子弹(dàn)星系团大部分(fēn)的(de)质量将位于所(suǒ)有这些(xiē)气体所在的(de)中(zhōng)间区(qū)域。那么我们通(tōng)过(guò)什(shén)么(me)来验证它(tā)的质(zhì)量(liàng)区域到(dào)底(dǐ)是不是集中(zhōng)在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空(kōng)望远镜传回(huí)了宇宙(zhòu)当中第一张全彩的高(gāo)清(qīng)照(zhào)片(piàn)，在照片中我们(men)可以明(míng)显地看到很(hěn)多星系(xì)似乎(hū)被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系(xì)本身并不是真(zhēn)的被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而(ér)是这样极(jí)遥(yáo)远的天(tiān)体和我们(me现在的00后女的为什么都平胸，为什么现在平胸妹子越来越多n)地球上(shàng)的观(guān)测者之间。被一个(gè)质量超级(jí)巨大(dà)的天体遮挡，这个(gè)超大质(zhì)量(liàng)的东西的引(yǐn)力，会使(shǐ)身(shēn)后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象(xiàng)就是(shì)引力(lì)透镜效应。这(zhè)个巨大的(de)天体可能是超大质量(liàng)的黑洞或(huò)者(zhě)是暗物(wù)质。

所以(yǐ)当人们对子(zi)弹星(xīng)系团观测的(de)时候，发现(xiàn)它(tā)的(de)大质(zhì)量区域(yù)并不是在中间，而是在(zài)两侧。所以最好的解(jiě)释方(fāng)法就是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气(qì)体(tǐ)被(bèi)卡(kǎ)在了中(zhōng)间，暗物质则直(zhí)接通(tōng)过了这个(gè)区(qū)域(yù)，并在两边形(xíng)成了引力透镜(jìng)。对子弹星系团的引力透镜研(yán)究(jiū)也被(bèi)认为是暗物质(zhì)存(cún)在的迄今为止最好(hǎo)的理论证据。

除此(cǐ)之外，还(hái)有来自宇宙当中(zhōng)最(zuì)古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万(wàn)年(nián)之后，可见(jiàn)光终于可(kě)以畅通(tōng)无(wú)阻地穿(chuān)越在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年(nián)之后，这(zhè)些(xiē)光在(zài)宇宙空间背景上(shàng)留下了各相同性(xìng)的微波辐(fú)射。其(qí)中红色(sè)的部分表(biǎo)示温度较高的区域，蓝(lán)色则(zé)表示相对(duì)较(jiào)冷(lěng)的区域(yù)，但实际上它们之间的温差只有万分之(zhī)一(yī)。

科学(xué)家们通过(guò)对前景(jǐng)背景(jǐng)分离后的(de)二值图(tú)像进行(xíng)连通(tōng)域(yù)提取和标记之后(hòu)发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看(kàn)起来不应(yīng)该是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些(xiē)峰值的(de)幅度会(huì)减小，才变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值(zhí)，我们需要的暗物(wù)质大约是普通物(wù)质(zhì)的5倍。这个(gè)数字与解释星系当中恒星运(yùn)动所需要(yào)的暗物质(zhì)比例是(shì)一(yī)致的。这就意味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论框架，就很好地解(jiě)释了很多(duō)不同的(de)观测(cè)结果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是(shì)宇宙当(dāng)中(zhōng)存(cún)在着某(mǒu)种类型(xíng)的(de)粒(lì)子，它们不(bù)参与任何其他的(de)电磁作用(yòng)，只通过引(yǐn)力(lì)来相互(hù)作(zuò)用。所以如果能够找到(dào)这(zhè)种粒(lì)子的(de)存在(zài)，就相当于找到了暗物(wù)质存在的实际证据。这(zhè)种粒子到(dào)底是什么？科学家们(men)已经提出(chū)了数十种的假(jiǎ)想目(mù)标，而要寻找这些不同(tóng)的目标粒子所需要(yào)的实验(yàn)方式也不相同。在过去的几十年当(dāng)中，人类为了(le)寻找这些看不见(jiàn)、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行(xíng)了超(chāo)过50次的(de)实验，却没有任何实质性(xìng)的发现，除了一个地方，意大利(lì)的格(gé)兰萨(sà)索山，隶(lì)属(shǔ)于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三(sān)层楼(lóu)高的探测(cè)器，一直致力于寻(xún)找暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多(duō)年(nián)的数据收集，人(rén)们发(fā)现了一个有趣(qù)的事情(qíng)。探测(cè)率会(huì)在每年的6月份(fèn)达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中(zhōng)每年都是(shì)一样。一些(xiē)科学(xué)家认为这可能是人类发现暗物(wù)质的第一个直接证(zhèng)据(jù)。

但(dàn)是为什么暗(àn)物质会产生周期性的(de)年(nián)度(dù)信(xìn)号呢(ne)？刚才我们讲(jiǎng)了(le)太阳系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕(rào)着银河系现在的00后女的为什么都平胸，为什么现在平胸妹子越来越多(xì)进行移动，那么如(rú)果(guǒ)暗物质(zhì)存(cún)在宇宙当(dāng)中，这意味着我们也在以这样(yàng)的速度(dù)在穿越着暗物质流，这个过程(chéng)中会(huì)产生相应的(de)振荡，同(tóng)时地球(qiú)又以30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行旋转。所以(yǐ)有半年的(de)时间，地球围绕太(tài)阳(yáng)的方向与太阳环绕(rào)银河系(xì)的方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月(yuè)份的时候(hòu)，地球与(yǔ)太阳的方(fāng)向正好(hǎo)达(dá)到完全一致，这是理论上地球穿越暗物质(zhì)流(liú)最快(kuài)的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到了最慢值(zhí)。尽(jǐn)管在实际(jì)的情况中(zhōng)，太阳系相对银河系(xì)的平面(miàn)呈现了60度的(de)倾斜(xié)，但是这(zhè)并不影响这个理论的(de)有效性。

因此科学家认为这可以用来(lái)解(jiě)释，研究人员们所观测到的周期(qī)性(xìng)信号。当然也可能有其他(tā)的情况，造(zào)成这种年度周(zhōu)期信号的差异也可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水分、高山上的(de)积雪，甚至连意大利游客的数量也(yě)符合(hé)这个周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们又在南半球建立了一(yī)个(gè)几乎相同(tóng)的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的(de)实验室(shì)正好相反，而(ér)在这里，地球穿过暗(àn)物质(zhì)流的运动特征和(hé)第(dì)一个实验室是一样(yàng)的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗(àn)物质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但是由于这个实验(yàn)室(shì)刚刚建成不久，所以截(jié)至目(mù)前还无(wú)法提供相应(yīng)的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它(tā)的宽(kuān)视场仪器提供的(de)视野(yě)是哈(hā)勃红外仪(yí)器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远镜其(qí)中一个关键(jiàn)的用途就(jiù)是探索暗(àn)物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭(shì)目以(yǐ)待了。费米实验室(shì)粒子天体物理(lǐ)中(zhōng)心的科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯(sī)特(tè)芬(fēn)研(yán)究发现，如果暗物(wù)质存在，它们极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质效应(yīng)，会支(zhī)持(chí)宇(yǔ)宙当中(zhōng)生命的诞生，或(huò)者说是(shì)生命进化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙当中的(de)暗物(wù)质会不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通过(guò)这样(yàng)的效(xiào)应创造(zào)生命。当然(rán)，这些(xiē)推论的大前提是要先找到暗(àn)物质存在的实际证据。那(nà)么小伙伴们，你们(men)觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是(shì)我更新的动力！

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