宇宙是(shì)“人为制造”的？为何(hé)会(huì)存在(zài)科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么(me)？人类(lèi)为了寻找(zhǎo)暗(àn)物(wù)质(zhì)存(cún)在的证据，科(kē)学(xué)家们(men)在过去的几十年当中进行了超(chāo)过50次(cì)的长(zhǎng)期(qī)实(shí)验，但是却没有发现任(rèn)何的有效证(zhèng)据。除(chú)了一个(gè)地方，在1687年出版的自(zì)然哲(zhé)学数学(xué)原理一书中，埃(āi)萨克牛(niú)顿发表了万有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙中天体运动的规律(lǜ)。往后的几百年来(lái)，当天文学家们发现(xiàn)某(mǒu)些天(tiān)体(tǐ)运行轨(guǐ)道(dào)出现异常(cháng)，不符合万有引力(lì)定(dìng)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(zài)摄动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通(tōng)过(guò)天王星运行(xíng)轨道的异常，推算(suàn)并且发现(xiàn)了海王(wáng)星的存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是应(yīng)用万有引力定(dìng)律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统(tǒng)的尺(chǐ)度当(dāng)中，可(kě)当我们上升到星(xīng)系(xì)或者是星团(tuán)的尺度，事(shì)情(qíng)就开始(shǐ)变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和测量后(hòu)发(fā)星(xīng)系团的(de)质(zhì)量。这是一个由数千个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这些星系(xì)被引力束缚在(zài)一(yī)起。测(cè)量星系团(tuán)的质(zhì)量一般会(huì)使用到(dào)两种(zhǒng)方法，当(dāng)两种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其质量的(de)范围(wéi)。

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

第二种是动力学质量的(de)计算，是槟榔戒一年脸会恢复吗，槟榔戒一年脸会恢复吗改套餐不能恢复以前套餐利用光(guāng)谱红(hóng)移(yí)测量星系团中的各个星系相对于星系团的(de)运(yùn)动速(sù)度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质(zhì)量”竟(jìng)然是“光度(dù)学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意味着，后发(fā)座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质(zhì)量并不以可见光的形式所存(cún)在，我们无法看(kàn)到(dào)。最诡异(yì)的是(shì)，在测量速度的过程中，兹(zī)威基发现星系团中很(hěn)多星系的速度比(bǐ)理(lǐ)论上要(yào)快得(dé)多，按(àn)照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些(xiē)可见星系的质量所产生的引力是无法(fǎ)将(jiāng)它们束缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该被抛出(chū)星系团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的(de)力量在起作(zuò)用(yòng)，这种力量(liàng)来(lái)源于某种隐形的物(wù)质。

据(jù)此(cǐ)，兹维(wéi)基(jī)提出了这样(yàng)部(bù)分不可见的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们(men)却占据(jù)着(zhe)宇宙(zhòu)中绝大部(bù)分的质量。只(zhǐ)是当时的(de)人们对(duì)这样的一种(zhǒng)说法不屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出现。天文(wén)学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说，距离(lí)中心越远的恒星在其轨道上的运行速(sù)度(dù)就会越慢。但是他们观测的结果却让人感(gǎn)到不可思议。

随着与中心距离(lí)的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保持(chí)不变。可(kě)是根据牛(niú)顿的万有引(yǐn)力定律，在星系当中如果没有足够(gòu)大的质量(liàng)来(lái)吸(xī)引它们，这些外围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学家们(men)会使用一种相对标准的方法来解(jiě)释暗物质的存在，这种方法就是(shì)测量星系当(dāng)中气体(tǐ)在X轴上距(jù)离星系中心的(de)距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的(de)旋(xuán)转速度。如(rú)果(guǒ)出现异常的(de)结果，就认为是由(yóu)暗物质的力量进入(rù)其中。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜测(cè)量(liàng)了距(jù)离星系(xì)中心更远(yuǎn)距离的(de)氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力(lì)学(xué)定律。我们的太阳系也不(bù)例外，太阳(yáng)系位于银(yín)河(hé)系的(de)第三(sān)悬臂之上，距离银河(hé)系(xì)中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力(lì)定律进行计算，太阳系(xì)的运行速度应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度(dù)围(wéi)绕银河系旋(xuán)转，这(zhè)个实(shí)际速度(dù)远远大于理论速度，那么(me)产生以上这种向心加速度(dù)的原因很可能(néng)就是存在着一种我们(men)看不到(dào)的物质，是(shì)这些暗(àn)物(wù)质的引力效应将星系聚集(jí)在了一起。

也是从(cóng)这(zhè)时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存(cún)在(zài)。科学(xué)家根据星系外(wài)恒星轨道的速度，估(gū)算在星系(xì)当中暗物质的质量(liàng)占(zhàn)整(zhěng)个星系(xì)质量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯(wéi)一(yī)可以解释(shì)这个现象的原(yuán)因。在一(yī)项新的研(yán)究当中(zhōng)，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会出现速(sù)度上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发现了一个(gè)反(fǎn)常的星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银河系不(bù)多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量却(què)只(zhǐ)有银河系的千分之一。

所(suǒ)以在理(lǐ)论上，该星(xīng)系必须存在暗(àn)物质，否(fǒu)则就会分崩离(lí)析。但是(shì)科学家们使用最先(xiān)进的(de)望远镜对其进行了40个小时的(de)详细(xì)测量之后，发现星(xīng)系中的恒(héng)星(xīng)运动是可以(yǐ)用正常的(de)物质和力学定律来解(jiě)释的。那么(me)又有人提出，也许该星系的暗物质，已经被(bèi)附(fù)近的(de)另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附近没有任何(hé)星系存在(zài)。造成这(zhè)些现(xiàn)象的除(chú)了暗物质的假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可能就是人类对引力的理解还(hái)不够全面，引力很可能在(zài)不同尺度空间中的(de)工作方式是不同的，这(zhè)意味着在(zài)行(xíng)星系尺度中的天(tiān)体会(huì)沿着它们的轨(guǐ)道(dào)，按照(zhào)我们所(suǒ)理解的(de)方式运动(dòng)。但是上升到星系和星团的尺度，引力(lì)之间的相互作用(yòng)则是不同的方(fāng)式。对于在(zài)星(xīng)系(xì)团之间的相互(hù)作用(yòng)，科学家还引入(rù)了外部场(chǎng)效应的概念(niàn)，指的是(shì)在数(shù)百万光年的规模上，巨大的质(zhì)量之(zhī)间会产生对彼(bǐ)此(cǐ)特殊(shū)的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现在(zài)的物理定(dìng)律进行修正，这些发现也让很多人认为暗物(wù)质假说理(lǐ)论就此终结。但是(shì)在(zài)宇宙(zhòu)当中(zhōng)还有关于暗物质(zhì)存(cún)在的其他的理论证据，这些(xiē)理(lǐ)论证(zhèng)据是蒙德(dé)理论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹星(xīng)系团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所(suǒ)组(zǔ)成，类似这样的星(xīng)团，它们(men)大部分(fēn)的普通质量都在(zài)星(xīng)系的气体当(dāng)中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的时候，星际气体的(de)相互(hù)作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速(sù)度大幅(fú)降低(dī)。所(suǒ)以(yǐ)在理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹(dàn)星(xīng)系团大部(bù)分的质量将位于所有这些气体所在(zài)的中间区域。那么我们通过(guò)什么来(lái)验证(zhèng)它的质量(liàng)区域到(dào)底是(shì)不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当(dāng)中第一张(zhāng)全彩的高清照片，在(zài)照片中我(wǒ)们可以明显地看到很多星系似(shì)乎被拉(lā)伸产生了巨大的(de)形变。其实这些星系本(běn)身并不是真的被扭曲了，也不(bù)是(shì)韦伯望(wàng)远镜出了什么问题，而是这样极(jí)遥远的天体(tǐ)和我们地球(qiú)上的(de)观测者之(zhī)间。被一个(gè)质(zhì)量超(chāo)级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西的引(yǐn)力，会使身后更(gèng)遥远(yuǎn)星系(xì)的光都发生(shēng)了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜(jìng)效应。这个巨大的(de)天体(tǐ)可(kě)能是超大(dà)质量(liàng)的黑洞(dòng)或者(zhě)是暗物质(zhì)。

所以当人(rén)们对子弹星系团观测(cè)的时候(hòu)，发现它(tā)的大质(zhì)量区域并不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最(zuì)好的解释方法就(jiù)是(shì)当星团发生(shēng)全(quán)部的碰撞时，可被观测(cè)到的质量气(qì)体被卡在了中间(jiān)，暗物(wù)质(zhì)则直接通过了这(zhè)个区域(yù)，并在(zài)两边形(xíng)成了引力透(tòu)镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗物质(zhì)存在(zài)的迄今为止最(zuì)好的(de)理论(lùn)证据。

除(chú)此之外，还有来自宇宙当(dāng)中最古老的(de)光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年(nián)之后(hòu)，可见光终于可以(yǐ)畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了(le)130多亿年之后，这些光(guāng)在(zài)宇宙空间背景(jǐng)上(shàng)留下了各相同(tóng)性的微波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示温度较高(gāo)的区域，蓝(lán)色则表示(shì)相对(duì)较冷的区域，但实际上(shàng)它(tā)们之间的温(wēn)差只(zhǐ)有万分之一。

科(kē槟榔戒一年脸会恢复吗，槟榔戒一年脸会恢复吗改套餐不能恢复以前套餐)学家们(men)通过对前景背景分(fēn)离后(hòu)的二值图像(xiàng)进行连通域提(tí)取和标记之后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看起来不应该是这样(yàng)的，而随(suí)着暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅(fú)度会减(jiǎn)小，才变得看起(qǐ)来“和谐(xié)”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背(bèi)景辐射的(de)测量值(zhí)，我们需要(yào)的暗物质大约是普通(tōng)物(wù)质(zhì)的5倍(bèi)。这个数字与(yǔ)解释星系当中(zhōng)恒星运(yùn)动所(suǒ)需要的暗物(wù)质(zhì)比例是一致的。这就意味(wèi)着。

用了一(yī)个简单的理论框架，就(jiù)很好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇(yǔ)宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其(qí)他的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能够(gòu)找(zhǎo)到(dào)这种粒子的存在，就(jiù)相(xiāng)当于找到了(le)暗物质存在的(de)实际证据(jù)。这种粒子到底是什么？科(kē)学家们已经提(tí)出了数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒子所需(xū)要(yào)的实验方式也不相(xiāng)同。在过(guò)去的几十年当中，人类(lèi)为了(le)寻(xún)找(zhǎo)这些看(kàn)不见、摸不到，几乎(hū)不(bù)会(huì)与常规(guī)物质相互(hù)作用的“暗物质(zhì)”，科(kē)学家们(men)已经进行了超过50次的(de)实验(yàn)，却没(méi)有任何(hé)实质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏(cáng)着(zhe)地球上最大的地(dì)学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子的周期(qī)性震(zhèn)荡。

自1997年以(yǐ)来，这(zhè)里的科学家声称观测到了某种信(xìn)号。经(jīng)过(guò)了20多年的数据(jù)收集，人们发现了(le)一(yī)个有(yǒu)趣(qù)的事情。探测率会在每年的6月(yuè)份达到峰值(zhí)，然后(hòu)在11月(yuè)降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年都是一样。一(yī)些科学家认为这可能是(shì)人类发现暗物质的第一(yī)个直接证(zhèng)据(jù)。

但是为(wèi)什么暗物(wù)质会产(chǎn)生周期性的年度信号呢？刚(gāng)才(cái)我们讲了太(tài)阳(yáng)系正在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果(guǒ)暗物质存(cún)在(zài)宇宙当(dāng)中，这(zhè)意(yì)味着我们也在以这样的速度在穿越(yuè)着(zhe)暗物质流，这个(gè)过程中(zhōng)会产生相(xiāng)应(yīng)的振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕太阳(yáng)进(jìn)行(xíng)旋转。所以有半年的时间(jiān)，地(dì)球围绕太阳(yáng)的方向(xiàng)与(yǔ)太(tài)阳环绕银河(hé)系(xì)的方向是一致的，而另外(wài)半年则与(yǔ)之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与(yǔ)太阳(yáng)的方向正(zhèng)好达(dá)到完全一致，这是理论上地球(qiú)穿越暗物(wù)质流最快(kuài)的时段。而在(zài)11月(yuè)份，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管(guǎn)在实(shí)际(jì)的情(qíng)况中，太阳(yáng)系相对银河(hé)系的平面(miàn)呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是(shì)这并(bìng)不影(yǐng)响这(zhè)个理论(lùn)的(de)有效性(xìng)。

因(yīn)此科学家认为这可以(yǐ)用来解释(shì)，研究人员们所观测到(dào)的(de)周期性信号(hào)。当(dāng)然也(yě)可能有(yǒu)其他(tā)的情况，造成这种年(nián)度周(zhōu)期(qī)信号的(de)差异(yì)也可能是温度(dù)、湿度(dù)、土(tǔ)壤(rǎng)中的水(shuǐ)分、高山上的积(jī)雪，甚至连意大利游客的数量也(yě)符(fú)合这个周期(qī)的规律。

所以(yǐ)，科(kē)学家(jiā)们又(yòu)在南(nán)半球建立了一个(gè)几乎(hū)相同的(de)实验室，这里的季(jì)节与之前的实验室正好相反，而在这里，地(dì)球穿过(guò)暗物(wù)质流的(de)运动(dòng)特征和第一个实验室是一样的。

因(yīn)此(cǐ)，如果在(zài)这里(lǐ)可(kě)以得到(dào)相同的信(xìn)号(hào)，就(jiù)可以成为(wèi)暗物质所存在的非常有力的证据了。但是由(yóu)于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目(mù)前还(hái)无法提(tí)供相应(yīng)的数据支(zhī)持。另外，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台(tái)新的望远镜，这台太空(kōng)望远镜(jìng)叫(jiào)做(zuò)“南希格雷(léi)斯(sī)罗(luó)曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远(yuǎn)镜(jìng)相同(tóng)，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视野是哈勃红(hóng)外(wài)仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗(luó)曼太(tài)空望远(yuǎn)镜其中一个关键的用途就是探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待了(le)。费米实验(yàn)室(shì)粒(lì)子天(tiān)体(tǐ)物理中心的科学家丹琥珀和(hé)贾森(sēn)斯特芬研(yán)究发现，如果(guǒ)暗物质存(cún)在，它们极(jí)有可能拥有另一种神秘的(de)效(xiào)应(yīng)，这种暗物质(zhì)效应，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生(shēng)命的诞生，或者说是(shì)生(shēng)命进化的一个重要因素。

如(rú)果这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物(wù)质会不会意味着(zhe)人类(lèi)并(bìng)不孤单呢？或(huò)许在(zài)宇宙当中某(mǒu)个角落的行星上，暗物质正(zhèng)在通(tōng)过这(zhè)样的效应创造生命。当然，这(zhè)些推论的大(dà)前提是要(yào)先(xiān)找到暗物质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们(men)觉(jué)得暗(àn)物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动(dòng)力！

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