宇宙是“人为制造”的(de)？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗物质存在的(de)证据，科学家(jiā)们在(zài)过去的(de)几十年(nián)当中(zhōng)进行了(le)超过50次的长期实验，但是却没有发现任(rèn)何的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自然(rán)哲学数学原理一(yī)书中，埃萨克(kè)牛顿发表了万有(yǒu)引力定律(lǜ)，它(tā)揭示了宇宙中天体运动的规(guī)律。往(wǎng)后的几百年来，当天文学家们发现某些天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符合(hé)万有引(yǐn)力(lì)定律的时候，他(tā)们就会(huì)知道，周(zhōu)围一(yī)定有未知的天体通过引力在摄动(dòng)它的轨道(dào)。比(bǐ)如(rú)在(zài)1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运(yùn)行轨道的(de)异常(cháng)，推算并且发现了海(hǎi)王(wáng)星的存(cún)在。另外(wài)，哈雷彗(huì)星、冥王星的发(fā)现都(dōu)是应用万有引力(lì)定律所取得重大天文(wén)成就的例子。但是这些发现(xiàn)都是在(zài)恒星(xīng)系统的尺(chǐ)度(dù)当中，可当我们上(shàng)升到(dào)星系或(huò)者是(shì)星(xīng)团的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基(jī)正在研究和测量(liàng)后发星系团的质量。这(zhè)是一个(gè)由数千个星系所(suǒ)组成的巨大星系团，这些(xiē)星系(xì)被引(yǐn)力束缚在(zài)一起(qǐ)。测量星系团的质量一般会使用到两种(zhǒng)方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就可以确(què)定其(qí)质量的范(fàn)围。

第(dì)一种是获(huò)得其"光度(dù)学的质量"，需要的数据是测量各(gè)个星系(xì)的光度。

第(dì)二种是动力学质量的计算(suàn)，是利用(yòng)光(guāng)谱红移测量星系团中的各个星系相对于星系团的(de)运动速度。当(dāng)测量结果出来之(zhī)后，兹(zī)威基(jī)彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度(dù)学质(zhì)量(liàng)”的400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后发座星(xīng)系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不(bù)以可见光的形式所存(cún)在，我们无(wú)法看到。最(zuì)诡异的是，在测量速度的过程(chéng)中，兹威基发现星系(xì)团中很多星系的(de)速度比理论上要快得多(duō)，按照牛顿(dùn)的运动学定(dìng)律(lǜ)，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所产生的引力是(shì)无法将它们束缚在星系(xì)团内的，它们早就(jiù)应该被抛(pāo)出星系团之外(wài)了(le)，除非有一种神秘的(de)力量在起作用(yòng)，这种力量(liàng)来(lái)源于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维(wéi)基(jī)提(tí)出了这(zhè)样部(bù)分(fēn)不可见的暗质，它不(bù)发散光、吸(xī)光、反射光(guāng)，但是它们却(què)占(zhàn)据着宇宙中绝大部分的质量。只是(shì)当时的(de)人们对这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直(zhí)到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才(cái)再一次(cì)出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾饱和什么意思网络用语，国内市场饱和什么意思和肯特福特在观测仙女座星系中的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论上来说，距离中(zhōng)心越远的(de)恒星在其轨道上的运行速(sù)度就会越慢。但是他们观测的结果(guǒ)却让人(rén)感到(dào)不可思(sī)议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋(xuán)转速(sù)度几乎保(bǎo)持不变(biàn)。可(kě)是根据牛顿的万有(yǒu)引力(lì)定律，在(zài)星系当中如果(guǒ)没有(yǒu)足够(gòu)大的质量来(lái)吸(xī)引它们，这些外围的(de)恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中了。基(jī)于这种现象(xiàng)，科学家(jiā)们会(huì)使(shǐ)用一种相对标准的方法来解释暗物质的存(cún)在(zài)，这种方法就是测量(liàng)星系当中气体在X轴(zhóu)上(shàng)距离星系中心的距离，以及在Y轴上气(qì)体的(de)旋转速度。如果(guǒ)出现异常的结果，就认为是由暗物质的(de)力(lì)量(liàng)进入其中(zhōng)。

于是科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离(lí)星系中(zhōng)心(xīn)更远距离(lí)的氢元素，发现它们的旋转速度并不符(fú)合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的(de)太阳系(xì)也不(bù)例外，太阳系(xì)位于银河系的(de)第(dì)三悬(xuán)臂之上(shàng)，距离银河(hé)系中心2.6万光(guāng)年(nián)，根据万有(yǒu)引力(lì)定律进(jìn)行计(jì)算(suàn)，太(tài)阳系的(de)运行(xíng)速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太(tài)阳系正在以220千米(mǐ)/秒的(de)速度围绕银河系(xì)旋转，这个(gè)实际速度远(yuǎn)远大于理论速度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加(jiā)速度的原因(yīn)很(hěn)可能就(jiù)是(shì)存在着一种我们看不到的物质，是(shì)这些暗(àn)物(wù)质的引力效应将星系聚集在了一起。

也(yě)是从这(zhè)时(shí)开(kāi)始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的(de)存在。科学家根据(jù)星系外恒星轨道的(de)速度，估算(suàn)在星系当中暗(àn)物质的质量占整(zhěng)个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并(bìng)不(bù)是唯一可以解释(shì)这个(gè)现象的(de)原因。在一(yī)项新的研究当(dāng)中，科学(xué)家(jiā)们发现，几乎(hū)没有引力效应(yīng)的遥远恒星(xīng)之间(jiān)，也(yě)会出现速度(dù)上(shàng)的微(wēi)小差异。另(lìng)外，天(tiān)文学家还(hái)发现了一(yī)个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距(jù)离地(dì)球大(dà)约2.5亿光(guāng)年(nián)，大(dà)小(xiǎo)和银河系不多，但是星系当中存在的恒(héng)星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则就会分崩离析。但是科学家们使用最(zuì)先进的望远镜(jìng)对其进(jìn)行了40个小(xiǎo)时的详细(xì)测量之后(hòu)，发现星(xīng)系中(zhōng)的(de)恒星运动是可以用正常的物质和力学定(dìng)律来解释的。那么(me)又有人提出，也许该星系的暗(àn)物质，已经被附近的另一个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是(shì)，它(tā)的附近(jìn)没(méi)有任(rèn)何(hé)星(xīng)系存在。造成这些现象的除了(le)暗物质的假说之外(wài)，另一种可能就是人(rén)类(lèi)对引(yǐn)力的理解还不够(gòu)全面(miàn)，引(yǐn)力很可能(néng)在不同尺度空间(jiān)中的(de)工作方(fāng)式是(shì)不(bù)同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照(zhào)我们所理解的方式运动。但是上升(shēng)到星(xīng)系和(hé)星(xīng)团的(de)尺度，引(yǐn)力之间的相(xiāng)互作用则是(shì)不同的方式。对于在星系(xì)团之间的相(xiāng)互(hù)作用，科学家还引入(rù)了外部场效应(yīng)的概念，指的是(shì)在数(shù)百万光年的规模(mó)上(shàng)，巨(jù)大(dà)的质量之(zhī)间会产生对彼此特(tè)殊的效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙(méng)德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙(méng)德理论成立(lì)，这意味着我(wǒ)们需(xū)要对(duì)现在的(de)物(wù)理定律进行修正(zhèng)，这(zhè)些发现也让(ràng)很多人认(rèn)为暗(àn)物质(zhì)假说理论(lùn)就此终结。但(dàn)是(shì)在宇宙当中还(hái)有关于暗物质存在的其他的理(lǐ)论证据，这些理论证(zhèng)据是(shì)蒙德理论所没法(fǎ)解(jiě)释的“引(yǐn)力(lì)透镜(jìng)”。

径(jìng)向(xiàng)距离(lí)为37亿光(guāng)年(nián)的子弹星(xīng)系团(tuán)，由两个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类似这样的星(xīng)团，它(tā)们大部分的普通质量都在(zài)星系的气(qì)体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时发生碰(pèng)撞(zhuàng)的时(shí)候(hòu)，星(xīng)际(jì)气体的(de)相互作用就会导致(zhì)温度的急剧升高，速(sù)度(dù)大幅降(jiàng)低(dī)。所以在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星系团大(dà)部(bù)分的质量将位于所有(yǒu)这些气体所在(zài)的(de)中间区域。那(nà)么我们通(tōng)过(guò)什么(me)来验证(zhèng)它的质量区(qū)域(yù)到底(dǐ)是不(bù)是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空(kōng)望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第(dì)一张全彩的高清照片，在照片中我(wǒ)们可(kě)以明显地看到很多星系似乎被拉(lā)伸产(chǎn)生(shēng)了(le)巨大(dà)的形变。其实这些(xiē)星系本身并不是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了，也不是(shì)韦伯望远(yuǎn)镜出了什(shén)么问题，而(ér)是这(zhè)样(yàng)极遥远的(de)天体和我们地(dì)球上的观测者之间(jiān)。被一(yī)个质量超级巨大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个超(chāo)大质(zhì)量的东西的(de)引力(lì)，会(huì)使身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个(gè)现象(xiàng)就(jiù)是引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体可(kě)能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当(dāng)人们对子弹星系(xì)团观测的(de)时候，发现它的大质量区域并不是(shì)在(zài)中间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的(de)解释方法就是(shì)当星(xīng)团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的(de)质(zhì)量气(qì)体被(bèi)卡在(zài)了中(zhōng)间(jiān)，暗物质则直(zhí)接通过了这个(gè)区(qū)域(yù)，并在两边形成了引力透镜(jìng)。对子弹星系团的引力透(tòu)镜(jìng)研(yán)究也被(bèi)认为是暗物质存在的迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外(wài)，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年(nián)之后，可见光终于(yú)可(kě)以畅通饱和什么意思网络用语，国内市场饱和什么意思无阻地穿(chuān)越在宇宙当中(zhōng)了。经过了(le)130多亿年(nián)之(zhī)后，这些光(guāng)在(zài)宇宙(zhòu)空间背(bèi)景上留下了各(gè)相(xiāng)同性(xìng)的微波辐射。其中红(hóng)色的部分(fēn)表(biǎo)示温度(dù)较高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较冷的区域(yù)，但实际上它们(men)之间的温差(chà)只有(yǒu)万分之一(yī)。

科学(xué)家们通过对前(qián)景背景分离后(hòu)的二(èr)值图像进行(xíng)连通域提取和标(biāo)记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没有(yǒu)暗物质(zhì)，图形看起(qǐ)来不应该是这样(yàng)的，而随着暗物(wù)质的增(zēng)加，一(yī)些峰值的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背(bèi)景(jǐng)辐射的测量值，我(wǒ)们(men)需(xū)要的暗物质大约是(shì)普通(tōng)物质的(de)5倍(bèi)。这个数字(zì)与解释星(xīng)系(xì)当中(zhōng)恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了(le)一个简单(dān)的理论框架，就很好地解(jiě)释了很(hěn)多不同的(de)观测(cè)结(jié)果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型(xíng)的粒子，它们(men)不(bù)参(cān)与(yǔ)任何其他(tā)的电(diàn)磁(cí)作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能够找(zhǎo)到(dào)这种粒子(zi)的存(cún)在，就(jiù)相当(dāng)于找到了暗物质(zhì)存在(zài)的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已经(jīng)提出了(le)数十种的(de)假想目标(biāo)，而(ér)要寻找(zhǎo)这些(xiē)不同(tóng)的目标粒子所需(xū)要的实验方式也不相同。在过去的(de)几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这些(xiē)看不见、摸不到(dào)，几乎(hū)不会与(yǔ)常规物(wù)质相互作用(yòng)的“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了超过50次(cì)的实验(yàn)，却没有任何实质(zhì)性(xìng)的发现，除(chú)了一个(gè)地(dì)方，意(yì)大利(lì)的格兰萨索山，隶(lì)属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的地下矿井当(dāng)中，藏着地球上最大的地(dì)学(xué)实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。饱和什么意思网络用语，国内市场饱和什么意思这(zhè)里有(yǒu)一个三(sān)层楼(lóu)高(gāo)的探测器，一直(zhí)致力(lì)于寻找暗物质(zhì)粒子(zi)的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称(chēng)观测到了某种(zhǒng)信号。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集，人们发现了(le)一个(gè)有趣(qù)的事情。探(tàn)测率会在每年的6月(yuè)份达到峰值(zhí)，然后在11月(yuè)降到最低，而(ér)且(qiě)在20年当中每年(nián)都是一(yī)样。一些科(kē)学家认为这可能是人类发现(xiàn)暗物质(zhì)的(de)第一个(gè)直接证据(jù)。

但是为什(shén)么暗物质会产生周期性的年度信(xìn)号(hào)呢(ne)？刚才我们讲了(le)太阳系正在(zài)以220公里/秒的速度围绕(rào)着银(yín)河系进(jìn)行移(yí)动，那么如果暗(àn)物质存(cún)在宇宙当中，这意(yì)味(wèi)着我们也在以(yǐ)这样(yàng)的速(sù)度在(zài)穿越着暗物(wù)质(zhì)流，这个过程中会产生(shēng)相应的振荡，同时(shí)地球又(yòu)以30公里(lǐ)/秒的速度围绕太阳进行旋(xuán)转。所以(yǐ)有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的方(fāng)向与太阳(yáng)环绕(rào)银河系的方向是一致的，而(ér)另(lìng)外半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳的方向正好(hǎo)达到完全(quán)一致，这(zhè)是理论上地球(qiú)穿越暗物(wù)质流(liú)最(zuì)快的时段。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最慢(màn)值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际(jì)的情况中，太阳系相对(duì)银河系的平面呈现了60度(dù)的倾(qīng)斜，但是(shì)这并不(bù)影响(xiǎng)这个理论的有(yǒu)效性(xìng)。

因此科学家(jiā)认为这可以用(yòng)来解(jiě)释，研(yán)究人(rén)员(yuán)们所观测到的周(zhōu)期性(xìng)信号(hào)。当然(rán)也可能有(yǒu)其他(tā)的(de)情况，造成这种(zhǒng)年度周期信号的(de)差异也可能是温(wēn)度、湿度、土(tǔ)壤(rǎng)中的水(shuǐ)分、高山上的积(jī)雪，甚至连意(yì)大利游(yóu)客的数量也(yě)符合这个(gè)周(zhōu)期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半球(qiú)建(jiàn)立了一个几乎相同的(de)实验室(shì)，这(zhè)里的季节与之前的实验室正(zhèng)好相反，而在(zài)这(zhè)里，地(dì)球穿(chuān)过暗物(wù)质流的(de)运动特(tè)征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果(guǒ)在(zài)这(zhè)里可(kě)以得(dé)到相同的信号，就可以成(chéng)为暗(àn)物质(zhì)所存在的非(fēi)常有力的证(zhèng)据了。但是由于这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以截(jié)至目前还无法提供相应的(de)数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台(tái)太(tài)空望远镜叫(jiào)做“南希格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜相(xiāng)同，但它的宽视场仪器提供的视野是哈勃(bó)红外仪器的(de)100倍(bèi)。南希格(gé)雷斯罗曼太空望远镜其中一(yī)个关键的(de)用途就是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对于探(tàn)测(cè)的结(jié)果，我们只(zhǐ)能拭(shì)目以待了(le)。费米实验室粒子天体物理中(zhōng)心(xīn)的科学家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如(rú)果暗物质(zhì)存在，它们极有可能拥有另(lìng)一种神秘的效(xiào)应，这种暗物质效(xiào)应，会支持(chí)宇宙当中生命的诞(dàn)生(shēng)，或(huò)者说(shuō)是生命进化的一个重要(yào)因素。

如(rú)果这一理论(lùn)得到进一步的证实(shí)，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质(zhì)会不会意味着人(rén)类(lèi)并不孤(gū)单呢？或许(xǔ)在宇宙当(dāng)中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通过这样的效(xiào)应创造生(shēng)命。当然，这(zhè)些推论的大前提是(shì)要先找到暗物(wù)质存在的实际证据(jù)。那么(me)小(xiǎo)伙伴们，你们(men)觉得暗物质到(dào)底存不存在呢(ne)？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持是我(wǒ)更新(xīn)的动(dòng)力(lì)！

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