宇(yǔ)宙是(shì)“人(rén)为制造”的？为(wèi)何会存在科学无法解(jiě)释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找暗物质(zhì)存在(zài)的证(zhèng)据(jù)，科(kē)学家(jiā)们在过去的几(jǐ)十年(nián)当中进行(xíng)了超过50次(cì)的长期实验，但是却没有(yǒu)发现任何(hé)的有(yǒu)效证据。除(chú)了一个地方，在1687年出(chū)版的自然(rán)哲学数(shù)学(xué)原理一(yī)书(shū)中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示(shì)了宇(yǔ)宙中天(tiān)体运动的规(guī)律。往(wǎng)后(hòu)的几百年来，当(dāng)天文学家们发现某些天体(tǐ)运行轨道出现异常，不(bù)符合万有(yǒu)引力定律(lǜ)的时候，他们(men)就会知道，周围一定(dìng)有未知的(de)天体通过(guò)引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星运行轨道的(de)异(yì)常(cháng)，推算并且发(fā)现了海王星的(de)存在。另外，哈(hā)雷彗星(xīng)、冥王星(xīng)的发现(xiàn)都是(shì)应(yīng)用万(wàn)有(yǒu)引力定律所取(qǔ)得重大(dà)天文成就的例子。但是这些(xiē)发现都是在(zài)恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我们(men)上升(shēng)到(dào)星系或者是星团(tuán)的尺度，事情(qíng)就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究(jiū)和测量后(hòu)发(fā)星系团(tuán)的(de)质量。这(zhè)是一(yī)个由数千个(gè)星系所组成的巨大(dà)星系团，这些星系被引力束缚在一(yī)起。测量星系(xì)团的质量一(yī)般会使用到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一致(zhì)，就(jiù)可以确定其(qí)质量(liàng)的范围。

第一种是获得其"光度(dù)学(xué)的(de)质量"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第(dì)二(èr)种(zhǒng)是动力学质量的计算，是利用(yòng)光(guāng)谱红移(yí)测量星系团中的各(gè)个星系相(xiāng)对于星系团(tuán)的运(yùn)动速度。当(dāng)测量结果出(chū)来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星(xīng)系(xì)团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可见(jiàn)光的(de)形式所(suǒ)存在，我们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹(zī)威基发(fā)现星系团中很多星系的速度(dù)比理论上要(yào)快得多(duō)，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所产生(shēng)的引力是无法将它们束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出星系团之外(wài)了，除非有一种(zhǒng)神秘的(de)力量(liàng)在起作用，这种力(lì)量来源于某种隐(yǐn)形的物质(zhì)。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质(zhì)，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它(tā)们却占(zhàn)据着宇宙中绝大部(bù)分的质量。只(zhǐ)是(shì)当时(shí)的人们对这样的一种说法不(bù)屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次出现。天文(wén)学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯特(tè)福(fú)特在观(guān)测仙女座星(xīng)系中的恒(héng)星运动。理论上来(lái)说，距离中心越远的恒星在其轨道(dào)上的运行速度(dù)就会(huì)越慢。但是(shì)他们观测的(de)结果却(què)让(ràng)人感到不可思(sī)议(yì)。

随着与中心距(jù)离的增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保(bǎo)持不变(biàn)。可是根据牛(niú)顿的万有(yǒu)引力定律，在星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)如果没有(yǒu)足够(gòu)大的(de)质(zhì)量来(lái)吸引它(tā)们，这些外(wài)围(wéi)的恒(héng)星早就被甩到宇宙当中了(le)。基于这种现(xiàn)象，科(kē)学家们会使用一种相对(duì)标准的方法来解释暗物(wù)质(zhì)的存在，这种方法就是测量星系当中气体在(zài)X轴上距(jù)离星系(xì)中心的距离(lí)，以(yǐ)及在Y轴(zhóu)上气体的旋(xuán)转速度。如果(guǒ)出现异常的结果(guǒ)，就认为是由(yóu)暗物(wù)质的力量进入其(qí)中。

于是科学家们通过射电望远镜测量(liàng)了距离星系中(zhōng)心更远距离的氢元素(sù)，发现它们的(de)旋转速度并(bìng)不符合牛顿(dùn)的力(lì)学(xué)定律。我们的太阳系也不例外，太阳(yáng)系位于银(yín)河系的第三悬(xuán)臂之上，距离银河系(xì)中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律进行计算，太阳系的运行速度应该是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个(gè)实际速度远远大(dà)于(yú)理(lǐ)论速(sù)度，那么产生以上这种向心加速度的(de)原因很(hěn)可能就(jiù)是存在着(zhe)一种我(wǒ)们看不到的物质，是这些暗物(wù)质(zhì)的(de)引力效应(yīng)将星系聚集(jí)在了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越多(duō)的(de)研究人(rén)员(yuán)开(kāi)始相信暗物质(zhì)的(de)存在。科(kē)学家根据星(xīng)系外恒星(xīng)轨道(dào)的(de)速度，估算在星系当(dāng)中(zhōng)暗物质的质量占整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不(bù)是唯一可以(yǐ)解释这(zhè)个现象的原因(yīn)。在(zài)一项新的研究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎(hū)没有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥远(yuǎn)恒星(xīng)之间，也会出(chū)现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大(dà)小(xiǎo)和银河系不多，但是星系当中存(cún)在(zài)的恒(héng)星(xīng)数量却只有(yǒu)银(yín)河系的(de)千(qiān)分之(zhī)一。

所以在(zài)理论上，该星系必须存在暗(àn)物质(zhì)，否(fǒu)则就会分崩离(lí)析。但是科学家(jiā)们使(shǐ)用最(zuì)先进的望远镜对其进行(xíng)了40个小时的详细(xì)测量之后，发(fā)现(xiàn)星系中(zhōng)的(de)恒星运动是可以用正常的(de)物(wù)质(zhì)和力学(xué)定律来解释的。那么又有(yǒu)人提出(chū)，也(yě)许该星系的暗物质(zhì)，已经被(bèi)附近的另一个大星(xīng)系剥(bō)离了。奇怪(guài)的是，它的附近(jìn)没有任何星(xīng)系(xì)存在。造(zào)成(chéng)这些现象的除了暗物质的假说之外，另一种可能就是人类对引力的理解(jiě)还不(bù)够全面，引力很(hěn)可能在不同尺度空间中(zhōng)的工(gōng)作方式是不同的(de)，这意味(wèi)着在行星(xīng)系(xì)尺度中的天体会沿着它们的轨道，按(àn)照我们所(suǒ)理(lǐ)解的方式运(yùn)动。但(dàn)是上(shàng)升到星系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引力之间(jiān)的相互作(zuò)用则是不同(tóng)的(de)方式(shì)。对于(yú)在星系(xì)团之间的相互(hù)作(zuò)用，科学家(jiā)还引入了外(wài)部场效应的(de)概念，指的是在数百万光年的(de)规(guī)模上，巨大(dà)的质量之间会产(chǎn)生对彼(bǐ)此特殊(shū)的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙(méng)德(dé)理(lǐ)论(lùn)成(chéng)立，这意味着我们(men)需要对现在的物理定律进(jìn)行修正(zhèng)，这些发现也让很多人认为暗物质假说(shuō)理论就此终结。但是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质存在的其他的理论证(zhèng)据，这些理论证据是(shì)蒙德理论所没(méi)法解(jiě)释的(de)“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹星系团，由两个碰撞的星系(xì)团所(suǒ)组成，类(lèi)似这(zhè)样的星团，它(tā)们大部(bù)分(fēn)的(de)普通质量都(dōu)在星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万(wàn)公里/小时发(fā)生碰(pèng)撞的时候，星际气体的(de)相互(hù)作用(yòng)就(jiù)会导致温度(dù)的急剧升(shēng)高，速度(dù)大幅降(jiàng)低。所以(yǐ)在(zài)理论上(shàng)，在(zài)碰撞(zhuàng)之(zhī)后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些气体所在的中间区域。那么我们(men)通过什么(me)来验证它(tā)的质量区域到底是不是集中(zhōng)在中(zhōng)间呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯太(tài)空望远镜传回了宇宙(zhòu)当中第(dì)一张全(quán)彩的高(gāo)清照(zhào)片，在(zài)照(zhào)片中我们(men)可以(yǐ)明显(xiǎn)地看(kàn)到很多星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大(dà)的(de)形变。其实这些星系本(běn)身(shēn)并(bìng)不(bù)是真的被(bèi)扭曲了(le)，也不是韦伯望(wàng)远镜出了(le)什(shén)么问题，而是这样极(jí)遥远的天体和我(wǒ)们地球上的(de)观测者之间。被一个质量超(chāo)级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥(yáo)远星系的光都发(fā)生了扭曲(qū)。这个现象就是引(yǐn)力透(tòu)镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能是超大质(zhì)量的黑洞或者是(shì)暗物(wù)质。

所(suǒ)以(yǐ)当人们对子弹星系团(tuán)观测的时候，发现它的大质(zhì)量区域(yù)并不(bù)是在中间(jiān)，而(ér)是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就是(shì)当星团发生全部的碰撞时(shí)，可被观测到的(de)质量气体被卡在(zài)了中(zhōng)间，暗物质则直接通(tōng)过了这(zhè)个区域，并在两边(biān)形成了引力透镜。对(duì)子弹(dàn)星系团(tuán)的引力透镜研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今为(wèi)止最好的理论证(zhèng)据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中最古(gǔ)老的光(guāng)。从宇(yǔ)宙(zhòu)大(dà)爆炸开始，38万年之后(hòu)，全都是泡沫下一句套路是什么，全都是泡沫的下一句套路答案可见光终于(yú)可以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空(kōng)间背景上留下了(le)各相同(tóng)性(xìng)的微波辐射。其(qí)中(zhōng)红(hóng)色(sè)的部分表示温度较高的区域(yù)，蓝色则表示相对较(jiào)冷的区域，但实际上它(tā)们之(zhī)间的温差只(zhǐ)有万分之(zhī)一。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分离后(hòu)的二值图像进(jìn)行连通域提取和标记之(zhī)后发现，如果宇宙当中没(méi)有暗物质(zhì)，图形看起来(lái)不(bù)应该是这样的，而随着暗物质的增加，一些(xiē)峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微(wēi)波背景辐射的(de)测量值，我(wǒ)们需要的暗(àn)物质大约(yuē)是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动所(suǒ)需(xū)要的暗物质比例是一致的。这就(jiù)意(yì)味着。

用了(le)一个简(jiǎn)单的理论框架(jià)，就很好地解释了(le)很多不同的观测结果。而暗物质的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙当中存在着某种类型(xíng)的粒子，它们不参与任何其他的(de)电磁作用，只通过引(yǐn)力来相互作用(yòng)。所(suǒ)以(yǐ)如(rú)果能够找到这种粒子的存在，就(jiù)相(xiāng)当于找到了暗物(wù)质存在的实(shí)际证据。这种粒子到(dào)底是什么？科学家们(men)已(yǐ)经提(tí)出了(le)数十(shí)种的假想目标，而要寻找这(zhè)些不同的目标粒(lì)子所需要的实验方(fāng)式也不相同。在过去的几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类为(wèi)了寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几乎不(bù)会与常规物质相互作用的(de)“暗物质”，科学(xué)家们(men)已经进行了超过50次的实验，却没(méi)有任何(hé)实(shí)质性的发现，除了一个(gè)地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下(xià)1400米(mǐ)处(chù)的地下矿井当中(zhōng)，藏着地球上最大的地学实验(yàn)室，这个(gè)实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三(sān)层楼高(gāo)的探(tàn)测器(qì)，一(yī)直致(zhì)力于寻找暗物质粒(lì)子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科学家(jiā)声(shēng)称(chēng)观测到了某种信号。经过了20多年的(de)数(shù)据收集(jí)，人们发(fā)现(xiàn)了一个有(yǒu)趣的事情。探测率会在(zài)每年的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中(zhōng)每年都是一样。一些(xiē)科学(xué)家认为这可能是人(rén)类发现暗物质的第一个直接证据。

但是(shì)为(wèi)什(shén)么暗物质会产生(shēng)周期(qī)性的年度(dù)信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度围绕着银(yín)河系进行移动，那么如果暗(àn)物质存在(zài)宇宙(zhòu)当中(zhōng)，这意味着我们也在以这样的速(sù)度在(zài)穿(chuān)越(yuè)着暗物质流(liú)，这个过(guò)程(chéng)中会产生相应的振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒的速度围绕(rào)太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时(shí)间，地(dì)球(qiú)围绕太(tài)阳(yáng)的(de)方(fāng)向与太阳(yáng)环绕(rào)银河(hé)系(xì)的方向是一致的(de)，而(ér)另外半年则(zé)与(yǔ)之相(xiāng)反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的时候，地球(qiú)与太阳的方向正(zhèng)好达到完(wán)全一致，这是理论上(shàng)地球(qiú)穿越暗物质流最快的(de)时段。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳(yáng)系相对银河系的平(píng)面呈现了(le)60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此(cǐ)科(kē)学家认为(wèi)这可以用来解释，研究人员们所观测到(dào)的周期性(xìng)信号。当(dāng)然也可能(néng)有其他的情况，造(zào)成这种年度周期信(xìn)号的差(chà)异也可能是温度、湿度(dù)、土壤中(zhōng)的水分、高山上的积(jī)雪，甚至连(lián)意大利游客(kè)的数量也符(fú)合这个周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们(men)又在南半(bàn)球建立了一个几乎相同的实验室，这里的(de)季节与之前的实验室(shì)正(zhèng)好相反(fǎn)，而在(zài)这里，地球穿过暗物(wù)质流的运动特征和第(dì)一个(gè)实验室(shì)是一样的。

因(yīn)此(cǐ)，如(rú)果在这(zhè)里可以得到相同的(de)信号(hào)，就可(kě)以成为(wèi)暗物(wù)质所存在的(de)非常有力(lì)的证据了。但是(shì)由于这(zhè)个实(shí)验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至目(mù)前还无法提供(gōng)相应的(de)数据支(zhī)持(chí)。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它(tā)的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪(yí)器提(tí)供的视野(yě)是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗(luó)曼太空望远镜其(qí)中(zhōng)一个关(guān)键的用途(tú)就(jiù)是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测(cè)的结果，我们只能拭目以待(dài)了(le)。费米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物(wù)质存在，它们极有(yǒu)可能拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质效应，会支(zhī)持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的一个重要因素。

如果这一(yī)理论得到(dào)进(jìn)一步(bù)的(de)证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着(zhe)人类(lèi)并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落的行星上，暗物质正(zhèng)在通过这样的(de)效(xiào)应创造(zào)生命。当(dāng)然，这些推论的大前提是(shì)要先找(zhǎo)到(dào)暗物质存(cún)在的(de)实(shí)际证据。那么小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得(dé)暗物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请(qǐng)点(diǎn)赞，你(nǐ)的支(zhī)持是(shì)我(wǒ)更新(xīn)的动力！全都是泡沫下一句套路是什么，全都是泡沫的下一句套路答案

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