宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在科学(xué)无(wú)法解(jiě)释的(de)“暗物质(zhì)”？暗(àn)物质又究竟是什(shén)么(me)？人类为(wèi)了寻找暗物质存在的证据，科学(xué)家(jiā)们在过去的几十(shí)年当中进行了超(chāo)过(guò)50次的长期(qī)实(shí)验，但是却没有(yǒu)发(fā)现任何的有(yǒu)效证据(jù)。除了一个地(dì)方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学(xué)原理(lǐ)一(yī)书中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发(fā)表(biǎo)了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后的几(jǐ)百年来，当天文学家们发(fā)现某些天体运行轨道(dào)出现异常，不符合万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律的时(shí)候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未(wèi)知的天体(tǐ)通过引(yǐn)力在(zài)摄动它的轨道(dào)。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就(jiù)通(tōng)过天王星运(yùn)行轨(guǐ)道的异(yì)常(cháng)，推算并且(qiě)发(fā)现了海王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王星(xīng)的(de)发现都是应用万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力定律所取得重大天文成(chéng)就的例子。但是这些发现(xiàn)都是在恒星系统的(de)尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我们上升到星系或者是(shì)星团的尺度，事情就开始(shǐ)变得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里茨兹(zī)威基(jī)正在研(yán)究和测量(liàng)后发星系团的质量(liàng)。这(zhè)是(shì)一个(gè)由数千(qiān)个星系所组成(chéng)的巨大星系团(tuán)，这些星系被引(yǐn)力束缚在一起。测量星系团(tuán)的质量一般会(huì)使用到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一(yī)致，就可以确定其质(zhì)量的范围。

第一种是获得其(qí)"光度(dù)学的质量(liàng)"，需要(yào)的数据是测量各个星系的光(guāng)度。

第二种是动力学(xué)质量的(de)计算，是利用光谱红移测量星系团中(zhōng)的各个星系相对(duì)于星系(xì)团的运动速度(dù)。当测量结果出来(lái)之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光(guāng)度学质(zhì)量”的400倍。这意(yì)味(wèi)着，后发座星系团有(yǒu)99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的(de)质量(liàng)并不(bù)以可见光的形式所(suǒ)存在，我们无(wú)法看到。最诡异的是，在测(cè)量速(sù)度的过程中，兹威(wēi)基发现(xiàn)星(xīng)系团中很多星系的速度(dù)比理(lǐ)论(lùn)上(shàng)要快得(dé)多(duō)，按照牛(niú)顿的运(yùn)动学定(dìng)律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所产生的引力是无法将它们束缚在星系团内(nèi)的，它们早就应(yīng)该被抛出星(xīng)系团之外了，除非有(yǒu)一(yī)种(zhǒng)神(shén)秘的力(lì)量在(zài)起作用，这种力量来源于(yú)某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出(chū)了这样部分(fēn)不(bù)可见的暗质(zhì)，它不发(fā)散光、吸光、反(fǎn)射光，但是(shì)它们(men)却占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝大部分(fēn)的质量。只是当时的人们对这(zhè)样的一种说法不(bù)屑一(yī)顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福(fú)特在观(guān)测仙(xiān)女(nǚ)座星(xīng)系(xì)中(zhōng)的恒(héng)星运动。理论上(shàng)来说，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨(guǐ)道(dào)上(shàng)的运行(xíng)速度(dù)就会(huì)越(yuè)慢。但是他们观测的结果(guǒ)却让人感(gǎn)到不可思议(yì)。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持不(bù)变。可是(shì)根据牛顿的(de)万(wàn)有引力(lì)定律，在星(xīng)系当中如果没有(yǒu)足(zú)够大(dà)的质量来吸(xī)引(yǐn)它们，这些外围的恒星早就被(bèi)甩(shuǎi)到宇宙(zhòu)当中了(le)。基于这种现象，科学(xué)家们会使(shǐ)用一种相对标准的方法来(lái)解(jiě)释(shì)暗物质的存在，这种方(fāng)法就是测(cè)量星系当(dāng)中气体在X轴上距离星系中心的距离，以及在(zài)Y轴上气(qì)体(tǐ)的旋转速(sù)度。如果出现异常的结果，就认为是(shì)由暗物质(zhì)的力量进入其(qí)中。

于是科学家(jiā)们通过射电望远镜(jìng)测(cè)量了距(jù)离星系(xì)中心更远距离(lí)的(de)氢元素，发现它们的旋转速度(dù)并(bìng)不符(fú)合牛(niú)顿的(de)力学定律(lǜ)。我们的(de)太阳系也(yě)不例(lì)外，太阳系位于银河系(xì)的(de)第三(sān)悬臂之上，距离银(yín)河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力定律进行计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的速(sù)度围(wéi)绕银河系旋转，这个实(shí)际速度远远大于理论(lùn)速(sù)度，那么(me)产生以(yǐ)上这种向(xiàng)心(xīn)加速(sù)度的原(yuán)因很可能就是存在(zài)着(zhe)一种我们(men)看不到的物质(zhì)，是这些暗物质的引力效应将星系聚(jù)集(jí)在了一(yī)起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研(yán)究人(rén)员开始相信暗物质的存(cún)在(zài)。科学家根据星(xīng)系外恒星轨道的(de)速度，估算(suàn)在星系当(dāng)中暗物质的质(zhì)量占整个星(xīng)系(xì)质(zhì)量的85%。但(dàn)是，暗物质并(bìng)不是唯一可以(yǐ)解(jiě)释这个现象的原因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒(héng)星之间，也会出现速度上的微小差异。另(lìng)外，天文学家还(hái)发现了一(yī)个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大(dà)约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不(bù)多，但是(shì)星(xīng)系(xì)当中存在的恒(héng)星数量却只有银河系的千分(fēn)之一。

所以在理论上，该星系必须存在(zài)暗物质，否(fǒu)则就会分崩(bēng)离析。但是科学家们使用最先进的(de)望(wàng)远镜对其进行了40个(gè)小(xiǎo)时的(de)详(xiáng)细测量之(zhī)后，发现星系中的恒星运动(dòng)是可以用正常的物(wù)质和(hé)力学定律来解(jiě)释的。那么又有人提(tí)出，也许该星系的暗物质，已经被(bèi)附近(jìn)的另(lìng)一个大(dà)星系剥(bō)离(lí)了。奇怪的是，它的附近(jìn)没有任何星(xīng)系存在。造成这些(xiē)现象的除了暗物(wù)质(zhì)的假说之(zhī)外，另一种可能就是人类对引力的理解还(hái)不够(gòu)全面，引力很可能在不同(tóng)尺度空间中的工作(zuò)方式是不(bù)同的，这意味(wèi)着在行星系尺度中的天体会沿着(zhe)它(tā)们的轨道，按照(zhào)我们所理解的(de)方式运动。但是(shì)上升到(dào)星(xīng)系和(hé)星(xīng)团的尺度，引力之间(jiān)的相互(hù)作(zuò)用则是不同的方式。对于(yú)在星系团(tuán)之间(jiān)的相互作用，科学家还(hái)引(yǐn)入了外部场效应(yīng)的(de)概(gài)念(niàn)，指的是在数百万(wàn)光(guāng)年的规模上(shàng)，巨大的(de)质(zhì)量(liàng)之间会产(chǎn)生对彼此特殊的效果(guǒ)，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙德理论成(chéng)立，这意(yì)味着我们(men)需要对现(xiàn)在的物(wù)理定(dìng)律进行修正，这些发现也让很多人认为(wèi)暗物质(zhì)假(jiǎ)说(shuō)理论(lùn)就此终结。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中还(hái)有关于暗物(wù)质存在的(de)其(qí)他的理论证据，这(zhè)些(xiē)理论证据是(shì)蒙德理论(lùn)所没法解释的(de)“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子(zi)弹星系团，由两个碰撞的(de)星系团所组成(chéng)，类似这(zhè)样的星(xīng)团，它(tā)们大部分的普通质(zhì)量(liàng)都在星系的气体(tǐ)当中(zhōng)。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞的时候(hòu)，星际(jì)气体(tǐ)的相互(hù)作(zuò)用就会导致温度的急(jí)剧升高，速(sù)度大幅降低。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之(zhī)后，子(zi)弹星系团大部(bù)分(fēn)的质(zhì)量将(jiāng)位于所有这些气(qì)体所在的中(zhōng)间区域。那(nà)么(me)我们通过什么来验证它的质量区域到底(dǐ)是不是(shì)集中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了(le)宇宙(zhòu)当中第一张(zhāng)全(quán)彩的高清(qīng)照片，在照(zhào)片(piàn)中我(wǒ)们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的(de)形变。其实这些星系本身(shēn)并不是真的被扭曲了，也不是韦(wéi)伯(bó)望远镜出了什么问题，而是这样(yàng)极(jí)遥远的天体和我们地球上的(de)观测者之(zhī)间。被一(yī)个质量(liàng)超级(jí)巨大的天(tiān)体遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的东西的引(yǐn)力，会使(shǐ)身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜(jìng)效应。这个巨(jù)大(dà)的天(tiān)体可能是(shì)超大(dà)质量的(de)黑洞或(huò)者(zhě)是(shì)暗物质。

所以当人们(men)对子弹(dàn)星系(xì)团观测(cè)的时候(hòu)，发现它(tā)的(de)大质量(liàng)区(qū)域并不(bù)是(shì)在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好的解释方法就是当(dāng)星团发生全部的碰撞时(shí)，可被(bèi)观测(cè)到的质量气体被卡在了中间，暗物质则直接通(tōng)过了这个区域，并在两边(biān)形成了(le)引力透镜。对子弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被认为是(shì)暗物质存在的(de)迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除(chú)此之外(wài)，还(hái)有来(lái)自宇(yǔ)宙当中最古老(lǎo)的(de)光。从(cóng)宇(yǔ)宙(zhòu)大爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可(kě)见光终于可(kě)以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了(le)。经过(guò)了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留(liú)下了各相(xiāng)同(tóng)性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的(de)区(qū)域(yù)，蓝色(sè)则表(biǎo)示相对较冷的区域，但实际(jì)上它们之间的温(wēn)差只(zhǐ)有万分之(zhī)一。

科(kē)学家(jiā)们通过对前景背景分离后的二值图像进(jìn)行连通域提取和标记(jì)之后(hòu)发现，如果宇宙当(dāng)中没(méi)有(yǒu)暗物质，图李子园牛奶比AD钙奶有营养吗，李子园牛奶和ad钙奶形看起来不应该是这(zhè)样的，而随着(zhe)暗物(wù)质的(de)增加，一(yī)些峰(fēng)值的幅(fú)度(dù)会(huì)减(jiǎn)小(xiǎo)，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值(zhí)，我(wǒ)们需要的暗物质大约(yuē)是(shì)普通物质(zhì)的5倍(bèi)。这个数字(zì)与解释星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例是一致的。这就意(yì)味着。

用(yòng)了一个简(jiǎn)单(dān)的(de)理论框架，就很好地解释了很(hěn)多不同的观测结果。而(ér)暗物(wù)质的本质就是宇宙当(dāng)中存在(zài)着某种类型的粒子，它们不(bù)参与任何其他的电磁(cí)作(zuò)用，只通(tōng)过引(yǐn)力来(lái)相互作用。所以(yǐ)如果能够找到这种粒子(zi)的存在(zài)，就相当于找到(dào)了暗物(wù)质存(cún)在的实际证据。这种粒子到底是什么(me)？科(kē)学家(jiā)们已经(jīng)提出了数十种的假想(xiǎng)目标(biāo)，而要(yào)寻找这(zhè)些不同的目标粒子所(suǒ)需要的实验方式也(yě)不相同。在过(guò)去(qù)的几十年(nián)当(dāng)中，人类为(wèi)了寻找这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会与常规物(wù)质(zhì)相(xiāng)互作用的“暗物(wù)质”，科学家们(men)已(yǐ)经进行了(le)超过50次的实(shí)验，却没有任何实质性的发现，除了一个地(dì)方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶(lì)属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏(cáng)着地球(qiú)上最大的地学实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一个三层楼(lóu)高的探测器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒子(zi)的(de)周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了(le)某种信号。经过(guò)了(le)20多年的数据(jù)收(shōu)集，人们(men)发现(xiàn)了(le)一个有(yǒu)趣的事情。探测率会在每年的6月份(fèn)达到峰(fēng)值(zhí)，然后在11月降(jiàng)到最低(dī)，而且(qiě)在20年当(dāng)中(zhōng)每(měi)年都是(shì)一样。一些科(kē)学(xué)家(jiā)认为(wèi)这(zhè)可(kě)能是人类发现暗物质的第(dì)一个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物(wù)质会产(chǎn)生(shēng)周期性(xìng)的年(nián)度(dù)信号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正在(zài)以220公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕着(zhe)银(yín)河(hé)系进行移动，那(nà)么如果暗物质(zhì)存在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也在以这(zhè)样(yàng)的速度(dù)在穿越(yuè)着暗物(wù)质流，这个过程中会(huì)产生相应的振荡(dàng)，同时(shí)地球(qiú)又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有半年(nián)的(de)时间，地球围(wéi)绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕银河系的方(fāng)向是一致(zhì)的，而(ér)另外半年则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与太阳(yáng)的方向正(zhèng)好达到(dào)完全一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快(kuài)的时(shí)段。而在(zài)11月(yuè)份，又恰好达到了(le)最慢值。尽(jǐn)管在实际的情况中(zhōng)，太阳(yáng)系(xì)相对银(yín)河系的平面呈现了(le)60度的倾斜，但是这(zhè)并(bìng)不影响这个理论(lùn)的(de)有效性(xìng)。

因此(cǐ)科学家(jiā)认为这可以用来(lái)解释，研究人员们所观测到的周期性(xìng)信号。当(dāng)然也可能(néng)有其他的情况，造成这种年度(dù)周(zhōu)期(qī)信号的差异也可能(néng)是温度(dù)、湿(shī)度(dù)、土壤中的(de)水分(fēn)、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客的(de)数量也(yě)符合这个周期(qī)的规律。

所以(yǐ)，科学(xué)家们又在南半(bàn)球建立了一(yī)个几(jǐ)乎(hū)相同的实验室，这(zhè)里的季节(jié)与之前的实(shí)验(yàn)室正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过(guò)暗(àn)物质流的运动特征和第一个实验(yàn)室是一(yī)样的。

因此，如果在(zài)这里可以得到相(xiāng)同(tóng)的信号，就(jiù)可(kě)以成为暗物(wù)质(zhì)所存在的(de)非常有力的证据了(le)。但是由于(yú)这个(gè)实验室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目前(qián)还无法(fǎ)李子园牛奶比AD钙奶有营养吗，李子园牛奶和ad钙奶提供相(xiāng)应的数据(jù)支持(chí)。另(lìng)外，在(zài)2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做“南希格(gé)雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它的(de)宽视场仪器提供的视野是哈勃(bó)红(hóng)外仪器(qì)的(de)100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗(luó)曼太空(kōng)望远镜其中一个关键的用(yòng)途就(jiù)是(shì)探索暗(àn)物质背后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我(wǒ)们只能拭目(mù)以待(dài)了。费米实验室粒子天体(tǐ)物理中心的科(kē)学(xué)家丹(dān)琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如(rú)果暗物质存(cún)在，它们极(jí)有(yǒu)可(kě)能拥(yōng)有(yǒu)另一种(zhǒng)神秘的效应，这(zhè)种(zhǒng)暗物质(zhì)效(xiào)应，会支持(chí)宇宙当中生命的(de)诞生，或者说是(shì)生命进化的一(yī)个(gè)重要因(yīn)素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步的(de)证实(shí)，那么(me)遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会(huì)不会意味着人类(lèi)并不孤单(dān)呢？或(huò)许在宇宙(zhòu)当中(zhōng)某(mǒu)个角落的行星上，暗物质正在通过这样(yàng)的效应(yīng)创造(zào)生命。当然(rán)，这些推论的大(dà)前提是要先找到暗物质存在的实际证据。那么(me)小伙(huǒ)伴们(men)，你们觉得暗物质到(dào)底(dǐ)存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新(xīn)的动力！

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