宇宙是“人(rén)为(wèi)制造(zào)”的？为何会存在科(kē)学无(wú)法解释的“暗物质”？暗物(wù)质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找暗物质存在(zài)的(de)证据，科学家们(men)在过去的几十年当中进行(xíng)了超(chāo)过(guò)50次的长期(qī)实验，但(dàn)是(shì)却(què)没有发现(xiàn)任何(hé)的(de)有效(xiào)证(zhèng)据。除了(le)一个地(dì)方，在1687年出版的自然哲(zhé)学数学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有引力(lì)定律，它揭示了(le)宇宙中天体运动的(de)规(guī)律。往后的几百年来(lái)，当天文学家们发现某些天体运行轨道(dào)出(chū)现(xiàn)异常(cháng)，不(bù)符合万有引力(lì)定律的时候(hòu)，他们就会(huì)知(zhī)道(dào)，周围一定有未知的天(tiān)体(tǐ)通过(guò)引(yǐn)力(lì)在摄动它的(de)轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通(tōng)过天王星运(yùn)行轨(guǐ)道的异常，推(tuī)算(suàn)并且发现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是(shì)应用万有引(yǐn)力定(dìng)律所(suǒ)取(qǔ)得重大天文成(chéng)就的例(lì)子(zi)。但是这(zhè)些发现都(dōu)是(shì)在恒星系统(tǒng)的尺(chǐ)度当中，可当我们上升到(dào)星系或(huò)者是(shì)星团(tuán)的(de)尺(chǐ)度，事情(qíng)就开始(shǐ)变得诡异(yì)了。

1933年，瑞(ruì)士的(de)物理学(xué)家(jiā)弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发(fā)星系团的质量。这是(shì)一个由数千个星(xīng)系所组成的巨大星系团，这些星(xīng)系被(bèi)引(yǐn)力束缚在一(yī)起。测量星系团的质量一般会(huì)使用到(dào)两种方法，当两种方法结(jié)果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

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

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学(xué)质量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星系团中的各个星系相对于星系团的运动速度。当测量结(jié)果出来(lái)之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质(zhì)量(liàng)”竟(jìng)然(rán)是(shì)“光(guāng)度学(xué)质量”的(de)400倍。这(zhè)意味着，后发座(zuò)星系团有99%的(de)质量(liàng)消失了，或者说这99%的质量并不以可见光的形式(shì)所存在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的是(shì)，在测(cè)量速度(dù)的过(guò)程中，兹威基发现星系(xì)团中很多星(xīng)系(xì)的速度(dù)比(bǐ)理论上要快得多，按照(zhào)牛顿(dùn)的运(yùn)动学定(dìng)律，仅靠这些可见星系的质(zhì)量所产生(shēng)的(de)引力(lì)是无法将它(tā)们(men)束缚在星(xīng)系团内(nèi)的，它们早就应该(gāi)被抛出星系团之外(wài)了，除(chú)非(fēi)有一种神秘的力(lì)量在起作用，这种力量来(lái)源于某种(zhǒng)隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据此(cǐ)，兹维基提(tí)出了这样部分不可(kě)见的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们(men)却占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝大部(bù)分的质量。只是(shì)当(dāng)时的人们对这样的(de)一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词(cí)才(cái)再一次(cì)出现。天(tiān)文学家(jiā)维(wéi)拉鲁宾(bīn)和(hé)肯(kěn)特福特(tè)在观测仙女座星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中(zhōng)心越远(yuǎn)的(de)恒星在其(qí)轨道上的(de)运行速度就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心距(jù)离的(de)增加，恒星(xīng)的(de)旋转速(sù)度(dù)几(jǐ)乎保(bǎo)持不变。可是根据牛顿的(de)万有(yǒu)引力定律，在星系当中如(rú)果没有(yǒu)足够大的(de)质量来吸引它们，这些(xiē)外围的恒星(xīng)早就被(bèi)甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种现(xiàn)象，科学家们会(huì)使用一种相对(duì)标准(zhǔn)的方法(fǎ)来解(jiě)释暗物质的存在，这种方(fāng)法(fǎ)就是(shì)测量星系当(dāng)中气体在X轴上距离星系中(zhōng)心的距离(lí)，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出现(xiàn)异常的结果，就认为是由(yóu)暗(àn)物质的力量(liàng)进入其中。

于是(shì)科学家们通过射(shè)电望远镜测量了距离星(xīng)系(xì)中心更远距离(lí)的(de)氢(qīng)元素，发(fā)现它们的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力学定(dìng)律。我们的太阳系(xì)也不例外(wài)，太阳系位于银河系的第三悬臂(bì)之上，距离(lí)银(yín)河系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进(jìn)行计算，太阳系的运(yùn)行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际(jì)上，太(tài)阳系正在以220千(qiān)米(mǐ)/秒的速(sù)度(dù)围绕银河(hé)系旋转，这(zhè)个实际速度(dù)远远大于(yú)理论速(sù)度，那么产生以上(shàng)这种向心加速度的原(yuán)因很(hěn)可能(néng)就(jiù)是存在(zài)着一种我们看不到的物质，是这(zhè)些暗物质的引力效应将星系聚集在了一起。

也是(shì)从这时(shí)开始，越来越多的研(yán)究人员(yuán)开始相信暗物质的存在。科学(xué)家根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星系当(dāng)中暗物质的(de)质量占(zhàn)整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物(wù)质并(bìng)不是唯一可以解释这个现象的原因。在一(yī)项新(xīn)的研(yán)究(jiū)当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应的(de)遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速度上的微小差异。另外，天文学(xué)家还发现了一个反常(cháng)的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒星数量却(què)只有银河系(xì)的千分之一(yī)。

所以在理论(lùn)上，该星系胸围88是多大罩杯，胸围88是多大尺码文胸必须存(cún)在暗物质，否则(zé)就(jiù)会(huì)分(fēn)崩离析。但(dàn)是(shì)科(kē)学家们使用最先(xiān)进的望远镜对(duì)其进行了40个小时的详细测量之后(hòu)，发(fā)现星系中的恒星(xīng)运动(dòng)是可以用正常的物质和(hé)力学定律来解释的。那么又有人(rén)提出，也许该星系的(de)暗物质，已(yǐ)经(jīng)被附近的另一个大星系剥(bō)离了(le)。奇怪(guài)的是，它(tā)的附近没有任何星系存在。造成这些现象的除(chú)了(le)暗物质(zhì)的(de)假(jiǎ)说之外(wài)，另一种可能就是(shì)人类对引力(lì)的(de)理解还不够(gòu)全面，引力(lì)很可(kě)能在不同尺(chǐ)度(dù)空间(jiān)中的工作(zuò)方式是不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着(zhe)它们的(de)轨道，按照我(wǒ)们所理解的方(fāng)式(shì)运(yùn)动。但是上升(shēng)到星系和(hé)星团的(de)尺(chǐ)度，引力之间的相互作(zuò)用(yòng)则是不同的方式。对(duì)于在星系团之(zhī)间(jiān)的相互(hù)作(zuò)用，科学家还引入了外部场效(xiào)应的概念(niàn)，指(zhǐ)的(de)是在数百万(wàn)光年的规(guī)模上，巨大的质量之间会产生对(duì)彼此特殊的(de)效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对(duì)现在的物理定律进行修正(zhèng)，这些发现(xiàn)也(yě)让很多人认为暗物(wù)质假说理论(lùn)就此(cǐ)终结(jié)。但是在宇(yǔ)宙当中还(hái)有关于暗物质存在的其他的(de)理(lǐ)论证据，这(zhè)些理(lǐ)论(lùn)证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的(de)“引力透(tòu)镜”。

径向距离(lí)为(wèi)37亿光(guāng)年的(de)子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组成，类似这样的星团，它(tā)们(men)大部分的(de)普通质量都在星(xīng)系(xì)的气体当中。当(dāng)星团以1000万(wàn)公里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相(xiāng)互作(zuò)用就(jiù)会导(dǎo)致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所(suǒ)以在(zài)理论上，在碰(pèng)撞(zhuàng)之后，子弹星系团大部分的质(zhì)量将位于所有(yǒu)这(zhè)些气体所在(zài)的中间(jiān)区域(yù)。那(nà)么我(wǒ)们(men)通过(guò)什(shén)么来验证(zhèng)它的(de)质量(liàng)区(qū)域(yù)到底是不(bù)是集中在中(zhōng)间(jiān)呢？前不(bù)久(jiǔ)，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全(quán)彩的(de)高清(qīng)照(zhào)片，在(zài)照片(piàn)中我们可以明显地看到很多星(xīng)系似乎被拉伸产(chǎn)生(shēng)了巨大的(de)形(xíng)变(biàn)。其(qí)实这(zhè)些星系本身并不(bù)是真的被扭曲了，也不是韦伯望(wàng)远镜(jìng)出了什(shén)么(me)问题，而是(shì)这样极遥(yáo)远的天体和我(wǒ)们地球上的观测者之(zhī)间。被一(yī)个质量超级(jí)巨(jù)大的(de)天体遮挡，这个超大质量的(de)东(dōng)西的(de)引力，会使身(shēn)后(hòu)更遥远星系的光(guāng)都发生了扭曲(qū)。这个现象就(jiù)是(shì)引力透镜效应。这个(gè)巨大的天体可能是超大质量的(de)黑(hēi)洞或者是暗物(wù)质(zhì)。

所以当人们对(duì)子弹星系团观测的(de)时候(hòu)，发现(xiàn)它的大质量区域并不是在中间(jiān)，而是(shì)在两侧。所(suǒ)以最好(hǎo)的解(jiě)释方法就是当星团发生(shēng)全(quán)部的(de)碰撞时，可被观测(cè)到(dào)的质(zhì)量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过了这个区域(yù)，并在两边形(xíng)成了引(yǐn)力透镜。对(duì)子(zi)弹星系团的引(yǐn)力透镜研究也被(bèi)认为是暗(àn)物质存在的迄今为止最好的(de)理论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇宙当中(zhōng)最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通无阻地(dì)穿越在(zài)宇(yǔ)宙当中了。经过了130多亿(yì)年之后，这些(xiē)光(guāng)在宇宙(zhòu)空间(jiān)背景上留(liú)下了各相同性的微波辐射。其中红(hóng)色的部(bù)分表示(shì)温度较(jiào)高的(de)区域，蓝色则(zé)表示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们(men)之(zhī)间的温差只有万分之一(yī)。

科学家们(men)通过对前(qián)景(jǐng)背景(jǐng)分离后的二(èr)值图(tú)像进行连通(tōng)域提取和标记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有(yǒu)暗物(wù)质，图形看(kàn)起来(lái)不应(yīng)该(gāi)是这样的，而(ér)随(suí)着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅(fú)度(dù)会减(jiǎn)小(xiǎo)，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐(fú)射(shè)的测量值，我(wǒ)们需(xū)要的暗物质大约是普(pǔ)通(tōng)物质的5倍。这个数字与(yǔ)解释(shì)星系当(dāng)中(zhōng)恒星运动所需要的(de)暗物质(zhì)比例是一(yī)致的(de)。这就意味着。

用(yòng)了一个简单的(de)理论(lùn)框架(jià)，就很(hěn)好地解释(shì)了很多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的(de)本质就是宇宙当中存在(zài)着某种(zhǒng)类型的粒子(zi)，它们不参与任何其他的电磁作(zuò)用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所(suǒ)以如果能够找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于(yú)找到(dào)了(le)暗物(wù)质存在(zài)的(de)实际(jì)证据。这种粒(lì)子到底是什(shén)么(me)？科(kē)学家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目标(biāo)，而要寻找这些不同(tóng)的(de)目标(biāo)粒子(zi)所需要的实验方式也不相(xiāng)同。在(zài)过去的(de)几十年当(dāng)中，人(rén)类为(wèi)了寻找(zhǎo)这些看不见、摸(mō)不到(dào)，几(jǐ)乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没有(yǒu)任何实质性(xìng)的发现，除了一个(gè)地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在(zài)山(shān)下(xià)1400米处的地下矿(kuàng)井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球上最大的地(dì)学实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三(sān)层楼(lóu)高(gāo)的探测(cè)器，一(yī)直致力(lì)于(yú)寻找暗物质粒子的(de)周期性(xìng)震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来，这里的科(kē)学(xué)家声(shēng)称观测到了某种信号(hào)。经过了(le)20多年的数据收集，人们发现了一个有(yǒu)趣的(de)事情。探(tàn)测(cè)率会在(zài)每年的6月(yuè)份达到(dào)峰值，然后在11月降到最(zuì)低，而且在20年(nián)当中每年(nián)都(dōu)是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗物质的第一个直接证(zhèng)据。

但(dàn)是(shì)为什么暗物质会产(chǎn)生周期性的(de)年度信(xìn)号呢？刚才(cái)我(wǒ)们(men)讲了太阳系正在(zài)以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那(nà)么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在(zài)以这样的速度在穿(chuān)越着(zhe)暗(àn)物质(zhì)流，这(zhè)个(gè)过程(chéng)中会产生相应的(de)振荡，同时地球又以30公(gōng)里(lǐ)/秒的(de)速度围绕太(tài)阳(yáng)进行旋转。所以(yǐ)有半年的(de)时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳环绕银(yín)河系的方(fāng)向是(shì)一致(zhì)的，而(ér)另(lìng)外半(bàn)年则(zé)与(yǔ)之(zhī)相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地(dì)球与(yǔ)太阳(yáng)的方(fāng)向正好(hǎo)达(dá)到完(wán)全(quán)一致，这是理(lǐ)论上地球穿越(yuè)暗物(wù)质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢(màn)值。尽管在实(shí)际的(de)情况(kuàng)中，太阳系相对银河系(xì)的平面呈(chéng)现了60度的倾(qīng)斜，但是(shì)这(zhè)并不影响(xiǎn胸围88是多大罩杯，胸围88是多大尺码文胸g)这个(gè)理论(lùn)的有效性。

因此科(kē)学家(jiā)认为这可以(yǐ)用(yòng)来解(jiě)释，研究(jiū)人员们所观测(cè)到的(de)周期性信号。当然也(yě)可能有其他的情(qíng)况，造(zào)成这(zhè)种年度周期信号的差异也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高(gāo)山上的积(jī)雪，甚至连意大(dà)利游客的数量(liàng)也符合这个周期的规(guī)律。

所以，科学家们又在南(nán)半球建(jiàn)立了一个几乎(hū)相同的实验室，这里的(de)季节(jié)与之前(qián)的(de)实验室正好(hǎo)相反，而在(zài)这里，地球穿过暗物质流的运动(dòng)特征和第一个(gè)实验(yàn)室是一样的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在(zài)这里可以得到相同(tóng)的信号(hào)，就可以成为暗物(wù)质所存(cún)在的非(fēi)常有力的证据(jù)了(le)。但是由于这个(gè)实验室刚刚建成不久，所以截至目前还无法提供相(xiāng)应(yīng)的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会(huì)发射(shè)一台新的(de)望远镜，这(zhè)台太空(kōng)望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视(shì)野是(shì)哈勃红外(wài)仪器的100倍。南希(xī)格(gé)雷(léi)斯(sī)罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就是(shì)探索暗物(wù)质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只能(néng)拭(shì)目以待了。费米实验室粒(lì)子天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森(sēn)斯(sī)特芬研究(jiū)发(fā)现，如(rú)果暗(àn)物(wù)质(zhì)存(cún)在，它们极有可能拥有另(lìng)一种(zhǒng)神(shén)秘(mì)的效应(yīng)，这种暗物质效应，会(huì)支持(chí)宇宙当中生命的诞(dàn)生，或者说(shuō)是生命进化的(de)一个重要因素(sù)。

如果(guǒ)这一(yī)理(lǐ)论得到进一步的(de)证实，那么遍布宇(yǔ)宙(zhòu)当中的暗物质会不会意(yì)味着(zhe)人类并(bìng)不孤单呢？或(huò)许(xǔ)在宇宙当中某个(gè)角落的行星(xīng)上(shàng)，暗物质正(zhèng)在(zài)通过这样的效应创造生(shēng)命。当然(rán)，这些推论的大前提是要(yào)先(xiān)找(zhǎo)到(dào)暗物质存在的实际证据(jù)。那(nà)么小伙伴们，你们觉(jué)得(dé)暗物(wù)质到底存不存在呢(ne)？喜欢请点(diǎn)赞，你(nǐ)的支持是我(wǒ)更新的动(dòng)力！

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