宇宙是“人为制(zhì)造”的？为何(hé)会存在科学无法解(jiě)释的(de)“暗物(wù)质”？暗物质又究竟(jìng)是(shì)什么？人(rén)类为了寻找暗物质存在的证据，科学家们(men)在过去的几(jǐ)十(shí)年当(dāng)中进(jìn)行了超过(guò)50次的长期实验，但是却没有发现任何的有效证据(jù)。除了(le)一个地方，在1687年出版的自然哲学数学(xué)原理一书中(zhōng)，埃萨(sà)克牛(niú)顿发表(biǎo)了万有引力定(dìng)律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运(yùn)动的规律。往后的几百年(nián)来，当天(tiān)文学家(jiā)们发现某些天(tiān)体运(yùn)行轨道(dào)出(chū)现异常，不符合万有引力(lì)定(dìng)律的时候，他们就(jiù)会知(zhī)道，周(zhōu)围一定(dìng)有未知的天体通过引力在摄(shè)动它的轨(guǐ)道。比如在(zài)1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星(xīng)运行轨(guǐ)道的异(yì)常，推(tuī)算并(bìng)且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星(xīng)的发现都是(shì)应用万有引(yǐn)力(lì)定律所取得重大天文成就(jiù)的例子。但(dàn)是(shì)这些发现都是在恒星系统的尺度(dù)当中，可当我们上升到星系(xì)或者是星团的尺(chǐ)度(dù)，事情就开始变(biàn)得诡异了(le)。

1933年，瑞士的(de)物理学家(jiā)弗(fú)里(lǐ)茨(cí)兹威(wēi)基正(zhèng)在(zài)研究(jiū)和测量后(hòu)发星(xīng)系团的质量。这(zhè)是(shì)一个(gè)由(yóu)数千(qiān)个星系所组成(chéng)的(de)巨(jù)大星系(xì)团，这(zhè)些星(xīng)系(xì)被引力束缚在一起。测量星系团的(de)质量一般会使用到(dào)两种方(fāng)法，当(dāng)两种(zhǒng)方(fāng)法结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定(dìng)其质量的范围(wéi)。

第一种是获得(dé)其(qí)"光度学的质量"，需要(yào)的数据(jù)是测(cè)量各个(gè)星系的光度。

第二种是动力学(xué)质量的计算，是利(lì)用光(guāng)谱红移测量星系团中的各个星系相对于星系(xì)团(tuán)的运动(dòng)速(sù)度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质量消失了，或者(zhě)说(shuō)这99%的质量并不以可(kě)见(jiàn)光的形式(shì)所(suǒ)存(cún)在，我们无(wú)法看到。最(zuì)诡异的(de)是，在测量速度的过程中，兹威基发现(xiàn)星系团中很多(duō)星(xīng)系的(de)速(sù)度比理论上要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定(dìng)律(lǜ)，仅靠这些可见星系(xì)的(de)质量所产(chǎn)生的引(yǐn)力是无(wú)法(fǎ)将它们束缚在(zài)星系团内的(de)，它们早就(jiù)应该被抛出星系(xì)团之(zhī)外了，除非有一种神(shén)秘的力量在起作用(yòng)，这(zhè)种力量来源于某种(zhǒng)隐形的物质(zhì)。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部分不可(kě)见的(de)暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但(dàn)是(shì)它们却占据着宇宙中绝大(dà)部分的质量(liàng)。只是当时的人们对(duì)这样的一种说法不(bù)屑一顾。

直到40年(nián)之后(hòu)，“暗物质”这个词才再一次(cì)出(chū)现。天文(wén)学家维(wéi)拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福特在观(guān)测仙女座(zuò)星系中的恒(héng)星(xīng)运(yùn)动。理论上来说，距(jù)离中心越远的恒(héng)星(xīng)在其轨道上的运行速度就会越慢(màn)。但(dàn)是他(tā)们(men)观测的结果却让人感到不可(kě)思议。

随着与中心距离的增加，恒星(xīng)的旋转(zhuǎn)速度(dù)几乎保(bǎo)持不变。可是根据牛顿(dùn)的(de)万有引力定律，在星系(xì)当中如果没有足够(gòu)大(dà)的质量(liàng)来吸(xī)引它(tā)们，这些外围(wéi)的恒星早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家(jiā)们会使(shǐ)用一种(zhǒng)相对标(biāo)准(zhǔn)的方法(fǎ)来解(jiě)释暗物(wù)质的存(cún)在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系中(zhōng)心(xīn)的距离，以及在(zài)Y轴上气(qì)体的旋转速度。如果出现异常的结果，就认为是由暗物质(zhì)的(de)力量(liàng)进入其(qí)中。

于是(shì)科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远距离的氢元素，发现(xiàn)它们(men)的旋转速度(dù)并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系(xì)也不例外，太阳系位于(yú)银河(hé)系的第三悬臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律进(jìn)行计算，太阳系(xì)的运行速度应该是160千(qiān)米/秒(miǎo)，但实际(jì)上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系旋转，这(zhè)个(gè)实际速度远远大(dà)于理论速度，那么(me)产生以上这种向心加速度的原因很可能就是存在着一种(zhǒng)我们看不到的物质，是这些暗物质的引力(lì)效应将星系聚(jù)集在了一(yī)起。

也(yě)是从这时(shí)开始，越来越多的(de)研(yán)究人员开始相(xiāng)信暗(àn)物(wù)质(zhì)的(de)存在。科(kē)学家(jiā)根据星系外(wài)恒(héng)星(xīng)轨道(dào)的速(sù)度，估(gū)算(suàn)在星(xīng)系当中暗(àn)物质的(de)质量(liàng)占整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯一(yī)可以解(jiě)释这个现象的原因。在(zài)一(yī)项新的(de)研究当中(zhōng)，科学家(jiā)们发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒星(xīng)之间，也会出现速度(dù)上的(de)微小(xiǎo)差(chà)异。另外，天(tiān)文学(xué)家还(hái)发现(xiàn)了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大(dà)小(xiǎo)和(hé)银河(hé)系不多(duō)，但是星系当(dāng)中存(cún)在的恒星数量却只有(yǒu)银河系(xì)的千分(fēn)之一。

所以在(zài)理论上，该星系(xì)必须存在(zài)暗物(wù)质，否则就会分崩离析(xī)。但(dàn)是科学家(jiā)们使用最先进的望(wàng)远镜对其进行了40个(gè)小时的详细测量(liàng)之后，发现星系中的(de)恒星运(yùn)动是可以用正常的物质和力学定律(lǜ)来解释(shì)的。那么又有人(rén)提出，也(yě)许该星系的暗物质，已经被附(fù)近的另一个大(dà)星系(xì)剥离(lí)了(le)。奇(qí)怪(guài)的是，它的附近没(méi)有(yǒu)任何星系存(cún)在。造成这(zhè)些现象的除(chú)了暗物质的(de)假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可能就(jiù)是人类对引力(lì)的理解(jiě)还不(bù)够全(quán)面，引力很可能在不同尺度空(kōng)间中(zhōng)的工作(zuò)方式是不同的，这意(yì)味着在行星系尺度中(zhōng)的(de)天体会沿着(zhe)它们的轨道，按(àn)照我们所理解的方(fāng)式运动(dòng)。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间的相互作用则是(shì)不同的方式。对于(yú)在星系团之(zhī)间(jiān)的相互作用，科学家还引(yǐn)入了外部(bù)场(chǎng)效应的概念(niàn)，指的(de)是在数(shù)百万(wàn)光(guāng)年的规(guī)模上，巨大(dà)的质量之间会(huì)产生对彼(bǐ)此特殊(shū)的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如(rú)果MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立，这意味着我们需要对现在(zài)的(de)物理定(dìng)律进(jìn)行修正，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多人认为暗物质假说理论就此终结。但是(shì)在(zài)宇宙(zhòu)当中(zhōng)还有关(guān)于暗物(wù)质存在(zài)的其他的理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德(dé)理论所没法解释(shì)的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离(lí)为(wèi)37亿光(guāng)年的子弹(dàn)星系团(tuán)，由两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似这样的星(xīng)团，它(tā)们(men)大(dà)部分的普通质量都在星系的气(qì)体当中。当星团以1000万公里/小时(shí)发生(shēng)碰撞的时(shí)候，星际气(qì)体的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于(yú)所有这些气体所在的中(zhōng)间区域。那么我(wǒ)们通(tōng)过什么(me)来(lái)验证它的质量区域到底是不(bù)是集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜传回了宇宙(zhòu)当中第(dì)一张全彩的(de)高清(qīng)照片，在照(zhào)片中(zhōng)我们可以明显(xiǎn)地看(kàn)到很多星系(xì)似乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨大的形变。其实这些(xiē)星(xīng)系本身并不是真的(de)被扭曲(qū)了，也不是韦伯望(wàng)远镜出了什么(me)问(wèn)题，而是(shì)这样极遥远的天(tiān)体和我们地(dì)球(qiú)上的观测者(zhě)之间。被一(yī)个质(zhì)量超(chāo)级巨大(dà)的天(tiān)体遮挡，这(zhè)个超大质量的东西的引力，会使身(shēn)后更遥远星(xīng)系(xì)的光都发(fā)生了扭曲。这(zhè)个现象就是(shì)引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能(néng)是超大质量的(de)黑(hēi)洞(dòng)或者是(shì)暗物质。

所以当人们(men)对子弹星系团观(guān)测的时候，发(fā)现它的(de)大质(zhì)量区域并不是在(zài)中间，而是在(zài)两侧(cè)。所以(yǐ)最好的解释方法(fǎ)就是当星团发生全部的碰撞时(shí)，可被观测到的质量(liàng)气(qì)体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直(zhí)接通过了(le)这(zhè)个区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力透(tòu)镜研(yán)究也被认为是(shì)暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的迄(qì)今(jīn)为止最好(hǎo)的理论(lùn)证(zhèng)据。

除(chú)此之(zhī)外，还有来自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始(shǐ)，38万(wàn)年(nián)之后(hòu)，可(kě)见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿(chuān)越(yuè)在宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空(kōng)间(jiān)背景上留(liú)下了各相(xiāng)同性的微(wēi)波辐射。其(qí)中红色的部分表示温(wēn)度较高的区域，蓝(lán)色则表示相对较冷的区域，但实际(jì)上它们(men)之间的温差(chà)只有万分之(zhī)一。

科(kē)学家们通过对(duì)前景(jǐng)背(bèi)景(jǐng)分(fēn)离后(hòu)的二值图像(xiàng)进行连通域提取和标记之(zhī)后发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当中没有暗物质(zhì)，图形看起来不应该是这样的，而随(suí)着(zhe)暗物(wù)质(zhì)的增加，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景辐(fú)射(shè)的测量值，我们需要的暗物质大约是普通(tōng)物质的5倍。这(zhè)个数字与解释星系当中(zhōng)恒星运动(dòng)所需要的暗物质比例是一致(zhì)的。这(zhè)就意(yì)味着(zhe)。

用了一个简(jiǎn)单的理论框(kuāng)架(jià)，就(jiù)很(hěn)好地解释了很多不同的观测(cè)结果。而(ér)暗(àn)物质的本(běn)质就是宇宙当中存(cún)在着(zhe)某种类型(xíng)的粒子(zi)，它们(men)不参与(yǔ)任(rèn)何其他的(de)电磁(cí)作用，只通过引力(lì)来相互作(zuò)用。所以如果(guǒ)能够找到(dào)这种粒子的(de)存(cún)在，就相当于找到(dào)了暗物质存在的实(shí)际证据。这(zhè)种(zhǒng)粒子到底是什么(me)？科学(xué)家们已经提出了数十种的假想目(mù)标，而要寻找这些(xiē)不同的目标(biāo)粒子(zi)所(suǒ)需要的实(shí)验方式也(yě)不相同(tóng)。在(zài)过去的几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这些看(kàn)不见(jiàn)、摸不到(dào)，几乎不会(huì)与(yǔ)常规物质(zhì)相(xiāng)互作用的(de)“暗(àn)物质”，科学(xué)家们已经进(jìn)行(xíng)了超过(guò)50次(cì)的实验(yàn)，却(què)没有任(rèn)何(hé)实质性(xìng)的(de)发现，除了一个地方，意大(dà)利的格兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大的(de)地学实验室，这(zhè)个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层楼高(gāo)的(de)探测器，一直致力于寻(xún)找暗物(wù)质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家(jiā)声称观测到了某(mǒu)种信号(hào)。经过了20多(duō)年的数据收集，人(rén)们(men)发现(xiàn)了一个有趣(qù)的(de)事情。探测(cè)率会在每年(nián)的6月(yuè)份达(dá)到(dào)峰值，然后在11月降到最低，而且(qiě)在20年当中每(měi)年都是一样(yàng)。一些科学家认(rèn)为(wèi)这(zhè)可能是人(rén)类(lèi)发现(xiàn)暗物质的第一个直接证(zhèng)据(jù)。

但(dàn)是为(wèi)什么暗物质会(huì)产生周期性的年度信号呢？刚(gāng)才我们(men)讲了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕(rào)着银河系进行移动(dòng)，那么如果暗物质存(cún)在(zài)宇宙当中(zhōng)，这意味着我们也在(zài)以这样的(de)速(sù)度(dù)在穿(chuān)越着(zhe)暗物质流，这个过程(chéng)中会产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方(fāng)向与(yǔ)太阳环绕银(yín)河系的(de)方向是一致的，而另外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太(tài)阳的方向正好达到完全一致，这(zhè)是(shì)理论(lùn)上地(dì)球穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在(zài)11月份，又恰好达到了最慢(màn)值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳(yáng)系相对(duì)银(yín)河(hé)系的平(píng)面呈(chéng)现(xiàn)了60度的(de)倾斜，但是(shì)这(zhè)并(bìng)不影响这个理论(lùn)的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人(rén)员们所(suǒ)观测到的周期性信号。当(dāng)然(rán)也可能有(yǒu)其他的情况(kuàng)，造(zào)成(chéng)这(zhè)种(zhǒng)年度周期信号的(de)差异也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的水(shuǐ)分、高(gāo)山上的积(jī)雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也符(fú)合这个周(zhōu)期的规(guī)律。

所(suǒ会计和审计哪个发展前景比较好些，会计和审计哪个发展前景比较好一点)以，科学家们又在南半球建(jiàn)立(lì)了一个(gè)几乎相同的实验(yàn)室，这(zhè)里的季节与之前的实验(yàn)室正好相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗(àn)物质(zhì)流的运动特(tè)征和第一个实验(yàn)室(shì)是一样的。

因(yīn)此，如(rú)果在这里可(kě)以得到相(xiāng)同的信(xìn)号，就可以(yǐ)成为暗(àn)物质所(suǒ)存在的(de)非常有(yǒu)力的证据了(le)。但(dàn)是由于(yú)这个实验室刚刚(gāng)建(jiàn)成不久，所以(yǐ)截至(zhì)目(mù)前还无法提供相应(yīng)的数据(jù)支(zhī)持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜(jìng)，这台(tái)太(tài)空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视(shì)场仪器提供的视野是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷斯(sī)罗曼太空望远镜其中一个关键(jiàn)的用途就(jiù)是探索(suǒ)暗物质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于探测的结果，我(wǒ)们只能拭目以(yǐ)待了(le)。费米实验(yàn)室(shì)粒子天体(tǐ)物理中心的科学(xué)家(jiā)丹琥珀和(hé)贾森斯(sī)特芬研究发(fā)现，如果(guǒ)暗物质(zhì)存在，它们极(jí)有可能拥有另(lìng)一种(zhǒng)神(shén)秘(mì)的(de)效应，这种(zhǒng)暗物质效(xiào)应，会支持(chí)宇宙当中生命(mìng)的诞(dàn)生，或(huò)者说是生命进化的一个重要因素。

如果这一理论得到进(jìn)一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物(wù)质(zhì)会不会意味着(zhe)人类并(bìng)不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当中某个角落(luò)的(de)行星上(shàng)，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(de)大前(qián)提是(shì)要先找到暗(àn)物质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你的支持(chí)是我(wǒ)更新的(de)动力！

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