宇宙(zhòu)是“人为制(zhì)造”的？为何(hé)会(huì)存在科学无法(fǎ)解(jiě)释的(de)“暗物质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗(àn)物质存在(zài)的证据，科学家们在过去的(de)几十年当中(zhōng)进行了超过50次的长(zhǎng)期实验(yàn)，但是却没有(yǒu)发现任何的(de)有效证(zhèng)据。除了一个地(dì)方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿(dùn)发(fā)表(biǎo)了万有(yǒu)引力定律，它揭(jiē)示了宇宙中天体运动的规(guī)律(lǜ)。往(wǎng)后的(de)几(jǐ)百(bǎi)年来，当(dāng)天文学家们发现某些天体运行轨道出(chū)现异常，不(bù)符合万有引力定律的时候，他(tā)们就(jiù)会知道，周(zhōu)围一定有未知的天体通过引力(lì)在摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥(ào)本勒维耶就(jiù)通(tōng)过天王(wáng)星运行轨道的异常，推算并且发现了海王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现都(dōu)是应用万有引力(lì)定律所取(qǔ)得重大天文(wén)成就的(de)例子。但是这(zhè)些(xiē)发现都是在恒(héng)星(xīng)系统的尺度当中，可(kě)当(dāng)我们上升到星系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家弗里茨(cí)兹(zī)威基(jī)正在研究和测量(liàng)后(hòu)发星系团的质量。这是一个由(yóu)数千个(gè)星系所组成(chéng)的巨大(dà)星系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起。测(cè)量星(xīng)系(xì)团的质量一般会使用(yòng)到(dào)两种方法，当两(liǎng)种方法结果一致(zhì)，就可以确定其(qí)质量(liàng)的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计算，是利用光(guāng)谱红移测量星系(xì)团中的各个星系相对于星系(xì)团的运(yùn)动速度。当(dāng)测量结果出来之后，兹(zī)威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了(le)，或者说这(zhè)99%的质量并(bìng)不(bù)以可见光(guāng)的形式所(suǒ)存在(zài)，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在测量速度的过(guò)程(chéng)中(zhōng)，兹威基发现星(xīng)系团中很(hěn)多(duō)星系的速度比(bǐ)理论(lùn)上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可(kě)见星系的质量所产生的引力是无(wú)法(fǎ)将它(tā)们束缚在星系(xì)团内的，它们(men)早就(jiù)应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘(mì)的(de)力量(liàng)在起作用，这种(zhǒng)力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了(le)这(zhè)样(yàng)部分不可见的(de)暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但(dàn)是它们却占据着宇宙中绝大部分的(de)质(zhì)量。只是当时(shí)的人们对这样(yàng)的一(yī)种(zhǒng)说法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才(cái)再(zài)一次出(chū)现。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙女(nǚ)座星(xīng)系中的恒(héng)星运动。理论上(shàng)来说，距离中心(xīn)越远的(de)恒星在其轨道上的运行速度(dù)就会越慢。但是他(tā)们观测的结果却让人感到(dào)不可思议。

随着(zhe)与(yǔ)中心距离(lí)的增加，恒星的旋(xuán)转速(sù)度几乎(hū)保持不变。可是(shì)根据(jù)牛顿的万有引力(lì)定律(lǜ)，在(zài)星系(xì)当中如果没(méi)有足够大的质(zhì)量来吸引它(tā)们，这(zhè)些外围(wéi)的恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中了。基于(yú)这种现象，科学(xué)家们会使用一种相对(duì)标准的方法(fǎ)来(lái)解释暗物质的存在，这(zhè)种方法(fǎ)就(jiù)是测(cè)量星系当中气体在(zài)X轴上(shàng)距(jù)离(lí)星系中心的(de)距离(lí)，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如果出现异常的(de)结果，就认为是由(yóu)暗物质的(de)力量进入其中(zhōng)。

于是科学家们(men)通过射(shè)电望远镜测量了(le)距离星系(xì)中心更(gèng)远距(jù)离的氢元素，发(fā)现它们的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不(bù)例外，太(tài)阳(yáng)系位(wèi)于(yú)银(yín)河系的第三(sān)悬(xuán)臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根据(jù)万(wàn)有引力定律进行计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是(shì)160千米(mǐ)/秒，但(dàn)实(shí)际上，太阳系正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银河系旋转，这个实际速度远远大(dà)于理论速度(dù)，那么产(chǎn)生以上这种(zhǒng)向心加速度的原(yuán)因很(hěn)可能就是(shì)存在着一种我们看不到(dào)的物(wù)质，是(shì)这些暗物(wù)质的(de)引力效应将星系聚集在了一起。

也是(shì)从这时开始(shǐ)，越来越多(duō)的研究人员(yuán)开始相信暗物(wù)质(zhì)的存(cún)在。科(kē)学家根(gēn)据(jù)星系(xì)外恒(héng)星轨道的速度，估算在星系当中暗(àn)物(wù)质的质量占整(zhěng)个星系质量的85%。但是，暗物(wù)质(zhì)并不是唯一可以解释这个现象(xiàng)的原(yuán)因。在一项新的(de)研(yán)究当中，科学(xué)家(jiā)们发现，几(jǐ)乎没(méi)有引力效应的(de)遥远恒(héng)星(xīng)之间，也会(huì)出现(xiàn)速度(dù)上的微小(xiǎo)差异。另外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常的星系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这个(gè)星系距离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和(hé)银河(hé)系不(bù)多，但是星系当中(zhōng)存在的恒(héng)星数量却只(zhǐ)有银河系的千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在理论上，该星(xīng)系必须存在(zài)暗物质，否则就会分崩(bēng)离(lí)析(xī)。但是科学家(jiā)们使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行了40个小(xiǎo)时的详(xiáng)细测量(liàng)之(zhī)后，发现星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动是可(kě)以用正常(cháng)的(de)物质和力学(xué)定律来解释的。那么又(yòu)有人(rén)提出，也许该星系的暗(àn)物质(zhì)，已经被附近的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪(guài)的是，它的附近没有任何星系(xì)存在。造成这些现象的除了暗(àn)物质的假说之外，另一种可能就(jiù)是(shì)人类对引力的理解还不够全面，引力(lì)很可能在不同尺度(dù)空(kōng)间中的(de)工作方(fāng)式(shì)是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺度中的天体会(huì)沿着(zhe)它们的轨(guǐ)道(dào)，按(àn)照我(wǒ)们所理解的方(fāng)式运动。但(dàn)是上升到星系和星团(tuán)的(de)尺度，引(yǐn)力之间(jiān)的相互作用则是不同的方式。对(duì)于在星系团之间(jiān)的相互(hù)作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指(zhǐ)的(de)是(shì)在数百万光年(nián)的规模上，巨大的质量之(zhī)间会产生(shēng)对彼此特殊的效果，四川地震最新消息今天，20分钟前四川刚刚发生地震这个理(lǐ)论(lùn)叫做MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立(lì)，这(zhè)意(yì)味(wèi)着我们需要对现在(zài)的(de)物理定律进行修正，这些发现也让很多人认为暗物质假说理论(lùn)就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在的其他的理论(lùn)证据(jù)，这些理论证据(jù)是蒙德理论所没(méi)法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光(guāng)年的子(zi)弹(dà四川地震最新消息今天，20分钟前四川刚刚发生地震n)星(xīng)系团，由两个碰撞(zhuàng)的星系(xì)团所(suǒ)组(zǔ)成(chéng)，类(lèi)似(shì)这样的星(xīng)团(tuán)，它们大(dà)部(bù)分的普(pǔ)通(tōng)质(zhì)量都在(zài)星系的气体(tǐ)当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰(pèng)撞(zhuàng)的(de)时(shí)候，星际气体的相互作(zuò)用(yòng)就会导致温度的(de)急剧升高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之后，子(zi)弹(dàn)星系(xì)团大部分的(de)质量将位于所有这些(xiē)气体所在的中间(jiān)区域。那(nà)么我(wǒ)们通过什么来验证(zhèng)它的质(zhì)量(liàng)区域(yù)到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第(dì)一(yī)张全彩的高清照片，在照片中我们可以(yǐ)明显(xiǎn)地(dì)看到很多(duō)星系(xì)似乎被(bèi)拉伸产生了巨大的(de)形变。其(qí)实这(zhè)些星系本(běn)身并不是真的(de)被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了什(shén)么问(wèn)题(tí)，而是这(zhè)样极遥远的天体和我们地球(qiú)上(shàng)的观测者(zhě)之间。被一个质量超级(jí)巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量(liàng)的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系(xì)的(de)光(guāng)都发生了扭(niǔ)曲。这(zhè)个现(xiàn)象(xiàng)就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天体可能是超(chāo)大质量的黑洞或者(zhě)是暗物(wù)质(zhì)。

所以当人们对子(zi)弹星系团观测的时候，发现它的大质(zhì)量(liàng)区域并不是在(zài)中间(jiān)，而是在(zài)两侧。所以最好的(de)解(jiě)释方法就(jiù)是当星团发生全(quán)部的(de)碰撞时，可被观测到的(de)质量(liàng)气(qì)体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个(gè)区域，并在两边形(xíng)成了引力(lì)透镜。对(duì)子(zi)弹(dàn)星(xīng)系团的引力透镜研究也被认(rèn)为是暗物质存在(zài)的(de)迄(qì)今为(wèi)止最(zuì)好的理论(lùn)证据。

除此之外，还有来(lái)自(zì)宇(yǔ)宙当中最古老的(de)光。从宇宙(zhòu)大爆(bào)炸开始，38万年之后，可见光终于可(kě)以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经(jīng)过了130多亿年之后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙(zhòu)空间背景上留下了各(gè)相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色的部分表示温度(dù)较高的区域，蓝色则(zé)表示相对(duì)较冷的(de)区域，但实(shí)际上它们之间的温(wēn)差只有万分(fēn)之一。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分离后的二(èr)值图像进行连通域提(tí)取和标记(jì)之后发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当中没有暗物质(zhì)，图(tú)形(xíng)看起(qǐ)来(lái)不应该是这(zhè)样(yàng)的，而随(suí)着暗物质的(de)增(zēng)加，一些峰值的幅度会减小，才变得看(kàn)起来“和(hé)谐(xié)”。为了匹配宇(yǔ)宙微(wēi)波背(bèi)景辐(fú)射(shè)的测(cè)量值，我们需要的暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这个数字与解释(shì)星(xīng)系当中(zhōng)恒(héng)星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个(gè)简(jiǎn)单的理(lǐ)论框架，就很好地解释了很(hěn)多不同的观测结果。而暗物(wù)质的(de)本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子，它(tā)们不参与任何(hé)其(qí)他的电磁作用，只通(tōng)过引力来相互(hù)作用。所(suǒ)以如果能够找(zhǎo)到这种粒(lì)子的存在，就相当于找到了(le)暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经(jīng)提出(chū)了数十种的假想目标，而(ér)要(yào)寻找这些不同的目(mù)标粒子所需(xū)要的(de)实验(yàn)方式也(yě)不相同。在过去的几十年当中，人类为了寻找这些(xiē)看不见(jiàn)、摸不到，几(jǐ)乎不会(huì)与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已经进(jìn)行了超(chāo)过50次的实(shí)验，却没(méi)有(yǒu)任何实质(zhì)性的发现，除了一个地方，意(yì)大利的格兰萨索(suǒ)山(shān)，隶属于阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下(xià)矿井当中(zhōng)，藏着地球上最大的(de)地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一(yī)个三层楼高的(de)探测(cè)器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周期(qī)性震(zhèn)荡。

自1997年以来(lái)，这(zhè)里的科学家声称观(guān)测到了(le)某种信号。经(jīng)过(guò)了(le)20多年(nián)的数据收集，人(rén)们发现了一(yī)个有趣的事情。探(tàn)测(cè)率会在每年的6月份达(dá)到峰(fēng)值，然后在11月降(jiàng)到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是一样。一(yī)些科学家(jiā)认为这可能是(shì)人类发现暗物质的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生(shēng)周(zhōu)期(qī)性的年度信号(hào)呢(ne)？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了太阳(yáng)系(xì)正(zhèng)在以(yǐ)220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物(wù)质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着(zhe)我们也在以这样的(de)速度在穿越着暗(àn)物(wù)质流(liú)，这个(gè)过程中会(huì)产生(shēng)相应的(de)振荡，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的(de)速度围绕太(tài)阳(yáng)进(jìn)行旋(xuán)转。所以有(yǒu)半年的(de)时间，地球围(wéi)绕(rào)太阳的方向与太(tài)阳(yáng)环绕(rào)银(yín)河系的方向(xiàng)是一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球与(yǔ)太阳(yáng)的方向正好达到完全一致(zhì)，这是(shì)理论上地球穿(chuān)越暗物质(zhì)流最(zuì)快的时段(duàn)。而(ér)在11月(yuè)份，又恰(qià)好达(dá)到(dào)了(le)最慢值。尽管在(zài)实际的情况中(zhōng)，太(tài)阳系(xì)相对银河系的平(píng)面呈现了60度的倾斜(xié)，但是这并不影响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科学家认为这(zhè)可(kě)以用来解释，研究人员们所(suǒ)观测到的(de)周期性信号。当(dāng)然也可(kě)能有其他的情况，造成这种年(nián)度周期信号的差异也(yě)可能是温(wēn)度(dù)、湿度、土壤中的水(shuǐ)分(fēn)、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家们(men)又(yòu)在南半(bàn)球建立了一个(gè)几(jǐ)乎(hū)相同的实(shí)验室，这里的季(jì)节与之前(qián)的实验室正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿过暗物质流(liú)的运(yùn)动特(tè)征和第一(yī)个实验室是一(yī)样的。

因此，如果在这里可(kě)以得到(dào)相同的(de)信号，就(jiù)可以成为暗物质所存(cún)在的(de)非常有(yǒu)力的(de)证(zhèng)据了。但是由于(yú)这个(gè)实验室(shì)刚刚建成不(bù)久，所以截至目(mù)前(qián)还无(wú)法提供相应的(de)数(shù)据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜，这(zhè)台(tái)太(tài)空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视场仪(yí)器提供的视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一个关(guān)键的用途就是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探(tàn)测的结果，我们只能拭目以待了。费米实(shí)验室粒子天体物(wù)理(lǐ)中心的科(kē)学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬(fēn)研究(jiū)发现，如果(guǒ)暗物(wù)质存在，它们极(jí)有可能拥有另一种神秘(mì)的(de)效应，这(zhè)种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或(huò)者说(shuō)是(shì)生命(mìng)进化的一个重(zhòng)要(yào)因素。

如(rú)果(guǒ)这(zhè)一(yī)理论得到进一步的证实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着(zhe)人(rén)类(lèi)并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中某(mǒu)个(gè)角落的行星上(shàng)，暗(àn)物质(zhì)正在通过这(zhè)样(yàng)的(de)效应创造(zào)生命。当然，这些(xiē)推(tuī)论(lùn)的(de)大前提是(shì)要先找到暗物质存在的实际(jì)证据(jù)。那么小(xiǎo)伙(huǒ)伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更(gèng)新的动力！

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