宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物(wù)质(zhì)存在的证据(jù)，科学家们在过去的几十年(nián)当中进行了超过50次(cì)的长期实验(yàn)，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛(niú)顿发(fā)表了万有引力(lì)定律(lǜ)，它揭示了宇宙中(zhōng)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出现异常，不符合万有引(yǐn)力定律的时候(hòu)，他(tā)们就会(huì)知道，周围(wéi)一定有未知的天体通过引力在摄(shè)动它(tā)的轨道(dào)。比如在(zài)1846年，奥(ào)本(běn)勒(lēi)维耶就通过天王星运(yùn)行轨道的异(yì)常(cháng)，推算并(bìng)且发现了海王星的(de)存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都(dōu)是应用万有(yǒu)引力定律所取得重大(dà)天文成(chéng)就的例子。但是这些发现都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中(zhōng)，可(kě)当我们上升到(dào)星系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了(le)。

柿饼有酒味还能不能吃了，柿饼有酒味还能不能吃了呢 alt="宇宙(zhòu)是“人(rén)为(wèi)创造”的证(zhèng)据？颠覆科(kē)学认知(zhī)的暗物质！竟是生命诞(dàn)生(shēng)的基础？_黑(hēi)料(liào)正能量(liàng)" decoding="async" data-ratio="0.5500910746812386" data-type="jpeg" data-w="1647" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/7e58e8fcd62ac7f.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究(jiū)和测(cè)量后发星系团的质量(liàng)。这是一个由(yóu)数(shù)千个星系所组成的巨大星(xīng)系团，这些星(xīng)系被引力束缚在一起。测量星(xīng)系团(tuán)的(de)质(zhì)量一般会(huì)使用到两种方法，当两种方法结果一致，就可以确定其质量的范围(wéi)。

第一种是获得其(qí)"光(guāng)度学(xué)的(de)质量"，需(xū)要的数据是测量各个(gè)星系(xì)的光度。

第二(èr)种是动力学质量的计(jì)算，是利用光(guāng)谱红(hóng)移测量星系(xì)团中的各个星系(xì)相对于星系团(tuán)的运动速度。当测量结果出来(lái)之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力学质量”竟然(rán)是“光度学质量”的(de)400倍。这(zhè)意味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失了，或(huò)者说这99%的(de)质量(liàng)并(bìng)不以可见光(guāng)的(de)形式所存在，我们无法看到。最(zuì)诡异(yì)的是，在测量速度的过程(chéng)中，兹威基发现星系团中很多星(xīng)系的速度比理(lǐ)论上要快(kuài)得多(duō)，按照牛顿(dùn)的(de)运(yùn)动学(xué)定(dìng)律，仅靠这(zhè)些(xiē)可见(jiàn)星系的质量所产生的(de)引力(lì)是(shì)无法将它们(men)束缚在星系团内的，它们早就应该被抛(pāo)出星系(xì)团之外了，除非(fēi)有(yǒu)一种神秘的(de)力量在(zài)起作用(yòng)，这种(zhǒng)力量来源(yuán)于某种(zhǒng)隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据此，兹维基提出了这样部分(fēn)不可见(jiàn)的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大(dà)部(bù)分的质量。只是当(dāng)时的人(rén)们对这样的一种说(shuō)法不(bù)屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物质(zhì)”这个词(cí)才(cái)再一次出(chū)现。天(tiān)文学家维拉(lā)鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙女(nǚ)座星系(xì)中的恒星运动。理论上(shàng)来说(shuō)，距离(lí)中心越远的恒星(xīng)在其(qí)轨道上(shàng)的运行速度(dù)就会越慢。但是他(tā)们观测(cè)的结(jié)果却让人感到不可思(sī)议。

随着与中心距离(lí)的增加，恒(héng)星(xīng)的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据牛(niú)顿的(de)万有引(yǐn)力定律，在星系(xì)当中如果没有足够大(dà)的质量来吸引它(tā)们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇(yǔ)宙当(dāng)中了。基于这种现象，科学家们会使用一种相对标(biāo)准的(de)方法来解释(shì)暗物质的存在，这种(zhǒng)方法就是测(cè)量(liàng)星(xīng)系(xì)当中气体在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的(de)旋(xuán)转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物质的(de)力量进入其中。

于是(shì)科学家们通过(guò)射电望远镜测(cè)量了距离星系中心更远距离的氢元素，发现它们的旋转速(sù)度(dù)并(bìng)不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太(tài)阳系也不例(lì)外，太阳系位于银河系(xì)的第(dì)三悬臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进(jìn)行计算(suàn)，太阳系的运行速度应该是160千(qiān)米/秒(miǎo)，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千米(mǐ)/秒的速(sù)度(dù)围(wéi)绕银河系旋转，这个(gè)实际速度远(yuǎn)远大于理(lǐ)论速度(dù)，那么(me)产(chǎn)生(shēng)以(yǐ)上这种(zhǒng)向心(xīn)加速度的原因很可能就是(shì)存在着一种我们(men)看(kàn)不到的物(wù)质，是这些(xiē)暗物质(zhì)的引(yǐn)力效应(yīng)将星系聚集(jí)在了一起(qǐ)。

也(yě)是从(cóng)这时开始，越(yuè)来越多的研究人员开始相信(xìn)暗物质的(de)存在。科学家根(gēn)据星系外恒星轨道(dào)的速度(dù)，估算(suàn)在(zài)星系当中(zhōng)暗物质的(de)质量占(zhàn)整个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质并不是(shì)唯一可以解(jiě)释(shì)这个现象(xiàng)的原因。在一(yī)项(xiàng)新的研究当中，科(kē)学家(jiā)们(men)发现，几乎没有(yǒu)引力(lì)效应的遥远恒星之间，也(yě)会出(chū)现速度上的(de)微(wēi)小差异。另外，天文学家还发现了一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不(bù)多，但(dàn)是星系当(dāng)中存在的恒星数(shù)量却(què)只(zhǐ)有银(yín)河系(xì)的千分之一(yī)。

所以(yǐ)在理论(lùn)上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是(shì)科学家们使(shǐ)用最先进的(de)望(wàng)远(yuǎn)镜对其(qí)进(jìn)行(xíng)了40个小时的(de)详细测(cè)量之后，发现星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动是(shì)可以用正(zhèng)柿饼有酒味还能不能吃了，柿饼有酒味还能不能吃了呢常的物质和力学(xué)定律(lǜ)来解释的。那(nà)么又有人提出，也许该星系的暗物质，已经被附近的另(lìng)一个(gè)大星系剥离了。奇(qí)怪的是，它的附(fù)近(jìn)没有任何星系(xì)存在。造成这些现象的除了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一(yī)种可能就是人类对引(yǐn)力的理解还不够全(quán)面，引力很可能(néng)在不同尺(chǐ)度空(kōng)间(jiān)中的工(gōng)作方式(shì)是(shì)不同(tóng)的，这(zhè)意味着在行星系(xì)尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式(shì)运动(dòng)。但是上升到星(xīng)系和星团的尺度(dù)，引力之间的相互作用则是不同的方式。对于(yú)在星系团之间的(de)相互作用，科学家(jiā)还引入了(le)外部场效应的概(gài)念，指的是在数(shù)百万光年的规(guī)模(mó)上，巨大的质量(liàng)之间会(huì)产生对彼(bǐ)此特殊的效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立，这意(yì)味着我们需要对现在(zài)的物理定律进行修正(zhèng)，这些发(fā)现也(yě)让很(hěn)多(duō)人认为暗(àn)物质假(jiǎ)说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还有关(guān)于暗物质存在的(de)其他(tā)的(de)理论证据(jù)，这些理论证据是蒙德理论所没法(fǎ)解释的(de)“引(yǐn)力透(tòu)镜”。

径向距柿饼有酒味还能不能吃了，柿饼有酒味还能不能吃了呢离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星(xīng)系团所(suǒ)组成，类(lèi)似(shì)这(zhè)样的星团(tuán)，它们大部(bù)分的普通质(zhì)量都在(zài)星系(xì)的气体当中。当星团(tuán)以1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时发(fā)生碰撞(zhuàng)的时(shí)候，星际气体的相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧升高，速(sù)度大(dà)幅降低。所以在理论(lùn)上(shàng)，在碰撞之(zhī)后，子弹(dàn)星系团大部分的质量将位于(yú)所有这些气体(tǐ)所在的中间(jiān)区域(yù)。那么(me)我们(men)通过什么来验(yàn)证它的(de)质量区域(yù)到底(dǐ)是(shì)不是集中(zhōng)在中间呢(ne)？前不(bù)久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦伯太(tài)空望远镜传回了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照片中我们(men)可以明(míng)显地看到(dào)很多星(xīng)系似乎被拉伸产生了巨大的形(xíng)变。其实这些星系本身并不是真(zhēn)的被扭曲了，也(yě)不(bù)是韦伯望远镜(jìng)出了什(shén)么问题，而是这样极遥远的天体和我们地球上的(de)观测者之(zhī)间。被(bèi)一个质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超(chāo)大质(zhì)量的东西的(de)引力，会使身后更遥远星系(xì)的光都(dōu)发生了(le)扭曲。这(zhè)个现象就是引力透镜(jìng)效应(yīng)。这个巨大(dà)的天体(tǐ)可能是超大(dà)质量的黑洞或者是暗物质。

所以当(dāng)人们对(duì)子弹星(xīng)系团观测的(de)时候，发现它的(de)大(dà)质量区(qū)域(yù)并不是在中(zhōng)间，而(ér)是(shì)在两(liǎng)侧。所以最好的解释(shì)方(fāng)法就是当星团发生全(quán)部的(de)碰撞时，可被观测到的(de)质(zhì)量(liàng)气体(tǐ)被卡在了中间(jiān)，暗物质则直(zhí)接通(tōng)过了这个区(qū)域(yù)，并在两边形成了引力透镜(jìng)。对子弹(dàn)星系团的引力透镜研究(jiū)也被认为是暗物质存在的(de)迄今为止最好的(de)理论证(zhèng)据(jù)。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当(dāng)中最古(gǔ)老的光(guāng)。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开(kāi)始，38万年之后(hòu)，可(kě)见光终于可以畅(chàng)通无阻地穿越(yuè)在宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光在(zài)宇(yǔ)宙空间背景上(shàng)留下了(le)各(gè)相同性的微波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示温度较高的区域，蓝色(sè)则表示相对(duì)较冷的区域(yù)，但(dàn)实际上它们之(zhī)间(jiān)的温差只(zhǐ)有(yǒu)万(wàn)分之一。

科学家们通过(guò)对前景背景(jǐng)分离后(hòu)的二值图像进(jìn)行连通域提取和(hé)标记之(zhī)后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有暗物质，图形(xíng)看起来不(bù)应该是这样的，而随着暗物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度(dù)会减小，才变得看起来“和谐(xié)”。为了(le)匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量值(zhí)，我们需要的(de)暗(àn)物质(zhì)大约(yuē)是普通物质(zhì)的5倍(bèi)。这个数字与(yǔ)解释星系当中恒星运(yùn)动所(suǒ)需(xū)要的暗物(wù)质比例(lì)是一致的。这就(jiù)意味(wèi)着(zhe)。

用了一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地解(jiě)释了很多(duō)不(bù)同的(de)观(guān)测结果。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当中存在着某种(zhǒng)类(lèi)型(xíng)的(de)粒子(zi)，它们不(bù)参与任何其他的电(diàn)磁作用，只通过(guò)引力来相互(hù)作用(yòng)。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于找(zhǎo)到了暗物质存在(zài)的实际证据(jù)。这种粒子到底是(shì)什么？科(kē)学家们已经提出了数十种的假想目标(biāo)，而要寻(xún)找这(zhè)些不同的(de)目标粒子所需(xū)要的实验方(fāng)式(shì)也不相同。在(zài)过(guò)去的(de)几十年当中，人类为了寻(xún)找这(zhè)些看不见、摸(mō)不到，几乎不会(huì)与常规物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学(xué)家们已经(jīng)进行(xíng)了超过50次(cì)的实验(yàn)，却没有任(rèn)何(hé)实(shí)质性的发(fā)现，除了(le)一个(gè)地方，意大利的(de)格(gé)兰萨索(suǒ)山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上(shàng)最(zuì)大的地学实验室(shì)，这(zhè)个实验(yàn)室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层(céng)楼高的探测器，一直(zhí)致力于寻(xún)找暗物质(zhì)粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观测到了某种信号。经过了20多年的(de)数(shù)据收(shōu)集，人们发现了一个有趣的(de)事情。探测率会在每(měi)年(nián)的6月份达到(dào)峰(fēng)值(zhí)，然后在11月降(jiàng)到最低，而且在(zài)20年(nián)当中每年都是(shì)一样。一(yī)些科学(xué)家认为这可能(néng)是人类发(fā)现暗物质的(de)第一个直接证据。

但是为什(shén)么暗物质会(huì)产生周期性的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)着银(yín)河系进行移动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意味着我(wǒ)们也(yě)在以这样(yàng)的速度在穿越着暗物(wù)质流，这(zhè)个过程(chéng)中会产生相应的振荡，同时地球(qiú)又以30公(gōng)里/秒的(de)速度围绕太阳(yáng)进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的(de)时间(jiān)，地球(qiú)围绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银(yín)河系的方向是一(yī)致的(de)，而另外(wài)半年则与之(zhī)相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这(zhè)是理论上地球(qiú)穿越暗物质(zhì)流最快(kuài)的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实(shí)际(jì)的情况中，太(tài)阳系相对银河系(xì)的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是(shì)这并不影(yǐng)响这个理论的有效性。

因(yīn)此科学(xué)家认为这可以用来解释，研究人员(yuán)们所(suǒ)观测到的周(zhōu)期性信(xìn)号。当然也可能有其他(tā)的情况，造(zào)成这(zhè)种年度周期信号的差异也可能是温(wēn)度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山上的积雪，甚至连(lián)意大(dà)利游客的数(shù)量也符合这个周期的规(guī)律。

所以，科(kē)学家们又在南半球建立了一个几乎(hū)相同(tóng)的实(shí)验室，这里的季节与之(zhī)前的(de)实验室(shì)正(zhèng)好相(xiāng)反，而在(zài)这里，地球穿过(guò)暗物质流的运(yùn)动特(tè)征和第一个实(shí)验室是一样(yàng)的。

因(yīn)此，如果在这里可以(yǐ)得到(dào)相(xiāng)同的信号(hào)，就可以成为暗物质所存在的非常有(yǒu)力的证据了。但是由(yóu)于这个实验室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前(qián)还(hái)无法提供相(xiāng)应(yīng)的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远(yuǎn)镜，这(zhè)台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯(sī)罗(luó)曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃(bó)望远(yuǎn)镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的(de)100倍。南希格(gé)雷斯(sī)罗(luó)曼太(tài)空望远(yuǎn)镜其中一(yī)个关键的用(yòng)途就是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体物理中心(xīn)的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬(fēn)研究(jiū)发(fā)现，如果暗(àn)物质存(cún)在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙(zhòu)当中(zhōng)生命的诞生(shēng)，或者说是生命进化的一(yī)个重要因(yīn)素。

如果这一理论得到进(jìn)一步的证实，那么(me)遍(biàn)布宇(yǔ)宙当中的(de)暗物质会不会意(yì)味着人(rén)类并(bìng)不(bù)孤单呢？或(huò)许在(zài)宇(yǔ)宙当中(zhōng)某个(gè)角落的行星上，暗物(wù)质正在通过这样的效应创造生命。当然，这些推论的(de)大前提是要先找到暗物(wù)质存在的实际证据(jù)。那么(me)小伙伴(bàn)们，你们觉得(dé)暗物质(zhì)到底存(cún)不存在呢(ne)？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我更新的(de)动力！

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