宇宙是(shì)“人(rén)为(wèi)制造(zào)”的？为何会存在科学无法解释的(de)“暗物(wù)质”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人(rén)类(lèi)为了寻找暗物质存(cún)在的证据(jù)，科学家(jiā)们(men)在(zài)过去(qù)的(de)几十年当中进(jìn)行(xíng)了超过50次的长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自(zì)然(rán)哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规(guī)律(lǜ)。往(wǎng)后的几百年来，当(dāng)天文(wén)学家们(men)发现某些(xiē)天体运行轨道出现异常，不符合万(wàn)有引力(lì)定律的时候(hòu)，他(tā)们(men)就会知道，周围(wéi)一(yī)定(dìng)有(yǒu)未知的(de)天体(tǐ)通过引力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨道的(de)异常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有(yǒu)引力定(dìng)律所(suǒ)取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在(zài)恒(héng)星系统的尺度当中，可当(dāng)我(wǒ)们上升(shēng)到星(xīng)系或者是星团(tuán)的尺(chǐ)度，事情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞(ruì)士(shì)的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量后发星系(xì)团的质(zhì)量(liàng)。这是一个由数千(qiān)个(gè)星系所组成(chéng)的(de)巨大星系团，这(zhè)些星系被引力束缚(fù)在一起。测量星系(xì)团的质(zhì)量(liàng)一般会使用(yòng)到两种(zhǒng)方法，当两种方法结果一致，就可以确(què)定其质量(liàng)的范(fàn)围。

第(dì)一(yī)种是获得(dé)其"光度学的质(zhì)量"，需要的数据是测(cè)量各个星系的光度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学质量的(de)计算，是利用光谱红移(yí)测量星系(xì)团中的各个星系相(xiāng)对于(yú)星系团的运动(dòng)速(sù)度。当测量(liàng)结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是(shì)“光(guāng)度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后(hòu)发(fā)座星系团有99%的质(zhì)量消失了(le)，或(huò)者(zhě)说这99%的质量并不以可(kě)见光的形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡异(yì)的是，在测量(liàng)速度的过程中，兹(zī)威基发现(xiàn)星系团中(zhōng)很多星(xīng)系的(de)速度比(bǐ)理论上要快得多，按照牛顿的运动(dòng)学定律，仅(jǐn)靠这些(xiē)可(kě)见星(xīng)系的质量所产生的引力是无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它们早就应(yīng)该被抛出(chū)星系团之(zhī)外(wài)了，除非有一种神秘的力(lì)量在起作用，这种力量(liàng)来源于某(mǒu)种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可见的(de)暗质，它不发(fā)散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却(què)占(zhàn)据着宇宙中绝大部分(fēn)的质量。只是当(dāng)时的(de)人们对这样的一种说法不(bù)屑(xiè)一(yī)顾。

直到40年(nián)之后，“暗(àn)物(wù)质”这个词才再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特福特在观(guān)测仙女座(zuò)星系中的恒星运(yùn)动(dòng)。理(lǐ)论上来说(shuō)，距(jù)离(lí)中心越远的恒(héng)星(xīng)在其轨道上(shàng)的运(yùn)行速度就会(huì)越(yuè)慢。但是他们观测(cè)的(de)结果却让人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是(shì)根据牛顿的万(wàn)有(yǒu)引力定律，在星系当中如果没(méi)有足够大的(de)质量来吸(xī)引它们，这(zhè)些(xiē)外围(wéi)的恒(héng)星(xīng)早(zǎo)就被甩到宇宙(zhòu)当中了(le)。基(jī)于这种现象，科学家们会使用一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的(de)方法来解释暗物质的存(cún)在(zài)，这种方法就是(shì)测量(liàng)星系当(dāng)中气体在(zài)X轴(zhóu)上距离星系中心的距离，以(yǐ)及在Y轴(zhóu)上气(qì)体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现(xiàn)异常的结(jié)果(guǒ)，就认为是由(yóu)暗(àn)物质的力(lì)量(liàng)进入其中。

于是科学家们通过射(shè)电望远镜测(cè)量(liàng)了距离星系中(zhōng)心更远距离(lí)的氢元素，发(fā)现(xiàn)它们的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力学定(dìng)律。我(wǒ)们的太阳(yáng)系也不(bù)例外，太阳系(xì)位于银河系的第三悬(xuán)臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有(yǒu)引力定律进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该是(shì)160千(qiān)米(mǐ)/秒(miǎo)，但实际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速(sù)度围绕银河(hé)系旋转，这个实(shí)际(jì)速度远远大于理(lǐ)论速度，那(nà)么产(chǎn)生以上这种(zhǒng)向心(xīn)加速度的原(yuán)因(yīn)很可能就是存在着一种我们看不(bù)到的物质，是这些暗物(wù)质的引力效应将星系聚集在(zài)了一起。

也是从这时开始，越(yuè)来(lái)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(xīng)轨道的速度，估算在(zài)星(xīng)系当中(zhōng)暗物质(zhì)的质量占整个(gè)星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解(jiě)释这(zhè)个现象的(de)原(yuán)因(yīn)。在一(yī)项新的研(yán)究当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度(dù)上的(de)微(wēi)小差异。另外，天文学家还发(fā)现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系(xì)距(jù)离地球大约(yuē)2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多，但是星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)存在的(de)恒星(xīng)数量却只有(yǒu)银河系(xì)的千(qiān)分(fēn)之一。

所以在理论上，该星系必(bì)须(xū)存在暗(àn)物质(zhì)，否则就会分崩离(lí)析。但是科学家们使用最先进的(de)望远(yuǎn)镜对(duì)其(qí)进行了(le)40个小时的(de)详(xiáng)细测量之后(hòu)，发现星(xīng)系中的恒星运动是可(kě)以用(yòng)正常(cháng)的物(wù)质和力学定(dìng)律来解释的。那(nà)么又有人提出，也许(xǔ)该星系(xì)的暗物质，已经(jīng)被附近的另(lìng)一个大星系剥离了(le)。奇怪的(de)是，它的附近(jìn)没有任(rèn)何(hé)星(xīng)系存在。造成这些现象的除(chú)了(le)暗物质的假说(shuō)之外，另一种可(kě)能就(jiù)是人类对引力的理解还不够全面，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中(zhōng)的工作方(fāng)式是不同的(de)，这意(yì)味着在(zài)行星系(xì)尺(chǐ)度中的天(tiān)体会(huì)沿(yán)着它们的轨道，按照我们所理(lǐ)解的方式运动。但是上升(shēng)到星系和(hé)星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间(jiān)的相(xiāng)互作用则是不同的方式。对于在星系团之间(jiān)的相(xiāng)互作(zuò)用，科学家还引(yǐn)入(rù)了外部(bù)场效应的(de)概念，指的是在数百万光年的规(guī)模上，巨大的质量之间会产生对(duì)彼此特(tè)殊的效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如(rú)果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我们需(xū)要对现(xiàn)在(zài)的物理定律进行修正(zhèng)，这些发(fā)现也让很(hěn)多(duō)人认为暗物质(zhì)假说理(lǐ)论(lùn)就此终结(jié)。但是在宇宙当(dāng)中(zhōng)还(hái)有关于暗(àn)物质存在的(de)其他(tā)的理(lǐ)论证据，这(zhè)些理(lǐ)论(lùn)证据是蒙德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光(guāng)年的子弹星系(xì)团(tuán)，由两个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类似这样的(de)星团(tuán)，它(tā)们大部分(fēn)的普(pǔ)通质量(liàng)都在星系的气体(tǐ)当中(zhōng)。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发(fā)生碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星(xīng)际(jì)气(qì)体的相互(hù)作用就会(huì)导(dǎo)致温度的(de)急(jí)剧升高，速(sù)度(dù)大幅降低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星系团(tuán)大部分(fēn)的质(zhì)量将位于所(suǒ)有这些气体(tǐ)所(suǒ)在的中间(jiān)区域。那么我们通过什么(me)来验证(zhèng)它的质(zhì)量区域到底是不(bù)是集中在中(zhōng)间(jiān)呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太(tài)空(kōng)望远镜传(chuán)回了宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一张全彩(cǎi)的高(gāo)清照片，在照片中我们可(kě)以明显(xiǎn)地(dì)看到很(hěn)多(duō)星系似乎被拉(lā)伸产生(shēng)了(le)巨大的形(xíng)变。其实这些星(xīng)系本身并不(bù)是真的被扭曲了(le)，也不是(shì)韦伯望远镜出了(le)什么问题(tí)，而是这样极遥(yáo)远的(de)天体和我们地球上的观测者之(zhī)间。被一个质量(liàng)超级巨大的(de)天体遮(zhē)挡，这个超大质量的(de)东西的引力，会使身后更(gèng)遥(yáo)远星系的光都(dōu)发(fā)生了扭曲。这(二婚女人一般都嫁什么人，娶二婚女人很丢人吗zhè)个现象就是引力(lì)透镜效应。这个巨大的天体可能是(shì)超大(dà)质(zhì)量的黑洞或者是(shì)暗物(wù)质。

所以当人们对子弹(dàn)星(xīng)系(xì)团观测的时候，发现它的大质量区域并不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释(shì)方法就是当星团发生(shēng)全部的碰撞时(shí)，可被(bèi)观(guān)测到的质量气体被卡在了中间(jiān)，暗物质则直接通过了这个区(qū)域，并在(zài)两边形成了(le)引力透(tòu)镜。对子弹(dàn)星系(xì)团(tuán)的引力透镜(jìng)研究也(yě)被认为是(shì)暗物质(zhì)存在(zài)的(de)迄今为止最好(hǎo)的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古(gǔ)老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光(guāng)终于可(kě)以(yǐ)畅通(tōng)无阻(zǔ)地穿(chuān)越在(zài)宇(yǔ)宙当中了。经过了130多(duō)亿(yì)年(nián)之后，这些光在宇宙空间背景上留(liú)下了(le)各相(xiāng)同性的微(wēi)波辐(fú)射。其中(zhōng)红色的部(bù)分表示温度较高的区域，蓝(lán)色则(zé)表示相对较冷的区域，但实际上它们之间的温差只有万分之一(yī)。

科学家们(men)通过对前景背景分离后的二值图像进行连通域提取和标记(jì)之(zhī)后发现，如果宇宙(zhòu)当中没(méi)有(yǒu)暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着(zhe)暗(àn)物(wù)质的(de)增加，一些(xiē)峰值的幅度会减(jiǎn)小(xiǎo)，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要的暗物质大约是普通(tōng)物质的(de)5倍。这(zhè)个(gè)数(shù)字与解释星系当中恒(héng)星运动所二婚女人一般都嫁什么人，娶二婚女人很丢人吗需要的(de)暗(àn)物质(zhì)比(bǐ)例是一致的。这就意味(wèi)着。

用了一个(gè)简单的(de)理论框架，就(jiù)很好地解释(shì)了很多不同的观(guān)测(cè)结果。而暗(àn)物质(zhì)的本质就是宇(yǔ)宙当(dāng)中存在着(zhe)某种类型(xíng)的(de)粒子(zi)，它们不参与任何其他的电(diàn)磁作用，只通过引力(lì)来(lái)相互作用。所以如果能(néng)够找到这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际证(zhèng)据(jù)。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学(xué)家(jiā)们已(yǐ)经提出了(le)数十种的假想目(mù)标，而要(yào)寻找(zhǎo)这些(xiē)不同的目标粒(lì)子所需要的实验方(fāng)式(shì)也不相同。在(zài)过(guò)去的几十(shí)年(nián)当(dāng)中，人类为了寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几(jǐ)乎不会与常规物质相互作用的“暗(àn)物质(zhì)”，科(kē)学家们已(yǐ)经进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意(yì)大利(lì)的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山(shān)脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大的(de)地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的(de)探测器，一直致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以(yǐ)来，这里的(de)科学家声(shēng)称(chēng)观测(cè)到了某种(zhǒng)信号。经(jīng)过了(le)20多年的数据收集，人们发(fā)现了一个有趣的事情(qíng)。探(tàn)测率会(huì)在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在(zài)11月降到最低，而且在20年当中每年(nián)都是一样。一些科学家认(rèn)为这(zhè)可能是(shì)人类发(fā)现暗物质的第一(yī)个(gè)直接证据。

但是(shì)为什么暗物质会(huì)产(chǎn)生周期性的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳(yáng)系正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕着(zhe)银河系进行移动，那么如果暗物质存在宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)，这意味着我们也在(zài)以这样的速度(dù)在穿越(yuè)着暗物(wù)质流，这个过程中会产生(shēng)相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的(de)速度(dù)围绕太阳(yáng)进行旋转。所(suǒ)以有半(bàn)年的时间，地球围(wéi)绕太阳(yáng)的(de)方(fāng)向与(yǔ)太阳(yáng)环绕银(yín)河系的(de)方向是一致的，而另外半(bàn)年则(zé)与之相反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太阳(yáng)的方向正好达到(dào)完全一致，这(zhè)是理论(lùn)上地(dì)球(qiú)穿越(yuè)暗(àn)物质流最快的时(shí)段。而在(zài)11月份，又(yòu)恰好达(dá)到了最慢值(zhí)。尽管在实际的(de)情况中(zhōng)，太阳(yáng)系(xì)相对银河系的平面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并不(bù)影响这个理论的有效性。

因此科学家认为(wèi)这可以用来解释，研(yán)究(jiū)人员们所观测(二婚女人一般都嫁什么人，娶二婚女人很丢人吗cè)到的周(zhōu)期性信号(hào)。当然(rán)也可(kě)能有其他的情况，造(zào)成这种(zhǒng)年度周期信号的差异也(yě)可(kě)能是(shì)温度、湿度(dù)、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客(kè)的(de)数(shù)量也符合这个周期的(de)规律。

所以(yǐ)，科学家(jiā)们又在南半球建立了一个(gè)几乎相同的实验室(shì)，这里的季节与之前(qián)的实验室正好(hǎo)相反，而(ér)在这(zhè)里，地(dì)球穿(chuān)过暗物质流的运动特征和第一个实验室是(shì)一样的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在(zài)这里(lǐ)可以(yǐ)得到相同(tóng)的信号(hào)，就(jiù)可以成为暗物质所存在的非常有(yǒu)力(lì)的证据了(le)。但是由于(yú)这个实验(yàn)室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截(jié)至目前(qián)还无法提(tí)供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一(yī)台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小跟(gēn)哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍(bèi)。南希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其中一个关(guān)键的用途就是(shì)探索(suǒ)暗物质背后的(de)奥秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只能(néng)拭目以待(dài)了。费米实验室粒子(zi)天体物理中(zhōng)心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物(wù)质存(cún)在，它们极有可能拥有另一种神秘(mì)的(de)效应，这种暗物质效应(yīng)，会支(zhī)持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或者说是生命进化的一个重要因(yīn)素(sù)。

如果这一(yī)理论得到(dào)进一步的(de)证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意(yì)味着人类并不孤(gū)单(dān)呢(ne)？或(huò)许在宇宙当中某个角落(luò)的行星上，暗物质正在通过这样的效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论的大前提是要先找(zhǎo)到暗(àn)物质存在的实(shí)际证(zhèng)据。那么(me)小伙(huǒ)伴们，你们觉得(dé)暗物质到底(dǐ)存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我(wǒ)更新的动力！

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