宇宙是“人为制造”的？为何会(huì)存在科(kē)学无(wú)法解(jiě)释(shì)的(de)“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什(shén)么？人类(lèi)为了寻(xún)找暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的证据，科学(xué)家们(men)在过(guò)去的几十(shí)年(nián)当中进行了超过(guò)50次的(de)长期实(shí)验，但是(shì)却没有发现任何的(de)有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出(chū)版的自然哲学(xué)数(shù)学原(yuán)理一(yī)书(shū)中，埃(āi)萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定律，它(tā)揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的规律(lǜ)。往后的几(jǐ)百(bǎi)年来(lái)，当天文(wén)学家们发现某些天(tiān)体运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引力定(dìng)律的时候，他们就会(huì)知(zhī)道(dào)，周围(wéi)一定有未知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的(de)轨(guǐ)道。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥本勒(lēi)维耶(yé)就通过天王星运行(xíng)轨道的异(yì)常，推算(suàn)并且(qiě)发现了海(hǎi)王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王(wáng)星(xīng)的发现(xiàn)都是应用万有引力(lì)定律所取得重(zhòng)大天文(wén)成就的例子。但是这些发现都是(shì)在恒星系统的(de)尺度当中(zhōng)，可(kě)当我们上升到星系或者是星团的尺度，事(shì)情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威(wēi)基(jī)正在研究和测(cè)量后发(fā)星系团(tuán)的质量(liàng)。这是一个由数千个星系所组成的巨大星系团，这些星系被引力(lì)束缚在一起。测(cè)量星系(xì)团的质量一般会使用(yòng)到两种方法，当两(liǎng)种方法结果(guǒ)一致，就可以确定(dìng)其质量的范围。

第(dì)一种是获得其(qí)"光度学(xué)的质(zhì)量"，需(xū)要的(de)数据是测量各个星系的光度(dù)。

第二(èr)种是动(dòng)力学质量(liàng)的计算，是利(lì)用(yòng)光谱红(hóng)移测量星系团中的各个(gè)星(xīng)系(xì)相(xiāng)对(duì)于星(xīng)系(xì)团(tuán)的运动速(sù)度。当(dāng)测量结果出来之后，兹威(wēi)基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是(shì)“光度学质(zhì)量(liàng)”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系(xì)团有99%的(de)质量(liàng)消失了，或者说(shuō)这99%的(de)质量(liàng)并(bìng)不以可见光(guāng)的形式所存(cún)在，我们(men)无法看到。最诡异的是，在(zài)测量速度(dù)的过程中，兹威(wēi)基(jī)发现星系团(tuán)中很多星系的速度比理论(lùn)上要快(kuài)得多(duō)，按照牛顿的运动学定(dìng)律(lǜ)，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产(chǎn)生的引力是无(wú)法(fǎ)将它们束缚在星系团内的，它们早就应该被(bèi)抛出星(xīng)系团之外了(le)，除非有一种神秘的力量(liàng)在起(qǐ)作用(yòng)，这种力量(liàng)来源于某(mǒu)种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹(zī)维基提出(chū)了(le)这样(yàng)部分不可见(jiàn)的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但(dàn)是它们却占据(jù)着(zhe)宇宙中(zhōng)绝(jué)大部分的(de)质量。只是当时的人们对这样的一种说(shuō)法(fǎ)不屑一顾。

直到40年(nián)之(zhī)后，“暗物质”这(zhè)个(gè)词才再(zài)一次(cì)出现。天文(wén)学家(jiā)维(wéi)拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测(cè)仙女座星(xīng)系(xì)中的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论上来(lái)说，距离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速(sù)度就会越慢(màn)。但是他(tā)们观(guān)测(cè)的(de)结果却让人感(gǎn)到不可思议。

随着(zhe)与中(zhōng)心(xīn)距雪花秀适合四十岁女人吗，雪花秀适合四十几岁的女人用吗离的增加，恒(héng)星的旋转速(sù)度几乎保持不变。可是(shì)根(gēn)据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星系(xì)当中如(rú)果没有足够大的质量(liàng)来吸(xī)引它们，这些外围的恒(héng)星早就被甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当中了。基(jī)于这种现象，科学家们会使用一种相对标准(zhǔn)的方法来解释(shì)暗物质(zhì)的存在(zài)，这种方法就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系中心的(de)距离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气体的旋转速(sù)度。如果出(chū)现异常的结果，就认为是(shì)由暗物质的力(lì)量进(jìn)入(rù)其中。

于是科(kē)学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远距离(lí)的氢元素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿(dùn)的力学定律。我们(men)的太阳系也(yě)不(bù)例外(wài)，太阳系位于银(yín)河系的(de)第(dì)三悬臂(bì)之(zhī)上，距离银河系中心2.6万光年(nián)，根据万(wàn)有引力定(dìng)律进行计算(suàn)，太(tài)阳系(xì)的(de)运行速度应该(gāi)是160千米(mǐ)/秒(miǎo)，但实际(jì)上，太(tài)阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速(sù)度(dù)围绕银河(hé)系旋转，这个实际速度远(yuǎn)远(yuǎn)大于(yú)理论速度，那(nà)么产生(shēng)以上(shàng)这(zhè)种向心加速度的原因(yīn)很可能就(jiù)是(shì)存在着一(yī)种(zhǒng)我们看不到的(de)物(wù)质，是这些暗(àn)物质的引力效应(yīng)将星系聚集(jí)在了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越来越多(duō)的研究(jiū)人(rén)员开始相信暗物质的存在。科学家根据星(xīng)系外恒星(xīng)轨道的速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中暗物质的质(zhì)量(liàng)占整个(gè)星系(xì)质量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一(yī)可以解释(shì)这(zhè)个现象的原因(yīn)。在一项新(xīn)的研究(jiū)当中，科学家(jiā)们发现，几乎(hū)没有引力效应的(de)遥远恒星之(zhī)间，也会出现速度(dù)上的微(wēi)小差(chà)异。另外，天文学家还发现了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距(jù)离(lí)地(dì)球大约2.5亿光年(nián)，大小和(hé)银河(hé)系不多，但是星系当中存在(zài)的(de)恒(héng)星数量却(què)只有银河系的千分之一(yī)。

所(suǒ)以在(zài)理论上，该星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科(kē)学家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细(xì)测量之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的(de)物质和力学定(dìng)律来(lái)解释(shì)的。那么又有(yǒu)人(rén)提出，也许该星系的暗物质，已经被(bèi)附(fù)近的另一个大(dà)星系剥离了(le)。奇怪的(de)是，它的附近没(méi)有任何星(xīng)系(xì)存在。造成这(zhè)些现象的除了暗物质的假说(shuō)之(zhī)外，另(lìng)一种可能就是人(rén)类对引力的理(lǐ)解还不够全面，引(yǐn)力(lì)很可能在不同尺度空间中的工(gōng)作方(fāng)式是不同的，这(zhè)意味着在行星系(xì)尺度(dù)中的天体(tǐ)会沿(yán)着(zhe)它们的轨(guǐ)道，按照(zhào)我们所理解的(de)方式运(yùn)动(dòng)。但是上(shàng)升到星系和星(xīng)团的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则是不同的方式。对于(yú)在(zài)星系团之间的相(xiāng)互(hù)作(zuò)用(yòng)，科学家(jiā)还引入了外部场效应(yīng)的概念，指的是在数百万(wàn)光年(nián)的规(guī)模(mó)上，巨大的(de)质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊(shū)的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我们需要对现在的物理定律进行修正，这(zhè)些发现也让很多(duō)人认为暗(àn)物质假说理论就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还(hái)有关于暗物质存在的其(qí)他的理论证据，这些理(lǐ)论证据是(shì)蒙德理论所没法解释的(de)“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹星系团(tuán)，由两个碰撞的(de)星系团所组成，类似这样的星(xīng)团(tuán)，它(tā)们大部分的(de)普通(tōng)质量都在星系的气体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的(de)时候，星际(jì)气体(tǐ)的相互作用就会(huì)导(dǎo)致温(wēn)度的急剧升(shēng)高，速度大(dà)幅(fú)降低(dī)。所以在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部(bù)分的(de)质量将位于所有这些气体所在的中间区域。那么我们通过什么(me)来验证它的(de)质量(liàng)区域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦(wéi)伯(bó)太空望远镜传回了(le)宇宙当中第(dì)一(yī)张全彩的高清照片，在(zài)照(zhào)片中我们可以明显地看到很(hěn)多(duō)星系似乎被(bèi)拉伸(shēn)产生了巨大的形变。其实这些星系本身并(bìng)不(bù)是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望(wàng)远(yuǎn)镜出(chū)了什(shén)么问题(tí)，而(ér)是这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被一(yī)个质量超(chāo)级巨大的天体遮挡，这个超大质量的(de)东西的引力(lì)，会使身后(hòu)更(gèng)遥远(yuǎn)星系(xì)的光都发生(shēng)了扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜效应。这个(gè)巨大的天体可能是超(chāo)大质量(liàng)的(de)黑洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团(tuán)观(guān)测(cè)的时候，发现它的(de)大质量区域(yù)并不(bù)是在中间，而(ér)是在两侧。所(suǒ)以最(zuì)好的解释方法(fǎ)就是(shì)当星(xīng)团发生(shēng)全部(bù)的碰(pèng)撞时，可(kě)被(bèi)观(guān)测到的质(zhì)量(liàng)气体被卡(kǎ)在了(le)中(zhōng)间，暗物质则直接通过了(le)这(zhè)个(gè)区域，并在(zài)两边(biān)形成了引力透(tòu)镜(jìng)。对(duì)子弹星系团的引力(lì)透(tòu)镜研(yán)究也被认(rèn)为是暗物(wù)质存在的(de)迄今为止最好的(de)理论(lùn)证据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当中最古老的光。从宇(yǔ)宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可(kě)见光终于(yú)可以畅(chàng)通无阻地穿越在(zài)宇宙(zhòu)当中了。经过了(le)130多亿年之(zhī)后，这些光在宇(yǔ)宙空间背(bèi)景上留下了各相同性的(de)微波辐射。其中(zhōng)红(hóng)色的部分(fēn)表示温度(dù)较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对(duì)较冷的区(qū)域，但实际上(shàng)它们之(zhī)间(jiān)的(de)温差只(zhǐ)有万(wàn)分之(zhī)一。

科(kē)学家们通过对前景背景分离后的二值图像进行连通域提取和(hé)标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应(yīng)该是这样的，而随着(zhe)暗物(wù)质的增加，一些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才(cái)变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙(zhòu)微波背景辐射的测量值，我们(men)需要的暗物(wù)质大(dà)约是普通物质的5倍。这个数(shù)字与解(jiě)释(shì)星(xīng)系(xì)当中(zhōng)恒星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物质比(bǐ)例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解(jiě)释了很多(duō)不同的观测结(jié)果。而暗(àn)物(wù)质的本质就是宇宙当中(zhōng)存在着某种类型的(de)粒子(zi)，它们(men)不参与(yǔ)任(rèn)何其他的电磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果(guǒ)能够找到这种(zhǒng)粒子的存(cún)在，就(jiù)相(xiāng)当于找到(dào)了(雪花秀适合四十岁女人吗，雪花秀适合四十几岁的女人用吗le)暗物质存在的(de)实际(jì)证(zhèng)据。这种粒(lì)子到底(dǐ)是什么？科学家(jiā)们已经(jīng)提出了(le)数十(shí)种的假想目标，而(ér)要寻(xún)找这些不同(tóng)的(de)目(mù)标粒(lì)子所需要的实(shí)验方(fāng)式(shì)也不相同(tóng)。在过去的(de)几(jǐ)十年当中，人(rén)类为(wèi)了寻(xún)找这(zhè)些看不见(jiàn)、摸(mō)不到，几(jǐ)乎不会与常规物质相互(hù)作用的“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了超过50次(cì)的实验(yàn)，却没有(yǒu)任何实质(zhì)性的(de)发现，除了一个(gè)地方(fāng)，意大利的格(gé)兰萨索(suǒ)山(shān)，隶属(shǔ)于阿尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在山下(xià)1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最(zuì)大的(de)地学实(shí)验室(shì)，这个实验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个(gè)三层楼高的探测(cè)器，一直致力于寻找暗物(wù)质粒子(zi)的周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里(lǐ)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(shù)据收集(jí)，人们发现了一个有趣(qù)的事情。探测率(lǜ)会(huì)在(zài)每(měi)年的(de)6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降到最低，而且在(zài)20年(nián)当中每年都是一样(yàng)。一(yī)些科学家认为这可能是人(rén)类发现(xiàn)暗物(wù)质的(de)第一个直接证据。

但是为什(shén)么暗物质会产生周期性的(de)年(nián)度信(xìn)号(hào)呢？刚才我们(men)讲了太(tài)阳(yáng)系正在以220公里/秒的(de)速(sù)度围(wéi)绕着银(yín)河系进行移动，那么(me)如果暗物质存在宇宙当中，这意味着(zhe)我(wǒ)们也在以(yǐ)这(zhè)样的速度在(zài)穿越(yuè)着暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半年的时间(jiān)，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系(xì)的方向是一(yī)致的，而(ér)另外(wài)半年(nián)则与之相(xiāng)反。

而在6月份(fèn)的(de)时候，地球与太阳(yáng)的方(fāng)向正(zhèng)好达到(dào)完全一致，这是(shì)理论上地(dì)球穿越暗物质(zhì)流最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最慢值。尽管在实际(jì)的情(qíng)况中，太阳系相对(duì)银河系的(de)平面呈现了60度(dù)的(de)倾(qīng)斜，但是(shì)这并(bìng)不影响(xiǎng)这个理论的有(yǒu)效(xiào)性。

因此科学家认为(wèi)这可以(yǐ)用来解释(shì)，研(yán)究人员们所观测到(dào)的周(zhōu)期性(xìng)信(xìn)号。当(dāng)然也可(kě)能有其(qí)他的情(qíng)况，造成(chéng)这种年度周期信号的差异也可(kě)能是温度(dù)、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的水分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意(yì)大利游客的数量也符合(hé)这个(gè)周期的(de)规律。

所以，科学家们又在南(nán)半(bàn)球建立了一个几乎相同(tóng)的(de)实验(yàn)室(shì)，这里的季节与之前的(de)实(shí)验室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质流的运动特征(zhēng)和第(dì)一个(gè)实(shí)验室是一样的(de)。

因此，如(rú)果在(zài)这里(lǐ)可以得到相同(tóng)的信号，就可以成为暗物质所存在(zài)的非常有力的证据了。但是(shì)由于这(zhè)个实验(yàn)室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目(mù)前还无法提供(gōng)相应的数(shù)据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜(jìng)，这(zhè)台(tái)太空望远镜叫(jiào)做(zuò)“南希格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远(yuǎn)镜相同，但它的(de)宽视场仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用(yòng)途就是探索暗物质(zhì)背后(hòu)的奥秘，对于探测(cè)的(de)结果，我们只(zhǐ)能(néng)拭(shì)目(mù)以待了。费米实验(yàn)室粒子(zi)天(tiān)体(tǐ)物理(lǐ)中心的科学(xué)家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗(àn)物质存在，它们(men)极有可能拥有另(lìng)一种神秘的效应(yīng)，这(zhè)种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或(huò)者说是(shì)生命进化(huà)的(de)一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进一步的证实，那么遍(biàn)布宇(yǔ)宙当中的暗物(wù)质会不会(huì)意味着人类并不(bù)孤(gū)单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通过这(zhè)样的效应创造生命。当然，这些推(tuī)论的大前提是要先找到(dào)暗物质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们(men)觉得暗物(wù)质到底存(cún)不存在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点赞(zàn)，你的支持(chí)是我更新的动力！

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