宇宙是(shì)“人为制造”的？为何会存在科学无法(fǎ)解释的“暗(àn)物(wù)质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物(wù)质存(cún)在的证据，科学家(jiā)们在(zài)过(guò)去(qù)的(de)几十(shí)年当中进行了超过50次的长(zhǎng)期实(shí)验，但是却没有发现任何的有效证(zhèng)据。除了(le)一(yī)个(gè)地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数(shù)学原理一书中(zhōng)，埃萨克(kè)牛顿(dùn)发表了万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天(tiān)文学家们(men)发现某些天体运行轨(guǐ)道(dào)出现(xiàn)异常(cháng)，不符合(hé)万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律的(de)时候，他们就会知(zhī)道，周围一定有未知(zhī)的天体(tǐ)通(tōng)过引力在(zài)摄动它的轨(guǐ)道(dào)。比如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通(tōng)过天王(wáng)星运行轨(guǐ)道的(de)异常，推算并(bìng)且发现(xiàn)了海(hǎi)王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都(dōu)是应用万(wàn)有引力定律所取得重大天文成(chéng)就的例子。但(dàn)是这(zhè)些(xiē)发现都(dōu)是在恒星系统的尺度(dù)当中，可当我们(men)上升到(dào)星系或者是星团的(de)尺度，事情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物(wù)理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研(yán)究和测量(liàng)后发(fā)星系(xì)团的质(zhì)量。这(zhè)是一(yī)个由数千(qiān)个星系(xì)所(suǒ)组成的巨大星系团，这些星系被引力束缚(fù)在一起。测量星系团(tuán)的质量一般会(huì)使用到(dào)两种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确定(dìng)其(qí)质(zhì)量的范围(wéi)。

第一种是获(huò)得其(qí)"光度(dù)学的质量"，需要的数据是(shì)测(cè)量各个(gè)星系的光度。

第二种是动力学质(zhì)量的计(jì)算(suàn)，是利用(yòng)光(guāng)谱红移测量星系团(tuán)中的各个星系相对于星系团(tuán)的(de)运动速度。当测量结(jié)果出来之后(hòu)，兹(zī)威基彻底懵(měng)了，“动力学质(zhì)量(liàng)”竟(jìng)然是(shì)“光(guāng)度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以(yǐ)可(kě)见光(guāng)的形式所存在，我们(men)无法看到。最诡异的(de)是，在测量(liàng)速度(dù)的过程中(zhōng)，兹威基发(fā)现星系(xì)团中很多星系的(de)速度比理(lǐ)论上要(yào)快(kuài)得多，按照牛顿的(de)运动学定(dìng)律(lǜ)，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所产生(shēng)的引力是无法将它们束缚在星系团内的，它们早(zǎo)就应该被抛(pāo)出星系团之(zhī)外(wài)了，除(chú)非有(yǒu)一种神秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力量来源于某种隐(yǐn)形的物质(zhì)。

据(jù)此，兹维基提出了这样(yàng)部分不可见的暗质，它不发(fā)散光(guāng)、吸(xī)光、反射(shè)光(guāng)，但(dàn)是(shì)它们(men)却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质(zhì)量。只是当时的人(rén)们对这样的一(yī)种说法不屑一大学专业分流什么意思啊，什么叫大学专业分流顾(gù)。

直(zhí)到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观(guān)测仙女座(zuò)星系(xì)中的恒(héng)星(xīng)运动。理论上(shàng)来说，距离中心越(yuè)远的恒星在其轨道上的运行速(sù)度就会越慢。但(dàn)是他们(men)观测的结果却让(ràng)人感(gǎn)到(dào)不(bù)可思议。

随(suí)着与(yǔ)中心距离(lí)的增加，恒星(xīng)的旋转速度(dù)几乎(hū)保(bǎo)持不变。可是根据牛顿(dùn)的万有(yǒu)引力定律(lǜ)，在星系当中如果没有足够大(dà)的质量来吸引(yǐn)它(tā)们(men)，这些外(wài)围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当中(zhōng)了。基(jī)于这(zhè)种现象，科学家们会使用一(yī)种相对标准的方法来解释暗物质的存(cún)在，这种(zhǒng)方法就(jiù)是测量星系当中(zhōng)气体在X轴上距离星系中心的距离(lí)，以(yǐ)及(jí)在Y轴上气体(tǐ)的旋(xuán)转速度。如(rú)果出现异常(cháng)的(de)结果(guǒ)，就(jiù)认(rèn)为是由暗物质的力(lì)量进(jìn)入其(qí)中。

于是科学家们通过射(shè)电望远(yuǎn)镜测(cè)量了(le)距(jù)离(lí)星系中心更远(yuǎn)距离的(de)氢元(yuán)素，发(fā)现(xiàn)它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合(hé)牛顿的力学定律。我们的太阳(yáng)系也(yě)不(bù)例(lì)外(wài)，太阳系位于银河(hé)系(xì)的第三悬(xuán)臂(bì)之上，距离(lí)银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律进(jìn)行(xíng)计算(suàn)，太阳系(xì)的(de)运行(xíng)速度(dù)应该是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上，太(tài)阳(yáng)系正在以(yǐ)220千米/秒的(de)速(sù)度围绕(rào)银(yín)河系(xì)旋转，这(zhè)个实际速(sù)度远(yuǎn)远大(dà)于理论速度(dù)，那么(me)产生(shēng)以上(shàng)这种向(xiàng)心加速度的原因很可能就是存在(zài)着(zhe)一(yī)种我们看不到的物质(zhì)，是这些暗物质的引力效应将星(xīng)系(xì)聚(jù)集(jí)在了一(yī)起(qǐ)。

也是从这(zhè)时开始(shǐ)，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物质的质量(liàng)占整个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可(kě)以解释这(zhè)个现象的原因。在一项新的研究当中，科学家们(men)发现，几乎没有(yǒu)引力效应的遥远恒(héng)星之间，也(yě)会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还发(fā)现了一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离地球大(dà)约2.5亿(yì)光年，大学专业分流什么意思啊，什么叫大学专业分流大(dà)小和银河(hé)系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒(héng)星数(shù)量却(què)只有银河系的千分之一(yī)。

所(suǒ)以在理论上，该星系必须(xū)存在暗物质，否(fǒu)则(zé)就会分崩离析。但是科学家们(me大学专业分流什么意思啊，什么叫大学专业分流n)使(shǐ)用(yòng)最先进(jìn)的望远镜对其进(jìn)行(xíng)了40个(gè)小时(shí)的详(xiáng)细测量之(zhī)后，发现星(xīng)系中(zhōng)的恒星运动是(shì)可以用正常的(de)物质(zhì)和力学定(dìng)律来解释的。那么又有(yǒu)人提出，也许该(gāi)星系的(de)暗物质，已经(jīng)被附近的另一个大星系剥离(lí)了。奇怪(guài)的(de)是，它的(de)附近没有任何星系(xì)存在。造(zào)成这些(xiē)现象的(de)除了暗物质(zhì)的假说之外，另一(yī)种可能(néng)就是人(rén)类对引力的理(lǐ)解还(hái)不够(gòu)全面，引力(lì)很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的(de)，这意味(wèi)着在行星系尺度中(zhōng)的天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照(zhào)我(wǒ)们所(suǒ)理解的(de)方式运动(dòng)。但是上升到星系和星团的尺度(dù)，引力之间的相互(hù)作用则是不(bù)同的方(fāng)式。对于在星系团之间的相互作用，科学家还引入了外(wài)部场效应的概念(niàn)，指的是在数百万(wàn)光年的规模上，巨(jù)大的质量之间(jiān)会产生对(duì)彼(bǐ)此特殊的效果(guǒ)，这(zhè)个(gè)理(lǐ)论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着(zhe)我们需要(yào)对现在的物(wù)理定律进行修正，这些发现也让(ràng)很多人认(rèn)为(wèi)暗物质假说(shuō)理论就(jiù)此终结(jié)。但是在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中还有关于(yú)暗物质存在的(de)其他(tā)的理论证据，这些(xiē)理论证(zhèng)据是蒙德理论所没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的(de)子(zi)弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的星系(xì)团所(suǒ)组成，类似(shì)这样的星团(tuán)，它们(men)大部分的普通(tōng)质(zhì)量都(dōu)在星(xīng)系的(de)气体当中。当(dāng)星团以1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时候，星际(jì)气体(tǐ)的相互(hù)作用就会导(dǎo)致温(wēn)度的急(jí)剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在理论上，在(zài)碰(pèng)撞之后，子弹星系团大部分的质(zhì)量将位于所有这(zhè)些气体所在的中间区(qū)域。那么(me)我们通(tōng)过什(shén)么(me)来验证它的质量(liàng)区域(yù)到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜传回了宇宙(zhòu)当中第一(yī)张全(quán)彩(cǎi)的(de)高清照(zhào)片，在照片中(zhōng)我们可以明显地看(kàn)到很多星系似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了(le)什(shén)么问题(tí)，而(ér)是这(zhè)样极遥远的(de)天体和我们地球上的观测者之间。被一个质量(liàng)超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超(chāo)大质量(liàng)的东西的引力(lì)，会(huì)使(shǐ)身后更遥远星系(xì)的(de)光(guāng)都发(fā)生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透(tòu)镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能是超大质量的(de)黑洞或者(zhě)是暗物质(zhì)。

所(suǒ)以(yǐ)当人(rén)们对子(zi)弹星(xīng)系团(tuán)观测(cè)的时候，发现它(tā)的大质量区域(yù)并(bìng)不是在中间，而是在(zài)两(liǎng)侧。所以最好的解释方法(fǎ)就是当星团发生全部的碰撞时，可被观测(cè)到(dào)的质量气体被卡在了(le)中间，暗物(wù)质(zhì)则直接通(tōng)过(guò)了(le)这个区域，并在两边形成了引(yǐn)力透镜(jìng)。对(duì)子弹(dàn)星系团的引力透(tòu)镜研究也(yě)被(bèi)认为是暗物(wù)质存(cún)在的迄(qì)今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年(nián)之后，可见(jiàn)光终于可以畅通无(wú)阻地穿(chuān)越在宇宙当中了。经过了130多(duō)亿年(nián)之后，这些(xiē)光(guāng)在宇宙空间背景(jǐng)上(shàng)留下了各(gè)相同(tóng)性的微波(bō)辐射(shè)。其中红色的部分(fēn)表示温度较高的区(qū)域(yù)，蓝(lán)色则表示(shì)相对较冷的区域，但(dàn)实(shí)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(jǐng)背景分离后的二值图像(xiàng)进行连通域提取(qǔ)和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形看起(qǐ)来不(bù)应该是这样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的幅(fú)度会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背(bèi)景辐(fú)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。这个数字与解释(shì)星系(xì)当中恒星运动所需(xū)要的暗物质比例是一(yī)致的(de)。这就(jiù)意(yì)味着。

用了一个简单的理论(lùn)框架(jià)，就很好地解释了很(hěn)多不同的观测(cè)结果。而(ér)暗物质的本(běn)质(zhì)就(jiù)是宇(yǔ)宙当中存在(zài)着某种类型的粒子，它们不参与任何其(qí)他的电(diàn)磁作(zuò)用，只通过引力来相互作(zuò)用。所以(yǐ)如(rú)果能够(gòu)找到这种(zhǒng)粒(lì)子的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际证(zhèng)据(jù)。这(zhè)种粒子到底是什么？科(kē)学家(jiā)们已经(jīng)提出(chū)了(le)数十种的假想目标(biāo)，而要寻(xún)找这些(xiē)不(bù)同的(de)目标(biāo)粒子所需要(yào)的实(shí)验方式也不相(xiāng)同(tóng)。在过去(qù)的几(jǐ)十年当中，人类为了(le)寻找(zhǎo)这些看不见、摸不到(dào)，几(jǐ)乎不会与常规物(wù)质相互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已经(jīng)进行了超过50次的实验(yàn)，却没有任(rèn)何实质性的发(fā)现，除(chú)了(le)一个(gè)地(dì)方，意大利的(de)格(gé)兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏(cáng)着地球(qiú)上(shàng)最(zuì)大的地学实验(yàn)室，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个三层(céng)楼高的探测器(qì)，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子的周期(qī)性震荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这里的科学(xué)家声称观测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的(de)数据收集，人们(men)发现了一个有趣的事情。探测(cè)率会在每(měi)年(nián)的6月份达(dá)到峰(fēng)值，然(rán)后在(zài)11月(yuè)降到(dào)最低，而(ér)且在20年当中每年都(dōu)是一样(yàng)。一些(xiē)科学家认为这可能是(shì)人类发现暗物质(zhì)的第一个(gè)直接(jiē)证据。

但是(shì)为什么暗(àn)物质(zhì)会产生周期(qī)性的(de)年度信号呢？刚(gāng)才(cái)我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度(dù)围绕(rào)着银(yín)河系进行移动，那(nà)么如果暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意(yì)味着我们也在以这样(yàng)的速度(dù)在穿(chuān)越着暗(àn)物质流(liú)，这个(gè)过程中会产(chǎn)生(shēng)相应(yīng)的振(zhèn)荡(dàng)，同(tóng)时地球又(yòu)以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围(wéi)绕太阳的方(fāng)向(xiàng)与太阳环绕银河系的方(fāng)向是一致的(de)，而另外(wài)半年则与之相反。

而在(zài)6月份的(de)时候(hòu)，地球(qiú)与太阳的方向正好达到完全一致，这是理论上地球穿越(yuè)暗物质(zhì)流最快的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到(dào)了(le)最(zuì)慢值(zhí)。尽(jǐn)管在实际的情况中，太(tài)阳系相(xiāng)对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可以(yǐ)用来解释，研究人员们所观测(cè)到的周期性信(xìn)号。当(dāng)然也可能有其(qí)他的(de)情况，造(zào)成(chéng)这种年度周期信号的差(chà)异也可能(néng)是温度(dù)、湿(shī)度、土壤(rǎng)中的水分、高(gāo)山上的(de)积雪，甚(shèn)至连意大(dà)利游(yóu)客的数量(liàng)也符合这个(gè)周期的规律。

所以(yǐ)，科学(xué)家们(men)又(yòu)在(zài)南(nán)半球建(jiàn)立了一个几(jǐ)乎相同的实验室，这(zhè)里的季(jì)节(jié)与之(zhī)前的实验(yàn)室正(zhèng)好相反，而(ér)在这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗物质(zhì)流的运动特征和第一个实验室是一(yī)样的。

因此，如(rú)果在这里可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成(chéng)为暗物质所存在的非常有(yǒu)力的证据了。但是由于这个(gè)实验室刚(gāng)刚建成不久，所(suǒ)以截至目前还无法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空(kōng)望远(yuǎn)镜(jìng)叫(jiào)做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈勃(bó)望远镜(jìng)相(xiāng)同，但它的宽视场仪器提供的视野是(shì)哈(hā)勃(bó)红外(wài)仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空望(wàng)远镜其中一(yī)个关键的用途(tú)就是(shì)探(tàn)索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实(shí)验室粒子天体物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬(fēn)研究发(fā)现，如果暗物质存在(zài)，它们(men)极有可(kě)能拥有另一种(zhǒng)神(shén)秘的(de)效(xiào)应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生(shēng)命的诞生(shēng)，或者(zhě)说是生命进化的一(yī)个重要因素(sù)。

如(rú)果这一(yī)理论(lùn)得到(dào)进(jìn)一步的证实，那么遍(biàn)布(bù)宇宙当中的(de)暗物质会(huì)不会意味着(zhe)人类并不(bù)孤单(dān)呢？或许在宇宙当中某个(gè)角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的效(xiào)应创(chuàng)造生命。当然，这些(xiē)推(tuī)论的大前提(tí)是要先找到暗物质存在(zài)的实际证(zhèng)据。那(nà)么小(xiǎo)伙(huǒ)伴(bàn)们，你们觉(jué)得暗物质(zhì)到底存不存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持(chí)是(shì)我(wǒ)更新的动力！

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