宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究(jiū)竟是什么？人类为了(le)寻找暗(àn)物(wù)质(zhì)存(cún)在的证据，科(kē)学家们(men)在过去的几(jǐ)十年当中进行了超过(guò)50次(cì)的长期实验(yàn)，但是却没有发现任何的(de)有(yǒu)效(xiào)证据。除了一(yī)个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数(shù)学原理一书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引力定(dìng)律，它揭(jiē)示(shì)了宇(yǔ)宙中天体运(yùn)动的(de)规律。往后的几百年来，当天文(wén)学家(jiā)们发现某(mǒu)些(xiē)天体运行轨道出(chū)现异(yì)常(cháng)，不符(fú)合万有引力定律的时候，他们就会(huì)知道，周(zhōu)围一定有未知的(de)天体通(tōng)过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王(wáng)星运行轨道的(de)异(yì)常，推算并且发现了海王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是(shì)应用万有引力定(dìng)律所取(qǔ)得重大天文(wén)成就的例子。但是这(zhè)些发现都(dōu)是(shì)在(zài)恒(héng)星(xīng)系统的(de)尺(chǐ)度(dù)当中，可当(dāng)我们上升到星系或者是星团的尺度，事(shì)情就(jiù)开始变得(dé)诡异(yì)了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里茨(cí)兹威基正在(zài)研究(jiū)和测量后(hòu)发星系团的质量。这是(shì)一个由数(shù)千个星(xīng)系所(suǒ)组成的巨大(dà)星系团(tuán)，这些星系被(bèi)引力束缚在一起。测量星系(xì)团的质量一(yī)般(bān)会使用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一致(zhì)，就(jiù)可以确定其(qí)质量的范(fàn)围。

第一种(zhǒng)是获(huò)得其"光度学的质(zhì)量"，需要的数据是测量各个(gè)星系的(de)光度。

第二(èr)种是(shì)动力学(xué)质量的计(jì)算，是(shì)利用(yòng)光(guāng)谱红移测(cè)量星(xīng)系团(tuán)中的各个星系相(xiāng)对(duì)于(yú)星(xīng)系团(tuán)的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意(yì)味(wèi)着，后发座(zuò)星系团有99%的(de)质量消失了，或者(zhě)说这99%的(de)质(zhì)量并不以可(kě)见光的形(xíng)式(shì)所存(cún)在，我们无法看到。最诡异的(de)是，在(zài)测量速度的过程(chéng)中，兹(zī)威(wēi)基发现星系(xì)团中很多(duō)星系(xì)的(de)速度比(bǐ)理论上(shàng)要快得多，按照牛顿的(de)运动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系的(de)质量(liàng)所(suǒ)产生的引力是无法(fǎ)将它们束缚在星系团内的(de)，它们早就应(yīng)该被抛出(chū)星(xīng)系(xì)团之外(wài)了，除非有一种神(shén)秘(mì)的力量(liàng)在起作用，这(zhè)种力(lì)量来源于(yú)某种(zhǒng)隐形的物质。

据(jù)此，兹(zī)维(wéi)基(jī)提出了这样(yàng)部分(fēn)不可见的暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部(bù)分(fēn)的(de)质(zhì)量。只(zhǐ)是(shì)当时的人(rén)们(men)对这(zhè)样的一种说(shuō)法(fǎ)不屑(xiè)一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗(àn)物质(zhì)”这个词才(cái)再一(yī)次出现。天文学(xué)家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特在观测仙(xiān)女(nǚ)座星系中(zhōng)的恒(héng)星运动。理论上来(lái)说，距离中心越(yuè)远的恒(héng)星在(zài)其轨道上(shàng)的运行速度就会越慢。但是他们观测的结果(guǒ)却让人(rén)感到不可思议(yì)。

随(suí)着与中心距离(lí)的(de)增加(jiā)，恒(héng)星的(de)旋转速(sù)度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引(yǐn)力定(dìng)律，在星(xīng)系(xì)当中如果没有足够大的(de)质量来吸(xī)引(yǐn)它们(men)，这些(xiē)外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。基(jī)于(yú)这种现(xiàn)象，科(kē)学家(jiā)们会使用一(yī)种相对(duì)标准的方法来解(jiě)释暗物(wù)质的存在，这种方(fāng)法就(jiù)是测量(liàng)星(xīng)系当中气(qì)体在(zài)X轴上(shàng)距离星系中心的距离(lí)，以(yǐ)及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋转速度。如果(guǒ)出现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗(àn)物质的力量进入(rù)其中。

于(yú)是科学家(jiā)们通过射电望远镜测量了距离(lí)星系(xì)中(zhōng)心更远距(jù)离的氢元(yuán)素，发现它(tā)们的旋(xuán)转速度(dù)并不符合牛顿(dùn)的力学定律。我(wǒ)们的太阳系也(yě)不例外，太(tài)阳系位于银河系的第(dì)三(sān)悬臂(bì)之上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律(lǜ)进行计算，太(tài)阳(yáng)系(xì)的(de)运行(xíng)速度应(yīng)该是160千米/秒，但(dàn)实际上(shàng)，太(tài)阳系正(zhèng)在以220千(qiān)米/秒的速度围绕银(yín)河(hé)系旋转，这个实(shí)际速度远远(yuǎn)大于(yú)理(lǐ)论速(sù)度，那(nà)么(me)产生以上这种向(xiàng)心加速度的(de)原因(yīn)很可能就是(shì)存(cún)在着一种我们看(kàn)不到的物(wù)质，是这些暗物质的引力效(xiào)应(yīng)将星m是什么意思性取向(xīng)系聚集在了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越来越多(duō)的研究(jiū)人员开始(shǐ)相(xiāng)信暗(àn)物质的存在(zài)。科学家根据星系(xì)外恒星(xīng)轨道的(de)速度(dù)，估算在星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质量占整(zhěng)个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可(kě)以(yǐ)解释这个现象(xiàng)的原因(yīn)。在一(yī)项新的研究当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效应的遥远(yuǎn)恒星之间(jiān)，也会(huì)出现速度上(shàng)的微(wēi)小差异。另(lìng)外，天文(wén)学家(jiā)还发现了一(yī)个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离地球大(dà)约(yuē)2.5亿光年，大小和银河(hé)系不(bù)多(duō)，但是(shì)星系当中存在的恒星数量却只有银河系的千(qiān)分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系必须存(cún)在暗(àn)物质，否则(zé)就会分崩离(lí)析。但是科学家们(men)使用最先(xiān)进(jìn)的望远镜对其进行(xíng)了(le)40个小时的详细测量(liàng)之(zhī)后，发现星(xīng)系中的恒(héng)星运动是可(kě)以用正常的物质和力学(xué)定(dìng)律来解释的。那么又(yòu)有人提出，也许该星系(xì)的暗(àn)物质，已经被附近的(de)另一个大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有(yǒu)任何星(xīng)系存在。造成这些现象的除了(le)暗(àn)物质(zhì)的假(jiǎ)说之外，另一(yī)种m是什么意思性取向(zhǒng)可(kě)能就(jiù)是人类(lèi)对引(yǐn)力的(de)理解还不(bù)够全(quán)面，引力很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度(dù)中的天体会沿着它们(men)的轨道，按照我们所理解(jiě)的方式运动。但是(shì)上升(shēng)到星系和星团的尺(chǐ)度，引力之(zhī)间(jiān)的相互(hù)作用则是不(bù)同的方式。对于(yú)在(zài)星系团之间的相(xiāng)互作用，科学家还引入(rù)了外部场效(xiào)应(yīng)的(de)概念(niàn)，指的是在数(shù)百(bǎi)万(wàn)光年的规(guī)模上，巨(jù)大的质量(liàng)之间(jiān)会产生(shēng)对彼此(cǐ)特(tè)殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德(dé)理论成立，这意味着我们需要对现(xiàn)在的物理定(dìng)律进行修正，这些发现也让(ràng)很(hěn)多人认(rèn)为暗(àn)物(wù)质假(jiǎ)说理论(lùn)就此终结。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存(cún)在的其他的理论证据，这些(xiē)理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)是蒙德理(lǐ)论所没法解释的(de)“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿(yì)光年的子弹星(xīng)系团，由两(liǎng)个(gè)碰撞的星(xīng)系团所组成，类似这样的(de)星团，它们大部分的普(pǔ)通(tōng)质量都在星系(xì)的气(qì)体当中。当(dāng)星团以1000万公里(lǐ)/小时发生(shēng)碰(pèng)撞(zhuàng)的时候，星际(jì)气体的(de)相互作(zuò)用就会导(dǎo)致温度的(de)急剧升高，速度大(dà)幅降低。所以(yǐ)在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的质量将位于所(suǒ)有这(zhè)些气体(tǐ)所在的中间区域。那么(me)我们(men)通过(guò)什么来验证(zhèng)它m是什么意思性取向(tā)的质(zhì)量区域(yù)到底是(shì)不是集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高(gāo)清照片，在(zài)照片中我(wǒ)们可以明显地看(kàn)到很多星系似乎被拉伸产(chǎn)生了巨大的形变(biàn)。其实这些星系本身并(bìng)不是(shì)真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样(yàng)极遥远(yuǎn)的天体和我们(men)地球上的观测者之间。被一个质(zhì)量超(chāo)级巨(jù)大的天体遮挡，这(zhè)个(gè)超(chāo)大质量的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远星系的(de)光都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨大的(de)天(tiān)体可能(néng)是超大质量(liàng)的黑洞或者是暗物质。

所以当(dāng)人(rén)们对子弹星系(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(yǐ)最(zuì)好的解释方法(fǎ)就是当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可(kě)被观(guān)测(cè)到的质量气体被卡(kǎ)在(zài)了中间(jiān)，暗(àn)物质则(zé)直接通过(guò)了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透(tòu)镜研究(jiū)也被认(rèn)为是(shì)暗物质存在的迄今为止最好的理论证(zhèng)据(jù)。

除此之外，还(hái)有(yǒu)来(lái)自(zì)宇宙(zhòu)当中最古老的光(guāng)。从宇(yǔ)宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可见(jiàn)光终于可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当(dāng)中了(le)。经过(guò)了(le)130多亿年(nián)之后，这(zhè)些光(guāng)在宇宙空间背景上留下了各相同性的微波辐(fú)射(shè)。其(qí)中红色的部分表示温度较高的区域(yù)，蓝色(sè)则表示(shì)相对较冷的区域(yù)，但实际上它们之间的温差只有万(wàn)分之(zhī)一。

科(kē)学家(jiā)们通过对前(qián)景背景分离后(hòu)的二值图像进行连通(tōng)域提取(qǔ)和标记之后发现，如(rú)果(guǒ)宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应该是(shì)这样的，而随着(zhe)暗物(wù)质的(de)增加，一些(xiē)峰值的(de)幅度会减小，才(cái)变得看(kàn)起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景辐(fú)射的测量值，我(wǒ)们需要的暗(àn)物质大约是普通(tōng)物质的5倍(bèi)。这个数字与解释星(xīng)系当中恒星(xīng)运动所(suǒ)需要(yào)的暗物质比例是一致的。这就意(yì)味着。

用了一个(gè)简单的理论(lùn)框架，就很(hěn)好地解释了很多不(bù)同的观测结果(guǒ)。而暗物质(zhì)的本(běn)质(zhì)就是宇(yǔ)宙当中(zhōng)存(cún)在着某种类(lèi)型的(de)粒子，它们不(bù)参(cān)与任何其他(tā)的电(diàn)磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过(guò)引(yǐn)力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相(xiāng)当于找(zhǎo)到了暗(àn)物质(zhì)存在的实际(jì)证据。这种粒子到底是什么？科学家(jiā)们已经提(tí)出了数(shù)十种的假想(xiǎng)目标(biāo)，而要寻找这些(xiē)不同的目(mù)标粒子所需要的(de)实验(yàn)方(fāng)式(shì)也(yě)不相同。在(zài)过去(qù)的几十年当中，人类为了(le)寻(xún)找(zhǎo)这些看不见、摸不到，几(jǐ)乎(hū)不会与(yǔ)常规物(wù)质(zhì)相(xiāng)互作(zuò)用的“暗物质”，科学(xué)家(jiā)们已(yǐ)经进行了超过50次的实验，却没有任(rèn)何(hé)实质性的发现，除(chú)了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏着地球上最大的(de)地(dì)学实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层楼高的探测(cè)器(qì)，一直致力于(yú)寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这里(lǐ)的科(kē)学家声称观测到了某种信号。经过了20多(duō)年的数据(jù)收集，人们(men)发现了一个(gè)有趣的事情(qíng)。探测(cè)率会(huì)在每年的6月份达到峰(fēng)值，然后在11月降(jiàng)到(dào)最(zuì)低，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一些(xiē)科学家认为这可能是人类发现暗(àn)物质的(de)第(dì)一个(gè)直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会产生周(zhōu)期性的(de)年度信(xìn)号呢(ne)？刚才(cái)我(wǒ)们讲了(le)太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒的(de)速度围绕着银河(hé)系进行移(yí)动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙(zhòu)当中(zhōng)，这意味(wèi)着(zhe)我们也(yě)在以(yǐ)这样(yàng)的速(sù)度在穿(chuān)越着(zhe)暗物质(zhì)流，这个过程(chéng)中会产(chǎn)生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半(bàn)年的时间，地(dì)球(qiú)围绕太阳的方向(xiàng)与太阳环绕(rào)银河系的方向是一致的，而另外半(bàn)年则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太(tài)阳的(de)方(fāng)向正好达(dá)到完(wán)全(quán)一致，这是理论(lùn)上地(dì)球穿越暗物(wù)质流最快的时段。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的情(qíng)况中，太阳系相对银河(hé)系的平面呈(chéng)现了60度的(de)倾斜，但是这并(bìng)不影响这个(gè)理论的有效性(xìng)。

因此科学(xué)家认(rèn)为这(zhè)可以用来(lái)解释(shì)，研究人员(yuán)们所观测到的周期性(xìng)信(xìn)号。当然也可能有其(qí)他的情况(kuàng)，造成这(zhè)种年(nián)度周期信号(hào)的差异也(yě)可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积雪(xuě)，甚(shèn)至连意大(dà)利游客的数量也符合这个周期的规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球建(jiàn)立了(le)一个几乎相同(tóng)的实验室，这里(lǐ)的季节(jié)与之前的实验室正好相反，而(ér)在这里，地(dì)球穿过暗(àn)物质流(liú)的运动特征和(hé)第一个实(shí)验室是一样的。

因此(cǐ)，如果在(zài)这里可(kě)以得到相(xiāng)同的信号，就可以成(chéng)为暗物(wù)质所(suǒ)存在的非常有力的证据了。但是由于这个实验室刚刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至目(mù)前还无(wú)法提供相(xiāng)应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希格雷(léi)斯(sī)罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它(tā)的(de)宽视场仪器提供(gōng)的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希格(gé)雷斯罗曼太空望远镜其中一个(gè)关键(jiàn)的用途就(jiù)是探索暗物质(zhì)背后的奥秘(mì)，对于探测(cè)的结果，我们只能拭目以待了。费米(mǐ)实验室粒子天(tiān)体物理(lǐ)中心的科(kē)学家丹琥珀和(hé)贾森斯特(tè)芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另(lìng)一种神秘的效(xiào)应，这(zhè)种(zhǒng)暗(àn)物质效应，会(huì)支持宇(yǔ)宙当中(zhōng)生命的诞(dàn)生，或者(zhě)说(shuō)是生命进化(huà)的一(yī)个重要因素(sù)。

如果这一理论得到进一步(bù)的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不(bù)会意味着人类并不(bù)孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某个(gè)角落的行星上，暗(àn)物质(zhì)正在(zài)通过这(zhè)样的效应创造生命。当然(rán)，这(zhè)些推(tuī)论的大前提(tí)是要(yào)先找到暗物质存在(zài)的实(shí)际(jì)证据。那么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到底(dǐ)存(cún)不(bù)存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 m是什么意思性取向