宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为何(hé)会存在科学无法解释的(de)“暗(àn)物质”？暗物(wù)质(zhì)又(yòu)究竟是(shì)什么(me)？人类为了寻(xún)找暗物质(zhì)存(cún)在的证据(jù)，科(kē)学家(jiā)们在过(guò)去的几(jǐ)十年(nián)当中进行了超(chāo)过(guò)50次的长(zhǎng)期实(shí)验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版(bǎn)的自然(rán)哲学数学(xué)原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体(tǐ)运动的规律。往后的(de)几(jǐ)百年来，当天文学家们(men)发现某些天体运行轨(guǐ)道出现异常，不符合万有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且(qiě)发现了(le)海王(wáng)星的存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是(shì)应用万有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)所取得重大天文成就的例(lì)子。但是这些发现都是(shì)在(zài)恒星系统的尺度(dù)当(dāng)中，可当我们上升到星系(xì)或者是星团的(de)尺度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学(xué)家(jiā)弗(fú)里茨(cí)兹威基(jī)正在研究(jiū)和测量(liàng)后发星系团的质量。这(zhè)是一(yī)个由数(shù)千个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这些星系(xì)被(bèi)引力束缚在一起。测(cè)量星系团的质量一般会使用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就(jiù)可(kě)以确(què)定其质量(liàng)的范(fàn)围。

第一种是获(huò)得其(qí)"光度学的质量(liàng)"，需(xū)要的数(shù)据(jù)是测量各个星(xīng)系(xì)的光度。

第二种是(shì)动力学(xué)质(zhì)量的计算，是利用光谱红移(yí)测量星系团中的各个(gè)星系(xì)相(xiāng)对于星系团(tuán)的(de)运动速度。当测量结果出来之后，兹威基(jī)彻(chè)底懵了相亲对象不回消息算拒绝吗，相亲女拒绝你一般有三种暗示，“动力学(xué)质量”竟然是“光度学(xué)质量(liàng)”的(de)400倍。这意味(wèi)着，后发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不以可(kě)见光的形(xíng)式(shì)所存在，我们无法看到(dào)。最(zuì)诡异的是，在测量速度的过程中，兹(zī)威基发(fā)现星系团中很多星系的(de)速度比理(lǐ)论上要快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系(xì)的(de)质(zhì)量所产生的(de)引力是无法将它们束缚在星(xīng)系团(tuán)内(nèi)的，它们早就应该被抛(pāo)出星系团之外了，除非(fēi)有一种神秘(mì)的(de)力(lì)量在起作用，这种力(lì)量来源于(yú)某(mǒu)种隐形的物(wù)质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分不可(kě)见的暗质，它(tā)不(bù)发散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却占(zhàn)据着宇宙中绝(jué)大部分(fēn)的质量。只是当时的人(rén)们对(duì)这(zhè)样的一种(zhǒng)说法不(bù)屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯特(tè)福特在观测仙女座星系中的(de)恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的(de)恒星(xīng)在其(qí)轨(guǐ)道上的运行(xíng)速度(dù)就会越慢(màn)。但是他们观(guān)测的结果却(què)让人感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增(zēng)加，恒(héng)星的旋转速度几(jǐ)乎保持(chí)不变。可是根据牛顿的万有(yǒu)引力定律，在星(xīng)系当中如果没有足够大的质(zhì)量来吸引(yǐn)它们(men)，这(zhè)些(xiē)外围的(de)恒星(xīng)早就(jiù)被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家(jiā)们会(huì)使用一(yī)种(zhǒng)相对标(biāo)准的方法来解释暗物质的存在，这种方法就是测量星系当中气(qì)体在X轴上距离星系(xì)中心(xīn)的(de)距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速(sù)度。如果出现(xiàn)异常(cháng)的(de)结果，就(jiù)认(rèn)为是由暗(àn)物质的(相亲对象不回消息算拒绝吗，相亲女拒绝你一般有三种暗示de)力量进入其中。

于(yú)是科(kē)学家(jiā)们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离的氢元素，发现它们的旋(xuán)转速度并(bìng)不符合(hé)牛顿(dùn)的力学定律。我们的(de)太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银河系的第三悬(xuán)臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定律进行计(jì)算，太阳系的(de)运(yùn)行速度应该(gāi)是(shì)160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上，太阳系正在以220千米/秒的速(sù)度围(wéi)绕(rào)银河系旋转，这个(gè)实(shí)际速(sù)度远(yuǎn)远(yuǎn)大(dà)于理论(lùn)速度，那么产生以上这种向心加速度的原因很可能就是存在着一种(zhǒng)我们看(kàn)不(bù)到的物质，是这些暗物质的(de)引力效应将(jiāng)星系(xì)聚(jù)集在了(le)一(yī)起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的(de)研究人员开始相信暗物(wù)质的(de)存在。科学家根(gēn)据星系外恒星轨道的(de)速度，估算在星系当中暗(àn)物(wù)质的质量占(zhàn)整(zhěng)个星(xīng)系质量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物(wù)质(zhì)并(bìng)不是唯一可以解释这个现象的原(yuán)因。在一(yī)项(xiàng)新(xīn)的研究当(dāng)中，科学家们(men)发现(xiàn)，几乎(hū)没有引力效(xiào)应的遥远恒(héng)星之间，也(yě)会(huì)出现(xiàn)速(sù)度上的微小差异。另(lìng)外，天文学家还发现了一个反常的星(xīng)系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系(xì)距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多(duō)，但是星系(xì)当中(zhōng)存在的恒星数量却只(zhǐ)有银河系的千分(fēn)之一。

所(suǒ)以在理论(lùn)上，该星系必(bì)须存在暗物质，否则(zé)就会分(fēn)崩离析(xī)。但是科学家们使用最(zuì)先(xiān)进(jìn)的望远(yuǎn)镜对(duì)其进行(xíng)了40个小时的详(xiáng)细测量(liàng)之后，发(fā)现星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动是可以用正常(cháng)的物质和力学定律来(lái)解(jiě)释(shì)的。那么又有人提出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经被附(fù)近的另(lìng)一个大星(xīng)系剥离了(le)。奇怪(guài)的是，它的附近没有(yǒu)任何星系存在。造成这(zhè)些(xiē)现象的(de)除了(le)暗物质的假说之外，另一种可(kě)能(néng)就是人类对引力的(de)理(lǐ)解还不够全(quán)面，引力(lì)很(hěn)可能(néng)在不同尺度空间中的工作方式是不同(tóng)的(de)，这意味着在行星(xīng)系尺(chǐ)度中的(de)天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式(shì)运(yùn)动。但(dàn)是上升到星系和星(xīng)团的尺度(dù)，引力之间(jiān)的相(xiāng)互(hù)作用则是不同的(de)方式。对于在(zài)星系(xì)团之间的相互作用，科学家还引入了外(wài)部场(chǎng)效(xiào)应的(de)概念，指的(de)是在数百万光年(nián)的规模上，巨大的质量(liàng)之间(jiān)会产生对彼(bǐ)此特殊的(de)效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的物(wù)理定律进行修正，这些发现也让很多人认为暗物质假说理论就(jiù)此终结。但是在宇宙当(dāng)中(zhōng)还(hái)有关于暗物质(zhì)存在的其他(tā)的(de)理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释的“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组成，类(lèi)似这(zhè)样的星(xīng)团，它(tā)们大部分的普通质量都在星(xīng)系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里(lǐ)/小时发生碰撞(zhuàng)的(de)时候(hòu)，星际气体的相(xiāng)互(hù)作用(yòng)就会导(dǎo)致温(wēn)度(dù)的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团大部分(fēn)的(de)质量将位于所(suǒ)有这些(xiē)气体所(suǒ)在的中间区域。那么我们(men)通过什么来验证它的(de)质量区域(yù)到底(dǐ)是不(bù)是集(jí)中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了(le)宇宙当中第一(yī)张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我们(men)可以明显地看到很多星系(xì)似(shì)乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨大(dà)的形变。其实这(zhè)些星系本(běn)身并不是真(zhēn)的(de)被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出了什么(me)问(wèn)题，而是这样(yàng)极遥远的天(tiān)体(tǐ)和(hé)我们地球上(shàng)的观测者之间。被一个质(zhì)量(liàng)超(chāo)级巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质量(liàng)的东西的引(yǐn)力，会(huì)使身后更遥远(yuǎn)星系的(de)光都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大的天体可能(néng)是超(chāo)大质量的(de)黑洞或(huò)者是暗物(wù)质。

所以当人(rén)们对(duì)子弹星系团观测的(de)时候，发(fā)现它的大(dà)质量(liàng)区域并不是(shì)在中间，而(ér)是在两侧。所以(yǐ)最好的解(jiě)释方法就是当(dāng)星团发生(shēng)全部的碰(pèng)撞时，可被观测到的(de)质量气体被卡在(zài)了中间，暗物质则直接通过了这个区域(yù)，并在两边形成(chéng)了引(yǐn)力透(tòu)镜。对子(zi)弹(dàn)星系团的(de)引力透镜(jìng)研(yán)究也被认为是(shì)暗物质存在的迄今为止最好的(de)理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可(kě)以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过(guò)了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留下(xià)了(le)各相同(tóng)性的微波辐射。其中红(hóng)色(sè)的部(bù)分(fēn)表示温度较高的区域(yù)，蓝色则表示相对(duì)较冷的区域，但实(shí)际上它们之间的温差(chà)只有(yǒu)万分(fēn)之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背景(jǐng)分离后的二值图像(xiàng)进行连通(tōng)域提取和标(biāo)记(jì)之后发现，如果宇宙当中没(méi)有暗物(wù)质，图形看起来(lái)不(bù)应该是(shì)这样的，而随着暗物质(zhì)的增加(jiā)，一些峰值(zhí)的幅度会减小，才变(biàn)得(dé)看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景辐射的测(cè)量值(zhí)，我们需要的暗物质大约(yuē)是普通物质(zhì)的(de)5倍。这个数字(zì)与解释星系当中恒(héng)星运(yùn)动所需(xū)要的(de)暗物质比例(lì)是一致的。这就(jiù)意(yì)味着(zhe)。

用了一(yī)个简单的理论(lùn)框架(jià)，就很好地解(jiě)释了很多不同的观(guān)测结(jié)果(guǒ)。而暗物质的本质就(jiù)是宇宙当中存在(zài)着某种类型的粒子，它们不参与(yǔ)任何其(qí)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(zhè)种粒(lì)子的(de)存在，就相(xiāng)当于找到(dào)了暗物质存(cún)在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到(dào)底是(shì)什么？科学家们(men)已经提(tí)出了数十种的假想目标(biāo)，而(ér)要寻找这些不同的目标粒子(zi)所需要(yào)的实验方式也不相(xiāng)同。在过去的(de)几十年当(dāng)中，人类为了寻(xún)找这些(xiē)看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规物质相互(hù)作用的“暗物质(zhì)”，科学家们(men)已(yǐ)经(jīng)进行(xíng)了超过(guò)50次的实验，却(què)没有任何实质性的发(fā)现，除了一个(gè)地方(fāng)，意(yì)大利的(de)格(gé)兰萨(sà)索山，隶属于(yú)阿(ā)尔卑斯山(shān)脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏(cáng)着地球上最大(dà)的地学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力(lì)于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里(lǐ)的(de)科学家声称观(guān)测到了某种信号。经(jīng)过了20多(duō)年的(de)数据(jù)收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率会(huì)在每年的6月份达到峰值(zhí)，然后在11月降到(dào)最低，而且(qiě)在20年当中每(měi)年都是(shì)一样。一些科学家认为这可能是人(rén)类(lèi)发现暗物质的第一个(gè)直接证据。

但是为什(shén)么暗物质会产(chǎn)生周期性的年度信号呢？刚才我们(men)讲(jiǎng)了(le)太阳系正(zhèng)在以220公里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕着银河系进行移(yí)动，那(nà)么如果暗物质存在(zài)宇宙当中(zhōng)，这意味着我(wǒ)们也在以这样的速度在穿(chuān)越着暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相(xiāng)应(yīng)的振(zhèn)荡(dàng)，同时(shí)地球又以30公里/秒的(de)速度(dù)围绕太(tài)阳(yáng)进行旋转。所以(yǐ)有半(bàn)年的时间(jiān)，地(dì)球围绕(rào)太阳的方向与太阳环绕银河(hé)系的(de)方(fāng)向是一致的，而另外(wài)半年则与之相反。

而在(zài)6月份的时(shí)候，地(dì)球与太阳的方向正好(hǎo)达到完全(quán)一致，这是理论(lùn)上地球穿越(yuè)暗物(wù)质流(liú)最快的时段。而在11月份，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管(guǎn)在(zài)实际的情况中，太阳(yáng)系相对银(yín)河(hé)系(xì)的平面呈现了60度(dù)的倾斜，但(dàn)是这并不影(yǐng)响这个(gè)理论的有效性。

因此科学家认(rèn)为这可以用(yòng)来解释，研(yán)究(jiū)人员们所观测到的周期性信号。当然(rán)也可能有其他的(de)情(qíng)况，造成这种年度周期(qī)信号的(de)差异也可能(néng)是温度(dù)、湿度(dù)、土壤中(zhōng)的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至连意(yì)大利游客的(de)数量也符合(hé)这个周(zhōu)期的规律。

所(suǒ)以，科(kē)学家们又在(zài)南(nán)半球(qiú)建立了一(yī)个几乎(hū)相同的(de)实验室，这里的季节与(yǔ)之前的实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流(liú)的运(yùn)动特征和第一个实验室是(shì)一样的。

因此，如果在(zài)这里可(kě)以得到相(xiāng)同的信号(hào)，就可以成为暗物质(zhì)所存在的非常有力(lì)的(de)证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建成不久(jiǔ)，所以截至目前还(hái)无法提(tí)供相应的数(shù)据(jù)支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它(tā)的主镜大小跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相同，但它的(de)宽视场仪器(qì)提(tí)供的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其中一个(gè)关(guān)键的用途就是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于探(tàn)测(cè)的结果(guǒ)，我(wǒ)们只(zhǐ)能(néng)拭目以待了。费米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬研究(jiū)发现，如(rú)果暗物质存在，它们极有(yǒu)可能拥有另(lìng)一种神秘的效(xiào)应，这(zhè)种(zhǒng)暗物质效应，会支持(chí)宇宙当(dāng)中(zhōng)生命的诞生，或者(zhě)说是(shì)生命进化的一个(gè)重要因(yīn)素。

如(rú)果这一理(lǐ)论得(dé)到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物质(zhì)会不(bù)会意味着人类并(bìng)不(bù)孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某(mǒu)个角落的行星上，暗(àn)物质正在通过这样的效应创造生(shēng)命。当(dāng)然，这些推论的(de)大前提(tí)是要先找(zhǎo)到暗物(wù)质存(cún)在的实际证据。那(nà)么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动(dòng)力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 相亲对象不回消息算拒绝吗，相亲女拒绝你一般有三种暗示