宇宙是(shì)“人为制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟(jìng)是什么？人(rén)类(lèi)为了寻(xún)找(zhǎo)暗物(wù)质(zhì)存在的证据，科学家(jiā)们在(zài)过去的几十年当中进行了(le)超过50次的长期实验，但是却(què)没有发(fā)现(xiàn)任何的有效证(zhèng)据。除了(le)一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万(wàn)有引力(lì)定律，它揭示(shì)了(le)宇宙中天体运动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天文学家们发现(xiàn)某些天(tiān)体(tǐ)运行轨(guǐ)道出现异常，不符合(hé)万有引力定律(lǜ)的时候，他们(men)就会知道，周围一定(dìng)有未知的(de)天体通过引(yǐn)力(lì)在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运行轨道(dào)的异常，推算(suàn)并且发(fā)现(xiàn)了海王星的存(cún)在。另(lìng)外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发(fā)现都(dōu)是应用万(wàn)有引力定(dìng)律所(suǒ)取得重(zhòng)大天文成(chéng)就(jiù)的(de)例子(zi)。但是这(zhè)些发现都是(shì)在(zài)恒星(xīng)系统(tǒng)的尺(chǐ)度当中，可当我们上升到星系或者是星团(tuán)的尺度，事情就开始变(biàn)得诡异(yì)了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹威基正在研究和(hé)测量后发星系团的质量。这是一个(gè)由(yóu)数千个星系所(suǒ)组成的(de)巨大星(xīng)系团，这些星(xīng)系被引(yǐn)力束缚(fù)在一起。测量(liàng)星系团的质量一般会使用到(dào)两种方法，当两种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)结果(guǒ)一致(zhì)，就可以(yǐ)确定其(qí)质量(liàng)的范围。

第一种(zhǒng)是(shì)获得其(qí)"光度学的质量"，需要的数据是测(cè)量各个星系的光度。

第(dì)二种是(shì)动力学质量(liàng)的计算，是利用光谱红移测(cè)量星系团中(zhōng)的各个星系相对于星(xīng)系团的运动速度(dù)。当测(cè)量结果出来之后，兹威基彻底懵了(le)，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质量”的(de)400倍。这意味着，后发(fā)座(zuò)星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不(bù)以可见光的形式所(suǒ)存在，我们无法看到(dào)。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基发现星系(xì)团(tuán)中(zhōng)很多星系的速度比(bǐ)理(lǐ)论上要(yào)快得多，按(àn)照牛顿(dùn)的运(yùn)动(dòng)学定(dìng)律，仅靠这些可见星系的质量(liàng)所产生的引(yǐn)力(lì)是无法将(jiāng)它(tā)们束缚在(zài)星系(xì)团内的，它们早(zǎo)就应该(gāi)被抛出(chū)星系团之外了，除非有一种神秘的力(lì)量在起作用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可(kě)见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光(guāng)，但是它(tā)们(men)却占(zhàn)据着宇宙中绝大(dà)部分(fēn)的(de)质量。只(zhǐ)是皇太极的父皇是谁，清朝历代帝王顺序表当时(shí)的人们对(duì)这样的(de)一种(zhǒng)说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才再一次出(chū)现(xiàn)。天(tiān)文学家(jiā)维拉(lā)鲁宾和肯特(tè)福(fú)特(tè)在观测(cè)仙女(nǚ)座星系中(zhōng)的(de)恒星运动。理论(lùn)上(shàng)来说，距离中心越远的(de)恒星在(zài)其(qí)轨道上的运(yùn)行速度就会越(yuè)慢(màn)。但是他(tā)们(men)观测的结(jié)果(guǒ)却让(ràng)人(rén)感到不可思(sī)议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持(chí)不变。可(kě)是根据牛顿的(de)万有引力定律，在星系当中如(rú)果没有足够大的(de)质(zhì)量(liàng)来吸引它们，这些(xiē)外围的恒星(xīng)早就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙当中了(le)。基于这种(zhǒng)现象，科学家们会使用一种相对(duì)标准的方法来解释暗(àn)物(wù)质(zhì)的(de)存(cún)在(zài)，这种方法就是测量星系当中(zhōng)气体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果出(chū)现异常的结果，就认为是由暗物质的力量(liàng)进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测(cè)量(liàng)了距离星系中心(xīn)更远(yuǎn)距离的(de)氢元素，发现它(tā)们的旋转(zhuǎn)速度并不符(fú)合牛(niú)顿的(de)力学定律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳系也(yě)不例外，太阳系位于银(yín)河系的第三悬臂之(zhī)上，距离(lí)银河系中心2.6万光(guāng)年，根据万(wàn)有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的运行速(sù)度(dù)应(yīng)该是160千米/秒，但实(shí)际(jì)上，太阳(yáng)系正在以(yǐ)220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银河系旋转，这个实际(jì)速(sù)度远远大于理论速度(dù)，那么产生以上这种向心(xīn)加速度(dù)的原因很可能就是存在着一种我们看不到的物(wù)质，是这些(xiē)暗物质(zhì)的引力效应将星(xīng)系聚集在(zài)了一起。

也(yě)是从(cóng)这时开(kāi)始，越来越多的研究人(rén)员开始(shǐ)相信暗物质(zhì)的(de)存(cún)在(zài)。科学家根据星系外恒星轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物质的(de)质量占整个星系(xì)质量的(de)85%。但(dàn)是，暗物质(zhì)并不是唯(wéi)一可以解释这个现象的原因。在一项新的(de)研究当中，科(kē)学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应的(de)遥远(yuǎn)恒星之间，也会出(chū)现(xiàn)速度上的(de)微小差异。另外，天文学家还(hái)发现了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是(shì)星系当中存在(zài)的恒星数量却只有银(yín)河系的千(qiān)分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系(xì)必须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离析(xī)。但是科(kē)学家(jiā)们使用最(zuì)先进的望远镜(jìng)对其进(jìn)行了40个小时(shí)的(de)详细测量之后，发现星(xīng)系中的恒星运(yùn)动是可以用正常的物质和力学定律来解释的(de)。那么又有人(rén)提出(chū)，也许该星系的暗物质，已经被附(fù)近的(de)另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的(de)是，它(tā)的(de)附近没有任(rèn)何星系存(cún)在。造(zào)成(chéng)这些现象的除了暗物质的假(jiǎ)说之(zhī)外，另(lìng)一种可(kě)能就是人类对引力(lì)的理解还不够全(quán)面(miàn)，引力很可能(néng)在不同尺度(dù)空间中的工作方(fāng)式是不(bù)同的(de)，这(zhè)意(yì)味着在行(xíng)星(xīng)系尺度中的天(tiān)体(tǐ)会沿(yán)着它们(men)的(de)轨道，按(àn)照我们所理解的方(fāng)式运(yùn)动(dòng)。但是上升(shēng)到星系和星团的(de)尺度，引力之间的相(xiāng)互作用(yòng)则是不同的方式。对(duì)于(yú)在星(xīng)系团之间的相互作用，科学家还引入了(le)外部场(chǎng)效应的概念，指的是在数百万光年的(de)规模上，巨大的质(zhì)量之间会产生对彼此特(tè)殊(shū)的效果，这个(gè)理(lǐ)论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味(wèi)着(zhe)我们(men)需要对(duì)现在的物理定律进行(xíng)修正，这(zhè)些(xiē)发现也让很(hěn)多人认为暗物质假说理论就此终结。但(dàn)是在宇(yǔ)宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的(de)其(qí)他的理论(lùn)证据，这些理论证据是(shì)蒙(méng)德(dé)理论所(suǒ)没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大(dà)部分的(de)普通质量(liàng)都(dōu)在星系的气体当中(zhōng)。当星团以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生(shēng)碰撞的时候(hòu)，星际气体(tǐ)的(de)相互(hù)作用就会(huì)导致温度的(de)急(jí)剧(jù)升(shēng)高，速度(dù)大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后(hòu)，子(zi)弹星系团大(dà)部分的质量将位(wèi)于(yú)所有(yǒu)这些气体(tǐ)所(suǒ)在的中间区域。那么(me)我(wǒ)们通过什(shén)么来验证它的质量区域到(dào)底是不是集(jí)中在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远镜传回了宇宙当中第一张全彩(cǎi)的高清照片，在(zài)照片中(zhōng)我们可(kě)以(yǐ)明显地看到很(hěn)多星系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的形变。其实这(zhè)些星系本身并不是真的(de)被扭曲了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我们(men)地球上的观(guān)测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超(chāo)大(dà)质量的东西的引力，会(huì)使身后更遥远星(xīng)系(xì)的光都发(fā)生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天体(tǐ)可(kě)能是超大质(zhì)量的黑洞或者是暗(àn)物质。

所(suǒ)以(yǐ)当人们对(duì)子(zi)弹星(xīng)系团观测的时候，发(fā)现它的大质量区域并不(bù)是(shì)在中间，而(ér)是在两侧(cè)。所(suǒ)以最(zuì)好的解(jiě)释方法就是当星团发生全部的碰撞时(shí)，可被观测到的质量气(qì)体(tǐ)被卡在(zài)了中(zhōng)间，暗(àn)物质(zhì)则(zé)直(zhí)接通过了这个区域，并在两边形(xíng)成了引(yǐn)力透(tòu)镜。对(duì)子弹(dàn)星系(xì)团的引力透镜研究也被(bèi)认(rèn)为是暗物质存在的(de)迄今为止最好的理论证据(jù)。

皇太极的父皇是谁，清朝历代帝王顺序表src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/3b484d043bd3430.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

除(chú)此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中(zhōng)最(zuì)古老的(de)光。从宇宙(zhòu)大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背景上留下了各相同性的微波(bō)辐射。其(qí)中红色的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝(lán)色(sè)则(zé)表示相对(duì)较冷的区域(yù)，但实(shí)际上它们之间的温差只有万分之(zhī)一(yī)。

科学家们(men)通过对前景(jǐng)背(bèi)景分离后的二(èr)值图像进(jìn)行连通域(yù)提取和标记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应该是这(zhè)样的，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇(yǔ)宙(zhòu)微波背景辐射(shè)的测量值，我们(men)需要的(de)暗物质大约是普通物(wù)质(zhì)的5倍。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星(xīng)运动所(suǒ)需要的(de)暗物质比例是一致(zhì)的。这就(jiù)意(yì)味着。

用了一个简单的理论(lùn)框(kuāng)架，就(jiù)很好地解(jiě)释(shì)了很多不同的观(guān)测(cè)结果。而暗物质的(de)本质(zhì)就是宇宙当中存在着某种类(lèi)型的(de)粒子(zi)，它们不参与任何(hé)其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所(suǒ)以如(rú)果能够找到这种粒子的(de)存在，就(jiù)相当于找到了(le)暗(àn)物质存(cún)在的(de)实际证据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底是什么？科学家们已经提出了数十种的假想目标，而(ér)要寻找这些不(bù)同(tóng)的(de)目标(biāo)粒子(zi)所需要的实验方式也不相同。在过去的几十(shí)年当(dāng)中(zhōng)，人类(lèi)为了(le)寻找(zhǎo)这些(xiē)看不见(jiàn)、摸不到(dào)，几乎不(bù)会与(yǔ)常(cháng)规物质相互(hù)作用的(de)“暗物质”，科学家(jiā)们已经进(jìn)行了超过50次(cì)的实验，却没(méi)有任何(hé)实质性的(de)发(fā)现，除了一个地方，意大利的格(gé)兰(lán)萨索山，隶(lì)属(shǔ)于(yú)阿(ā)尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下(xià)矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学实验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个(gè)三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗(àn)物质(zhì)粒子的周(zhōu)期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称观测到了(le)某种(zhǒng)信(xìn)号。经过(guò)了20多(duō)年(nián)的(de)数(shù)据收(shōu)集，人们发(fā)现(xiàn)了一(yī)个(gè)有趣的事情。探(tàn)测(cè)率会在每年的(de)6月份达到峰值，然后(hòu)在(zài)11月降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年(nián)都是一样(yàng)。一些科学(xué)家认(rèn)为这可能是(shì)人(rén)类发现暗(àn)物质的第一个直(zhí)接证据(jù)。

但(dàn)是为(wèi)什(shén)么暗(àn)物质会产生周期性的年度(dù)信号呢？刚才我们讲了太阳系正在(zài)以220公里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕(rào)着(zhe)银河系进行(xíng)移动，那(nà)么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意味着我们也(yě)在以(yǐ)这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流，这个(gè)过程中会产生相(xiāng)应的振荡(dàng)，同时地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳进(jìn)行旋转。所以有(yǒu)半年(nián)的(de)时间，地(dì)球围绕太(tài)阳的(de)方向(xiàng)与太阳环绕银(yín)河系的方向是一致(zhì)的，而另(lìng)外半年(nián)则与(yǔ)之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳(yáng)的方向正好达(dá)到(dào)完(wán)全一(yī)致，这是理论上(shàng)地球(qiú)穿越暗(àn)物质流最快的(de)时段。而在(zài)11月份(fèn)，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管(guǎn)在实际(jì)的情况(kuàng)中，太阳系相(xiāng)对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影响这个理论的(de)有(yǒu)效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用(yòng)来解释，研究人员们所观测到的周(zhōu)期性信号。当然(rán)也可能(néng)有(yǒu)其他的情(qíng)况，造(zào)成(chéng)这(zhè)种年度周期信号的差异(yì)也(yě)可能(néng)是温度(dù)、湿(shī)度、土壤中的(de)水分(fēn)、高(gāo)山上的(de)积雪，甚(shèn)至连意大利游客的数量也符合这个周期的规律。

所以，科(kē)学家们又在南半球建立了一个几乎(hū)相同的实验室，这里的季节与之(zhī)前的实验室正(zhèng)好相反，而在(zài)这(zhè)里，地球穿(chuān)过暗物质流的运动特征和(hé)第一(yī)个实验(yàn)室是一样的。

因此，如(rú)果(guǒ)在这里可以(yǐ)得到相同的信号(hào)，就可以成为暗物质所存(cún)在的非(fēi)常有力的(de)证据了。但是由(yóu)于(yú)这个实(shí)验(yàn)室刚刚建成不久(jiǔ)，所以(yǐ)截至目前还无法提供相应的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新(xīn)的望(wàng)远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷(léi)斯(sī)罗曼”，它(tā)的(de)主(zhǔ)镜大小跟哈(hā)勃(bó)望远镜(jìng)相同，但它(tā)的宽视场(chǎng)仪器提供的视野是哈勃红(hóng)外仪(yí)器(qì)的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用(yòng)途(tú)就(jiù)是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭(shì)目以待了。费米实验(yàn)室(shì)粒子(zi)天(tiān)体(tǐ)物理中心的(de)科(kē)学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研(yán)究(jiū)发现(xiàn)，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神秘的效应，这(zhè)种暗物质效应(yīng)，会支持(chí)宇宙当中生命的诞生，或(huò)者说是生命进化的一个(gè)重(zhòng)要因(yīn)素(sù)。

如果这一理论得到进一步的证实，那么(me)遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不会意味着人类并不孤(gū)单呢？或许(xǔ)在宇宙当中某个(gè)角落(luò)的(de)行星上，暗(àn)物(wù)质(zhì)正在通(tōng)过这(zhè)样(yàng)的(de)效应创(chuàng)造生命。当(dāng)然，这(zhè)些推论的大前(qián)提是要先找(zhǎo)到(dào)暗物质(zhì)存在的(de)实际证据(jù)。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉得(dé)暗物(wù)质到底存不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的(de)支持(chí)是我(wǒ)更(gèng)新的动力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 皇太极的父皇是谁，清朝历代帝王顺序表