宇宙是(shì)“人为制造”的(de)？为何会(huì)存在科学无法解释的(de)“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是(shì)什(shén)么(me)？人类为了寻找暗物质存在的(de)证据(jù)，科学(xué)家们在过去的几十年当(dāng)中进行了超过(guò)50次的(de)长期实验，但是却没(méi)有发(fā)现(xiàn)任何(hé)的(de)有效证据(jù)。除了一个地方，在1687年出版的(de)自(zì)然(rán)哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运(yùn)动的(de)规律。往后的几百年(nián)来，当天文学(xué)家们发现某些天体运行轨道出现异常，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就会(huì)知(zhī)道，周围一定有未知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星(xīng)运行轨道(dào)的异常，推算并且发(fā)现了(le)海(hǎi)王星(xīng)的存(cún)在。另(lìng)外，哈(hā)雷彗星(xīng)、冥王星的(de)发(fā)现都是应用(yòng)万有引力定律所取得重大天文(wén)成就(jiù)的例子。但是这些发现都是在恒星系统(tǒng)的尺度(dù)当中，可当我们上(shàng)升到星系或者是星团的尺度，事(shì)情就开(kāi)始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理(lǐ)学家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的(de)质(zhì)量。这是一个由数(shù)千个星系(xì)所组成的(de)巨大(dà)星系团，这(zhè)些星系(xì)被引力束缚(fù)在(zài)一起。测量星系团的质(zhì)量一般会使用到两种方法，当两种方(fāng)法(fǎ)结果一致(zhì)，就可以确定其(qí)质量的(de)范围。

第一(yī)种是获得(dé)其"光度学的质量"，需要的数据(jù)是测量各(gè)个星系的光度。

第二种是动(dòng)力学质量的计算，是利用光谱红移测(cè)量星系团(tuán)中的(de)各个星系相对(duì)于星系团的运(yùn)动速(sù)度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟(jìng)然是“光度学质量(liàng)”的(de)400倍(bèi)。这意(yì)味(wèi)着，后发座(zuò)星系团有99%的(de)质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不以(yǐ)可(kě)见(jiàn)光的形式(shì)所存在，我们(men)无法看到。最诡异的是，在测量速(sù)度的过程中，兹威基(jī)发现星系团中很多星系的速度比(bǐ)理论(lùn)上要快得多，按照牛顿(dùn)的运(yùn)动学定律，仅(jǐn)靠这些可见星(xīng)系的质量所(suǒ)产生的引(yǐn)力是无法将它们束缚(fù)在星系(xì)团(tuán)内的(de)，它们早就应该被抛出(chū)星系(xì)团之外了，除非有一(yī)种神秘的力(lì)量(liàng)在起作(zuò)用，这(zhè)种(zhǒng)力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基(jī)提出了(le)这样部(bù)分不可见(jiàn)的暗(àn)质，它(tā)不(bù)发散(sàn)光、吸光、反射光(guāng)，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对这样的(de)一(yī)种说(shuō)法不屑(xiè)一顾。

直到(dào)40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文(wén)学家维拉鲁宾(bīn)和肯(kěn)特福(fú)特在观测仙女座星系中的(de)恒星运动(dòng)。理(lǐ)论上(shàng)来说，距离(lí)中(zhōng)心越远的恒星在其(qí)轨道上的运行速度就会(huì)越(yuè)慢。但是(shì)他们(men)观(guān)测的结果却(què)让人(rén)感到(dào)不可思(sī)议(yì)。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持(chí)不变。可是根(gēn)据牛(niú)顿的万有引力(lì)定(dìng)律(lǜ)，在星(xīng)系当中(zhōng)如果没有足够大的质量来(lái)吸引(yǐn)它们，这些外围的(de)恒(héng)星早(zǎo)就被甩(shuǎi)到(dào)宇宙当中(zhōng)了。基于这种现(xiàn)象(xiàng)，科学家(jiā)们会(huì)使用(yòng)一种相对标准的方法来解释(shì)暗物质的(de)存(cún)在，这(zhè)种方法就是测(cè)量星系当中气体(tǐ)在X轴上距(jù)离(lí)星系中心(xīn)的(de)距离(lí)，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出现异(yì)常的结果，就认为(wèi)是由暗物质的力量进入(rù)其中(zhōng)。

于是科学(xué)家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距(jù)离(lí)星系中心更远距离的氢元素，发现它们的旋转速度并不符合牛(niú)顿的力学定律。我们的太阳系也不例外，太(tài)阳系位于银(yín)河系(xì)的第三悬臂(bì)之上，距离(lí)银河(hé)系中心(xīn)2.6万光(guāng)年，根据(jù)万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运(yùn)行(xíng)速度应该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银(yín)河系旋转，这个(gè)实际速(sù)度(dù)远远大于理(lǐ)论(lùn)速度，那(nà)么产生以上这(zhè)种(zhǒng)向心加速度(dù)的原因(yīn)很可能(néng)就是(shì)存(cún)在着一种我们看不到(dào)的(de)物质，是这些暗(àn)物质的引力(lì)效应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从这(zhè)时(shí)开始，越来越多(duō)的研究人员(yuán)开始相信暗物(wù)质(zhì)的存(cún)在。科学家根据星系外恒星轨道(dào)的(de)速度，估算在星系当中(zhōng)暗物质的质量占(zhàn)整(zhěng)个星系(xì)质量的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一(yī)可以(yǐ)解释这(zhè)个现象的原(yuán)因。在(zài)一项(xiàng)新的(de)研(yán)究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引(yǐn)力(lì)效应的遥远恒(héng)星之(zhī)间(jiān)，也会出现速度(dù)上的微小(xiǎo)差异。另外，天(tiān)文(wén)学家还发现了一个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地(dì)球大(dà)约(yuē)2.5亿(yì)光年，大(dà)小(xiǎo)和(hé)银河(hé)系不多(duō)，但是星系(xì)当(dāng)中存在的恒星数(shù)量却(què)槟榔戒一年脸会恢复吗，槟榔戒一年脸会恢复吗改套餐不能恢复以前套餐只有银河系的(de)千(qiān)分之(zhī)一。

所以在理(lǐ)论(lùn)上，该星系必须存在暗物质，否则就会分(fēn)崩离(lí)析。但是科学(xué)家(jiā)们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的(de)详细测(cè)量之后(hòu)，发现(xiàn)星系(xì)中的恒星运动是可(kě)以用(yòng)正(zhèng)常的物质和力学定律来解释的。那么又有人(rén)提(tí)出(chū)，也许该星系的(de)暗(àn)物质，已经(jīng)被(bèi)附近的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的(de)是，它的附近没有任何星系存(cún)在。造成这些现象的(de)除(chú)了暗物质的假说(shuō)之外(wài)，另一种可(kě)能(néng)就是(shì)人(rén)类对引力的理解(jiě)还不够全面，引力很可(kě)能在不同尺度(dù)空(kōng)间中的工作方式是不同的(de)，这意味(wèi)着在行(xíng)星系(xì)尺(chǐ)度(dù)中的(de)天体会沿着它们的(de)轨(guǐ)道，按照我们所理解(jiě)的方式(shì)运动(dòng)。但是上升(shēng)到星系和(hé)星团(tuán)的尺度，引力之间的相互作用则是不同的方(fāng)式(shì)。对于在星(xīng)系团之间(jiān)的相互作用，科学家(jiā)还引(yǐn)入了外部场效应(yīng)的概(gài)念，指的是在(zài)数百万光年的规模上，巨大(dà)的质量之间会产生对彼此(cǐ)特(tè)殊的(de)效果，这(zhè)个(gè)理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如(rú)果(guǒ)MOND蒙(méng)德理(lǐ)论成立，这意(yì)味着我(wǒ)们需要对现在(zài)的物理定律进(jìn)行(xíng)修正，这些(xiē)发现也让很多人认为(wèi)暗物质假说理论就(jiù)此终结(jié)。但是在宇宙当中还有关于(yú)暗物质(zhì)存在的其他(tā)的理论(lùn)证据，这(zhè)些理(lǐ)论证据是蒙德理论所没(méi)法解释的“引力透(tòu)镜”。

径(jìng)向距离为(wèi)37亿(yì)光(guāng)年的(de)子弹星系团，由两个(gè)碰(pèng)撞(zhuàng)的星系团(tuán)所组成(chéng)，类(lèi)似这(zhè)样的星团(tuán)，它(tā)们大部分的普通质量(liàng)都在星系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里/小时(shí)发生(shēng)碰撞的(de)时候，星(xīng)际(jì)气体的相互(hù)作(zuò)用(yòng)就会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以(yǐ)在理(lǐ)论上，在(zài)碰撞之后(hòu)，子(zi)弹(dàn)星(xīng)系团大(dà)部分的质(zhì)量(liàng)将(jiāng)位(wèi)于所有这些气体所在的(de)中间区域。槟榔戒一年脸会恢复吗，槟榔戒一年脸会恢复吗改套餐不能恢复以前套餐那么(me)我们通过什么来验证它的质量区域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯(bó)太(tài)空望远镜传回了(le)宇宙当(dāng)中(zhōng)第一张全(quán)彩的高清照片，在照片中我们(men)可以明显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨(jù)大(dà)的形变。其(qí)实这些(xiē)星系本身并不(bù)是真的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出了什(shén)么问(wèn)题，而是(shì)这样极遥远的天体和(hé)我们地球上的观测者之(zhī)间。被一个质量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这(zhè)个超大质(zhì)量的东(dōng)西的引(yǐn)力，会使身后更遥远(yuǎn)星系(xì)的光都发生(shēng)了(le)扭曲。这(zhè)个现象就是引力透镜效应(yīng)。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质(zhì)量的(de)黑洞(dòng)或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以当人(rén)们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现它的大质量(liàng)区域并不是在(zài)中(zhōng)间，而是(shì)在(zài)两侧。所以最好的解(槟榔戒一年脸会恢复吗，槟榔戒一年脸会恢复吗改套餐不能恢复以前套餐jiě)释方法就是当星团发生全部(bù)的碰撞(zhuàng)时，可(kě)被观测到的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗(àn)物质则直接通过了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究(jiū)也被认为(wèi)是暗物质存(cún)在的迄今为止(zhǐ)最好的理论证(zhèng)据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当(dāng)中最古(gǔ)老的(de)光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无(wú)阻地穿(chuān)越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿(yì)年之后，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙(zhòu)空间(jiān)背(bèi)景上留下了各相(xiāng)同性的微(wēi)波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示(shì)温度较高的区域，蓝色则表(biǎo)示相(xiāng)对较(jiào)冷的区域，但实际上它们之(zhī)间(jiān)的温(wēn)差(chà)只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背景分离后的二值图像(xiàng)进行连通域(yù)提取和标记(jì)之后(hòu)发现，如果宇(yǔ)宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起(qǐ)来不应该是(shì)这(zhè)样的，而随着暗物质的增加，一些峰值(zhí)的幅度会(huì)减小(xiǎo)，才变得看(kàn)起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背(bèi)景(jǐng)辐射的测量值，我(wǒ)们(men)需(xū)要的暗物质大约是普(pǔ)通(tōng)物质(zhì)的5倍。这个(gè)数字与解释星(xīng)系(xì)当中恒星运(yùn)动所需要的(de)暗物质比例是(shì)一(yī)致的(de)。这(zhè)就(jiù)意味着。

用了一(yī)个简(jiǎn)单(dān)的理论框(kuāng)架，就很好地解(jiě)释(shì)了(le)很多不同(tóng)的观(guān)测结果。而暗(àn)物质的本质就是宇宙当中存在着某(mǒu)种类型的粒子，它们不参与任何其他(tā)的电(diàn)磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过(guò)引(yǐn)力来相(xiāng)互(hù)作用(yòng)。所以如果能够找到这种粒子(zi)的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际证据(jù)。这(zhè)种粒子到底(dǐ)是什么(me)？科(kē)学家们已经提(tí)出(chū)了数十种的假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不同(tóng)的目标粒子所需要的实验方式(shì)也不相同。在(zài)过去(qù)的几(jǐ)十年当中，人类(lèi)为了寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎(hū)不会(huì)与(yǔ)常规物质相(xiāng)互作用的“暗(àn)物质”，科(kē)学家们(men)已经进行了超(chāo)过(guò)50次的实验，却没(méi)有任何实质性的发(fā)现(xiàn)，除了一个地方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯(sī)山(shān)脉(mài)。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的(de)地学(xué)实(shí)验室(shì)，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一个三层(céng)楼高的(de)探测器，一(yī)直致力于(yú)寻找暗(àn)物质(zhì)粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学(xué)家(jiā)声称观测到了某种信号。经过了20多年的数据收集，人们发(fā)现了一(yī)个有趣的事情(qíng)。探测率会在(zài)每年的6月份达到(dào)峰(fēng)值，然后在11月降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是一(yī)样。一些科学(xué)家认为这可(kě)能(néng)是人类(lèi)发现暗物质的(de)第一个直接(jiē)证据。

但是(shì)为(wèi)什么暗物质会产生(shēng)周(zhōu)期性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚才我(wǒ)们讲了太(tài)阳系正在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系(xì)进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度在穿越着暗(àn)物质(zhì)流(liú)，这个过程(chéng)中(zhōng)会产生(shēng)相应的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的速(sù)度(dù)围(wéi)绕太阳进行旋(xuán)转。所以有(yǒu)半年的时间，地球围绕太阳(yáng)的方(fāng)向与(yǔ)太(tài)阳环绕(rào)银河系的方向是一致的，而(ér)另外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与太阳(yáng)的方向正好(hǎo)达到(dào)完全一致，这(zhè)是(shì)理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢(màn)值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河(hé)系(xì)的平面呈(chéng)现了60度的倾斜(xié)，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用来解(jiě)释(shì)，研(yán)究人员(yuán)们所观测到的周期(qī)性信号。当然(rán)也可能有其(qí)他的情况，造成这(zhè)种年(nián)度周期信号的差异也可(kě)能(néng)是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的数(shù)量也符合这(zhè)个周期的规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球(qiú)建立了(le)一个几乎相同的实验室，这里的季(jì)节与之前(qián)的实验室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质流的运动特征和第一个实验室(shì)是(shì)一样的。

因此，如果在这里(lǐ)可以得到相同的(de)信号，就(jiù)可以成为暗(àn)物质(zhì)所存在的非常有力的证据了。但是由于这个实验室刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所以截至目(mù)前还无(wú)法提供(gōng)相应的(de)数据(jù)支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发(fā)射一(yī)台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器(qì)提供的视野是(shì)哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其中(zhōng)一个(gè)关(guān)键的(de)用途就(jiù)是探(tàn)索暗物(wù)质背后的奥(ào)秘，对于探测的结(jié)果，我(wǒ)们只能拭目以待了(le)。费(fèi)米实验室(shì)粒子天(tiān)体(tǐ)物理中心的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特(tè)芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在(zài)，它(tā)们极有可能(néng)拥有另一(yī)种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞生(shēng)，或者说是生命进化的一(yī)个重要因素。

如(rú)果这(zhè)一理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物(wù)质会不会(huì)意(yì)味着人类并不孤单呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当(dāng)中某个角落的行(xíng)星上，暗物(wù)质正在通过这样的(de)效应创造(zào)生命。当然，这些推论的大前提是要先(xiān)找到暗物质(zhì)存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉(jué)得暗物质到底(dǐ)存(cún)不存在呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的(de)支持是(shì)我更新(xīn)的(de)动力！

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