宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何会(huì)存在科学无法解(jiě)释的(de)“暗物质”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证(zhèng)据，科学家(jiā)们在过去的几十年当中(zhōng)进行了(le)超过50次的长(zhǎng)期实验(yàn)，但是却没(méi)有发现(xiàn)任何的有效证据。除了一个地(dì)方，在1687年(nián)出版的(de)自然哲学数学(xué)原理一(yī)书中，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙中天体运动(dòng)的(de)规(guī)律。往后的几百年(nián)来，当天(tiān)文学家们发现某些天体运行(xíng)轨道(dào)出现异(yì)常，不符(fú)合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知(zhī)道，周围一定(dìng)有未知的天体通过引(yǐn)力(lì)在(zài)摄(shè)动(dòng)它的轨(guǐ)道。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王(wáng)星(xīng)运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现了海(hǎi)王星的存(cún)在(zài)。另外(wài)，哈雷彗(huì)星、冥王(wáng)星的发(fā)现都是应用万(wàn)有引力定律所取得(dé)重(zhòng)大(dà)天文成就的例(lì)子(zi)。但(dàn)是这些(xiē)发(fā)现都(dōu)是在恒星系统(tǒng)的尺度当中，可当(dāng)我们上升到星系或者(zhě)是星团的(de)尺度，事情就(jiù)开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物(wù)理学(xué)家弗里茨兹(zī)威基(jī)正在(zài)研究(jiū)和测量后发星系(xì)团的质量。这(zhè)是一个由数千个星系所组成的巨大(dà)星系团，这些(xiē)星系(xì)被引力束缚在一起。测量星系团的质量一(yī)般会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致(zhì)，就可(kě)以确定其质(zhì)量的范(fàn)围。

第一种(zhǒng)是获得其(qí)"光(guāng)度学的质(zhì)量"，需(xū)要的数(shù)据是测量(liàng)各个(gè)星系的光度。

第(dì)二(èr)种是(shì)动力(lì)学质量的计(jì)算，是利用光谱(pǔ)红移测量星(xīng)系团中的各个星系相对于星系(xì)团的运动速度(dù)。当测量结果出来之后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学质(zhì)量(liàng)”的400倍(bèi)。这意味(wèi)着，后发座星系(xì)团(tuán)有99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的(de)质量并(bìng)不以可见光的形式(shì)所(suǒ)存在，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在(zài)测(cè)量速度的过程中，兹威(wēi)基发现星系(xì)团中很多星系的速度比理论(lùn)上要快得多，按照牛(niú)顿的(de)运(yùn)动学(xué)定律，仅(jǐn)靠这些可见星(xīng)系的(de)质量所产生的(de)引(yǐn)力是无法(fǎ)将它(tā)们束(shù)缚在(zài)星系团内的，它们早就应(yīng)该被抛出星(xīng)系团之(zhī)外了，除非有(yǒu)一种神(shén)秘的力量在(zài)起作用，这种力量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐形的(de)物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可(kě)见的暗质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但(dàn)是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是(shì)当时的人们(men)对这样的(de)一种说法不(bù)屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物质”这个词(cí)才再一次出禁欲可以恢复性功能吗，禁欲多久可以恢复肾气现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中(zhōng)的(de)恒星运动。理(lǐ)论(lùn)上来说(shuō)，距离中(zhōng)心(xīn)越远的恒(héng)星(xīng)在其(qí)轨(guǐ)道上(shàng)的运行速(sù)度就会越慢。但(dàn)是他(tā)们观测(cè)的结果却(què)让人感到(dào)不可思(sī)议。

随着(zhe)与中心距(jù)离(lí)的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保(bǎo)持不(bù)变。可是根据牛(niú)顿的万有引力定律，在星系(xì)当中如果(guǒ)没有足(zú)够大(dà)的(de)质量来(lái)吸引它们(men)，这些外围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当(dāng)中了。基于(yú)这种现象，科学家们会使用一种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗(àn)物(wù)质的存在，这种方(fāng)法就是测量星(xīng)系当中气(qì)体在X轴上距(jù)离星(xīng)系中心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如果出现(xiàn)异常(cháng)的结果，就认(rèn)为(wèi)是(shì)由暗(àn)物质的力量进入其中。

于(yú)是科学家们通过射电望远镜测(cè)量了(le)距离星系中心更(gèng)远距离(lí)的氢元素(sù)，发现它们的旋转速度并(bìng)不符合牛(niú)顿的力学定律。我们的太阳系(xì)也不例(lì)外，太(tài)阳系位(wèi)于(yú)银河系的第(dì)三(sān)悬臂(bì)之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根据(jù)万有(yǒu)引力定律进(jìn)行计算(suàn)，太阳系的(de)运行速(sù)度(dù)应(yīng)该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的速(sù)度(dù)围(wéi)绕银(yín)河(hé)系旋转，这个实际速度远远大于理论速度(dù)，那么(me)产生以上这种向(xiàng)心(xīn)加速度的原(yuán)因很可能就是存在着一(yī)种我们(men)看不到的物质，是(shì)这些暗物质的引力效应将(jiāng)星(xīng)系聚集在了一起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研(yán)究人员开始相信暗(àn)物质的(de)存在。科学家根(gēn)据星系外恒星轨道的速度，估(gū)算在星(xīng)系(xì)当中(zhōng)暗(àn)物质的质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释(shì)这个现象的原因。在(zài)一(yī)项新的研究当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有(yǒu)引力效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒星之间，也(yě)会出现速(sù)度上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地(dì)球大约(yuē)2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和银河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒星数(shù)量却(què)只有银河系的千(qiān)分之一。

所以(yǐ)在理论上，该(gāi)星系必须(xū)存在暗物质，否则就会(huì)分(fēn)崩(bēng)离析。但是科学家们使(shǐ)用最先进的(de)望远镜对其进行了40个小(xiǎo)时(shí)的详细(xì)测量之后，发现星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动是可(kě)以用正常的物质和力学定律来解释的。那(nà)么又(yòu)有人(rén)提出，也(yě)许该星系的暗物质，已经(jīng)被附近(jìn)的(de)另一个大星(xīng)系剥离了(le)。奇怪的是，它的附近没有任(rèn)何星系(xì)存在。造成这(zhè)些现象(xiàng)的除了暗(àn)物质的假说之外，另一种(zhǒng)可(kě)能(néng)就是人类(lèi)对引力(lì)的(de)理解还不够全面，引力(lì)很(hěn)可(kě)能(néng)在不同尺度空(kōng)间(jiān)中的工作方式是不同(tóng)的，这意味着(zhe)在行(xíng)星(xīng)系尺度中(zhōng)的天体会沿(yán)着它们的轨道，按照我们所理解的方式(shì)运动。但是上升到星系和(hé)星(xīng)团的尺度(dù)，引力之间的相互(hù)作用(yòng)则是不同的(de)方式。对于(yú)在星系团之间(jiān)的(de)相(xiāng)互(hù)作用，科学家还引(yǐn)入了外部(bù)场效(xiào)应的概念，指的是在(zài)数百万光年的规模(mó)上，巨大的质量之间会产生对(duì)彼此特殊(shū)的效果，这个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德理(lǐ)论。如(rú)果MOND蒙德(dé)理(lǐ)论成立，这意味着我们需要对(duì)现在的(de)物(wù)理定(dìng)律进行修正，这些发现也让很(hěn)多人认为暗物质假(jiǎ)说理(lǐ)论就此终(zhōng)结。但(dàn)是在宇宙当中还有关于暗物质存(cún)在的其他的理(lǐ)论证(zhèng)据，这(zhè)些(xiē)理论(lùn)证(zhèng)据是蒙德(dé)理论所没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞(zhuàng)的星系团(tuán)所组成(chéng)，类似这样的星团，它们大部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在星(xīng)系的气体当(dāng)中。当(dāng)星(xīng)团(tuán)以(yǐ)1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时(shí)发生(shēng)碰撞(zhuàng)的时候，星际(jì)气体的相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)就会导致温度的急剧升(shēng)高(gāo)，速度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的质量将位(wèi)于所有这些气体所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过(guò)什么来验(yàn)证它的质量区(qū)域(yù)到底是不是集中在中间呢？前(qián)不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)第一(yī)张全(quán)彩的高清照片，在照片中我们可以明显地(dì)看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的(de)形变。其(qí)实这些星系本(běn)身并不是真的被扭(niǔ)曲了，也不是韦(wéi)伯望远镜出了什么(me)问题，而(ér)是这样极(jí)遥远的天体和我们(men)地球上(shàng)的观测者之(zhī)间。被一个质量超级巨大的(de)天体遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力(lì)，会使身后更遥(yáo)远星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所以当人们(men)对子弹星(xīng)系团观(guān)测的时候，发现它(tā)的(de)大(dà)质量区(qū)域并(bìng)不是(shì)在(zài)中间，而是在两(liǎng)侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是(shì)当星团发(fā)生全(quán)部的(de)碰撞时(shí)，可被观测(cè)到的质(zhì)量(liàng)气(qì)体被(bèi)卡在了中间，暗(àn)物质(zhì)则(zé)直(zhí)接通过了这个区(qū)域，并在两边形成了引力(lì)透镜。对子弹星系团的引力透(tòu)镜研究也(yě)被认(rèn)为是暗物质存在(zài)的迄今为止最好(hǎo)的理论证据(jù)。

除此之外(wài)，还有来自(zì)宇宙当中(zhōng)最(zuì)古老的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)了。经过(guò)了130多亿年之后，这(zhè)些光在(zài)宇宙空间背景上留下(xià)了(le)各相同性的微波辐射。其(qí)中红色的(de)部分表示温度较高的区域，蓝色则表示(shì)相对较(jiào)冷的区(qū)域，但实际上(shàng)它们(men)之间的(de)温差只有万分之(zhī)一。

科学家们通过对前景背景分离后的二值(zhí)图像进行连通域提取(qǔ)和标记之后发(fā)现，如(rú)果宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不(bù)应该是这样的，而随着(zhe)暗物质的(de)增加(jiā)，一些(xiē)峰值(zhí)的幅度会减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的测量(liàng)值(zhí)，我们需要的暗(àn)物质大(dà)约是(shì)普通物质的5倍。这个数(shù)字(zì)与解释星系当中恒星运(yùn)动所需要(yào)的暗(àn)物(wù)质比(bǐ)例是一(yī)致的。这(zhè)就意(yì)味着。

用(yòng)了一个简单的理论框架，就很好地解(jiě)释(shì)了(le)很多不(bù)同的(de)观测(cè)结(jié)果。而暗物质的(de)本质就是宇(yǔ)宙当中(zhōng)存在着(zhe)某种类型的粒子(zi)，它们(men)不参与(yǔ)任何其他的(de)电磁作用(yòng)，只通过引力来相互(hù)作用。所以(yǐ)如果(guǒ)能(néng)够找到(dào)这种粒子的(de)存在，就相当于找(zhǎo)到了暗物(wù)质存在的实(shí)际证据。这种粒子到底是什么？科学家(jiā)们已经提出了数(shù)十(shí)种的(de)假想(xiǎng)目(mù)标(biāo)，而要寻找这(zhè)些不同(tóng)的目标粒子所需要的实验方式也不相同。在过去(qù)的几十年当中，人类为了寻找这些(xiē)看不见、摸不(bù)到(dào)，几乎不(bù)会与常规物质相互(hù)作用的“暗(àn)物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有任何实(shí)质性的发现，除了一个地方(fāng)，意大利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于(yú)阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在(zài)山下1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着(zhe)地球上最(zuì)大的地学实验室，这个实验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个(gè)三层楼高的探测器，一(yī)直致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了某种信号。经过了20多年的(de)数据收集，人们发(fā)现了一个有趣的事(shì)情。探(tàn)测率会在每年(nián)的6月(yuè)份(fèn)达到峰值(zhí)，然后在11月(yuè)降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年(nián)都(dōu)是一(yī)样。一些科(kē)学家认为这(zhè)可能(néng)是人(rén)类发现暗物(wù)质的第一个直(zhí)接证据。

但是为(wèi)什(shén)么暗物质(zhì)会产生周期性的年度信号呢？刚才我们讲了(le)太阳系正(zhèng)在(zài)以220公里/秒的速度(dù)围(wéi)绕着(zhe)银河系进(jìn)行移(yí)动，那么(me)如果暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味着我(wǒ)们也在以这样(yàng)的速(sù)度在穿越着暗物质流，这(zhè)个过程(chéng)中会产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的(de)速(sù)度围绕太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围绕太阳的(de)方向与太(tài)阳环(huán)绕银河系的(de)方向(xiàng)是一致的，而另外(wài)半年(nián)则与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与太阳的方向正(zhèng)好达到完全一(yī)致，这是(shì)理(lǐ)论上(shàng)地球穿越暗物(wù)质流(liú)最快的(de)时段。而(ér)在11月份(fèn)，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银(yín)河系的平面(miàn)呈现(xiàn)了60度的(de)倾斜，但是这并不影(yǐng)响(xiǎng)这个(gè)理论的有效性。

因此科学(xué)家(jiā)认为这可(kě)以用来解释，研究人员(yuán)们所观测到的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他(tā)的(de)情况(kuàng)，造成(chéng)这种(zhǒng)年度周期信号的(de)差异也(yě)可能是温度(dù)、湿度、土壤(rǎng)中的水分(fēn)、高山(shān)上的积雪，甚至(zhì)连意(yì)大利游(yóu)客的数(shù)量也符合这个周期的规律。

所以(yǐ)，科学(xué)家们又在南半球建立(lì)了(le)一个几乎相同的(de)实(shí)验室，这里的季节与之前的实验室正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特(tè)征(zhēng)和第一个实(shí)验室是一样的。

因此，如果(guǒ)在这里可以得到相(xiāng)同的(de)信号(hào)，就可以成为暗(àn)物质所存在的(de)非常(cháng)有力的证据了。但是由于这(zhè)个实验(yàn)室刚刚(gāng)建成不久(jiǔ)，所以截至(zhì)目前还(hái)无法提供相(xiāng)应的数(shù)据(jù)支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台(tái)新的望远镜(jìn禁欲可以恢复性功能吗，禁欲多久可以恢复肾气g)，这(zhè)台太空望远(yuǎn)镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器提(tí)供(gōng)的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南(nán)希格雷斯(sī)罗曼太空望远镜其中一个关键的用途(tú)就是探索暗物(wù)质背后的奥秘，对于探测的(de)结果，我们只能拭目以(yǐ)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(tè)芬研究发现，如果暗物(wù)质(zhì)存(cún)在，它们极有(yǒu)可能拥(yōng)有(yǒu)另一种神秘的效(xiào)应，这种暗(àn)物质效应(yīng)，会支持宇宙当(dāng)中生命的诞生，或者说是生命进化的一个重要(yào)因素(sù)。

如(rú)果这一理(lǐ)论得(dé)到进一步的证(zhèng)实，那么(me)遍布(bù)宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)的(de)暗物质会不会意味着(zhe)人(rén)类并不孤单呢？或许在(zài)宇宙当中某个(gè)角(jiǎo)落(luò)的行星(xīng)上，暗物质(zhì)正(zhèng)在通过这样的效(xiào)应创(chuàng)造生命。当然，这些推论的大(dà)前提是要(yào)先找(zhǎo)到(dào)暗物质存在的(de)实(shí)际(jì)证据。那(nà)么(me)小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质到底存不(bù)存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是(shì)我更(gèng)新的动力！

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