宇宙是“人为制(zhì)造(zào)”的？为何会(huì)存在科学无(wú)法(fǎ)解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟是什么？人类为(wèi)了寻(xún)找暗物质存在的(de)证据，科学(xué)家们在过去(qù)的几(jǐ)十年当中进行了超(chāo)过50次(cì)的长期实验，但是(shì)却(què)没有发现任(rèn)何的(de)有效证据。除了一(yī)个地方，在1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万有引力(lì)定律，它(tā)揭示了宇(yǔ)宙中(zhōng)天(tiān)体运动的规律。往后(hòu)的几百(bǎi)年来，当(dāng)天(tiān)文学家(jiā)们(men)发现某(mǒu)些(xiē)天体运行轨(guǐ)道出(chū)现异(yì)常，不符合(hé)万(wàn)有引力(lì)定律的时候，他(tā)们就(jiù)会(huì)知道(dào)，周围一定有未知的(de)天(tiān)体通过引力(lì)在摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算并(bìng)且(qiě)发(fā)现了海王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥(míng)王(wáng)星的发现都是应用万有(yǒu)引力定律所取(qǔ)得重大天文成就的例子。但是这些发(fā)现都是在恒星系统的尺度当中，可(kě)当我们上升(shēng)到星(xīng)系或者是星团的尺度(dù)，事情就开(kāi)始(shǐ)变得(dé)诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量后发星系团的质量。这(zhè)是(shì)一个由数千个星系所组(zǔ)成(chéng)的(de)巨大星系团，这些星系被引(yǐn)力束缚在一起。测量星系(xì)团(tuán)的质量一般会使用到两种方(fāng)法，当两(liǎng)种方法结(jié)果(guǒ)一(yī)致，就可(kě)以确定(dìng)其质量的(de)范围(wéi)。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质量"，需要的数据是测量各(gè)个星系的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是(shì)动力学质量的计(jì)算，是利用光谱红移测量(liàng)星系团(tuán)中的各(gè)个(gè)星系相对于星(xīng)系团的运(yùn)动速度。当(dāng)测量结(jié)果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后发座星系(xì)团有99%的(de)质量消失了，或者说(shuō)这(zhè)99%的质量并不以(yǐ)可(kě)见(jiàn)光的(de)形(xíng)式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的(de)是，在测量速度的过程中，兹(zī)威基发(fā)现(xiàn)星系(xì)团中(zhōng)很多(duō)星系的速度比理论上(shàng)要快(kuài)得多，按照牛(niú)顿(dùn)的(de)运动学定律(lǜ)，仅靠这(zhè)些可(kě)见星系的质量所产生的引力是无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它们早就应该被抛出星系团(tuán)之外了(le)，除非有一种神秘的力量在起(qǐ)作(zuò)用，这(zhè)种(zhǒng)力量来源于某种隐(yǐn)形的物(wù)质。

据此，兹维基(jī)提出了(le)这样(yàng)部(bù)分不可见的(de)暗(àn)质(zhì)，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光(guāng)，但是它们却占据着(zhe)宇宙中绝大(dà)部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才(cái)再一(yī)次出现。天(tiān)文学(xué)家维拉(lā)鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中(zhōng)的恒星运动。理论上来说，距离中心(xīn)越远的恒星在其(qí)轨道上(shàng)的运(yùn)行速度就会越慢。但(dàn)是他们观测的结果(guǒ)却(què)让(ràng)人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心距离的增(zēng)加，恒星(xīng)的旋转速度几乎(hū)保持(chí)不变。可是根据牛顿的万有引力(lì)定律，在星(xīng)系当中(zhōng)如果没有足(zú)够大的(de)质(zhì)量来吸引它(tā)们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种现象，科学家们会使用一种(zhǒng)相对(duì)标准的(de)方法来解释暗物(wù)质(zhì)的存在，这种方法就是测量星系(xì)当(dāng)中气(qì)体(tǐ)在X轴上距离(lí)星系中心的(de)距离，以(yǐ)及在Y轴(zhóu)上气体的(de)旋转速度。如果出现异常(cháng)的结果，就认(rèn)为是由暗物(wù)质的力量进入其中。

选择复句例子十个，选择复句例子5个pe="jpeg" data-w="1897" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

于是科学家们通过(guò)射电望远镜测量了距离星系中心更远距离的(de)氢(qīng)元(yuán)素，发(fā)现它们(men)的旋转(zhuǎn)速度(dù)并不符合牛顿的力(lì)学(xué)定律。我们的太(tài)阳系也不(bù)例外(wài)，太阳(yáng)系位于(yú)银河系的第三悬臂之(zhī)上，距离银河(hé)系中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒，但实际(jì)上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速度围绕银(yín)河系(xì)旋转，这(zhè)个实(shí)际速度远(yuǎn)远大于理论速度，那(nà)么产(chǎn)生以上这种向心加速度(dù)的原因很可能就是存在着(zhe)一种我们看不到的物质，是这些暗物质的引力(lì)效应(yīng)将星系(xì)聚(jù)集(jí)在了(le)一起。

也(yě)是(shì)从这时开始，越来越多(duō)的研究人员(yuán)开(kāi)始相信(xìn)暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨(guǐ)道(dào)的速度，估算在(zài)星系(xì)当中暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是(shì)唯一可以解释这个现象(xiàng)的原因。在一项新的(de)研究(jiū)当中，科(kē)学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的(de)遥远恒星之间，也(yě)会出现速(sù)度(dù)上的(de)微小差异。另外，天文学(xué)家还(hái)发现了一个(gè)反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地(dì)球大约2.5亿(yì)光年(nián)，大小(xiǎo)和银(yín)河(hé)系不多，但是星系当(dāng)中存在的(de)恒星数量却只有银河系(xì)的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存(cún)在暗物质，否则就(jiù)会分崩离(lí)析。但是科学家们使用最先(xiān)进的望远镜对其进(jìn)行(xíng)了40个小(xiǎo)时的详细测(cè)量之后，发现星系中的恒星(xīng)运动是可以用正常的(de)物(wù)质和(hé)力学定律(lǜ)来解释的。那么又有人(rén)提出，也许该星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的(de)附近没有(yǒu)任何星(xīng)系存在。造成这些现象的(de)除(chú)了暗物质的假说(shuō)之外，另一种可能(néng)就是人类对(duì)引力(lì)的理解还(hái)不够全面，引力很可能在不同尺度(dù)空间中(zhōng)的工作方式是不同(tóng)的，这(zhè)意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道(dào)，按照(zhào)我们所(suǒ)理解的方式运(yùn)动。但是上升到(dào)星系和星(xīng)团的尺度，引力(lì)之(zhī)间的相互(hù)作用则是(shì)不同的方(fāng)式。对(duì)于在星系团(tuán)之间的(de)相(xiāng)互作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是在数百(bǎi)万光年的规模上，巨大的质量之间会产(chǎn)生对彼此(cǐ)特殊的效(xiào)果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果MOND蒙(méng)德理论成立(lì)，这意味着我们(men)需要对现(xiàn)在(zài)的物理定律进行修正，这些发现也让很(hěn)多(duō)人认(rèn)为暗物(wù)质假说理论就此终结。但是(shì)在(zài)宇(yǔ)宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的其他的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星(xīng)系(xì)团(tuán)所组成，类似(shì)这样的星(xīng)团(tuán)，它们大部分的(de)普(pǔ)通(tōng)质量(liàng)都在星系的气体当(dāng)中。当星(xīng)团以1000万公里/小(xiǎo)时发(fā)生碰撞的时候(hòu)，星(xīng)际气体的(de)相互作(zuò)用(yòng)就会(huì)导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这(zhè)些气体(tǐ)所(suǒ)在的中间区(qū)域。那么(me)我们通过(guò)什么(me)来验(yàn)证它(tā)的质量区域到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜(jìng)传回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩(cǎi)的高清照片，在(zài)照片中(zhōng)我们可(kě)以明显地(dì)看到很多星系似乎被拉(lā)伸产生(shēng)了巨大的形变。其(qí)实这(zhè)些星系(xì)本身并不是真的(de)被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜(jìng)出了(le)什(shén)么问(wèn)题，而是这样极遥(yáo)远的(de)天体和我(wǒ)们(men)地球上(shàng)的(de)观测者之间。被(bèi)一(yī)个(gè)质量超(chāo)级巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质量(liàng)的(de)东西的引(yǐn)力，会(huì)使身后(hòu)更遥远星系(xì)的光(guāng)都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应(yīng)。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质量的黑洞(dòng)或者是(shì)暗物质。

所以当人(rén)们(men)对子(zi)弹星系(xì)团(tuán)观测的时候，发现(xiàn)它(tā)的大质(zhì)量区域并不(bù)是在中间，而是在两侧。所以最(zuì)好(hǎo)的解释方法就是当星(xīng)团发生(shēng)全部的碰撞时，可被观测(cè)到(dào)的(de)质(zhì)量(liàng)气体(tǐ)被卡(kǎ)在了中间，暗(àn)物质则直接通过(guò)了这(zhè)个区域，并在两边形(xíng)成了引力(lì)透镜(jìng)。对(duì)子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也(yě)被认(rèn)为是暗(àn)物质存在的迄今为止最好的理论证(zhèng)据(jù)。

除此(cǐ)之外，还(hái)有(yǒu)来自(zì)宇宙(zhòu)当中最(zuì)古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇(yǔ)宙空间背(bèi)景上留下了各相(xiāng)同(tóng)性的微波(bō)辐射。其中红色的(de)部分表(biǎo)示(shì)温(wēn)度较高的(de)区(qū)域，蓝色则表示(shì)相对较(jiào)冷(lěng)的区域，但实际上它(tā)们之间的温(wēn)差只有万分(fēn)之一。

科(kē)学家们通过对前景(jǐng)背景分离后的二值(zhí)图(tú)像进行连(lián)通域提取和标记之后发现(xiàn)，如果(guǒ)宇(yǔ)宙当(dāng)中没有暗物质(zhì)，图形看起来不应该是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一(yī)些峰(fēng)值的幅(fú)度会减小，才变(biàn)得看(kàn)起来(lái)“和(hé)谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质大(dà)约是普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解释星系当(dāng)中恒星运动所需要的暗物质(zhì)比(bǐ)例是一(yī)致的。这就意味着。

用了一个(gè)简(jiǎn)单的理论框架，就(jiù)很好地解(jiě)释了很(hěn)多不同(tóng)的观测结(jié)果。而暗物质(zhì)的本(běn)质就是宇(yǔ)宙当(dāng)中存(cún)在着(zhe)某种类(lèi)型的粒子，它们不(bù)参与任何其他的(de)电(diàn)磁作用，只通(tōng)过引力来相互作用。所以如(rú)果(guǒ)能够找到这(zhè)种粒(lì)子的存在(zài)，就相当(dāng)于找到了暗物(wù)质存在的实际证据。这种粒(lì)子到底(dǐ)是什么？科学(xué)家们已经提(tí)出了数十种的假想目标(biāo)，而要寻找这些不(bù)同(tóng)的目(mù)标(biāo)粒子所(suǒ)需(xū)要的(de)实验方式也不相同。在过(guò)去的几十年当中，人类(lèi)为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸(mō)不到，几乎不(bù)会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实(shí)验，却没有任何实(shí)质性的发现，除(chú)了(le)一个地方，意大(dà)利的(de)格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的地(dì)学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层(céng)楼高的探测器，一直致力(lì)于寻找暗(àn)物(wù)质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学家声(shēng)称观(guān)测到了某种(zhǒng)信号(hào)。经(jīng)过(guò)了20多年(nián)的数(shù)据收集，人们(men)发现了一(yī)个有趣的事情。探测率(lǜ)会在每(měi)年(nián)的(de)6月份达到峰值，然(rán)后在11月降(jiàng)到最低(dī)，而且(qiě)在20年当(dāng)中每年都是一样。一些科学家认为这可能是人类发(fā)现(xiàn)暗物质的(de)第一个直接证据。

但是为什么(me)暗物质会产生(shēng)周期性的年度信号呢？刚才我们(men)讲了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙(zhòu)当中，这意味着(zhe)我们也在以这样的速度在穿越着暗物(wù)质流，这个过程(chéng)中会产生(shēng)相应的振荡(dàng)，同时地球(qiú)又以(yǐ)30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳(yáng)的方向与太阳环(huán)绕(rào)银河系的方向(xiàng)是一致的，而另外半(bàn)年则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地(dì)球与太阳的(de)方向(xiàng)正好达(dá)到完(wán)全一(yī)致，这是理论上地球穿越暗物质流(liú)最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管(guǎn)在实际(jì)的情况中，太阳(yáng)系相对银河系的(de)平面呈现(xiàn)了60度(dù)的倾斜，但是这并不(bù)影响这个理论的有效性。

因此科学家(jiā)认为这可以用来(lái)解释，研究人员们所观测到(dào)的(de)周期性信号。当然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高(gāo)山上的积(jī)雪(xuě)，甚至连(lián)意大利游(yóu)客的(de)数量(liàng)也符合这个周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们(men)又在选择复句例子十个，选择复句例子5个南半球(qiú)建(jiàn)立了一(yī)个几(jǐ)乎(hū)相同的(de)实(shí)验室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而在这(zhè)里(lǐ)，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实验室是一(yī)样的。

因(yīn)此，如果在这里可以(yǐ)得(dé)到相同的信号，就可以成为暗物(wù)质(zhì)所(suǒ)存在的非常(cháng)有力的证据了。但是由于这(zhè)个实验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至目前还无法提供相应的数据(jù)支持。另(lìng)外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台(tái)太空望远镜叫做“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同(tóng)，但它的宽(kuān)视场仪器提(tí)供的(de)视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空(kōng)望远镜(jìng)其中一个关键的用途就是(shì)探索暗(àn)物质背后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实(shí)验室粒子天体物(wù)理中心的(de)科学家丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究发现(xiàn)，如果暗物质(zhì)存在，它们(men)极有(yǒu)可能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应(yīng)，会支持宇(yǔ)宙当中(zhōng)生(shēng)命的诞生，或(huò)者说是生命进(jìn)化(huà)的一个重要因(yīn)素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步的证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质(zhì)会不会意味着(zhe)人类并(bìng)不(bù)孤单呢？或许在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中某个角(jiǎo)落的(de)行星上(shàng)，暗物质(zhì)正在(zài)通过这样的效应(yīng)创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这些推论的大(dà)前提是要(yào)先找到暗物质(zhì)存在的实际证据。那么小伙伴(bàn)们(men)，你们觉得暗物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更新的动力！

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