宇宙(zhòu)是“人(rén)为制(zhì)造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科学(xué)家们(men)在(zài)过去的几(jǐ)十年当中(zhōng)进(jìn)行了超过50次(cì)的长期实验(yàn)，但是(shì)却没(méi)有发(fā)现(xiàn)任(rèn)何的有效证(zhèng)据。除了一(yī)个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学原理一书中(zhōng)，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有(yǒu)引力定(dìng)律，它揭示了(le)宇宙中天体运(yùn)动的规律(lǜ)。往后的几百(bǎi)年来(lái)，当天文(wén)学家(jiā)们发现某些天体(tǐ)运行轨道出现异常，不符(fú)合万(wàn)有引力定(dìng)律的时候(hòu)，他们就会知(zhī)道，周围一定有未(wèi)知的天体通过引力在摄(shè)动它(tā)的轨道。比如在(zài)1846年(nián)，奥本(běn)勒(lēi)维耶就通过(guò)天(tiān)王(wáng)星运(yùn)行轨道(dào)的(de)异(yì)常，推算并且发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王(wáng)星的发现都是应用万有引力(lì)定律所取得重大天文成就的例子。但是这些发(fā)现都是在(zài)恒星系统的尺度当中(zhōng)，可(kě)当我们上升到星系或者是星团的尺度(dù)，事情就开(kāi)始变(biàn)得(dé)诡(guǐ)异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里(lǐ)茨兹(zī)威(wēi)基正在研究和(hé)测量后发星(xīng)系团(tuán)的质量(liàng)。这是一个由数(shù)千个(gè)星系所组成的(de)巨(jù)大星系(xì)团，这(zhè)些(xiē)星系被引力束缚在(zài)一起。测量星系团的质(zhì)量(liàng)一(yī)般会(huì)使用到两(liǎng)种方法，当(dāng)两(liǎng)种方法(fǎ)结果一致(zhì)，就可(kě)以确定其质量的(de)范围(wéi)。

第一(yī)种是获得其"光度学的质量"，需要的(de)数据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动力(lì)学质量的计算(suàn)，是利(lì)用光(guāng)谱红移测量星(xīng)系团中的各个星(xīng)系相对于星系团的(de)运动速(sù)度(dù)。当测(cè)量(liàng)结果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了(le)，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系团(tuán)有99%的质量消失了(le)，或者说(shuō)这99%的(de)质量并不以可见光的形(xíng)式(shì)所存在(zài)，我(wǒ)们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速(sù)度(dù)的过程中，兹威基发(fā)现(xiàn)星系团中很多(duō)星(xīng)系(xì)的速度比(bǐ)理论上要(yào)快得多(duō)，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可(kě)见星系的质量(liàng)所产生(shēng)的引力(lì)是无法将(jiāng)它(tā)们束缚(fù)在(zài)星系团内的，它们(men)早就应(yīng)该被抛出(chū)星系团之外了，除非有一种神秘(mì)的力(lì)量在起作用，这(zhè)种力量来源(yuán)于(yú)某种(zhǒng)隐形的物(wù)质。

据此，兹(zī)维(wéi)基提出了这样部(bù)分不可见的(de)暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是它(tā)们却占据着宇宙中绝(jué)大部分的(de)质量(liàng)。只是当时的(de)人们对这(zhè)样的(de)一种说(shuō)法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才(cái)再一次(cì)出现(xiàn)。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯特(tè)福特(tè)在观测仙女座(zuò)星系中的恒星运(yùn)动。理论上来(lái)说，距离中心越远的恒星(xīng)在其轨道上(shàng)的运行速度就(jiù)会越(yuè)慢(màn)。但是他们观(guān)测的结果却让(ràng)人(rén)感(gǎn)到不可思(sī)议。

随着与(yǔ)中心距离的增加(jiā)，恒星的(de)旋转速度(dù)几乎保持不变。可是根(gēn)据牛顿的万有引力(lì)定律，在星系当中(zhōng)如果没有(yǒu)足够大的质量来吸(xī)引它(tā)们(men)，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会(huì)使用一(yī)种(zhǒng)相对标准的(de)方(fāng)法来解释暗物(wù)质的存(cún)在，这种(zhǒng)方法就(jiù)是测量星系当(dāng)中气体在X轴上(shàng)距离星(xīng)系中心的距离，以及在Y轴上气(qì)体的旋转速度(dù)。如果出现(xiàn)异(yì)常(cháng)的结果，就认(rèn)为(wèi)是由暗物质的力量进(jìn)入(rù)其中(zhōng)。

于(yú)是科学家们通过射(shè)电望远镜测量了距离(lí)星系(xì)中心更远距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速度并(bìng)不符合牛顿的力(lì)学定律(lǜ)。我们的太阳系也(yě)不例(lì)外，太阳系(xì)位于银河系的第三悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万(wàn)光年，根(gēn)据万有引力定(dìng)律(lǜ)进(jìn)行计算，太阳系的运行(xíng)速度应(yīng)该是160千米(mǐ)/秒，但实际上(shàng)，太(tài)阳(yáng)系正在以220千米(mǐ)/秒的速度(dù)围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度(dù)远远大于理论速度，那么产生以上这(zhè)种向(xiàng)心加速度的原因很可能就是存在着一种我们看不(bù)到(dào)的物(wù)质，是这些暗物质的引(yǐn)力效应将星系聚集(jí)在了一起。

也是从这时(shí)开始，越来越(yuè)多的研(yán)究人员开始相信暗物质的存在。科(kē)学(xué)家根据星系外恒(héng)星轨道(dào)的(de)速度(dù)，估算在星系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量的85%。但(dàn)是(shì)，暗(àn)物质并(bìng)不是唯一可以解释这个现象(xiàng)的原(yuán)因。在一项新(xīn)的研究(jiū)当中，科学家们(men)发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引力效应(yīng)的遥远恒星之间，也会出现速度(dù)上的微(wēi)小差异。另外，天文学家还发(fā)现了一个(gè)反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星数量却只(zhǐ)有银河系的千分之(zhī)一(yī)。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科学(xué)家们使用(yòng)最先进的望远镜对其进行(xíng)了40个小(xiǎo)时的详细测(cè)量之(zhī)后，发现星系中的(de)恒(héng)星运(yùn)动是可以用正(zhèng)常的物质和(hé)力(lì)学定律来解释的。那么又有(yǒu)人提出，也许该星系的暗物质，已经被附近的(de)另一个大星系剥离了。奇怪(guài)的(de)是，它的(de)附近没有(yǒu)任何星系存(cún)在。造成这些现象的除了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一种可(kě)能(néng)就是(shì)人类对引力的理(lǐ)解(jiě)还不够全面，引力很可(kě)能(néng)在不(bù)同尺度空间(jiān)中的(de)工作方式(shì)是不同的，这意味(wèi)着在行星系尺(chǐ)度中的天体(tǐ)会沿着它(tā)们的轨(guǐ)道，按(àn)照我们所理解(jiě)的方式运动。但是上升到星(xīng)系和星团的尺度(dù)，引力(lì)之间(jiān)的相互(hù)作用则是(shì)不同的方式(shì)。对于(yú)在星(xīng)系团(tuán)之间的相互作用，科学家还引入(rù)了外(wài)部场(chǎng)效应的概念，指的是在(zài)数(shù)百(bǎi)万光(guāng)年的规模上，巨大的质量(liàng)之间(jiān)会产(chǎn)生对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着我(wǒ)们(men)需(xū)要对现在(zài)的(de)物理定(dìng)律进行修正，这些发现也让很多人认为暗物质(zhì)假说(shuō)理论就(jiù)此终结(jié)。但是(shì)在宇宙当中(zhōng)还有关于(yú)暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的其(qí)他(tā)的理论证据(jù)，这些(xiē)理论证据是蒙德理(lǐ)论(lùn)所(suǒ)没法解(jiě)释的“引力(lì)透镜”。

径向距(jù)离为(wèi)37亿(yì)光年(nián)的子弹(dàn)星系团(tuán)，由两个碰撞(zhuàng)的(de)星(xīng)系团(tuán)所组成(chéng)，类(lèi)似这样的(de)星团，它们大(dà)部分的普通质量都(dōu)在(zài)星(xīng)系(xì)的气体(tǐ)当(dāng)中。当星(xīng)团以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的时(shí)候，星(xīng)际气体的相互(hù)作用(yòng)就会导致温(wēn)度的急剧升高，速(sù)度大(dà)幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团(tuán)大(dà)部分的质量(liàng)将(jiāng)位于所(suǒ)太乙天尊是谁 太乙天尊是太乙真人吗有(yǒu)这些气(qì)体(tǐ)所在的中间区域(yù)。那(nà)么我们通(tōng)过什(shén)么(me)来验(yàn)证它的质(zhì)量区域(yù)到底是不是(shì)集中在中间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第(dì)一(yī)张(zhāng)全彩的(de)高清照(zhào)片(piàn)，在照(zhào)片中我们可(kě)以明显地看到很(hěn)多星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大的形变。其实这些星系(xì)本身并不是真的(de)被扭曲(qū)了，也不是韦伯(bó)望远镜出了什(shén)么问题，而是(shì)这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被一个(gè)质量超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超大质量的(de)东西的引力，会使身(shēn)后更遥远星系的光都发生(shēng)了扭曲。这(zhè)个现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨(jù)大(dà)的天体(tǐ)可能是(shì)超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星(xīng)系(xì)团观测的时候，发(fā)现它的(de)大质量区(qū)域并(bìng)不是(shì)在中间，而是在两侧。所以最(zuì)好(hǎo)的(de)解释(shì)方法就是当(dāng)星团(tuán)发生全部(bù)的碰(pèng)撞时，可被观测到的质量气(qì)体被卡(kǎ)在了中间，暗(àn)物质(zhì)则直接通过了这个区域，并在(zài)两(liǎng)边(biān)形成(chéng)了引力透镜。对子弹星系(xì)团的引力透镜研究也(yě)被认为是暗物(wù)质存在的迄(qì)今为止最好的理论证据(jù)。

除此之(zhī)外(wài)，还有来自宇宙(zhòu)当中(zhōng)最(zuì)古(gǔ)老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始(shǐ)，38万(wàn)年之(zhī)后，可见(jiàn)光(guāng)终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经(jīng)过了130多亿年(nián)之后(hòu)，这(zhè)些光(guāng)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)色的部分表示温度较高的区域，蓝色则表(biǎo)示相对(duì)较(jiào)冷的区(qū)域，但(dàn)实际上它们之间的(de)温差只有万分(fēn)之一(yī)。

科(kē)学家们通过对(duì)前景背景分(fēn)离后的二值图(tú)像进行连通域提取(qǔ)和(hé)标记之后(hòu)发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗(àn)物质，图形看起来不应该是这(zhè)样的(de)，而随着暗(àn)物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会减小，才变(biàn)得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测(cè)量值，我们需要的暗物(wù)质大约是(shì)普通物质的5倍。这(zhè)个数字与解释(shì)星系(xì)当中恒(héng)星运动所需要的暗物(wù)质比(bǐ)例是一(yī)致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论(lùn)框架，就很(hěn)好地解(jiě)释了(le)很多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙当中(zhōng)存在着某(mǒu)种类(lèi)型的粒子，它们(men)不参(cān)与(yǔ)任何其他(tā)的电磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过(guò)引力来相(xiāng)互作用(yòng)。所(suǒ)以如果能够找到这种粒(lì)子(zi)的存在，就相当(dāng)于找到了暗(àn)物质存在的实际证据。这种粒(lì)子(zi)到底(dǐ)是什(shén)么？科学家们(men)已经提出了(le)数十种的假想(xiǎng)目标，而(ér)要寻找这些不同的目标粒子所需(xū)要的实验方(fāng)式(shì)也不相同(tóng)。在过去的(de)几十年(nián)当中，人类为了(le)寻找这些看不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不会与常规物质相互(hù)作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超(chāo)过50次的实验(yàn)，却没有任何实(shí)质性的发现(xiàn)，除了一个地方(fāng)，意大利的格(gé)兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地(dì)球(qiú)上最大的地学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的探测(cè)器(qì)，一直致力(lì)于寻找暗物(wù)质粒子的周(zhōu)期(qī)性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这(zhè)里的(de)科学家(jiā)声称观测到了某种信号。经过了20多年(nián)的数据收集，人(rén)们发现了(le)一个(gè)有趣的事情。探测率会在每年(nián)的6月份达到峰值(zhí)，然(rán)后在11月降到最低，而且在20年(nián)当中每年都是(shì)一样。一些科学家认为(wèi)这可能(néng)是人(rén)类(lèi)发(fā)现暗物(wù)质(zhì)的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗物质会(huì)产生周期性(xìng)的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公(gōng)里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕(rào)着银河系进行移动(dòng)，那(nà)么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的(de)速度在穿越着暗物质流(liú)，这个过程(chéng)中会产(chǎn)生(shēng)相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公(gōng)里(lǐ)/秒(miǎo)的(de)速度围绕太(tài)阳进行(xíng)旋转。所以有(yǒu)半年的时(shí)间(jiān)，地球围绕(rào)太阳(yáng)的方(fāng)向(xiàng)与太阳环(huán)绕银河系的方向(xiàng)是一致的，而另外半年则(zé)与之相反。

而(ér)在(zài)6月份(fèn)的时候，地球(qiú)与(yǔ)太阳的方向(xiàng)正好(hǎo)达到完全一(yī)致，这是理论上地球穿越(yuè)暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值(zhí)。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河系的(de)平面(miàn)呈现(xiàn)了60度(dù)的倾斜，但(dàn)是(shì)这(zhè)并不(bù)影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可以用来解释，研究(jiū)人员们所观(guān)测到的(de)周(zhōu)期性信号。当然也(yě)可能有其(qí)他的情况，造成这种年(nián)度(dù)周期信号的差异也可能(néng)是温度、湿(shī)度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚(shèn)至连意(yì)大利(lì)游客的数量也符(fú)合这个周(zhōu)期的规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家们(men)又在南(nán)半球建立了一个几乎相同的实验(yàn)室，这里的季节(jié)与(yǔ)之(zhī)前(qián)的实验(yàn)室正好相反(fǎn)，而在(zài)这(zhè)里，地球穿过暗(àn)物质流(liú)的运动特征和第(dì)一(yī)个实(shí)验室是一样的。

因此(cǐ)，如(rú)果在(zài)这里可以得到相同的信号(hào)，就(jiù)可以成为暗物质(zhì)所存在的(de)非(fēi)常有力的(de)证据了。但是由于这(zhè)个(gè)实验室刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还无法提供相应的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远(yuǎn)镜，这(zhè)台太空(kōng)望(wàng)远镜(jìng)叫(jiào)做“南(nán)希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望远镜(jìng)相同(tóng)，但它(tā)的宽视场仪(yí)器提(tí)供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太空望(wàng)远镜(jìng)其(qí)中一个关键的用途就是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对(duì)于探测的结果(guǒ)，我们只(zhǐ)能(néng)拭(shì)目以待了。费米实验室粒(lì)子天体物(wù)理中心(xīn)的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它(tā)们(men)极有可能拥有(yǒu)另一种神(shén)秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的诞生，或者说是生(shēng)命进化(huà)的一个重(zhòng)要因(yīn)素。

如(rú)果这一(yī)理论得到进一步的证实，那(nà)么遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不会意味着人类并不(bù)孤(gū)单呢？或许(xǔ太乙天尊是谁 太乙天尊是太乙真人吗)在宇宙当中(zhōng)某个角落(luò)的(de)行星上，暗(àn)物质正在通(tōng)过这样的效应创造生命。当然(rán)，这些推论的(de)大前提是要先(xiān)找到暗(àn)物质存在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗(àn)物质到底存(cún)不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你的(de)支持是我更新的动力！

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