宇宙(zhòu)是“人为制造(zào)”的(de)？为何会(huì)存在科学无法(fǎ)解释的(de)“暗物(wù)质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为(wèi)了寻找(zhǎo)暗物(wù)质(zhì)存在(zài)的(de)证据，科学家们(men)在过去的(de)几(jǐ)十年当(dāng)中进(jìn)行了超过50次的(de)长期实验，但是却(què)没有发现(xiàn)任(rèn)何的有效证据。除了一个(gè)地方，在(zài)1687年出(chū)版的(de)自然哲学数学原理(lǐ)一书中(zhōng)，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动的规(guī)律。往后的几(jǐ)百年来，当天(tiān)文学家们发现某(mǒu)些(xiē)天体运行(xíng)轨道出现(xiàn)异常，不符合万有引力定律的时候，他们就会(huì)知道，周(zhōu)围一定有未知(zhī)的天(tiān)体(tǐ)通过(guò)引力在摄动它的轨道。比如(rú)在1846年(nián)，奥本勒(lēi)维(wéi)耶就(jiù)通过天王星运行(xíng)轨道的异(yì)常，推算(suàn)并且发现了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发(fā)现都是应(yīng)用万有引力定律(lǜ)所取(qǔ)得重大(dà)天(tiān)文成就的(de)例子。但是这些(xiē)发现都是在恒星系统(tǒng)的尺(chǐ)度当(dāng)中(zhōng)，可当我们上升到星系或者(zhě)是星(xīng)团的尺度，事情就(jiù)开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家弗里茨(cí)兹威基(jī)正在研究和测(cè)量后发(fā)星(xīng)系(xì)团的质量。这(zhè)是一个由数千(qiān)个星系所组成的巨大(dà)星系团，这些(xiē)星系被引力束缚在一(yī)起。测量星系(xì)团的质量一般会使(shǐ)用到两种(zhǒng)方法，当两种(zhǒng)方法结果(guǒ)一(yī)致(zhì)，就可以确定其(qí)质量(liàng)的范围。

第(dì)一种是(shì)获得其"光度学的质量"，需要(yào)的(de)数据(jù)是测(cè)量各(gè)个星系(xì)的(de)光度。

第二种是动(dòng)力学质量的计算，是利用光谱红移测量星系(xì)团中(zhōng)的各个星系相对于星系团的运动(dòng)速度。当测量(liàng)结果出来之后，兹威基彻底懵了(le)，“动力(lì)学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光度学质量(liàng)”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团有(yǒu)99%的质(zhì)量消(xiāo)失了，或(huò)者说这99%的质量并不(bù)以可(kě)见光的形式所(suǒ)存(cún)在，我们无法看到。最(zuì)诡异(yì)的(de)是，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基(jī)发现星系团中(zhōng)很多星系(xì)的速(sù)度比理论上要快(kuài)得多(duō)，按照(zhào)牛顿的(de)运动学(xué)定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这(zhè)些可见星系的(de)质量所产生的引(yǐn)力是无法将它们束缚在星系团内的(de)，它们早就应该(gāi)被抛出星系团之(zhī)外了，除非有(yǒu)一种神秘的(de)力量在起作用(yòng)，这(zhè)种力量来源于(yú)某种隐形的(de)物质。

据此(cǐ)，兹(zī)维基提出了(le)这样部分不可(kě)见(jiàn)的暗质，它不发散光(guāng)、吸(xī)光、反射光，但是(shì)它(tā)们却占据着宇宙中绝(jué)大(dà)部分的质量。只是当(dāng)时(shí)的人们对这样的一(yī)种说法(fǎ)不屑一(yī)顾。

直到40年(nián)之后，“暗(àn)物质”这(zhè)个词才再一次(cì)出现。天文(wén)学(xué)家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观(guān)测仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论上来(lái)说，距离中心越(yuè)远的恒星(xīng)在(zài)其轨道上的运行速度就(jiù)会越慢(màn)。但(dàn)是他们(men)观测的结果却让人(rén)感到不可思议。

随着与(yǔ)中(zhōng)心距离的增(zēng)加，恒星的(de)旋(xuán)转(zhuǎn)速(sù)度几乎保持(chí)不变。可是根据(jù)牛顿的万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律，在星系当中如果没有足够大的质量来(lái)吸引它们(men)，这些外围的恒(héng)星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们(men)会使用(yòng)一种相(xiāng)对标准(zhǔn)的方法(fǎ)来解释(shì)暗(àn)物(wù)质(zhì)的存在，这种方法就是测(cè)量星(xīng)系(xì)当(dāng)中气体在X轴上距离星系中心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如果出现异常(cháng)的(de)结果，就(jiù)认为是(shì)由暗物(wù)质的力量进入其(qí)中。

于(yú)是科学家(jiā)们通过射(shè)电望远镜(jìng)测量了距离星系中心(xīn)更远距离的(de)氢元(yuán)素，发现(xiàn)它们的旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太(tài)阳系也不例(lì)外，太(tài)阳系位于(yú)银河(hé)系的第三悬(xuán)臂之(zhī)上，距(jù)离银(yín)河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)进行计算，太阳系的运行速度(dù)应(yīng)该是(shì)160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的(de)速(sù)度围绕银河系旋转，这个实(shí)际速度远远大于理论(lùn)速度，那么产生以上这(zhè)种向(xiàng)心加速度的原因很可能(néng)就(jiù)是存在着一(yī)种我(wǒ)们看(kàn)不到的物质，是这些暗物(wù)质的引力(lì)效应将星系聚集在了一起。

也(yě)是从这时开(kāi)始(shǐ)，越(yuè)来(lái)越多的研(yán)究人员开始相信暗物质的存在。科学家根(gēn)据星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估(gū)算在星系(xì)当中暗物质的质量占整(zhěng)个星系质量的85%。但是(shì)，暗(àn)物质并不(bù)是唯一可(kě)以解释这个现象的原(yuán)因。在一项(xiàng)新的研究当中，科(kē)学家(jiā)们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒星(xīng)之间，也会(huì)出现速度上(shàng)的微小差(chà)异。另外，天文学家还发现了一(yī)个反常的星系(xì)，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地球大(dà)约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河(hé)系不多，但是星(xīng)系当中存在的恒星数量却只有银河系的千分之一。

所(suǒ)扣你几哇日语什么意思 扣你几哇撒由那拉是什么歌以在(zài)理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分(fēn)崩离(lí)析。但是科(kē)学(xué)家们(men)使用最先进的望远镜(jìng)对其进(jìn)行了40个小时(shí)的(de)详细测量之后，发现星系中的(de)恒星运(yùn)动是可以用正常的(de)物质和力学(xué)定律(lǜ)来解释的(de)。那(nà)么(me)又(yòu)有人提出(chū)，也许该星系的暗物质(zhì)，已经(jīng)被(bèi)附近(jìn)的另一个(gè)大(dà)星系剥离(lí)了。奇怪(guài)的(de)是，它的附(fù)近没有任何(hé)星(xīng)系存(cún)在。造(zào)成这些现象的除了暗物质的(de)假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力(lì)的理解还不够全面，引力很可(kě)能在不同尺(chǐ)度空间中的工作(zuò)方式是不(bù)同的，这意味着在(zài)行星系(xì)尺度中(zhōng)的天体会沿着(zhe)它(tā)们的轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式运动。但是上升到星系和(hé)星(xīng)团的尺度，引力之间的(de)相互作用则(zé)是不同的方式(shì)。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科学家还引入(rù)了外部(bù)场效(xiào)应的概念(niàn)，指的是(shì)在数百万光年的规模上，巨(jù)大的质量之间会产生对彼此特(tè)殊(shū)的效果，这(zhè)个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙(méng)德(dé)理论(lùn)。如果MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立，这意(yì)味着(zhe)我们需要对现在(zài)的物理定律进行修正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让很(hěn)多人认为暗物质(zhì)假说理(lǐ)论就此终结(jié)。但是(shì)在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中还有关(guān)于暗物质存在(zài)的其他的理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹星系团(tuán)，由(yóu)两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似这样的(de)星团，它(tā)们大(dà)部分的普通质量(liàng)都在(zài)星系的气体当中。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时(shí)发(fā)生碰撞的时(shí)候，星(xīng)际气体的相互作用就(jiù)会导(dǎo)致温(wēn)度(dù)的(de)急剧(jù)升高(gāo)，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星(xīng)系团大部分的质量将(jiāng)位于所有这些(xiē)气体(tǐ)所(suǒ)在的中间区域。那(nà)么我们(men)通过什么来验(yàn)证它的质量区域到底是不是集中在中间呢(ne)？前(qián)不久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远镜传回了(le)宇宙当中第一张全彩的高清照(zhào)片(piàn)，在(zài)照片(piàn)中(zhōng)我们可以(yǐ)明显地看到很(hěn)多星系似乎(hū)被拉(lā)伸产生了巨(jù)大的形变。其(qí)实这些(xiē)星系本身并不(bù)是(shì)真的被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什(shén)么(me)问题，而是这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之(zhī)间。被(bèi)一(yī)个质量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超(chāo)大质量(liàng)的东西(xī)的(de)引力，会使身后(hòu)更(gèng)遥远星(xīng)系的光都发生了(le)扭曲(qū)。这个现象就是(shì)引(yǐn)力透镜效(xiào)应。这个巨(jù)大的(de)天体可能是(shì)超(chāo)大质量的黑洞或者(zhě)是暗(àn)物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现它的(de)大(dà)质(zhì)量区域并(bìng)不是在中间，而(ér)是在两侧。所(suǒ)以最(zuì)好的解释方法就(jiù)是当(dāng)星团发(fā)生(shēng)全部(bù)的碰撞时，可被(bèi)观测到(dào)的质量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过(guò)了(le)这个(gè)区域，并在两边(biān)形成了(le)引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗物质(zhì)存在的迄今为止最好的理论证据。

除(chú)此之外，还有来(lái)自(zì)宇(yǔ)宙(zhòu)当中最古(gǔ)老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万(wàn)年(nián)之后(hòu)，可(kě)见光终于可以畅(chàng)通无阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇(yǔ)宙空间背景上留(liú)下了各扣你几哇日语什么意思 扣你几哇撒由那拉是什么歌相同性的微波辐射(shè)。其中红色(sè)的(de)部分表示(shì)温度(dù)较高的区域，蓝(lán)色(sè)则(zé)表示相对较冷的区域，但实际(jì)上(shàng)它们之间(jiān)的温(wēn)差(chà)只有万分之一。

科学家们通过(guò)对前景(jǐng)背景分(fēn)离后的二值图像进行连通域提取和标(biāo)记之后发(fā)现(xiàn)，如(rú)果宇宙(zhòu)当中没有暗物质(zhì)，图形看起来不(bù)应该(gāi)是这样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减(jiǎn)小，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背景辐射的测量值，我们(men)需要的暗物质大(dà)约(yuē)是普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与(yǔ)解释星系(xì)当中恒星(xīng)运动所需要的暗物质比例是一致的。这就意(yì)味(wèi)着。

用(yòng)了一(yī)个简单的理论框架(jià)，就很好地解释了很(hěn)多不同的(de)观测结果。而(ér)暗物质的本质(zhì)就(jiù)是宇宙当中存在着某种类(lèi)型的粒(lì)子(zi)，它们不参与任(rèn)何(hé)其他的(de)电磁作用，只通(tōng)过(guò)引力(lì)来相互作用。所以(yǐ)如果能够找(zhǎo)到这种(zhǒng)粒(lì)子的存在，就相(xiāng)当于找到了暗物质存在(zài)的实际证据(jù)。这种粒(lì)子到底是什么？科学家们已经(jīng)提出了(le)数(shù)十种(zhǒng)的假想目(mù)标，而要寻找这些不同的目(mù)标粒子所需要(yào)的实验(yàn)方式也(yě)不相同。在过去的几十年当中，人类为(wèi)了(le)寻找这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会(huì)与(yǔ)常规物(wù)质(zhì)相互作用(yòng)的“暗(àn)物质”，科(kē)学(xué)家们已经进行了(le)超(chāo)过50次的实验(yàn)，却没有任何实质性的发现，除(chú)了(le)一个地方，意大(dà)利的格兰(lán)萨索山(shān)，隶属于阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处(chù)的(de)地下矿井当(dāng)中(zhōng)，藏着地球(qiú)上最大的地学实(shí)验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探测器，一直致力(lì)于(yú)寻找(zhǎo)暗物(wù)质粒子(zi)的周(zhōu)期性震荡。

自1997年(nián)以(yǐ)来，这里的科学家声称观测到了某种信号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的(de)事情。探测率会在每(měi)年的6月份达到峰(fēng)值，然(rán)后在11月降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年都是一样(yàng)。一些科学家认(rèn)为这可能是人类(lèi)发(fā)现暗物质的(de)第一个直接证(zhèng)据。

但是为什(shén)么暗物质会产(chǎn)生周(zhōu)期性(xìng)的年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕着银河系(xì)进行移动，那么如(rú)果暗物质(zhì)存(cún)在宇宙当(dāng)中，这意味着(zhe)我们也(yě)在(zài)以(yǐ)这样的速(sù)度在穿越(yuè)着暗物质(zhì)流，这(zhè)个过程中会产(chǎn)生相应的振(zhèn)荡(dàng)，同时(shí)地(dì)球又以30公里/秒的速度(dù)围(wéi)绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有半年的时间，地球围绕太阳的方向(xiàng)与太阳环绕银河系的方向是(shì)一(yī)致的(de)，而(ér)另(lìng)外半年则与之相反。

而(ér)在6月份的时候(hòu)，地球与(yǔ)太阳的方向(xiàng)正好达到完全(quán)一致，这(zhè)是理(lǐ)论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰(qià)好达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银河系的平面呈(chéng)现(xiàn)了60度(dù)的倾斜(xié)，但(dàn)是这并(bìng)不影响这个(gè)理(lǐ)论的(de)有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科(kē)学家认为这可以用来解(jiě)释，研究人员们所观(guān)测到的周期(qī)性信(xìn)号。当然(rán)也可(kě)能有其他的(de)情况，造成这种(zhǒng)年度(dù)周期信号的差异也可(kě)能是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意(yì)大利游客的数量(liàng)也符(fú)合这个周期的规律。

所以，科学家们(men)又在南半(bàn)球建立(lì)了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这(zhè)里的季节(jié)与之前的实(shí)验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特(tè)征和第(dì)一个实验室(shì)是一样的。

因此，如(rú)果在这里可以得到(dào)相同的信号(hào)，就可以成(chéng)为暗物质所存在的(de)非常有力的(de)证据了。但是由于这(zhè)个(gè)实验室刚(gāng)刚建成不久，所以截(jié)至目前还无法提供相应的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的(de)望远镜，这(zhè)台太空望远镜(jìng)叫做“南希(xī)格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈(hā)勃(bó)望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘(mì)，对于探测的(de)结果，我们只能拭目以待(dài)了。费(fèi)米(mǐ)实验室(shì)粒子(zi)天体(tǐ)物理中(zhōng)心的科学家丹(dān)琥珀(pò)和(hé)贾森斯特芬研究发(fā)现，如(rú)果暗物质存在，它们(men)极有可能拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的诞(dàn)生，或者说(shuō)是生(shēng)命进化的一个重要因素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着(zhe)人(rén)类并(bìng)不(bù)孤单呢？或许在(zài)宇宙当(dāng)中某个角(jiǎo)落的行星(xīng)上，暗物质(zhì)正在通过这样的(de)效应(yīng)创造生命。当(dāng)然，这些(xiē)推论(lùn)的大前(qián)提(tí)是要(yào)先找到(dào)暗物质存在(zài)的(de)实际证据(jù)。那(nà)么小伙伴们，你们觉得暗物质到(dào)底(dǐ)存不存在(zài)呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你的支持是我更新的动力！

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