宇宙是“人(rén)为(wèi)制造”的(de)？为何会存(cún)在(zài)科学(xué)无法(fǎ)解释的“暗(àn)物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗物质存在的(de)证据，科学家们在(zài)过去(qù)的几十(shí)年当中进行(xíng)了(le)超过50次的(de)长期实验(yàn)，但是(shì)却(què)没有发现任何的有(yǒu)效(xiào)证据。除了一个(gè)地方，在1687年出版的(de)自(zì)然哲学数学原理(lǐ)一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛(niú)顿发表(biǎo)了万有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天(tiān)体运动(dòng)的规律(lǜ)。往后的几(jǐ)百(bǎi)年来，当天(tiān)文学家们发(fā)现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)的时候，他们就(jiù)会知道，周围(wéi)一定有未知的天体通过引(yǐn)力(lì)在摄动它的轨(guǐ)道(dào)。比如在(zài)1846年(nián)，奥(ào)本勒维耶就通过天(tiān)王(wáng)星运(yùn)行轨道(dào)的异常，推算并(bìng)且(qiě)发现了海王星的(de)存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用万有引力定律所取(qǔ)得重大(dà)天文成就的例子(zi)。但是这些发现都(dōu)是(shì)在恒星系统(tǒng)的尺度当(dāng)中(zhōng)，可当我们上升到星系或者不可以瑟瑟哦是什么意思，不可以瑟瑟哦是什么意思不可以瑟瑟哦的表情包是星团的尺(chǐ)度(dù)，事情就(jiù)开始变(biàn)得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士(shì)的物理(lǐ)学家弗里茨兹威(wēi)基正(zhèng)在(zài)研究和测(cè)量后发星(xīng)系团的质量(liàng)。这是一个由数千个星系(xì)所(suǒ)组(zǔ)成的巨大星(xīng)系团，这(zhè)些星(xīng)系被(bèi)引力束缚在一起。测量(liàng)星系团的(de)质量一般(bān)会使用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一(yī)致(zhì)，就可以确定其质量(liàng)的(de)范围。

第一种是(shì)获得其"光(guāng)度学(xué)的质(zhì)量"，需(xū)要的数据(jù)是测(cè)量各个(gè)星系的(de)光度。

第二(èr)种是动力(lì)学质量的计(jì)算，是利用光谱红移测(cè)量星(xīng)系团中的各个星(xīng)系(xì)相对于星系团的(de)运动速度。当测量结果出来(lái)之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力(lì)学质量(liàng)”竟然是“光(guāng)度(dù)学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座星(xīng)系团有99%的质(zhì)量(liàng)消失(shī)了，或者说这(zhè)99%的质量并不以可(kě)见(jiàn)光的形(xíng)式所存在，我们无(wú)法(fǎ)看到。最诡异的是(shì)，在测量速度的过程中，兹(zī)威基发现星系(xì)团中很多星系的速度(dù)比理(lǐ)论上要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这(zhè)些可见星系的质(zhì)量(liàng)所产生的(de)引力(lì)是(shì)无法将它们束缚在(zài)星(xīng)系团内的(de)，它们早就(jiù)应该被(bèi)抛出星系团之外了，除非有一种神秘的(de)力量在起作(zuò)用，这(zhè)种力量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐形的物(wù)质。

据(jù)此，兹维基提(tí)出了这样(yàng)部分不可见的暗质，它不发(fā)散光(guāng)、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但(dàn)是它(tā)们(men)却占据着(zhe)宇宙中绝大(dà)部分的质量。只是当时(shí)的(de)人们对(duì)这样(yàng)的(de)一(yī)种说法不(bù)屑一(yī)顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这(zhè)个(gè)词(cí)才再一次出现。天文学(xué)家维拉(lā)鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙(xiān)女座星系中(zhōng)的恒星运动。理论上来说，距离中(zhōng)心越远的恒星(xīng)在其轨道上的(de)运行(xíng)速度就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到(dào)不可思(sī)议。

随着与中心距离的(de)增加，恒星的(de)旋(xuán)转(zhuǎn)速度(dù)几乎保(bǎo)持不变。可(kě)是根据(jù)牛顿(dùn)的万(wàn)有(yǒu)引力定律(lǜ)，在(zài)星系(xì)当中如果没有足(zú)够(gòu)大(dà)的(de)质量来吸引它(tā)们(men)，这些外围(wéi)的恒星(xīng)早就被甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当中了。基(jī)于这种现象，科(kē)学家们会使(shǐ)用一种相对(duì)标准的方法来解释暗物质的(de)存在，这种方法就是(shì)测量星系当中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出现异常的(de)结果，就认为是(shì)由暗物(wù)质的力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测量了距离(lí)星(xīng)系中(zhōng)心更远距(jù)离的氢(qīng)元素，发现它们(men)的旋转速度并不符合牛顿的力学定(dìng)律(lǜ)。我们的太阳系也不例外(wài)，太阳系位于银河系的第(dì)三(sān)悬臂之(zhī)上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光(guāng)年，根据万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以(yǐ)220千米/秒(miǎo)的速(sù)度(dù)围(wéi)绕银河系旋转，这个实际速度远远大(dà)于理论(lùn)速度，那么产生以上这(zhè)种向心(xīn)加速度(dù)的(de)原因很可(kě)能就是(shì)存(cún)在着(zhe)一种我们看不到的物质，是这(zhè)些暗(àn)物质(zhì)的引力效应将星系(xì)聚(jù)集在(zài)了(le)一起(qǐ)。

也(yě)是从这(zhè)时开始(shǐ)，越来越多的研究人员(yuán)开(kāi)始相(xiāng)信(xìn)暗物质的存在。科学家根据(jù)星(xīng)系外恒(héng)星轨(guǐ)道的速度(dù)，估(gū)算在(zài)星系当中暗物质的质(zhì)量(liàng)占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这(zhè)个(gè)现象的原因。在一(yī)项新(xīn)的研究(jiū)当中，科(kē)学家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引力效应(yīng)的遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上的微(wēi)小差异。另外，天文学家还发现了(le)一个反常(cháng)的(de)星(xīng)系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距离地球大约2.5亿(yì)光年，大小和银河(hé)系不多(duō)，但是星系当(dāng)中存在的恒星(xīng)数(shù)量却只有(yǒu)银(yín)河系的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存(cún)在暗物质，否(fǒu)则就(jiù)会分崩(bēng)离(lí)析。但(dàn)是科(kē)学家们使用(yòng)最先(xiān)进的(de)望远镜对(duì)其进(jìn)行了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发(fā)现星系中的(de)恒星运动是可以用正常的物质和(hé)力学定律来解释的。那么又有人提出(chū)，也(yě)许(xǔ)该星系的暗(àn)物质(zhì)，已经被附近的另一(yī)个大(dà)星系剥离了(le)。奇怪(guài)的是(shì)，它(tā)的附近没(méi)有任(rèn)何(hé)星系存在。造(zào)成这些现象的除了暗物(wù)质的(de)假(jiǎ)说之外，另一种(zhǒng)可能就是人类(lèi)对引力的理解(jiě)还不(bù)够全面，引力很可能在不同尺度空(kōng)间中的工作方式是(shì)不同的，这意(yì)味着在行星(xīng)系尺度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我们(men)所理(lǐ)解的方式(shì)运动(dòng)。但(dàn)是上升到星系和星团的(de)尺度(dù)，引力之间的相互作用(yòng)则是不同的方式(shì)。对于在(zài)星系团之间的相(xiāng)互作用(yòng)，科学家(jiā)还引入了外部场(chǎng)效应(yīng)的概念(niàn)，指的是在(zài)数(shù)百万光(guāng)年(nián)的规模上，巨大(dà)的质量之间会(huì)产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着(zhe)我们需要对现在的物理定(dìng)律进(jìn)行修正，这些(xiē)发现也让很多人认为暗物(wù)质假说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还有关于暗物(wù)质存(cún)在的其(qí)他的(de)理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙德(dé)理论所没(méi)法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹(dàn)星(xīng)系团，由两个碰撞的星系(xì)团所组成，类似(shì)这样的(de)星团(tuán)，它们大(dà)部分的(de)普通质量(liàng)都(dōu)在星系(xì)的气体当中。当星团(tuán)以(yǐ)1000万公里(lǐ)/小时发生碰(pèng)撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气体的(de)相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧升高(gāo)，速度大幅(fú)降低。所以在理(lǐ)论上(shàng)，在碰撞之(zhī)后(hòu)，子弹星(xīng)系团大(dà)部分(fēn)的质(zhì)量将(jiāng)位于所有这些(xiē)气体所(suǒ)在的(de)中间区域。那么我们通过什(shén)么来验证它的质量区(qū)域到底是不是集中在中间呢(ne)？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高清照片，在照片中我们可以明显地看(kàn)到很多星系似乎被拉(lā)伸产生了(le)巨(jù)大(dà)的(de)形变。其实这些星系(xì)本身并不是真的被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是韦(wéi)伯望(wàng)远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我们地球(qiú)上的观测者之间。被一个质量超级巨大(dà)的(de)天(tiān)体遮(zhē)挡，这个(gè)超大(dà)质量的东西(xī)的引力(lì)，会使身后更(gèng)遥远星系的光都(dōu)发生了扭曲(qū)。这个现象就是引(yǐn)力透镜(jìng)效应。这个巨不可以瑟瑟哦是什么意思，不可以瑟瑟哦是什么意思不可以瑟瑟哦的表情包(jù)大的天体可能是超大质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人们(men)对子弹(dàn)星系团观测的(de)时候，发现它的(de)大质量区(qū)域(yù)并不是在中间(jiān)，而(ér)是在两侧(cè)。所以最(zuì)好的(de)解释方(fāng)法就是当(dāng)星团发(fā)生全部的(de)碰撞时，可被观(guān)测到(dào)的质量(liàng)气体被(bèi)卡(kǎ)在了中间，暗(àn)物质(zhì)则直(zhí)接通(tōng)过(guò)了这(zhè)个区域，并在两(liǎng)边形成(chéng)了引力(lì)透镜。对子弹星系(xì)团(tuán)的引(yǐn)力透(tòu)镜(jìng)研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今为止最(zuì)好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当(dāng)中最古老(lǎo)的(de)光。从(cóng)宇(yǔ)宙大爆炸开(kāi)始，38万(wàn)年(nián)之后，可见(jiàn)光终于可以(yǐ)畅通无阻地(dì)穿越在(zài)宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些(xiē)光在(zài)宇宙(zhòu)空间背(bèi)景上留下(xià)了各(gè)相同性的微波辐(fú)射。其中红(hóng)色的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝色则表(biǎo)示(shì)相对较冷的区(qū)域，但实际上它们之间的(de)温差只有万(wàn)分之一。

科学(xué)家(jiā)们通过对前景背(bèi)景分离(lí)后的二值图像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当(dāng)中没(méi)有暗物(wù)质，图形(xíng)看起(qǐ)来不应该(gāi)是这样的，而随着暗物(wù)质(zhì)的增加，一(yī)些峰值的幅(fú)度会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇(yǔ)宙微波背(bèi)景辐射的测量值，我们需(xū)要(yào)的暗物质(zhì)大约是普通物质的5倍。这(zhè)个数字(zì)与解释(shì)星(xīng)系当中恒星(xīng)运动所需要的暗物质比例是一致的。这就(jiù)意味着。

用了一个(gè)简单(dān)的(de)理论框(kuāng)架，就很好地(dì)解释了(le)很多不同的(de)观测结果。而(ér)暗物质(zhì)的本质就是宇宙当中(zhōng)存在着某种类(lèi)型(xíng)的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互(hù)作用。所(suǒ)以如果能够找到这种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相当于找到了(le)暗物质存在(zài)的实际(jì)证据。这种粒(lì)子(zi)到底是什么？科学(xué)家们已经(jīng)提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不(bù)同的目(mù)标粒子所需要的实验方式(shì)也不(bù)相同。在(zài)过去(qù)的(de)几十年(nián)当(dāng)中，人(rén)类为了寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会(huì)与(yǔ)常规物质相(xiāng)互作用的(de)“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没有任何实(shí)质性的(de)发现，除了一个地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山(shān)脉(mài)。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着(zhe)地球(qiú)上最大的地学(xué)实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以来(lái)，这里(lǐ)的(de)科学家声(shēng)称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多年(nián)的数据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率会在(zài)每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低，而(ér)且在20年当中每年都是(shì)一样。一些(xiē)科学家认为这可能(néng)是人(rén)类发现暗(àn)物质的第一个直接证(zhèng)据。

但是为(wèi)什(shén)么(me)暗物质会产生周(zhōu)期(qī)性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银河系(xì)进(jìn)行(xíng)移动，那(nà)么如(rú)果暗物质存(cún)在宇宙(zhòu)当中(zhōng)，这意味着(zhe)我们也在以这样的速(sù)度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过(guò)程中会产生相应的不可以瑟瑟哦是什么意思，不可以瑟瑟哦是什么意思不可以瑟瑟哦的表情包振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋转。所以有半(bàn)年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一致的，而(ér)另(lìng)外半年(nián)则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正好达到完全一(yī)致(zhì)，这是理论上(shàng)地球穿越暗物质(zhì)流(liú)最快的(de)时段。而在11月份，又恰(qià)好达到(dào)了(le)最慢(màn)值。尽管在实际(jì)的情况中(zhōng)，太(tài)阳系相对银河系(xì)的平面(miàn)呈现了60度的(de)倾(qīng)斜，但是(shì)这(zhè)并不(bù)影(yǐng)响这个理(lǐ)论的有效(xiào)性。

因此科学(xué)家(jiā)认为这可(kě)以用来解释，研究人员们所观(guān)测(cè)到的周期性信号(hào)。当然也可能有其他(tā)的情况，造成这(zhè)种年(nián)度周期信号的差(chà)异也可能是(shì)温度、湿(shī)度(dù)、土壤中的水分、高山(shān)上的(de)积雪，甚至连意大利游客的数(shù)量也符合这个周期的规律。

所(suǒ)以，科(kē)学家们又(yòu)在(zài)南半(bàn)球(qiú)建立了一(yī)个几乎相(xiāng)同(tóng)的实验(yàn)室，这(zhè)里的(de)季节与(yǔ)之(zhī)前的(de)实验室正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗(àn)物质(zhì)流的(de)运动特征(zhēng)和第一个实验室是(shì)一(yī)样的。

因此(cǐ)，如果在(zài)这里可(kě)以得到相同的信号，就可以成(chéng)为暗物(wù)质(zhì)所(suǒ)存在的(de)非常有(yǒu)力(lì)的证据了(le)。但是由于(yú)这(zhè)个实验室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目前还无法提供相(xiāng)应的数据支持(chí)。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射(shè)一(yī)台新的望远镜，这台太空(kōng)望(wàng)远镜(jìng)叫(jiào)做“南希格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大(dà)小跟(gēn)哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相同，但它的宽视场仪器提(tí)供的(de)视野是哈勃红(hóng)外(wài)仪器(qì)的100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途(tú)就是探索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥秘，对于(yú)探测(cè)的结果，我(wǒ)们只能拭目以(yǐ)待了。费(fèi)米实验室粒子天体物(wù)理中心的科学家丹(dān)琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另(lìng)一种神秘的效(xiào)应，这(zhè)种暗(àn)物质效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说(shuō)是生命(mìng)进化的一个(gè)重要因素。

如果这一理(lǐ)论(lùn)得到进一步(bù)的证实，那么遍(biàn)布宇宙当(dāng)中的暗(àn)物质会不会意(yì)味着人类并(bìng)不(bù)孤单(dān)呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落的行星上，暗物(wù)质(zhì)正在通过这样的(de)效应(yīng)创造生命。当(dāng)然，这些推论(lùn)的(de)大前提(tí)是要先找到(dào)暗物质存在的实(shí)际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得(dé)暗物质(zhì)到底存不存在(zài)呢(ne)？喜欢请(qǐng)点(diǎn)赞，你的支(zhī)持是我更新的动(dòng)力！

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