宇宙(zhòu)是“人(rén)为制造(zào)”的？为何会存在科(kē)学(xué)无法解释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类为了寻找暗物(wù)质存在的证(zhèng)据，科学(xué)家们在过去的几十年当中进行了超过50次的长期(qī)实验，但是却没有发现(xiàn)任何的有(yǒu)效证据。除了一个(gè)地方，在(zài)1687年(nián)出版(bǎn)的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中天(tiān)体(tǐ)运动的规(guī)律。往后的几百年来，当天文学家们(men)发现某些天体运(yùn)行轨道出现(xiàn)异常，不符合(hé)万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知道，周围一定(dìng)有未知的天体通过(guò)引力在摄动它的轨道(dào)。比(bǐ)如在(zài)1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算并(bìng)且发现(xiàn)了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的(de)发现都是应用万有引力定律所取得(dé)重大天文成就(jiù)的(de)例(lì)子(zi)。但是这些发现都是在(zài)恒星(xīng)系统的尺度当(dāng)中，可当(dāng)我们上升到星系(xì)或者是星团的(de)尺度，事情就(jiù)开始(shǐ)变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和测(cè)量(liàng)后发星(xīng)系团的质(zhì)量。这是一个(gè)由(yóu)数千(qiān)个星系(xì)所组成的(de)巨大星系(xì)团(tuán)，这些星(xīng)系(xì)被引力束缚在一起。测(cè)量(liàng)星系团的质量一般会使用到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一致，就可以确(què)定其(qí)质量的(de)范(fàn)围。

第一种是获得其"光(guāng)度学(xué)的质量"，需要的(de)数据是测(cè)量各个星系的光度。

第(dì)二(èr)种是动力学质量的计算，是利用光谱红(hóng)移(yí)测量星系团中的各个星系(xì)相对于星系团的(de)运动速度(dù)。当测量结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹威(wēi)基彻底懵了，“动(dòng)力学质(zhì)量”竟(jìng)然是“光度学质量”的(de)400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后发座星(xīng)系团有99%的质量消失了，或者说(shuō)这(zhè)99%的(de)质量并不以可见光的形式所存在，我们(men)无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定(dìng)律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质量所产生的引(yǐn)力(lì)是无法(fǎ)将它们束缚在(zài)星系团内的，它(tā)们早就应该被抛出星系团之(zhī)外了，除(chú)非有一种神(shén)秘(mì)的力量在起作用，这种(zhǒng)力量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐形的(de)物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部(bù)分不可见的暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射(shè)光，但是它(tā)们却占据(jù)着宇(yǔ)宙中绝大部分的质量。只是当时的人们(men)对(duì)这样(yàng)的一(yī)种说法(fǎ)不屑一顾(gù)。

直到40年(nián)之后，“暗(àn)物(wù)质(zhì)”这(zhè)个词才(cái)再(zài)一次出现(xiàn)。天文(wén)学家维拉(lā)鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福特在(zài)观测仙女座(zuò)星(xīng)系中的恒星运动。理(lǐ)论上来说(shuō)，距离(lí)中心越(yuè)远的恒星在(zài)其轨道(dào)上的运(yùn)行速度就会(huì)越慢。但是他们(men)观测的结果却让(ràng)人感(gǎn)到不可(kě)思议(yì)。

随着与中(zhōng)心(xīn)距(jù)离的(de)增加(jiā)，恒星的旋转速度几(jǐ)乎(hū)保持(chí)不(bù)变。可是(shì)根(gēn)据(jù)牛顿的万有引力定(dìng)律，在星系当中如果没有足够大(dà)的质量(liàng)来吸引它们(men)，这些(xiē)外(wài)围的恒星早就被甩到(dào)宇宙(zhòu)当中了(le)。基于这种现象，科学家(jiā)们会(huì)使用一种相(xiāng)对标准(zhǔn)的方法(fǎ)来解释暗物质的存(cún)在，这种方法就(jiù)是测量星(xīng)系当中气体在X轴上距离(lí)星系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常的(de)结果，就认为是由暗物质的力量进入其中。

于是科学(xué)家们通过(guò)射电望远镜测量(liàng)了距离星系中心(xīn)更远(yuǎn)距离的氢元(yuán)素，发现(xiàn)它(tā)们的旋转速度并不符(fú)合牛顿(dùn)的(de)力学(xué)定律。我们的太阳系也(yě)不例(lì)外，太阳(yáng)系位于(yú)银河系的第三(sān)悬臂之(zhī)上，距(jù)离(lí)银河系(xì)中心(xīn)2.6万光年，根据(jù)万有引力定律进行计(jì)算，太阳系(xì)的运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米(mǐ)/秒的(de)速度围绕银(yín)河系(xì)旋转，这个实际速(sù)度(dù)远远大于理论速(sù)度，那么产生以上这种向(xiàng)心加速度的(de)原因很可能就(jiù)是存在(zài)着(zhe)一种我(wǒ)们看不到的物(wù)质(zhì)，是这些(xiē)暗物质的引力(lì)效应(yīng)将星系聚集在了一(yī)起(qǐ)。

也(yě)是从这时(shí)开始(shǐ)，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学(xué)家根(gēn)据星(xīng)系外恒星轨道(dào)的(de)速度，估算在星系当中暗(àn)物质的质量占整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗(àn)物(wù)质并不是(shì)唯一可以解(jiě)释这个现象的原因。在一项新的研究当中，科学(xué)家(jiā)们(men)发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远(yuǎn)恒星(xīng)之间，也会(huì)出(chū)现(xiàn)速度(dù)上(shàng)的(de)微(wēi)小差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和(hé)银河(hé)系不多，但是星系当中存在的(de)恒星数量却只(zhǐ)有(yǒu)银(yín)河系的(de)千分之一(yī)。

所以在理论(lùn)上，该星系必须存在暗(àn)物质，否则就(jiù)会分崩(bēng)离析。但是(shì)科学家们使用最先进的(de)望(wàng)远镜对其进行了(le)40个小时(shí)的详细测量之(zhī)后，发现星系中的(de)恒星运动是可以用正常的物(wù)质和力(lì)学定律来解(jiě)释的。那(nà)么又有(yǒu)人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经(jīng)被附近(jìn)的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪的(de)是，它的(de)附近没有任(rèn)何星(xīng)系存在。造成这些现象的除(chú)了(le)暗物质的假(jiǎ)说之(zhī)外，另(lìng)一种可能(néng)就是人类对引力的理解还不够全面，引力(lì)很可(kě)能在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意味(wèi)着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照(zhào)我(wǒ)们所理解的方(fāng)式(shì)运动。但是(shì)上(shàng)升到星系和星(xīng)团的尺度，引力之间(jiān)的(de)相互作用(yòng)则(zé)是不同(tóng)的(de)方式。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科学家还引(yǐn)入了外部(bù)场效应的(de)概念，指的是在数(shù)百万光年的(de)规模上，巨大的质量之间会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论成(chéng)立，这意味(wèi)着我们需要(yào)对现(xiàn)在的物理定律进(jìn)行(xíng)修正，这些发现也让(ràng)很多(duō)人认为(wèi)暗物质假(jiǎ)说理(lǐ)论(lùn)就此终结。但是在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关于暗(àn)物质存在的其(qí)他的理(lǐ)论(lùn)证据(jù)，这些理论证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹(dàn)星系团(tuán)，由两个(gè)碰撞的(de)星系团所组成，类似这样(yàng)的星团(tuán)，它们大部分的普通质量都在星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的(de)时候，星际气(qì)体的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大幅降(jiàng)低(dī)。所以(yǐ)在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些气体(tǐ)所在的中(zhōng)间区域。那么我们通过(guò)什么(me)来(lái)验(yàn)证它的质量区域到底是不是集中在中间(jiān)呢(ne)？前(qián)不(bù)久，詹姆斯韦(wéi)伯太空(kōng)望远镜传回了(le)宇宙当中第一张全(quán)彩的高(gāo)清照片(piàn)，在照片(piàn)中我们可以(yǐ)明显地看(kàn)到(dào)很多星(xīng)系似(shì)乎被拉伸产生了(le)巨大的形变(biàn)。其实这些星系(xì)本身并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么问题，而是这样极(jí)遥远的天体和(hé)我们(men)地(dì)球上的(de)观测(cè)者之间。被一个质量超级巨大的(de)天体遮挡，这个(gè)超(chāo)大质量的东西的(de)引力，会(huì)使身后更遥远星系的(de)光都发生了扭曲。这个现象就(jiù)是引力(lì)透镜效(xiào)应。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质量的黑洞或(huò)者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测的(de)时候，发(fā)现它的大(dà)质量区(qū)域(yù)并不是(shì)在中间，而是在两侧(cè)。所以(yǐ)最好的解释方法就是当(dāng)星团发(fā)生全部的碰撞时，可(kě)被观测到的质(zhì)量气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则直接通过了这个(gè)区域，并在两边(biān)形成了引力透镜。对子弹星系团的write的过去分词怎么用，write的过去分词英语引(yǐn)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(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见(jiàn)光终于可(kě)以畅通无阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经(jīng)过了130多(duō)亿(yì)年(nián)之后，这(zhè)些光在(zài)宇宙空间背(bèi)景上留下了各相同性的微波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示温度较(jiào)高(gāo)的区域(yù)，蓝色(sè)则表示(shì)相对较冷(lěng)的区域(yù)，但实际上它们(men)之间(jiān)的温差只(zhǐ)有(yǒu)万分(fēn)之一。

科(kē)学家(jiā)们(men)通过对(duì)前景(jǐng)背景(jǐng)分离后的二值图像进行连(lián)通(tōng)域提取(qǔ)和标(biāo)记之后发现(xiàn)，如果(guǒ)宇(yǔ)宙当(dāng)中没有暗(àn)物质，图形看起(qǐ)来(lái)不应该是这样的(de)，而随着(zhe)暗物质的增(zēng)加，一(yī)些峰值的幅度会减小，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为(wèi)了(le)匹配宇(yǔ)宙微波(bō)背景辐射的测量值，我们需要的暗(àn)物质大约(yuē)是普(pǔ)通(tōng)物质的(de)5倍。这个数字与解(jiě)释星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用(yòng)了(le)一个简(jiǎn)单的(de)理(lǐ)论框架(jià)，就很好地解释了很多不同(tóng)的观测(cè)结果。而暗物质的(de)本(běn)质就是(shì)宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子(zi)，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互作用。所以(yǐ)如果(guǒ)write的过去分词怎么用，write的过去分词英语能够(gòu)找(zhǎo)到(dào)这种粒子的存(cún)在，就相当于(yú)找到了(le)暗(àn)物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学家们已(yǐ)经(jīng)提出(chū)了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这些(xiē)不同(tóng)的(de)目标粒子(zi)所需要的实验方式也(yě)不相(xiāng)同。在过去的几十年当中，人类为(wèi)了寻找这些看不见、摸不(bù)到(dào)，几(jǐ)乎不会与常(cháng)规(guī)物质相互作用的“暗物质(zhì)”，科学家们已经进(jìn)行了超过50次的实验，却没有(yǒu)任何实(shí)质(zhì)性的发现，除了一个地方，意大利(lì)的格(gé)兰(lán)萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处(chù)的地下(xià)矿井当中，藏着地球上(shàng)最(zuì)大的地(dì)学实验室，这(zhè)个(gè)实(shí)验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的(de)周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学家声称观测到(dào)了某种信号。经过了20多年的数据(jù)收(shōu)集(jí)，人(rén)们(men)发现了(le)一个有趣的事(shì)情。探测(cè)率会在每年(nián)的6月(yuè)份(fèn)达到峰值，然后在11月降(jiàng)到最低，而且在20年(nián)当中每年都是一样。一(yī)些科学家认(rèn)为这可能是人类(lèi)发现暗物质的第一(yī)个直接(jiē)证据(jù)。

但是为什么(me)暗物质会(huì)产生周期(qī)性(xìng)的年度(dù)信号(hào)呢？刚(gāng)才我们讲了(le)太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒的速(sù)度围绕着银河系(xì)进行移动(dòng)，那么如果暗(àn)物质存在宇(yǔ)宙当(dāng)中，这意(yì)味着我们也在(zài)以(yǐ)这(zhè)样的速度在穿越着暗物(wù)质流，这(zhè)个过程中(zhōng)会产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋(xuán)转。所以(yǐ)有半年(nián)的时间，地(dì)球围(wéi)绕太阳的方向与太阳环绕银河系(xì)的方(fāng)向(xiàng)是(shì)一致的(de)，而另外(wài)半年(nián)则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地(dì)球与太阳的方向(xiàng)正好达(dá)到完全一(yī)致，这是(shì)理论上地球穿越(yuè)暗物质流最(zuì)快(kuài)的时段。而(ér)在11月(yuè)份，又恰(qià)好达到了最慢值(zhí)。尽管在实(shí)际的情况中(zhōng)，太阳系相对银河(hé)系的(de)平面呈(chéng)现了(le)60度的倾斜，但是这并不影响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科学(xué)家(jiā)认为这可(kě)以用(yòng)来解释(shì)，研究人员们所观(guān)测到的周期性(xìng)信号。当然也可能有其他的情况，造(zào)成这(zhè)种年(nián)度(dù)周(zhōu)期(qī)信号的差异也可能是温度、湿度、土壤中的(de)水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大(dà)利游客的数量也符合这个(gè)周期的规律。

所以，科学家们又在南半球(qiú)建立(lì)了一(yī)个几乎相同的实验室，这里的季节(jié)与之前的实验(yàn)室正好相反，而(ér)在(zài)这里，地球(qiú)穿过暗物(wù)质流的运动特征和第一(yī)个实验室是一样的(de)。

因此，如果在这里可以得到相同的信(xìn)号，就可以成为暗物质所(suǒ)存在(zài)的(de)非常有力的证据了。但是(shì)由于这个实验(yàn)室(shì)刚(gāng)刚建成不(bù)久，所以截至目(mù)前还无法提供(gōng)相应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一(yī)台新的望远镜(jìng)，这台太(tài)空望远镜叫做(zuò)“南希格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小(xiǎo)跟哈(hā)勃望(wàng)远镜相(xiāng)同，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其(qí)中一个关键(jiàn)的用途(tú)就是探索(suǒ)暗物质背后(hòu)的奥秘，对于探(tàn)测的结果，我们只能(néng)拭目以待(dài)了(le)。费(fèi)米实(shí)验(yàn)室粒子天体物理中心的科学家丹(dān)琥珀(pò)和贾森斯特芬(fēn)研究发现(xiàn)，如果暗(àn)物质(zhì)存在(zài)，它们极(jí)有可能拥有另一种神秘的效应(yīng)，这种(zhǒng)暗物(wù)质效应，会支(zhī)持(chí)宇宙当中生命的(de)诞生(shēng)，或者说是生命进(jìn)化(huà)的一个(gè)重要因素。

如果这一理论(lùn)得到进一步(bù)的证(zhèng)实(shí)，那(nà)么遍布宇宙当中的(de)暗(àn)物质会不(bù)会(huì)意味(wèi)着(zhe)人类(lèi)并不孤单(dān)呢？或许在(zài)宇宙(zhòu)当中某个角落的(de)行星上(shàng)，暗(àn)物质正在(zài)通(tōng)过这样的效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要先找到(dào)暗物(wù)质存在的(de)实际(jì)证据。那(nà)么小伙(huǒ)伴们，你们觉得(dé)暗(àn)物质(zhì)到底存(cún)不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的支(zhī)持是我更新的动(dòng)力！

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