宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何(hé)会存在(zài)科(kē)学无(wú)法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找暗物(wù)质存在(zài)的证据，科(kē)学家(jiā)们在(zài)过去的几十年当中进行了超(chāo)过50次的长期实验，但是(shì)却没有发现任(rèn)何的有效证据。除了一个地(dì)方，在1687年出(chū)版(bǎn)的自然(rán)哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力(lì)定律，它揭示了(le)宇(yǔ)宙(zhòu)中天体运动的规律。往后的几百年(nián)来，当天文学家们发现某些天体(tǐ)运(yùn)行轨(guǐ)道出现异(yì)常，不符合万有引力定律的时候，他们就会知(zhī)道，周(zhōu)围(wéi)一(yī)定有未知的天体(tǐ)通过引力在(zài)摄(shè)动它的(de)轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运行轨道的异常，推算并且发现了(le)海王星的(de)存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的发现都是应(yīng)用万(wàn)有引力定律所取得重(zhòng)大(dà)天文(wén)成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统(tǒng)的尺度当中(zhōng)，可当我们上升到星系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里茨兹(zī)威基正在研(yán)究和测量后发星系团的质(zhì)量。这是一个由数千个星(xīng)系所(suǒ)组成的巨大星系团，这些星系被(bèi)引力(lì)束(shù)缚在一起。测量星系(xì)团的(de)质量一般会使用(yòng)到两(liǎng)种(zhǒng)方法，当(dāng)两(liǎng)种方法结果一致，就可以确定其质量的范围。

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

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱红移测量星(xīng)系团中的各个星系相对于(yú)星(xīng)系团(tuán)的运动(dòng)速度。当测量结果出来(lái)之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质量消失了(le)，或者说这99%的(de)质(zhì)量并(bìng)不以可见光(guāng)的形式所存(cún)在，我(wǒ)们无法看(kàn)到。最诡异的(de)是，在测(cè)量速(sù)度的过程中，兹威基(jī)发现星(xīng)系团中很多星系的速度比(bǐ)理论上要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠这些可见(jiàn)星系(xì)的质(zhì)量所(suǒ)产生的引力是无(wú)法将(jiāng)它(tā)们(men)束(shù)缚(fù)在星系团(tuán)内(nèi)的，它们早就应该被抛(pāo)出星系团之外了，除(chú)非(fēi)有一种神(shén)秘的力量(liàng)在(zài)起(qǐ)作用，这种力量来源于某种(zhǒng)隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据(jù)此，兹维基(jī)提出(chū)了这样(yàng)部分(fēn)不可(kě)见的暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它们(men)却占据着宇(yǔ)宙中绝大部分的质量。只是当(dāng)时的人们对这(zhè)样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才(cái)再一次出(chū)现。天文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特(tè)在(zài)观测(cè)仙女座星系(xì)中的(de)恒星(xīng)运动。理论上来说，距离(lí)中心越远的恒星在其轨(guǐ)道(dào)上(shàng)的运行(xíng)速度就会越慢。但是他(tā)们观测的结(jié)果却(què)让(ràng)人感到(dào)不可思议(yì)。

随着与中(zhōng)心距离的增加(jiā)，恒星的旋转速度(dù)几乎保持不变。可是根(gēn)据(jù)牛顿的万有引力定律，在星系(xì)当中如果没有足够大的质量来(lái)吸引它(tā)们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到(dào)宇宙当中(zhōng)了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会使用一种(zhǒng)相对标准的方(fāng)法来(lái)解释暗物(wù)质的存(cún)在，这种方法就是测量星系(xì)当中气体在X轴上(shàng)距离星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋(xuán)转速度(dù)。如(rú)果出现(xiàn)异常的结果，就认(rèn)为(wèi)是(shì)由暗物质的(de)力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜(jìng)测(cè)量了距离星(xīng)系(xì)中(zhōng)心更远距离的氢(qīng)元素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳系也(yě)不例外，太阳(yáng)系位于银河系的第三悬臂之(zhī)上，距离银(yín)河(hé)系中心2.6万(wàn)光年，根据万有引力(lì)定律进行计算(suàn)，太(tài)阳系的运行(xíng)速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河(hé)系旋转，这个实际速(sù)度远远大于理(lǐ)论(lùn)速度，那么产生(shēng)以上这种向心(xīn)加(jiā)速度的(de)原因很可能(néng)就是(shì)存(cún)在着一(yī)种我(wǒ)们(men)看不(bù)到(dào)的物质(zhì)，是这些(xiē)暗物质的引力(lì)效应将星系聚集在了一起。<美女脱了个精光露出奶囗和尿囗/p>

也是从这时(shí)开始，越来越(yuè)多(duō)的研究人员(yuán)开始(shǐ)相(xiāng)信(xìn)暗物质(zhì)的存(cún)在。科学家根据星系外恒星轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物质的质量占整个星系质量的(de)85%。但是(shì)，暗(àn)物质(zhì)并不是唯一可以解释这个现象的(de)原因。在一(yī)项新的研(yán)究当中，科学家们发现，几乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星之(zhī)间，也(yě)会(huì)出现速(sù)度上的微小差异。另外(wài)，天文(wén)学家还发(fā)现了一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多，但是星系当中存在(zài)的(de)恒(héng)星数量(liàng)却只(zhǐ)有银河(hé)系的千分之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗(àn)物质，否则(zé)就会(huì)分崩离析。但是科学家们(men)使用最先进的望远(yuǎn)镜对其(qí)进行了40个(gè)小(xiǎo)时的详(xiáng)细测量之后，发现星系中(zhōng)的(de)恒星运动是可以用正(zhèng)常(cháng)的物(wù)质和(hé)力学(xué)定律来解释的。美女脱了个精光露出奶囗和尿囗那么又有(yǒu)人提出，也许该星系(xì)的暗(àn)物(wù)质(zhì)，已经(jīng)被附(fù)近的另一(yī)个大星系剥离了(le)。奇怪(guài)的是，它(tā)的(de)附近没有(yǒu)任何星系存在。造成这些现象的除了暗(àn)物(wù)质的(de)假(jiǎ)说之(zhī)外，另一种(zhǒng)可能就是人类(lèi)对引(yǐn)力的理解(jiě)还不够全(quán)面，引力很可能在不同(tóng)尺(chǐ)度空间中的工作(zuò)方式(shì)是不同的，这意(yì)味着在行星系尺(chǐ)度中的(de)天(tiān)体会沿着它(tā)们的轨(guǐ)道，按照我(wǒ)们所理解(jiě)的方式(shì)运动。但是上升到(dào)星系和星团的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用(yòng)则是不同的方(fāng)式。对于(yú)在星系团之间的(de)相互作用，科学(xué)家还(hái)引入了外(wài)部场效(xiào)应的(de)概念，指(zhǐ)的是在数(shù)百万(wàn)光年的规(guī)模上，巨大(dà)的质(zhì)量之(zhī)间会产生对(duì)彼此特(tè)殊的效果，这(zhè)个(gè)理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意(yì)味着我们(men)需要对现在的物理定(dìng)律(lǜ)进行修正(zhèng)，这些发(fā)现也让很多人认为暗物质假说理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还(hái)有关于暗物质存在的(de)其他(tā)的理论证据(jù)，这些(xiē)理论证据是蒙德理论所没(méi)法解释的“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年(nián)的子(zi)弹星系团，由(yóu)两个(gè)碰撞(zhuàng)的星系(xì)团(tuán)所组成，类似这样的星团，它们大部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时(shí)发(fā)生(shēng)碰撞的时候(hòu)，星际气(qì)体的(de)相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在(zài)理论(lùn)上，在碰(pèng)撞之(zhī)后，子弹星(xīng)系团大部分(fēn)的质(zhì)量将(jiāng)位于(yú)所有这些气(qì)体(tǐ)所在的中间(jiān)区域。那么我们通过(guò)什(shén)么(me)来(lái)验证它的质量区域到底是不是集(jí)中在(zài)中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第(dì)一(yī)张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我(wǒ)们可以明显地看到很多星系似(shì)乎被拉(lā)伸(shēn)产生了(le)巨大(dà)的(de)形(xíng)变。其实(shí)这些星系本(běn)身并不是真的(de)被扭(niǔ)曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什么问题，而(ér)是这样极(jí)遥远的(de)天(tiān)体和我们地球上的观测者之间(jiān)。被一(yī)个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超大质量的东西的引力，会(huì)使身(shēn)后更(gèng)遥远星系的光都发(fā)生了(le)扭(niǔ)曲。这(zhè)个现象就(jiù)是引(yǐn)力透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可能是超大质量的(de)黑洞或(huò)者是暗物质。

所以当人们对子弹星系(xì)团观测的时(shí)候(hòu)，发现它的(de)大(dà)质(zhì)量区域并不是(shì)在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的解释方(fāng)法(fǎ)就(jiù)是(shì)当星团(tuán)发生(shēng)全部的碰撞时，可被观(guān)测到的质量气体被卡在(zài)了(le)中间，暗物质则(zé)直接通过了(le)这个区(qū)域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星(xīng)系团(tuán)的引力透(tòu)镜研究也(yě)被认为是暗物质存在的迄今为止最好的理论证据。

除此(cǐ)之外(wài)，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之(zhī)后，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经(jīng)过了130多(duō)亿年(nián)之(zhī)后，这(zhè)些光(guāng)在宇宙空间背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(wēn)度较高(gāo)的区(qū)域，蓝色(sè)则表示相对较冷(lěng)的区域，但实际上它们之(zhī)间的温差只有(yǒu)万分之一。

科学(xué)家们通过对前景背景分离后的二值图(tú)像进行连通(tōng)域提取(qǔ)和(hé)标记之后(hòu)发现，如(rú)果宇宙(zhòu)当中没有暗物(wù)质，图形看(kàn)起(qǐ)来不应该是这样的，而(ér)随着暗物质的(de)增加(jiā)，一(yī)些峰(fēng)值(zhí)的幅度会减小，才变得看(kàn)起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波(bō)背景辐射(shè)的测量值，我们(men)需要的暗物质大约是(shì)普通(tōng)物质的5倍(bèi)。这个数(shù)字与解(jiě)释(shì)星系当(dāng)中恒星(xīng)运(yùn)动所需要(yào)的(de)暗物质比例(lì)是一致的。这(zhè)就意味着(zhe)。

用了一(yī)个简单的(de)理(lǐ)论框架，就很好地(dì)解释了很多不同的观测结(jié)果。而暗(àn)物质(zhì)的本质就是宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中存在着某种(zhǒng)类型的粒(lì)子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力(lì)来相(xiāng)互(hù)作(zuò)用(yòng)。所以如果能(néng)够找到(dào)这种(zhǒng)粒子的(de)存(cún)在(zài)，就相当(dāng)于找(zhǎo)到了暗物质存在的实(shí)际证(zhèng)据。这种粒子到底是什(shén)么？科学家们已经提出(chū)了(le)数十(shí)种的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的(de)目(mù)标粒子所需(xū)要的实验方(fāng)式也不相同。在过(guò)去的几(jǐ)十年当中，人类(lèi)为了(le)寻找这些看(kàn)不见、摸(mō)不(bù)到(dào)，几乎不会(huì)与常规物(wù)质(zhì)相互作用(yòng)的“暗(àn)物质”，科学家(jiā)们已经进行了(le)超过50次的实(shí)验，却没有任何实质(zhì)性的发现(xiàn)，除了一个地方，意(yì)大利的格兰(lán)萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的(de)地下矿井当(dāng)中，藏着地球上(shàng)最(zuì)大的地(dì)学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学(xué)家(jiā)声称观测(cè)到了某种信号。经过了20多年(nián)的数据收集，人们(men)发(fā)现了一个有趣的事情。探测率会在每年(nián)的6月份(fèn)达到峰值(zhí)，然后在11月降(jiàng)到最(zuì)低，而且(qiě)在20年当(dāng)中每年都(dōu)是一样。一些科学家认为这可能是人类发(fā)现暗(àn)物(wù)质的第一(yī)个(gè)直接证据。

但是(shì)为什么暗(àn)物质会产生周(zhōu)期性的年(nián)度信号(hào)呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银河(hé)系进行(xíng)移动(dòng)，那么如果暗物(wù)质(zhì)存在(zài)宇(yǔ)宙当美女脱了个精光露出奶囗和尿囗中(zhōng)，这意味着我们也在以这样的速(sù)度(dù)在(zài)穿越着暗物(wù)质流，这个过(guò)程中会产(chǎn)生(shēng)相应的振荡，同(tóng)时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行(xíng)旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球围绕(rào)太阳(yáng)的方向(xiàng)与太阳环绕银河系的(de)方向是一致(zhì)的(de)，而另(lìng)外半年则与之相反。

而(ér)在6月(yuè)份的时候(hòu)，地球(qiú)与(yǔ)太阳(yáng)的方向正(zhèng)好达到完全一(yī)致(zhì)，这是(shì)理论上地(dì)球穿越暗物质流最快(kuài)的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管在实际的情(qíng)况中，太(tài)阳系相对银河系的平面(miàn)呈现(xiàn)了(le)60度(dù)的倾斜(xié)，但(dàn)是这并不(bù)影响这个理论的有效性(xìng)。

因此科学家认为这可以用来解(jiě)释，研究人员(yuán)们所观测到的周期性信(xìn)号。当然也可能有(yǒu)其他的情况，造成这种年度周期信(xìn)号的(de)差异也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客的数量也符合这个周(zhōu)期的规(guī)律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球(qiú)建立了(le)一个几乎相同的实(shí)验室，这里的季节与之前的实验室正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质流的运动特征(zhēng)和第一个实(shí)验室是一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这里(lǐ)可以得到(dào)相同的(de)信号(hào)，就可(kě)以(yǐ)成为暗物质所存(cún)在的非常(cháng)有(yǒu)力的证据了。但是由于这个(gè)实验室(shì)刚刚建成不久，所以(yǐ)截至(zhì)目前还无法提供相应的(de)数据支持。另外(wài)，在2025年(nián)，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台新(xīn)的望远镜(jìng)，这台太空望远镜叫做“南(nán)希格雷斯罗(luó)曼”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器(qì)提供(gōng)的视野是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太(tài)空望远镜其中一个(gè)关键(jiàn)的用途就是探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对(duì)于探(tàn)测(cè)的结(jié)果，我(wǒ)们只能拭目以待(dài)了。费米实验室(shì)粒(lì)子天(tiān)体物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究发(fā)现，如果(guǒ)暗(àn)物质(zhì)存在，它(tā)们极有可能拥有另一种神(shén)秘(mì)的效(xiào)应，这种暗物(wù)质效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的(de)诞生(shēng)，或者说是生命进化(huà)的一个重要因素。

如果这(zhè)一(yī)理(lǐ)论得到进(jìn)一步的(de)证实，那么遍(biàn)布宇(yǔ)宙(zhòu)当中的暗物质(zhì)会不(bù)会意味着人类并(bìng)不(bù)孤单呢？或许(xǔ)在宇宙(zhòu)当(dāng)中某(mǒu)个角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过(guò)这样的效应创造生命。当然，这些推论的(de)大(dà)前提是要先找到暗(àn)物质存在的实(shí)际证据(jù)。那么(me)小伙伴(bàn)们(men)，你们觉得暗物质(zhì)到(dào)底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你(nǐ)的(de)支持是我更(gèng)新(xīn)的动力！

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