宇宙是“人(rén)为制造”的？为(wèi)何(hé)会存在科学无法解释(shì)的“暗物质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物质存在的证据(jù)，科学(xué)家们在过去的几十年当中进行(xíng)了超(chāo)过(guò)50次的长期(qī)实验，但是却没有(yǒu)发现任何(hé)的有效证据(jù)。除(chú)了(le)一个地方(fāng)，在1687年出版的自(zì)然哲学数学原(yuán)理(lǐ)一书(shū)中，埃萨克卫生委员的职责有哪些内容，卫生委员的职责有哪些呢牛顿发表(biǎo)了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的(de)规律。往后(hòu)的(de)几百年(nián)来，当天文学(xué)家们(men)发现某些天体运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引力(lì)定(dìng)律的时候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未知(zhī)的(de)天体通过引力在摄(shè)动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥(ào)本(běn)勒维耶就(jiù)通过(guò)天王星运行轨道的(de)异常，推算并且发现了海王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发现都是(shì)应用万有引力定律所取得重大天文(wén)成就的卫生委员的职责有哪些内容，卫生委员的职责有哪些呢(de)例(lì)子。但(dàn)是这些发现都(dōu)是在(zài)恒星系统的尺度当中，可(kě)当(dāng)我(wǒ)们(men)上升到星系或(huò)者是星(xīng)团的(de)尺度，事情就(jiù)开(kāi)始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后发(fā)星系团的质量。这是(shì)一个由数(shù)千个星系所组成的巨大星系团，这些星系被引力(lì)束(shù)缚在一(yī)起。测量星系(xì)团的质量一般会(huì)使用到两(liǎng)种方法，当两(liǎng)种方法结果一致(zhì)，就可以确定(dìng)其质量的范围。

第一种是(shì)获得其"光度学的质量(liàng)"，需要的数据是测量各个星(xīng)系的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是动力学质(zhì)量的计算(suàn)，是利用光谱红(hóng)移测量星(xīng)系团(tuán)中的各个星系相对(duì)于星系团的运动速度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威基(jī)彻(chè)底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团(tuán)有99%的(de)质量消失(shī)了(le)，或者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光(guāng)的形(xíng)式所(suǒ)存在(zài)，我们无法(fǎ)看到。最诡(guǐ)异的是，在(zài)测量速度的过程中，兹威基发现(xiàn)星系团中很多星系的(de)速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动(dòng)学(xué)定律，仅靠这些可见(jiàn)星系的质量所产生的引力是无法将它(tā)们(men)束缚在星系团内的，它们早就应该(gāi)被抛出星系(xì)团之(zhī)外了，除(chú)非有(yǒu)一(yī)种神(shén)秘(mì)的力量在起(qǐ)作(zuò)用，这种力量来源于某种隐(yǐn)形的(de)物质。

据此，兹维基(jī)提(tí)出(chū)了这样部分不可见的暗(àn)质，它不发(fā)散光、吸(xī)光、反射光(guāng)，但是它们却占据着宇宙中(zhōng)绝(jué)大(dà)部分的质量(liàng)。只是(shì)当时的人们对这样的一(yī)种说法不(bù)屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物(wù)质”这个(gè)词才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观测仙女座(zuò)星系中的恒星运动(dòng)。理论上(shàng)来说，距(jù)离中(zhōng)心越远的恒星在其(qí)轨(guǐ)道(dào)上的运(yùn)行速度就会越(yuè)慢。但是他们观测的结果却让人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随着(zhe)与中心(xīn)距离的(de)增加，恒星的旋转速(sù)度几乎保持不变。可是根据牛(niú)顿的(de)万有引(yǐn)力定律(lǜ)，在(zài)星(xīng)系当(dāng)中如果(guǒ)没有足够大的质量(liàng)来吸引它们，这些外(wài)围的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这种现(xiàn)象，科(kē)学家们会使用一种(zhǒng)相(xiāng)对标准(zhǔn)的(de)方法(fǎ)来解释暗(àn)物质的存(cún)在，这(zhè)种方法(fǎ)就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上(shàng)距离星(xīng)系中心的距(jù)离(lí)，以(yǐ)及在Y轴上气体的(de)旋转(zhuǎn)速度。如果出(chū)现异常的结果，就认(rèn)为是由暗物质的力(lì)量(liàng)进入其中。

于(yú)是科(kē)学家们通过射电望远镜(jìng)测量了距离星系(xì)中心更远距离的氢(qīng)元素，发现它们(men)的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力(lì)学(xué)定律。我们的太阳系也(yě)不例外，太阳(yáng)系位(wèi)于银河系的第(dì)三悬臂之上(shàng)，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力(lì)定律进行(xíng)计算，太阳系的运行速(sù)度应该是160千米(mǐ)/秒，但(dàn)实际(jì)上，太阳系正在(zài)以220千(qiān)米/秒的速度围(wéi)绕银河(hé)系旋转，这个实际速(sù)度远远大于理论速(sù)度，那么(me)产(chǎn)生以上(shàng)这种向(xiàng)心加(jiā)速度的原(yuán)因很可能就是存在(zài)着一种我们(men)看不到的物质，是(shì)这些暗物质的引(yǐn)力效应将星系聚集在(zài)了(le)一起。

也是从这时开始(shǐ)，越来(lái)越多的研究人员开始相信(xìn)暗(àn)物质(zhì)的存在(zài)。科学(xué)家根据星系(xì)外恒(héng)星轨(guǐ)道的速度，估(gū)算在星系当(dāng)中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量的85%。但(dàn)是，暗物质并不是(shì)唯(wéi)一可以解释这个(gè)现象的原因。在一项新(xīn)的研(yán)究(jiū)当中(zhōng)，科学(xué)家们发现，几乎没(méi)有引(yǐn)力效(xiào)应的遥远恒(héng)星之间，也会出现速(sù)度(dù)上的(de)微(wēi)小差(chà)异。另外(wài)，天文学家还发现了一(yī)个反(fǎn)常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距(jù)离地(dì)球大(dà)约2.5亿光年，大小(xiǎo)和(hé)银(yín)河(hé)系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量却只有银(yín)河系(xì)的千分之一。

所以在(zài)理论上，该星系必须(xū)存在暗物(wù)质，否则就会分崩(bēng)离析(xī)。但是科学(xué)家们使用最先进的望远(yuǎn)镜(jìng)对(duì)其进行了(le)40个小时(shí)的详(xiáng)细测(cè)量之后，发(fā)现(xiàn)星系中的恒星运动是可以用正(zhèng)常(cháng)的物(wù)质和力学(xué)定律来解(jiě)释(shì)的。那(nà)么又(yòu)有人提出(chū)，也许该(gāi)星(xīng)系的暗物质(zhì)，已经被(bèi)附近(jìn)的另一(yī)个大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在(zài)。造(zào)成这些(xiē)现象的除了暗物质(zhì)的假说之外，另一种(zhǒng)可能就(jiù)是(shì)人类对引力的理解(jiě)还不够全面，引(yǐn)力很可能(néng)在不(bù)同尺度空间中(zhōng)的(de)工作(zuò)方式(shì)是不(bù)同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所(suǒ)理解的方式(shì)运(yùn)动。但(dàn)是上升到(dào)星系和(hé)星团的尺度，引力之间的相(xiāng)互作(zuò)用则是(shì)不(bù)同的方式。对于在星系(xì)团之间(jiān)的相(xiāng)互作用(yòng)，科学家(jiā)还引入了外(wài)部场效应的概(gài)念，指的是在(zài)数百(bǎi)万光年的规模(mó)上，巨大的质(zhì)量之(zhī)间会产(chǎn)生对彼此特殊的效果(guǒ)，这(zhè)个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙(méng)德理(lǐ)论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这(zhè)意味(wèi)着我们需要对现在的物理定律进(jìn)行修正(zhèng)，这些(xiē)发现也让很多人认为暗(àn)物(wù)质(zhì)假(jiǎ)说理论就此终结。但(dàn)是在宇宙当中(zhōng)还有关(guān)于(yú)暗物质存在的其他的(de)理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年(nián)的子弹星系团，由两个碰撞的(de)星(xīng)系团所组成，类似这样的星团，它们(men)大部分的(de)普通质量都在(zài)星(xīng)系(xì)的气体当中。当星团以(yǐ)1000万(wàn)公里/小时发生(shēng)碰撞的时候，星(xīng)际气(qì)体的相互作用就会导致温(wēn)度的急剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所以在(zài)理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星(xīng)系(xì)团大部分(fēn)的质(zhì)量将(jiāng)位于所有这些气体所在(zài)的中间区域。那么我们通(tōng)过(guò)什么来验证它的(de)质(zhì)量区域到底是不是(shì)集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高清照(zhào)片，在照片(piàn)中我们可以(yǐ)明显地看到很多星(xīng)系似(shì)乎被拉(lā)伸产生了巨大的(de)形变。其实这些星系本(běn)身并不是真的被扭(niǔ)曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的(de)天体和我们地球上的观测者之间。被(bèi)一个(gè)质量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都发生了(le)扭曲。这个现象就是引力(lì)透镜效应。这(zhè)个(gè)巨(jù)大的(de)天体可能是超大质量的黑洞(dòng)或者是暗(àn)物质。

所以当人们对子弹星系(xì)团观(guān)测的(de)时(shí)候，发现它的大质量(liàng)区域并(bìng)不(bù)是在中间，而(ér)是在两侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的解(jiě)释方法(fǎ)就是当星团发生全(quán)部的(de)碰撞时，可被(bèi)观测到的质量(liàng)气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质(zhì)则直接通过了这个区域，并在(zài)两边形成了引力透镜。对子弹星系(xì)团的引力透镜研(yán)究也被认为(wèi)是暗物(wù)质(zhì)存在的迄今为止最好(hǎo)的理论证据(jù)。

除此(cǐ)之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开始，38万年之(zhī)后，可见光终于(yú)可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了(le)。经过了130多(duō)亿年之后(hòu)，这些(xiē)光在宇(yǔ)宙(zhòu)空(kōng)间背景上留下了(le)各相同性(xìng)的微波辐射(shè)。其(qí)中红色的部分(fēn)表示温度较高的区域，蓝(lán)色则(zé)表示相对较冷(lěng)的(de)区域，但实际上它们之间的温(wēn)差只有万分之一。

科学家们(men)通(tōng)过对前景背景分离后(hòu)的(de)二值图像进(jìn)行(xíng)连通域提取和标记之后发现，如(rú)果(guǒ)宇宙当中没(méi)有暗物质，图形看(kàn)起来不应该是这样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的(de)幅(fú)度会减小(xiǎo)，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波(bō)背景辐射的(de)测量值(zhí)，我们需要的暗(àn)物质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动所(suǒ)需(xū)要的暗物(wù)质比例是(shì)一致的。这就意味着。

用(yòng)了(le)一个简单的(de)理论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质的本(běn)质就(jiù)是宇宙当中存在着某(mǒu)种(zhǒng)类(lèi)型(xíng)的粒子(zi)，它们不参与任(rèn)何其他的电(diàn)磁作用，只(zhǐ)通过(guò)引力来相互(hù)作用。所以如果能够(gòu)找到(dào)这种粒子的存(cún)在，就(jiù)相当于找(zhǎo)到了暗物质存在(zài)的实际证(zhèng)据(jù)。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学(xué)家们已经提出了(le)数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要寻找这些不(bù)同的目标粒子所需要的(de)实(shí)验(yàn)方(fāng)式也(yě)不相同。在过去的(de)几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类(lèi)为了(le)寻找这(zhè)些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规(guī)物(wù)质相互作(zuò)用(yòng)的“暗(àn)物质”，科学家们已(yǐ)经进行了(le)超过(guò)50次的实验，却没有(yǒu)任何(hé)实质(zhì)性的发现，除(chú)了一个地方，意大利(lì)的格(gé)兰萨索山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层楼高的探(tàn)测(cè)器，一(yī)直致力(lì)于寻(xún)找暗物质粒子的周(zhōu)期(qī)性震荡。

自1997年(nián)以来(lái)，这里的(de)科学(xué)家声称观(guān)测到了(le)某种信(xìn)号。经过了20多年(nián)的数(shù)据收集，人们发现了(le)一个有趣的事情。探测率(lǜ)会在(zài)每年(nián)的6月份达(dá)到峰值(zhí)，然后在11月降到最(zuì)低(dī)，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗物质的第一个直(zhí)接(jiē)证据。

但是为什么暗物质会产生周期性的年度信号呢(ne)？刚才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳系正在(zài)以220公里/秒(miǎo)的(de)速度(dù)围绕着银河(hé)系进行移动，那么如果暗物(wù)质存在(zài)宇宙当中，这意味着我们(men)也在以这样的速(sù)度在(zài)穿越着暗物质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度(dù)围(wéi)绕(rào)太阳进行旋转。所以有半年(nián)的时(shí)间，地(dì)球(qiú)围绕太阳的(de)方向与(yǔ)太阳环绕银河系的(de)方向是一(yī)致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的时候(hòu)，地(dì)球与太阳的方(fāng)向正好达到(dào)完全一致，这是理论上地球(qiú)穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在(zài)11月(yuè)份，又(yòu)恰好达到(dào)了(le)最(zuì)慢值。尽管在(zài)实际的情况中(zhōng)，太(tài)阳系相对银河系的(de)平面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影响这个(gè)理论的有效性。

因(yīn)此(cǐ)科学家认为这可以用(yòng)来解释，研究人(rén)员(yuán)们所观测(cè)到的周期性信(xìn)号。当然也可能有其(qí)他的(de)情(qíng)况(kuàng)，造成这种年(nián)度周(zhōu)期(qī)信(xìn)号的差(chà)异(yì)也可(kě)能是温度(dù)、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利(lì)游客的数量(liàng)也符(fú)合这个周期的规(guī)律。

所(suǒ)以，科学家们(men)又在南半球(qiú)建立(lì)了一个几乎相(xiāng)同的(de)实验室，这里的季节与之前的(de)实验室正好相反，而在(zài)这里，地球穿过(guò)暗(àn)物(wù)质流的(de)运动特征和第一个实验室是一样(yàng)的。

因此，如果在这(zhè)里可(kě)以得到相同的信号，就可以成(chéng)为(wèi)暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但是由于这个实(shí)验室刚刚建成不久，所以截至目前还(hái)无(wú)法(fǎ)提供相应(yīng)的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射(shè)一(yī)台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它的(de)主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它的(de)宽视场(chǎng)仪器提供的视野是哈勃(bó)红外仪(yí)器的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太(tài)空望远镜其(qí)中一个关键的用途(tú)就是探(tàn)索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的(de)结(jié)果，我们只能(néng)拭目(mù)以待了。费米实验室粒(lì)子天体物(wù)理中心的科学家(jiā)丹琥珀(pò)和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极(jí)有可能(néng)拥有另(lìng)一种神秘的效应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质(zhì)效(xiào)应，会支持卫生委员的职责有哪些内容，卫生委员的职责有哪些呢宇宙当中生命的诞生，或(huò)者(zhě)说是生(shēng)命进(jìn)化的一个(gè)重要因(yīn)素(sù)。

如果这一理论得到(dào)进一(yī)步的证实(shí)，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质会不(bù)会意味着人类并(bìng)不孤单呢(ne)？或(huò)许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在通过这样的(de)效应创造生命。当然，这(zhè)些推(tuī)论的大前提是要先找到暗物质(zhì)存在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更(gèng)新的动力！

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