宇宙是“人(rén)为(wèi)制造”的？为(wèi)何会(huì)存在科学无(wú)法解(jiě)释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟(jìng)是什么？人类为(wèi)了寻找暗物质存在的证据，科学(xué)家(jiā)们在过(guò)去的几十(shí)年(nián)当中(zhōng)进行(xíng)了超过50次的(de)长期实验(yàn)，但是却没有发现(xiàn)任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原理一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万有引力(lì)定律，它揭(jiē)示了宇宙中天体运动的(de)规律(lǜ)。往后(hòu)的几百年来，当天(tiān)文(wén)学家们发现某些天体运行轨道(dào)出现异常(cháng)，不符合万有引力定律的时候，他们就会知道(dào)，周围一定有(yǒu)未知的(de)天体通过引力(lì)在(zài)摄动(dòng)它的轨道(dào)。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶(yé)就通过(guò)天王星运行轨道的异常，推(tuī)算并(bìng)且发现(xiàn)了海王星的存在(zài)。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应(yīng)用(yòng)万有引力定律所(suǒ)取(qǔ)得重大(dà)天文成(chéng)就(jiù)的例子。但是这些发现(xiàn)都是(shì)在恒星系统(tǒng)的(de)尺度当中，可当我(wǒ)们(men)上升到星系(xì)或(huò)者是(shì)星团的(de)尺度，事情就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测(cè)量(liàng)后发星系团(tuán)的质量。这(zhè)是一个(gè)由(yóu)数千个星(xīng)系所组成的巨大(dà)星系(xì)团(tuán)，这些(xiē)星系被引力束缚在(zài)一起。测量星(xīng)系团的质量一般会使用到两种方法，当两种方法(fǎ)结果一致，就可以确定其质量的范围。

第一种是获(huò)得其"光度(dù)学(xué)的质量"，需要的(de)数据(jù)是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是(shì)动力(lì)学质量的计算(suàn)，是利用(yòng)光谱红移测量(liàng)星(xīng)系团中的各个星系相对于星系团的运(yùn)动速度。当(dāng)测量结果出来(lái)之后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质(zhì)量(liàng)”的(de)400倍。这意味着(zhe)，后(hòu)发座星系团有(yǒu)99%的质量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可(kě)见光的形式(shì)所存(cún)在，我们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发(fā)现星系(xì)团中(zhōng)很多星系的(de)速(sù)度比(bǐ)理论(lùn)上要快(kuài)得多(duō)，按照牛(niú)顿的运动(dòng)学定律，仅靠这(zhè)些可(kě)见星系(xì)的质量(liàng)所(suǒ)产生的引力(lì)是无法将它们(men)束(shù)缚在星系团内的，它们早就(jiù)应该被(bèi)抛出星(xīng)系团之外了(le)，除非有一种(zhǒng)神(shén)秘(mì)的(de)力量在起作用(yòng)，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出(chū)了(le)这样部分不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反射光，但是它(tā)们却(què)占据(jù)着宇宙中绝(jué)大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对(duì)这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年(nián)之后(hòu)，“暗(àn)物质”这个词才再一(yī)次出现。天文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特在观测(cè)仙(xiān)女座星系中的(de)恒星运动。理论上来说，距离(lí)中心越远的恒星在(zài)其轨道上的运行速度就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到(dào)不(bù)可思议。

随着与中心距离的增加，恒星(xīng)的旋转速(sù)度几(jǐ)乎保持不变。可是根(gēn)据牛(niú)顿的(de)万有引力定律，在(zài)星系当中如(rú)果(guǒ)没有足(zú)够大(dà)的质量来吸引它(tā)们(men)，这(zhè)些(xiē)外(wài)围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当(dāng)中了(le)。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使用一种相对标(biāo)准的方法来解(jiě)释暗物质的存在(zài)，这种方法就是(shì)测量星(xīng)系当中(zhōng)气体在X轴上距离星系(xì)中心的(de)距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果(guǒ)出现异常的结(jié)果，就认为(wèi)是由暗物(wù)质的力量进入其中。

于(yú)是(shì)科学家们(men)通过(guò)射电望远镜(jìng)测量了距离星系中心更远距(jù)离的氢(qīng)元素(sù)，发现(xiàn)它们的旋转(zhuǎn)速度(dù)并不符合(hé)牛顿的(de)力学定律。我们的太阳系(xì)也不例外，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年，根(gēn)据万(wàn)有引力定律进行计算，太(tài)阳系的(de)运行秋肖是指哪几个生肖，十二生肖北方生肖有哪些速度应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系正在以(yǐ)220千米/秒的速度(dù)围绕银(yín)河系旋转，这个实(shí)际速度远远大于理(lǐ)论速度，那么产生以上这种向心加速度的原因(yīn)很(hěn)可(kě)能就是(shì)存在着一种我们看不到的物(wù)质，是这些暗物质的(de)引(yǐn)力(lì)效应将星系(xì)聚(jù)集在了一起。

也是从这时开始，越来越多的(de)研究人员开始相(xiāng)信(xìn)暗物质的存在。科学家根据星系外(wài)恒星轨道的(de)速(sù)度，估算在星系当中暗(àn)物质的(de)质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可以解释这个现象的原因。在(zài)一项新(xīn)的研究当中(zhōng)，科学家们(men)发现，几乎没有引力效应(yīng)的遥远恒(héng)星之间，也会(huì)出现速度上的微小(xiǎo)差(chà)异。另(lìng)外，天文学家还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球(qiú)大约2.5亿光年(nián)，大小和银(yín)河系不(bù)多，但(dàn)是(shì)星系当(dāng)中(zhōng)存在的恒星数量却只(zhǐ)有(yǒu)银河系的(de)千(qiān)分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系必须存在暗(àn)物质(zhì)，否(fǒu)则(zé)就(jiù)会(huì)分崩离析。但是(shì)科学家们(men)使用(yòng)最先(xiān)进的望远镜(jìng)对(duì)其进行(xíng)了40个小时的详细测量之后，发现(xiàn)星(xīng)系中的(de)恒星运动是可以用正常(cháng)的物质(zhì)和力学定律来解释(shì)的(de)。那么又(yòu)有人(rén)提出，也(yě)许(xǔ)该星(xīng)系的(de)暗(àn)物质，已经被附(fù)近的另一个大星系剥离了。奇怪的(de)是(shì)，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外，另一种(zhǒng)可能就是人类对引力的理解还不够全面，引力很可能在(zài)不(bù)同(tóng)尺度(dù)空间中的工作(zuò)方(fāng)式是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺度中的(de)天(tiān)体会沿着它们的轨道(dào)，按照我们所理解的方式运动。但是上升到星系(xì)和星(xīng)团的尺(chǐ)度，引力之间的相互(hù)作用则是不同的方式。对(duì)于在星系团(tuán)之(zhī)间的相互作用，科(kē)学家还引入了外(wài)部场效应的(de)概(gài)念，指(zhǐ)的是在数百万光年的规模上，巨大的质量之间(jiān)会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味着我们需(xū)要对现在的物理定(dìng)律进行修正，这(zhè)些发现也(yě)让很(hěn)多人认为暗物(wù)质假说理论就此(cǐ)终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗物(wù)质存在的(de)其他的理论证(zhèng)据，这(zhè)些理(lǐ)论证(zhèng)据是蒙德理(lǐ)论(lùn)所没法解释(shì)的“引(yǐn)力透镜”。

径向(xiàng)距离(lí)为37亿(yì)光年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组成，类似(shì)这样的(de)星(xīng)团，它们大部分的普通(tōng)质量都在星系的气(qì)体当中(zhōng)。当(dāng)星团以1000万公里/小时发(fā)生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所(suǒ)以在(zài)理论上，在(zài)碰撞之(zhī)后，子弹星系(xì)团大部分的质量将位于所有这些气体所在的(de)中间区域。那么我(wǒ)们通(tōng)过什么来验证(zhèng)它的质量(liàng)区域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当(dāng)中第一张全彩的高清(qīng)照片，在照片中我(wǒ)们可(kě)以明(míng)显地看到很多星系似(shì)乎被拉(lā)伸产(chǎn)生了巨大的形变(biàn)。其(qí)实这(zhè)些星系本身并(bìng)不是(shì)真的被扭(niǔ)曲了(le)，也不是(shì)韦伯望(wàng)远镜出了什么问题，而是这(zhè)样极(jí)遥远的天体和我们(men)地球上(shàng)的观测者之间(jiān)。被(bèi)一(yī)个质量(liàng)超级巨大的天体遮挡，这个超大质(zhì)量(liàng)的(de)东西的引力(lì)，会使身(shēn)后(hòu)更遥远星系的光都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天(tiān)体可能是(shì)超大质量的黑(hēi)洞或(huò)者是暗物质。

所以当人(rén)们对(duì)子弹星系团观测的时候，发(fā)现它的大(dà)质量区域并不是(shì)在中间(jiān)，而是在两侧。所以(yǐ)最好的解释(shì)方法就是当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可(kě)被观(guān)测到(dào)的质量气体被卡在了(le)中间(jiān)，暗物质(zhì)则直接通过了这个(gè)区(qū)域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系(xì)团的引力透镜研究也被认为是(shì)暗物质(zhì)存在(zài)的迄今为止最好的理论证(zhèng)据。

除此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅(chàng)通无(wú)阻(zǔ)地(dì)穿越在(zài)宇宙当中(zhōng)了。经过了(le)130多亿年(nián)之后，这(zhè)些光(guāng)在宇(yǔ)宙(zhòu)空间背(bèi)景上(shàng)留(liú)下了(le)各(gè)相同性的微波辐射。其中红色的部(bù)分表(biǎo)示温度较高的区域(yù)，蓝色则(zé)表示相对较冷的区域，但(dàn)实(shí)际上它(tā)们之间的温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背(bèi)景分离后的(de)二(èr)值图像进(jìn)行连(lián)通域提取和(hé)标记之后发(fā)现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰值(zhí)的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测(cè)量(liàng)值，我(wǒ)们需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星(xīng)运动所需要的(de)暗(àn)物质比例是一致的。这就意(yì)味着。

用(yòng)了一个简单的理论(lùn)框(kuāng)架(jià)，就(jiù)很好地解释(shì)了很多不同(tóng)的观测结果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是宇宙当中存在(zài)着(zhe)某种类型的(de)粒(lì)子，它们(men)不参与任何其(qí)他的(de)电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互(hù)作用(yòng)。所以如果(guǒ)能(néng)够找到(dào)这(zhè)种粒子的存在，就相当于(yú)找到了暗物(wù)质存在的实(shí)际(jì)证(zhèng)据。这(zhè)种粒子到底是什么？科学家们(men)已经提出(chū)了数十(shí)种的(de)假想目标，而要(yào)寻找这些(xiē)不同的目(mù)标粒子所(suǒ)需要的实(shí)验方式(shì)也(yě)不相同(tóng)。在过去的几十年(nián)当中，人类(lèi)为了寻(xún)找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质(zhì)相(xiāng)互作用的“暗物(wù)质”，科学家们已经进行(xíng)了超过50次(cì)的实验，却没有(yǒu)任(rèn)何实质性(xìng)的(de)发(fā)现，除了一个地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿(kuàng)井当中，藏着地球上(shàng)最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三(sān)层楼(lóu)高的探测器(qì)，一(yī)直(zhí)致力于寻找暗物(wù)质粒子的周(zhōu)期(qī)性震荡(dàng)。

自1997年以来，这(zhè)里的(de)科学家声称观(guān)测(cè)到了(le)某种信号。经过了(le)20多年(nián)的(de)数据收集，人(rén)们(men)发(fā)现了一个有趣(qù)的(de)事情。探测率会在每年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月(yuè)降到(dào)最低，而且在20年当中每年都是一(yī)样。一些(xiē)科学家认(rèn)为(wèi)这(zhè)可能是人类发现暗物(wù)质的第一个(gè)直(zhí)接证据(jù)。

但(dàn)是为什么暗物质会产生(shēng)周期性的年度(dù)信号呢？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在(zài)以(yǐ)220公里/秒的速(sù)度(dù)围绕着银河系(xì)进(jìn)行移(yí)动，那么(me)如(rú)果暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意味着(zhe)我们也在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相(xiāng)应的振荡，同(tóng)时地球(qiú)又(yòu)以30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行旋转。所以(yǐ)有半(bàn)年的时间，地球围绕太(tài)阳的方向与太阳环(huán)绕银河系的(de)方向是一致的，而另外半(bàn)年则与之相反。

而在6月份(fèn)的时(shí)候，地球与太阳的方(fāng)向正好达(dá)到完全(quán)一致，这是理论上地球穿(chuān)越(yuè)暗物质流(liú)最(zuì)快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实(shí)际的情况中(zhōng)，太(tài)阳系(xì)相对银(yín)河系的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影(yǐng)响这个理(lǐ)论的有(yǒu)效(xiào)性。

因此科学家认(rèn)为这可以(yǐ)用来解释(shì)，研究(jiū)人员(yuán)们所观测(cè)到的周(zhōu)期性信号。当然也可能有(yǒu)其他的情况(kuàng)，造成(chéng)这种年度周期信(xìn)号的差异也可能是温(wēn)度(dù)、湿度、土壤中(zhōng)的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚(shèn)至连意大利游客的数量也符合(hé)这个周期的规律。

所以，科学家(jiā)们又(yòu)在南(nán)半球建立了一个(gè)几乎(hū)相同的实验室，这(zhè)里的季节(jié)与之(zhī)前的实验室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物(wù)质(zhì)流的(de)运(yùn)动特征(zhēng)和第一个实验室是一样的。

因此，如(rú)果在这里(lǐ)可以得到相(xiāng)同的信号，就(jiù)可以成为(wèi)暗物质(zhì)所存在的非常有力(lì)的证据了。但(dàn)是由于这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所(suǒ)以(yǐ)截至目前还无法(fǎ)提供相应的(de)数(shù)据支持。另(lìng)外(wài)，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射(shè)一(yī)台(tái)新(xīn)的望(wàng)远镜，这台太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷(léi)斯(sī)罗曼”，它(tā)的主镜大(dà)小跟(gēn)哈(hā)勃(bó)望远镜相同，但它的宽视(shì)场仪(yí)器(qì)提(tí)供的(de)视野是哈勃红(hóng)外仪器的(de)100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜其中一(yī)个关键(jiàn)的用途就是探索暗(àn)物质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于探测(cè)的结果，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实(shí)验室(shì)粒子天体物理中心的科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种(zhǒng)神秘(mì)的效应，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇(yǔ)宙(zhòu)当中生命的诞生，或者(zhě)说是(shì)生(shēng)命进化的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论(lùn)得到进一步的(de)证实(shí)，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物质(zhì)会不会意味着人类并不孤单呢(ne)？或(huò)许在(zài)宇宙(zhòu)当中某(mǒu)个角落的行星上(shàng)，暗物(wù)质(zhì)正在通过(guò)这样的(de)效(xiào)应创造生命(mìng)。当然，这些推论(lùn)的大前提是要(yào)先找秋肖是指哪几个生肖，十二生肖北方生肖有哪些到暗(àn)物质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙(huǒ)伴们(men)，你们觉得暗物质到底存不(bù)存在呢？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，你的(de)支持是我(wǒ)更新(xīn)的动力(lì)！

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