宇宙是“人为(wèi)制造”的(de)？为何会存(cún)在科学无法(fǎ)解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类(lèi)为了寻找暗物质存在的证据，科学家(jiā)们在过(guò)去的几十年当中(zhōng)进(jìn)行了超过50次的长期实验(yàn)，但是(shì)却(què)没有发现任何的有(yǒu)效证据。除了一个地(dì)方(fāng)，在1687年出版的自然(rán)哲(zhé)学数学(xué)原(yuán)理(lǐ)一书(shū)中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表了万有引力定律，它揭示(shì)了(le)宇宙中天体运动的规(guī)律。往后的几百(bǎi)年(nián)来，当天(tiān)文学家(jiā)们发(fā)现某(mǒu)些天(tiān)体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符合万有(yǒu)引(yǐn)力定律的时候，他们就(jiù)会(huì)知道，周(zhōu)围(wéi)一定(dìng)有未(wèi)知的天体通过(guò)引力在摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天王星(xīng)运行轨道的(de)异常(cháng)，推算并且发现了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有(yǒu)引力定(dìng)律所取得重(zhòng)大天文成就的例子。但是这些(xiē)发现(xiàn)都是(shì)在(zài)恒(héng)星(xīng)系统的尺度当中，可(kě)当我们上升到星(xīng)系(xì)或者(zhě)是星(xīng)团(tuán)的(de)尺(chǐ)度，事情就(jiù)开始(shǐ)变得(dé)诡异了(le)。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里茨兹威基正(zhèng)在研究和(hé)测(cè)量(liàng)后发星系团的(de)质量。这是一个由(yóu)数千个星系(xì)所组成的(de)巨大星(xīng)系团，这些星系被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果(guǒ)一致，就可以确定(dìng)其(qí)质量(liàng)的范围。

第一(yī)种是获得其"光度学的(de)质量(liàng)"，需要的数(shù)据是测量各(gè)个星(xīng)系的光度(dù)。

第二种是动力学(xué)质量的(de)计算，是利用光(guāng)谱红移测(cè)量星系团中(zhōng)的各个星系相对于星系团(tuán)的运动速(sù)度(dù)。当测量结果出来之(zhī)后，兹威(wēi)基彻底懵(měng)了，“动力学(xué)质量”竟然是“光度学(xué)质(zhì)量”的(de)400倍。这意味着(zhe)，后发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式所(suǒ)存在，我们无法(fǎ)看到。最(zuì)诡(guǐ)异的是，在测量速(sù)度(dù)的过程中，兹威基发现星系(xì)团中很多星(xīng)系的速(sù)度比理论上(shàng)要(yào)快得多，按照(zhào)牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这(zhè)些可(kě)见星系(xì)的(de)质(zhì)量所(suǒ)产生的引力是无法将它们(men)束缚在星系团内的(de)，它们(men)早(zǎo)就应该(gāi)被抛出(chū)星系团之外了，除(chú)非有一种(zhǒng)神(shén)秘的力量在起作用，这种力量来源于某种隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据此，兹维基(jī)提出了这样部(bù)分不(bù)可见(jiàn)的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是它们(men)却占据(jù)着宇宙中绝(jué)大部分的质量(liàng)。只(zhǐ)是当(dāng)时的人们对这样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直到(dào)40年(nián)之后，“暗(àn)物质”这个词才(cái)再一次出(chū)现。天文学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯(kěn)特福特在(zài)观测仙女座星系中的恒(héng)星运动(dòng)。理论上来(lái)说，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但(dàn)是(shì)他们观测(cè)的(de)结果却让(ràng)人感到不可思议。

随着与三国时期中国有多少人口面积，三国时期中国有多少人口和面积中心距离的增加，恒(héng)星的(de)旋转速度几乎保持不变。可是根(gēn)据牛顿的万有引力定律，在星系当中如果没(méi)有(yǒu)足够大的(de)质量来吸引它们(men)，这些外围的(de)恒星早就被(bèi)甩到(dào)宇宙当中了。基(jī)于这种现象，科学家(jiā)们会使用一种相(xiāng)对标(biāo)准的方法来(lái)解(jiě)释暗物质的(de)存在，这种方(fāng)法就是测量(liàng)星系当中气(qì)体在(zài)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(dù)。如(rú)果出现异常的结(jié)果，就认为是由暗物(wù)质的力量进入(rù)其中。

于是(shì)科学家(jiā)们通过射电(diàn)望远镜测量了距离星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发(fā)现它们的旋转(zhuǎn)速度(dù)并不符合(hé)牛顿的力学定律(lǜ)。我们(men)的太阳(yáng)系(xì)也不例外，太(tài)阳(yáng)系位(wèi)于银河系的第(dì)三悬臂之上，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根据(jù)万有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的运行速度(dù)应该是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但实(shí)际(jì)上，太阳系(xì)正在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的(de)速(sù)度(dù)围绕银(yín)河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于理论(lùn)速度，那么产生以上这种向心加速度的原因很可(kě)能(néng)就是存在着一种(zhǒng)我们看(kàn)不到的物质(zhì)，是这些暗物质的引力效应(yīng)将(jiāng)星系(xì)聚集在了(le)一起。

也是(shì)从这时开始，越来越多的研(yán)究人员开始相信暗物质(zhì)的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质的质量占整个星系质量(liàng)的85%。但是(shì)，暗(àn)物质并不是(shì)唯一可以解释这个现(xiàn)象(xiàng)的(de)原因。在一项新的(de)研究当(dāng)中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会(huì)出现速(sù)度上的(de)微小差异。另外，天文学家(jiā)还(hái)发现了(le)一个反(fǎn)常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距(jù)离地球大(dà)约(yuē)2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该(gāi)星系必须(xū)存(cún)在(zài)暗(àn)物质(zhì)，否则(zé)就会分崩离析。但是科学家们(men)使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现星(xīng)系(xì)中的(de)恒星运动是(shì)可以用正常(cháng)的(de)物质和力学定律来解释的(de)。那么又(yòu)有人(rén)提出(chū)，也许该星系(xì)的暗(àn)物质(zhì)，已经被附(fù)近的另(lìng)一个大星(xīng)系剥离了。奇(qí)怪的(de)是，它的(de)附近没有(yǒu)任(rèn)何星系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说(shuō)之(zhī)外，另一(yī)种可能就是人(rén)类对引力的理解还(hái)不够全面，引力很(hěn)可能在不同尺(chǐ)度空间中的工作方式是不同(tóng)的，这意(yì)味着在行星系尺度中的天体会(huì)沿着它们的轨道，按照(zhào)我(wǒ)们所(suǒ)理解的方式运动。但是上升到星系和(hé)星团的尺度，引力之(zhī)间(jiān)的相互作用则(zé)是不同的方式。对(duì)于在星系团之间的相互作用，科(kē)学家还引入了(le)外部场效应的概念，指的是在数百万光年(nián)的规模(mó)上，巨大的质量之间(jiān)会(huì)产生对(duì)彼此特殊(shū)的(de)效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这(zhè)意(yì)味着我们需要对现在的(de)物理定律(lǜ)进行修正(zhèng)，这些发(fā)现(xiàn)也让很(hěn)多(duō)人认(rèn)为暗物质假(jiǎ)说理论就(jiù)此终结。但是(shì)在宇宙当中还有关(guān)于暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的其他的理论(lùn)证(zhèng)据，这些理论(lùn)证据(jù)是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离为37亿光年的(de)子弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的(de)星系团所组(zǔ)成，类(lèi)似这样的星团，它(tā)们(men)大部(bù)分的普通质量(liàng)都在星系的气(qì)体当(dāng)中。当(dāng)星团以1000万(wàn)公里(lǐ)/小时(shí)发生(shēng)碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星(xīng)际气(qì)体(tǐ)的相互作用就(jiù)会导致温度的急剧(jù)升高，速度大幅降低。所以在(zài)理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大(dà)部分的质(zhì)量将位于所(suǒ)有这些气体(tǐ)所(suǒ)在的中间区域。那(nà)么我们通过什么来(lái)验证它的质量区域到底是不是集中在中间呢(ne)？前不(bù)久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望(wàng)远镜(jìng)传(chuán)回了(le)宇(yǔ)宙当中第(dì)一张全彩的高清照片，在照片中我(wǒ)们可以(yǐ)明显地看(kàn)到很多(duō)星系似乎被拉伸产生(shēng)了(le)巨大的形变(biàn)。其实这些星(xīng)系本(běn)身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦(wéi)伯(bó)望远镜出了什么(me)问题(tí)，而(ér)是(shì)这样极遥远的(de)天体和我们地球上的观(guān)测者(zhě)之(zhī)间。被一个质量超级(jí)巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量(liàng)的东(dōng)西(xī)的引(yǐn)力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力(lì)透镜(jìng)效应(yīng)。这(zhè)个巨大(dà)的天体可(kě)能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹(dàn)星系团(tuán)观测的时候(hòu)，发现它的(de)大质(zhì)量区域并不是(shì)在中间，而是在两(liǎng)侧。所以(yǐ)最(zuì)好的解释方(fāng)法就(jiù)是当星团发生(shēng)全部的(de)碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了(le)中间，暗物质则直(zhí)接通过了(le)这个区域(yù)，并在两边形成了(le)引(yǐn)力透镜。对子(zi)弹(dàn)星(xīng)系(xì)团的引(yǐn)力透镜研究(jiū)也(yě)被(bèi)认为是暗物质(zhì)存在的迄今为止(zhǐ)最(zuì)好的理论证据。

除此之外，还(hái)有来(lái)自宇宙当中最古老的(de)光(guāng)。从宇宙大爆(bào)炸开始(shǐ)，38万年之后，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过(guò)了(le)130多(duō)亿年之后，这些光在(zài)宇宙(zhòu)空间背景上(shàng)留下了各相同性的微波辐射。其中(zhōng)红色(sè)的部分表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则(zé)表示相对较冷的(de)区域，但实际上它们之(zhī)间的(de)温差只有(yǒu)万分之一。

科学家们通(tōng)过对前(qián)景背景分离后的(de)二值图像(xiàng)进行连通域提取和标记之后发现，如三国时期中国有多少人口面积，三国时期中国有多少人口和面积果宇宙当(dāng)中(zhōng)没有暗物质，图形(xíng)看起来(lái)不应该是这(zhè)样的，而随着暗物质的(de)增(zēng)加(jiā)，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度会(huì)减(jiǎn)小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需(xū)要的暗(àn)物(wù)质大约是(shì)普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解释(shì)星系当中恒星运动所需要的暗物质比例(lì)是一致(zhì)的(de)。这就意味着。

用了一个(gè)简单(dān)的理(lǐ)论框架，就很好地解(jiě)释了很多不同(tóng)的观测结果。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当中存(cún)在着某种类(lèi)型的粒子(zi)，它们(men)不参与任何其他的电(diàn)磁作用(yòng)，只通过引力来(lái)相(xiāng)互作用。所以如果能够找到(dào)这种粒子(zi)的(de)存在，就(jiù)相当于找(zhǎo)到(dào)了暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的实(shí)际证据。这种粒(lì)子到底是(shì)什(shén)么？科(kē)学(xué)家们已经提(tí)出了(le)数十种的假想目标，而(ér)要寻找这些不同的目标粒(lì)子所需要(yào)的实验方式也不相同。在过去(qù)的几十年(nián)当中，人类为了寻(xún)找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎不会(huì)与常(cháng)规物质相互作用的“暗物质”，科(kē)学(xué)家们已经(jīng)进行(xíng)了超过(guò)50次的实(shí)验，却没(méi)有任何实(shí)质性(xìng)的发(fā)现，除了一(yī)个地(dì)方(fāng)，意大利的格(gé)兰萨索山(shān)，隶属(shǔ)于阿(ā)尔卑斯(sī)山脉。

在山下1400米(mǐ)处(chù)的地下矿井当中，藏着地(dì)球上最(zuì)大的地学实验室(shì)，这个(gè)实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一(yī)直致力于(yú)寻(xún)找暗(àn)物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里(lǐ)的科(kē)学家声称观(guān)测到了某(mǒu)种信号。经过(guò)了20多年的数据(jù)收集，人们发现了(le)一个有趣的事情(qíng)。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降(jiàng)到最低，而且在20年(nián)当中每(měi)年都是一样(yàng)。一些科学家认(rèn)为这(zhè)可能是(shì)人(rén)类(lèi)发(fā)现暗物质的第一个直接证据(jù)。

但是为什么暗物(wù)质会(huì)产生周(zhōu)期性的年度信号呢(ne)？刚才我(wǒ)们讲了太阳(yáng)系(xì)正在以(yǐ)220公里/秒的速度(dù)围绕着银(yín)河系进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意味着我们也在以这(zhè)样的速度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过程中会(huì)产生(shēng)相应的(de)振荡(dàng)，同时地(dì)球又(yòu)以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年(nián)的时间，地(dì)球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的(de)方向是一致的(de)，而另外(wài)半年(nián)则与之相反(fǎn)。

而(ér)在6月份的时候，地球(qiú)与太阳(yáng)的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理论上(shàng)地(dì)球(qiú)穿越暗(àn)物质流最(zuì)快的时段。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情(qíng)况中，太阳系(xì)相对银河系的平(píng)面(miàn)呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学(xué)家认为这(zhè)可以(yǐ)用来解释，研究人员们所观测到的周期性(xìng)信号。当(dāng)然也可能有其他的情况，造成这(zhè)种年度周期信号的差异也(yě)可能(néng)是温度、湿(shī)度(dù)、土壤中的(de)水分、高山上的(de)积(jī)雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也符合这个周期的规律。

三国时期中国有多少人口面积，三国时期中国有多少人口和面积

所以，科学家们(men)又在南半球建立了一个几乎相同的实验室(shì)，这里的季节与之前的(de)实验室正好相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物质流的运动特(tè)征和(hé)第一个实(shí)验室是一(yī)样的。

因此(cǐ)，如果在(zài)这(zhè)里可(kě)以得到(dào)相同的信(xìn)号，就可以成(chéng)为暗物质所存在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由(yóu)于这个(gè)实验室刚(gāng)刚建成(chéng)不久，所以截(jié)至目前还无法(fǎ)提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台(tái)新的望远镜，这台(tái)太空(kōng)望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜相同，但它(tā)的(de)宽视场仪(yí)器提供的视野是(shì)哈勃红外仪(yí)器的(de)100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就是(shì)探索暗物质背后的(de)奥秘，对于探测的结(jié)果，我们只能拭目以待了。费米实(shí)验室粒子天体物(wù)理(lǐ)中心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬(fēn)研究发现，如(rú)果暗物质存在，它们极有(yǒu)可能(néng)拥有另一(yī)种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中(zhōng)生命的诞生，或者说是生命进化的一个(gè)重要(yào)因素(sù)。

如果这一理论得到进一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物(wù)质会(huì)不会意味着(zhe)人类并(bìng)不孤单(dān)呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的行(xíng)星上(shàng)，暗物质正(zhèng)在(zài)通过这样的(de)效(xiào)应创造生命(mìng)。当(dāng)然，这些(xiē)推论的大前提是要(yào)先找到暗(àn)物质(zhì)存在的实际证据(jù)。那么(me)小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质到(dào)底(dǐ)存(cún)不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支持是我更新(xīn)的动力(lì)！

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