宇(yǔ)宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物(wù一呼百应吾独尊是什么意思生肖，一呼百应吾独尊代表什么生肖)质又究竟(jìng)是(shì)什么(me)？人类为了寻找暗物质存(cún)在的证据，科学家们在过去的(de)几(jǐ)十年(nián)当中进行了超(chāo)过50次的长期实验，但是(shì)却没有发(fā)现任何的有(yǒu)效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理一书中(zhōng)，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙(zhòu)中天体运动的规律。往(wǎng)后的几百年来(lái)，当(dāng)天文学家们(men)发现某些天体(tǐ)运行轨道(dào)出现异常(cháng)，不符合万有引力定(dìng)律的(de)时候，他们就会(huì)知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过(guò)天王星运行轨道的异常，推算并(bìng)且发现了海(hǎi)王星的存(cún)在(zài)。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的(de)发(fā)现都是应用万有引力(lì)定律所取得重大天文(wén)成就的例子。但是(shì)这些(xiē)发现都是在恒星(xīng)系统(tǒng)的(de)尺度当中，可当(dāng)我们上升到星系或(huò)者是星团的尺度，事情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹(zī)威基正在研究和(hé)测(cè)量后发(fā)星(xīng)系团(tuán)的质量(liàng)。这(zhè)是(shì)一个(gè)由数(shù)千个星系所组(zǔ)成的巨大(dà)星系(xì)团，这些(xiē)星系被(bèi)引力束缚(fù)在一(yī)起。测量星系团(tuán)的(de)质量(liàng)一般(bān)会(huì)使用到两种方(fāng)法(fǎ)，当两(liǎng)种方法结(jié)果一致，就可以确(què)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(liàng)各个星系(xì)的光度。

第(dì)二种是动力学质量的计(jì)算(suàn)，是利用光谱红移测量星系团(tuán)中的各个星(xīng)系相对于星系团的运动速(sù)度(dù)。当测量(liàng)结果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学(xué)质量”竟然是“光(guāng)度学(xué)质量”的400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后发座星系团有99%的(de)质量消失了，或者说(shuō)这99%的质量(liàng)并(bìng)不以可见光的形式所存在，我(wǒ)们无(wú)法看到。最(zuì)诡异的(de)是，在测量(liàng)速(sù)度的过程中，兹威基发现星系团中很多星系的速度(dù)比理论上(shàng)要快得(dé)多，按照(zhào)牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生(shēng)的(de)引(yǐn)力(lì)是无法将(jiāng)它们束缚在星(xīng)系团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星系团之(zhī)外了，除非有一(yī)种(zhǒng)神秘的力量在(zài)起作用(yòng)，这(zhè)种力量来源于(yú)某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它不发(fā)散光(guāng)、吸光(guāng)、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部(bù)分的(de)质(zhì)量。只是当(dāng)时的人们对(duì)这样的一种(zhǒng)说(shuō)法(fǎ)不屑一(yī)顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才(cái)再一(yī)次出现。天文学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙(xiān)女座星系中的恒星运动。理论上来说，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨道(dào)上(shàng)的运(yùn)行(xíng)速度(dù)就(jiù)会越慢(màn)。但是他(tā)们(men)观(guān)测的(de)结果却(què)让人感到不可思议。

随(suí)着与中心距离的增加，恒星的旋转速(sù)度(dù)几乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的万有(yǒu)引(yǐn)力定律，在星系当中如果(guǒ)没有(yǒu)足够大(dà)的质量(liàng)来吸引它(tā)们，这些外围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙当中了(le)。基(jī)于这种(zhǒng)现象，科(kē)学家们会使用一(yī)种相(xiāng)对(duì)标准的方法来解释暗(àn)物质(zhì)的存在，这种方法(fǎ)就是测量星(xīng)系(xì)当(dāng)中气(qì)体在(zài)X轴上距离星系(xì)中心的(de)距(jù)离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋(xuán)转速度。如果出现异(yì)常(cháng)的结果，就认为是由暗物质的力量进入其中。

于是科学家们通过射(shè)电(diàn)望远镜测(cè)量了(le)距离星(xīng)系中心更远(yuǎn)距(jù)离(lí)的(de)氢(qīng)元素，发现(xiàn)它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也(yě)不例(lì)外，太阳系位(wèi)于(yú)银河(hé)系的(de)第三悬臂之(zhī)上，距离(lí)银河系中心(xīn)2.6万光年，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的速(sù)度围(wéi)绕银河系旋转，这(zhè)个(gè)实际(jì)速(sù)度远远大于理论速度，那么产(chǎn)生以(yǐ)上这种向(xiàng)心加速度的原因很可能(néng)就是存在着一(yī)种(zhǒng)我们看不到的物质，是这些暗物质的(de)引(yǐn)力效应将星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越(yuè)来越(yuè)多的研究(jiū)人员开始相信暗物质(zhì)的存在。科(kē)学家根据星(xīng)系(xì)外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质(zhì)的(de)质量(liàng)占(zhàn)整(zhěng)个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这(zhè)个现(xiàn)象的(de)原(yuán)因。在一项新的(de)研究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎(hū)没有引力效应的遥远恒星(xīng)之间，也会出(chū)现(xiàn)速度上(shàng)的(de)微小差(chà)异。另外，天(tiān)文学家还发现了一(yī)个(gè)反常的星系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这个星(xīng)系距(jù)离地(dì)球大(dà)约(yuē)2.5亿(yì)光年，大小和银河系不(bù)多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该星(xīng)系必须存在暗物质，否(fǒu)则就(jiù)会分(fēn)崩离析。但是(shì)科学家们(men)使用最先进的(de)望远(yuǎn)镜对其进行了(le)40个(gè)小(xiǎo)时(shí)的详(xiáng)细测量之后，发现星系中(zhōng)的恒(héng)星运动是可以用正常(cháng)的(de)物质和(hé)力学定律来(lái)解释(shì)的。那么又有人提出(chū)，也许该(gāi)星系的暗物质，已经被(bèi)附近的另一(yī)个大(dà)星(xīng)系剥离了。奇(qí)怪的是，它(tā)的附近没(méi)有任何星系存(cún)在。造成(chéng)这些现象的除了暗物质的假说之外(wài)，另一种可(kě)能(néng)就是人(rén)类(lèi)对引力的理解还不够全(quán)面，引力很可能在不同尺度空间中(zhōng)的工作方式是不(bù)同(tóng)的(de)，这意味(wèi)着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们(men)所理解的方(fāng)式运动。但是(shì)上(shàng)升到星(xīng)系(xì)和星团的(de)尺度，引(yǐn)力之间的相互作用则(zé)是不同的方式。对(duì)于在星系(xì)团(tuán)之间的相互作用，科学家还引(yǐn)入了外部(bù)场效应的概念，指的是(shì)在数百(bǎi)万光年的规模上，巨大的质量之间会产(chǎn)生对彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我(wǒ)们需要对现在的物理定律进行修(xiū)正，这(zhè)些发现也让很多人认为暗(àn)物质假说(shuō)理论就(jiù)此终结。但是在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)还有关于暗物质存(cún)在的(de)其他的理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德(dé)理论所没法解释的“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径向(xiàng)距离(lí)为37亿光年的(de)子弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星系(xì)团所组(zǔ)成，类似这样的星团(tuán)，它们(men)大部分(fēn)的(de)普通质量都在星系的气(qì)体当中。当星(xīng)团以1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的一呼百应吾独尊是什么意思生肖，一呼百应吾独尊代表什么生肖时候，星(xīng)际(jì)气(qì)体的(de)相互作用就会(huì)导致(zhì)温度的(de)急剧升(shēng)高，速度一呼百应吾独尊是什么意思生肖，一呼百应吾独尊代表什么生肖大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰(pèng)撞之后(hòu)，子弹星系团大部分的质量(liàng)将位于所有这些气体所在的中间区(qū)域。那么我们通过什么(me)来验证它(tā)的质(zhì)量区域到底是不是(shì)集中在中间(jiān)呢(ne)？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了(le)宇宙(zhòu)当中第一张全彩的高清照片，在照片中我(wǒ)们可以(yǐ)明显地(dì)看到很多(duō)星(xīng)系似(shì)乎被(bèi)拉伸产生了巨(jù)大(dà)的(de)形(xíng)变。其实这(zhè)些星系本身(shēn)并不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了什么问(wèn)题，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球(qiú)上的观测(cè)者之间。被一(yī)个质(zhì)量超级巨大的天体遮(zhē)挡(dǎng)，这个超大质量的东西的引力(lì)，会使身(shēn)后更遥(yáo)远(yuǎn)星(xīng)系的光都发生(shēng)了扭曲(qū)。这(zhè)个现(xiàn)象就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨(jù)大的天体可(kě)能是超大质量的黑洞或者是(shì)暗物质。

所以当人们对子弹星(xīng)系团(tuán)观测的时候，发现它的大质量(liàng)区域并不(bù)是在中间，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释方法就是当星团发生全部(bù)的(de)碰撞时，可被观测到的(de)质量气体(tǐ)被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系团的(de)引力透镜(jìng)研究也被认(rèn)为(wèi)是暗物质存在的(de)迄今为止(zhǐ)最好的理论证据(jù)。

除此(cǐ)之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最(zuì)古老的光。从(cóng)宇宙(zhòu)大爆炸开始(shǐ)，38万年(nián)之后，可(kě)见光终于(yú)可(kě)以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光在(zài)宇宙(zhòu)空(kōng)间背景上留下了各相(xiāng)同性(xìng)的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区域，蓝色则(zé)表示相对(duì)较(jiào)冷的区域(yù)，但实际上它们(men)之(zhī)间的(de)温(wēn)差只有万分之(zhī)一。

科学家们(men)通过对前景背景分(fēn)离(lí)后的二值图像进行(xíng)连通(tōng)域提取和标记(jì)之后发现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质(zhì)，图形看起来不应该(gāi)是这(zhè)样的(de)，而(ér)随着暗物质的增加(jiā)，一些(xiē)峰值的(de)幅度会减小，才变(biàn)得看起来(lái)“和谐”。为了(le)匹配(pèi)宇宙微波背(bèi)景(jǐng)辐射的(de)测量值，我们需要(yào)的暗物质大约(yuē)是普通物质的5倍。这个(gè)数(shù)字与解释(shì)星系当中恒(héng)星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物质(zhì)比(bǐ)例是一致的(de)。这就意味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论框(kuāng)架，就(jiù)很好地(dì)解释了很多(duō)不(bù)同的(de)观测结果。而(ér)暗物(wù)质的(de)本质就是宇宙当中存在(zài)着某种类(lèi)型的粒子，它们不(bù)参与任(rèn)何其(qí)他的电磁作用，只通过引(yǐn)力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就(jiù)相当于找到了暗物质存(cún)在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学家们已经提出了数(shù)十种的假想(xiǎng)目标，而要(yào)寻找(zhǎo)这些不同的(de)目标粒子所(suǒ)需(xū)要的实验方(fāng)式也不相同(tóng)。在过去的几十年当中，人类为了寻找这(zhè)些看不见、摸不到(dào)，几乎不会(huì)与常规物质相互作用的“暗物质”，科学(xué)家们已经进行了(le)超过50次(cì)的实验(yàn)，却没有任何实(shí)质性(xìng)的发现，除了一个(gè)地方，意大(dà)利的(de)格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大(dà)的(de)地学(xué)实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层(céng)楼(lóu)高的探测器，一直致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家(jiā)声称观(guān)测到了(le)某种信(xìn)号。经过了20多年的(de)数(shù)据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率(lǜ)会在(zài)每(měi)年(nián)的6月(yuè)份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中每(měi)年都是一样。一些(xiē)科学家(jiā)认为这(zhè)可能是人(rén)类发现暗物质的第一个(gè)直接证据。

但是(shì)为什么(me)暗物质(zhì)会(huì)产(chǎn)生周期性的年(nián)度(dù)信号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳系(xì)正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系(xì)进行移动，那(nà)么如(rú)果(guǒ)暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味着(zhe)我们也在(zài)以这样的速度在穿越着暗物质流，这(zhè)个过程(chéng)中会产生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的(de)速度围(wéi)绕太阳进行旋(xuán)转。所以(yǐ)有半年的时(shí)间(jiān)，地球围(wéi)绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外(wài)半年(nián)则(zé)与之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的时候，地球与太阳(yáng)的方(fāng)向(xiàng)正好达(dá)到(dào)完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越暗物质(zhì)流最快(kuài)的时(shí)段。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到(dào)了(le)最慢值(zhí)。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河系(xì)的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理(lǐ)论(lùn)的有效性。

因此科学家认为这可以用来解(jiě)释，研究人(rén)员们所观测(cè)到的周期性信(xìn)号。当然(rán)也(yě)可能有其他(tā)的情况，造成(chéng)这种年度(dù)周期信(xìn)号的差异也可(kě)能是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分(fēn)、高(gāo)山上的积雪，甚至连(lián)意大(dà)利游客的数(shù)量也符合这个周期的规(guī)律。

所以，科学家们又在南半球(qiú)建立了(le)一个几乎(hū)相同的实验室，这(zhè)里的季节与之前的实(shí)验室正好相反，而(ér)在这里，地球穿(chuān)过暗物质(zhì)流的运动(dòng)特征(zhēng)和第一个实验室是一样的。

因此，如果在(zài)这(zhè)里可以得到相同(tóng)的信号，就可(kě)以(yǐ)成为暗物(wù)质所存(cún)在的(de)非(fēi)常有(yǒu)力的证据了。但是由(yóu)于这(zhè)个实验室刚刚建(jiàn)成不久，所以截至目前(qián)还无法(fǎ)提供相应(yīng)的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这(zhè)台太空望远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的视野(yě)是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯(sī)罗曼太空望远镜(jìng)其中一个关键(jiàn)的用途就是(shì)探索暗物质背后的(de)奥秘(mì)，对于探(tàn)测的结果，我们只能(néng)拭目(mù)以待了。费米实(shí)验室粒子天体物理中心的科学(xué)家丹琥(hǔ)珀(pò)和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存(cún)在，它们极有可(kě)能拥有另一种(zhǒng)神秘(mì)的效(xiào)应，这种暗物质效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中生(shēng)命(mìng)的诞生，或者说(shuō)是生(shēng)命进(jìn)化的一个重要因(yīn)素。

如果(guǒ)这一理论得到进一步(bù)的证实(shí)，那么遍(biàn)布(bù)宇宙当中(zhōng)的暗(àn)物质会(huì)不(bù)会意(yì)味(wèi)着(zhe)人类并(bìng)不孤单(dān)呢？或许在宇宙(zhòu)当中(zhōng)某个角落的行星上，暗物(wù)质正在通过这样(yàng)的效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要(yào)先找到暗(àn)物质存在的实际证据。那(nà)么(me)小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物(wù)质到底存(cún)不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞(zàn)，你的支(zhī)持是(shì)我更新(xīn)的动(dòng)力(lì)！

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