宇宙是“人为(wèi)制造”的(de)？为何会存在科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么(me)？人类为了寻找暗物质存在的证据，科(kē)学家(jiā)们在过去的几十年(nián)当中进行了超过50次的(de)长期实验，但(dàn)是却没(méi)有发现任何的有(yǒu)效证据(jù)。除(chú)了(le)一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理一书中(zhōng)，埃萨(sà)克牛(niú)顿发表了万有引(yǐn)力定律，它揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运动(dòng)的规律。往后的几百(bǎi)年来(lái)，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(yǒu)引力定律(lǜ)的(de)时候，他(tā)们就会知道，周围(wéi)一定有(yǒu)未知的(de)天体通过引(yǐn)力(lì)在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨道的(de)异常(cháng)，推算并且发现(xiàn)了海王星的(de)存在。另外(wài)，哈(hā)雷彗星、冥(míng)王星的发现都是应(yīng)用万有引力定律所取得重大天文成就(jiù)的例子。但是这些发现(xiàn)都是在恒星(xīng)系(xì)统(tǒng)的尺度(dù)当中，可当我们上升到星(xīng)系(xì)或者是星(xīng)团的尺度，事情(qíng)就开(kāi)始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里(lǐ)茨兹(zī)威基正(zhèng)在研究(jiū)和测量后发星系团的质量。这是(shì)一个由数千个星系所组成的巨大星系(xì)团(tuán)，这些星系被引力束(shù)缚在一起。测量(liàng)星(xīng)系团(tuán)的质量一(yī)般会使(shǐ)用到两种方法，当两种方法结果一致，就可以确定其质(zhì)量的(de)范围。

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

第二(èr)种是动力学质(zhì)量的计算，是利(lì)用光谱红(hóng)移测(cè)量星(xīng)系团中的各(gè)个星系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测(cè)量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光(guāng)度学质(zhì)量”的(de)400倍。这(zhè)意(yì)味着，后发(fā)座(zuò)星系(xì)团有(yǒu)99%的质(zhì)量消失了(le)，或(huò)者说这99%的(de)质量并(bìng)不以可见光的形式所存在(zài)，我(wǒ)们无法看到。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测(cè)量(liàng)速(sù)度(dù)的过程中，兹(zī)威基发现星系团中很(hěn)多星系的速(sù)度(dù)比理论上要(yào)快得多，按照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可(kě)见(jiàn)星系的质(zhì)量所产(chǎn)生的引力是无法将(jiāng)它们束(shù)缚在星系团内的，它们(men)早就应该被抛出星系团之(zhī)外了，除非(fēi)有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的(de)力量(liàng)在起作用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹(zī)维基提出了(le)这样部分不可见的暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却占据(jù)着宇宙中绝大部分的质量。只是(shì)当时的人(rén)们对这样(yàng)的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年(nián)之后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个词(cí)才再一次出(chū)现。天(tiān)文(wén)学家维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯特(tè)福特在观(guān)测仙女座星系中的恒星运动(dòng)。理论上来说，距离中心越远的恒星在(zài)其轨道上的运行(xíng)速度(dù)就会(huì)越慢。但是他(tā)们观测的结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离的(de)增加，恒(héng)星的旋转速度几乎保(bǎo)持不变(biàn)。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定律(lǜ)，在星系(xì)当中如(rú)果没有足够大(dà)的质量(liàng)来吸引它(tā)们，这些(xiē)外(wài)围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。基于这种现象(xiàng)，科学家(jiā)们会使用一种相(xiāng)对标准的方法(fǎ)来解释暗物质的(de)存(cún)在，这(zhè)种方(fāng)法就是测量星系当中气体在(zài)X轴(zhóu)上距离星系中心的距离，以及在Y轴上气体的(de)旋(xuán)转速度。如果出(chū)现异常的(de)结果，就(jiù)认(rèn)为是由(yóu)暗(àn)物质的力量进入其中(zhōng)。

于是科(kē)学家们(men)通(tōng)过(guò)射电望远镜(jìng)测量(liàng)了距(jù)离星系中心更远(yuǎn)距离的氢元素，发现它们的(de)旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力(lì)学定(dìng)律(lǜ)。我们的太(tài)阳(yáng)系也不例(lì)外(wài)，太阳系位于银河系的第三悬(xuán)臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进(jìn)行计算，太(tài)阳系的运行速度应(yīng)该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220千米/秒的速度围(wéi)绕(rào)银河系旋转，这个实际(jì)速度(dù)远(yuǎn)远大于理论速度，那么产生以(yǐ)上这(zhè)种向心加速(sù)度的原因很可能就是存在着(zhe)一种我们看(kàn)不到的物质，是(shì)这(zhè)些暗(àn)物质的引力效应将星系聚集在了一起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多(duō)的研究人(rén)员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速(sù)度，估(gū)算在(zài)星(xīng)系(xì)当中暗(àn)物(wù)质的质量占整个(gè)星系质(zhì)量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以解释这个现象(xiàng)的原因。在(zài)一项新的研究当中，科(kē)学家(jiā)们发现，几(jǐ)乎没有引力效(xiào)应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另外(wài)，天文学家还发现(xiàn)了一个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星(xīng)系当中存(cún)在的(de)恒(héng)星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该(gāi)星系必须存在暗物(wù)质，否则就会(huì)分崩离(lí)析。但是科(kē)学家们(men)使用最先进(jìn)的望远镜对其(qí)进行(xíng)了40个(gè)小时的(de)详细测量之后，发现(xiàn)星系中的恒星(xīng)运动(dòng)是可以用正常的物(wù)质和(hé)力学定律来(lái)解释的。那么又有人提出，也(yě)许(xǔ)该星系的暗(àn)物质(zhì)，已经(jīng)被附近的另一个大星系(xì)剥离(lí)了。奇怪(guài)的是，它的附(fù)近没有任何星系(xì)存在。造(zào)成这些现象的除了暗(àn)物质(DHC属于什么档次，dhc属于什么档次的化妆品zhì)的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人类对引力(lì)的理(lǐ)解还(hái)不够全面，引力(lì)很可能在不同尺度(dù)空间中的工作(zuò)方式是不同的，这意味着在(zài)行星系尺度中的天(tiān)体会(huì)沿着它(tā)们(men)的(de)轨道(dào)，按照我们所(suǒ)理解的(de)方式运动。但是上(shàng)升到星系和星团的尺度，引(yǐn)力之(zhī)间的(de)相(xiāng)互作用则是不同的方式。对于(yú)在(zài)星系团之间的相(xiāng)互(hù)作用，科学家还引(yǐn)入了外部场效应的概念(niàn)，指的是在数百万光(guāng)年的规(guī)模上，巨大的质量之间会(huì)产生对(duì)彼此特(tè)殊的效果，这个理(lǐ)论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我(wǒ)们需要对现在的物(wù)理定律进行修正，这些发(fā)现(xiàn)也让很多人认为暗物质假DHC属于什么档次，dhc属于什么档次的化妆品(jiǎ)说理论就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在的其(qí)他(tā)的理论证据(jù)，这些(xiē)理论证据是蒙德理(lǐ)论所没法(fǎ)解释(shì)的“引力透镜(jìng)”。

径向距(jù)离为37亿(yì)光年的子弹(dàn)星系团(tuán)，由(yóu)两个碰撞的(de)星(xīng)系团所(suǒ)组成，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它们大部分的普通质量都在(zài)星系的(de)气体当(dāng)中(zhōng)。当星团以1000万公(gōng)里/小时发(fā)生碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气体的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧(jù)升高(gāo)，速度(dù)大(dà)幅(fú)降低。所以(yǐ)在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星(xīng)系团(tuán)大(dà)部分的质量将位于所有(yǒu)这些气(qì)体所(suǒ)在的中间(jiān)区(qū)域。那么我们(men)通过什么(me)来验(yàn)证它的质量区(qū)域到底(dǐ)是不是集中在中间(jiān)呢(ne)？前不久(jiǔ)，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当中第(dì)一张(zhāng)全(quán)彩的(de)高清照片，在照片中我们可以(yǐ)明显地看到很多星系似乎被拉伸产(chǎn)生了巨大的形变。其实这些星系本(běn)身并(bìng)不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而是这样极遥(yáo)远的天体和(hé)我们地球上(shàng)的观测者之间。被一(yī)个质量(liàng)超级巨(jù)大(dà)的天体遮挡，这个超大质量的东西的(de)引力，会(huì)使(shǐ)身后更(gèng)遥(yáo)远星系的光都发(fā)生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可(kě)能是超大(dà)质量的(de)黑(hēi)洞或者是暗(àn)物质(zhì)。

所(suǒ)以当人们对子弹星系团(tuán)观测(cè)的(de)时候(hòu)，发现(xiàn)它的(de)大质量区(qū)域并不(bù)是(shì)在(zài)中(zhōng)间(jiān)，而(ér)是在两侧。所以最好的解释方法就是(shì)当星团发(fā)生全部(bù)的碰撞时，可被(bèi)观测到的质量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子弹星系(xì)团的引(yǐn)力透镜研究(jiū)也被(bèi)认为是(shì)暗物(wù)质存在的迄今为(wèi)止最好的理论(lùn)证(zhèng)据(jù)。

除此之外(wài)，还有来(lái)自宇宙当中最古老的光(guāng)。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后，可见光(guāng)终(zhōng)于可(kě)以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙空间背景上留下了各相同(tóng)性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区(qū)域，蓝色(sè)则表示相对较冷的(de)区域，但实际上它们之间的温差只有万分之一。

科学家们通过对(duì)前景背景分(fēn)离后的二值图像进行连通域提取(qǔ)和标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当中(zhōng)没(méi)有暗物质(zhì)，图形(xíng)看起来不应该(gāi)是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度会减(jiǎn)小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射的测量值，我们(men)需(xū)要的暗物质大约是普(pǔ)通物质的(de)5倍。这个数字与解释(shì)星系当中(zhōng)恒星(xīng)运动所需要的暗物质比例是(shì)一致的(de)。这就意味(wèi)着(zhe)。

用了一个(gè)简单(dān)的理论(lùn)框(kuāng)架(jià)，就很好地解释了很多(duō)不同的观(guān)测结果。而暗物质的本(běn)质就是宇(yǔ)宙当中存在着某(mǒu)种类型(xíng)的粒子，它们(meDHC属于什么档次，dhc属于什么档次的化妆品n)不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互(hù)作用。所以(yǐ)如果能够找到这种粒子的存在，就(jiù)相当于找到(dào)了暗(àn)物质存在(zài)的实际证(zhèng)据。这(zhè)种粒子到底(dǐ)是什么(me)？科学(xué)家们已经(jīng)提(tí)出(chū)了数(shù)十种(zhǒng)的假想目(mù)标，而(ér)要寻找这些(xiē)不同的(de)目标粒子所需(xū)要的实验方式也(yě)不相同。在过去的几十年当中，人类为了寻找这些(xiē)看不见(jiàn)、摸不到，几乎不(bù)会与常(cháng)规物质相互作(zuò)用的“暗物(wù)质”，科学家们(men)已(yǐ)经进行了超过50次的实验，却没(méi)有(yǒu)任何实质性的发现，除(chú)了一(yī)个地(dì)方，意大(dà)利的(de)格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着(zhe)地球上(shàng)最(zuì)大的(de)地学实验室，这个实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探测器，一直致力于寻找(zhǎo)暗(àn)物质(zhì)粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称(chēng)观测到了某种信号。经(jīng)过(guò)了20多年的数据(jù)收集(jí)，人们发现了一个(gè)有趣的事情。探测率会(huì)在每年的6月份达到峰值，然后在(zài)11月(yuè)降到(dào)最低，而(ér)且(qiě)在20年当中每年(nián)都是(shì)一样。一些科学(xué)家认为这可能是人类(lèi)发现(xiàn)暗(àn)物质(zhì)的第一个直接证据(jù)。

但(dàn)是为什么暗物(wù)质会产生(shēng)周期性的(de)年度信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速度围(wéi)绕着银(yín)河系进(jìn)行移动，那么(me)如果暗(àn)物(wù)质存在宇(yǔ)宙当中，这(zhè)意(yì)味着我们也在以这样的速度(dù)在穿越着暗物质流，这个(gè)过(guò)程中会产生相应的振荡，同时地球(qiú)又以(yǐ)30公里/秒的(de)速(sù)度围绕太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太(tài)阳环绕银河系的方向是一致的(de)，而另外(wài)半年则与(yǔ)之相反(fǎn)。

而在6月份的(de)时候(hòu)，地(dì)球与太阳的方向正好(hǎo)达到完全(quán)一致，这是理论上地球穿越(yuè)暗物(wù)质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相(xiāng)对银河系的平面呈现了(le)60度(dù)的倾斜(xié)，但是这并不(bù)影响这个理论(lùn)的(de)有效性(xìng)。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们(men)所观测到的周期性信号。当然也可(kě)能有其他(tā)的情况，造成(chéng)这种年度周(zhōu)期信号的差异也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分(fēn)、高(gāo)山(shān)上的积雪，甚(shèn)至连意大利(lì)游(yóu)客的数量也符合这个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球建立了一个几乎(hū)相同的实验室，这里(lǐ)的季节与之前的(de)实验室正好相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗(àn)物(wù)质流的运动特征(zhēng)和(hé)第一(yī)个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这里可以得(dé)到相同的信(xìn)号，就可(kě)以(yǐ)成为暗物质所存在(zài)的非(fēi)常有(yǒu)力的证据(jù)了。但是由于这个实验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前(qián)还无法提供相应的数(shù)据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射(shè)一台新的望远镜，这台(tái)太(tài)空(kōng)望远镜(jìng)叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相(xiāng)同，但(dàn)它的宽视场仪器提(tí)供的视野是哈勃(bó)红(hóng)外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空(kōng)望远(yuǎn)镜其中(zhōng)一个(gè)关键的用(yòng)途就是探(tàn)索暗物质背后的(de)奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒(lì)子天体(tǐ)物理中心的科学(xué)家(jiā)丹琥珀(pò)和(hé)贾森斯特(tè)芬研究发(fā)现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神(shén)秘的效应，这种(zhǒng)暗物质效(xiào)应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的(de)一个重要因素。

如果这一理论(lùn)得到进一(yī)步的证(zhèng)实，那么(me)遍(biàn)布宇宙当中的暗物质(zhì)会不会意味着人类并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当(dāng)然，这些推论(lùn)的大前提是(shì)要先找到暗物(wù)质存在的实(shí)际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得(dé)暗物(wù)质(zhì)到(dào)底存(cún)不(bù)存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我更新的(de)动力(lì)！

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