宇宙(zhòu)是“人为制造(zào)”的(de)？为何会存在科学无法(fǎ)解释的(de)“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟(jìng)是什么？人(rén)类为了(le)寻(xún)找暗物质存在(zài)的证据，科学家们在(zài)过去的几十年当中进行(xíng)了超过50次的长期实验，但是却(què)没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出(chū)版的自然(rán)哲学(xué)数学原理一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿(dùn)发表了万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)，它(tā)揭示了宇宙中天(tiān)体(tǐ)运动的规律(lǜ)。往(wǎng)后的(de)几(jǐ)百年来，当(dāng)天(tiān)文学家们(men)发现(xiàn)某(mǒu)些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有(yǒu)引(yǐn)力定律的时(shí)候，他们(men)就会知道(dào)，周围一定有未(wèi)知的(de)天体通过引力在摄动它(tā)的(de)轨道(dào)。比如在1846年，奥本(běn)勒(lēi)维耶就通过(guò)天王(wáng)星运行(xíng)轨(guǐ)道的(de)异常，推算(suàn)并(bìng)且发现了(le)海王星的存在(zài)。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的发现都是(shì)应用万有(yǒu)引力定律所(suǒ)取得重大天文成(chéng)就的例(lì)子。但是这些发现(xiàn)都(dōu)是在恒星系统的尺度当中(zhōng)，可当我们上(shàng)升到星系或(huò)者(zhě)是星团的尺(chǐ)度，事情(qíng)就开(kāi)始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家(jiā)弗里(lǐ)茨(cí)兹威基正(zhèng)在研究和测量(liàng)后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千(qiān)个星系所(suǒ)组成的巨大星系团，这(zhè)些星(xīng)系(xì)被(bèi)引力束缚(fù)在一起。测量星(xīng)系团的质量一般会使用到两种方(fāng)法(fǎ)，当两种方法结果(guǒ)一(yī)致(zhì)，就可以确定其质量的范围。

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

第二(èr)种是(shì)动力学质量的计(jì)算，是利用(yòng)光谱红移测量星系团中的各(gè)个(gè)星(xīng)系相对于星系团(tuán)的运动(dòng)速度。当测量结果出来(lái)之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力(lì)学质量”竟然(rán)是“光度学(xué)质量”的400倍。这意(yì)味着，后发座星(xīng)系团(tuán)有99%的质量消失了，或者(zhě)说这99%的质量(liàng)并不(bù)以可见(jiàn)光的形(xíng)式所(suǒ)存在(zài)，我们(men)无(wú)法看到。最诡异的是，在测(cè)量速度(dù)的(de)过程中，兹(zī)威基发(fā)现(xiàn)星系团中很多(duō)星(xīng)系的速度比理论(lùn)上要快(kuài)得多，按照牛顿的运(yùn)动学定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些可见星(xīng)系的质量(liàng)所产生的(de)引力是无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它(tā)们(men)早就应该被抛(pāo)出星(xīng)系团之外了，除非(fēi)有一(yī)种(zhǒng)神秘(mì)的(de)力量在起(qǐ)作用，这种力量来(lái)源于某种隐形的物质。

据此，兹(zī)维基提(tí)出了这样部分不可见(jiàn)的暗质，它不(bù)发(fā)散(sàn)光、吸光、反射光，但是(shì)它们(men)却占(zhàn)据着宇宙中绝大部(bù)分的质量。只是当(dāng)时的人们对这样的一种(zhǒng)说(shuō)法不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天文(wén)学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女座星系中(zhōng)的恒星运动。理论(lùn)上来说(shuō)，距离(lí)中心越远的恒星(xīng)在(zài)其轨道上的运行速(sù)度就(jiù)会(huì)越慢。但是他(tā)们观测的结果却让人感到不可(kě)思议。

随着与中心距(jù)离的增加，恒(héng)星的旋转速度(dù)几乎保持(chí)不变。可是根据牛顿的万有引(yǐn)力定(dìng)律，在星(xīng)系当中如(rú)果没(méi)有足够(gòu)大的质量来吸引它(tā)们，这些(xiē)外围的恒星早就(jiù)被甩(shuǎi)到宇宙当(dāng)中了。基于这种现(xiàn)象(xiàng)，科学家们会使(shǐ)用一种相对标准的方法来解(jiě)释暗物(wù)质的(de)存在(zài)，这种方(fāng)法就是测量星(xīng)系当中气体在X轴上距离星系中心的(de)距(jù)离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出现(xiàn)异常(cháng)的结果，就(jiù)认为是由(yóu)暗物质的力量(liàng)进入(rù)其中。

于(yú)是科(kē)学家们通过射电望远(yuǎn)镜测(cè)量了距离星系中心更远距离的氢元(yuán)素，发现(xiàn)它们的(de)旋转(zhuǎn)速度并(bìng)不符合(hé)牛(niú)顿的力学定律。我们的太阳系也不(bù)例(lì)外，太阳系位于银河系的第三悬(xuán)臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年(nián)，根据万有引力(lì)定律进(jìn)行计(jì)算，太阳系(xì)的运行速度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒，但实(shí)际上(shàng)，太(tài)阳系正(zhèng)在以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系(xì)旋转，这(zhè)个实际速(sù)度远远大于理论速度(dù)，那(nà)么产生以上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就是存在着一种我们看(kàn)不到的物质，是这(zhè)些暗物质的引力效应将星系聚集在了一起。

也是从这时开(kāi)始，越(yuè)来越多(duō)的研(yán)究人(rén)员开始相信暗物质的存在。科学家根据星(xīng)系(xì)外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质的(de)质量(liàng)占整个星系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不是唯一(yī)可以解释(shì)这个现象的(de)原因。在一项(xiàng)新(xīn)的(de)研究当中，科学(xué)家们发现(xiàn)，几乎没(méi)有(yǒu)引力效应(yīng)的遥远恒(héng)星之间，也(yě)会(huì)出现(xiàn)速度上的(de)微小差异。另外，天文(wén)学家还发(fā)现(xiàn)了(le)一个反常的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小(xiǎo)和(hé)银河系(xì)不多，但是星(xīng)系当(dāng)中存(cún)在的(de)恒星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该星系(xì)必须存(cún)在暗物质，否(fǒu)则就会分崩离(lí)析。但是科学家们(men)使用最先进的望远镜对其(qí)进行了(le)40个小(xiǎo)时的详细测(cè)量(liàng)之后，发现(xiàn)星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动是可(kě)以(yǐ)用正常的(de)物质和力学定(dìng)律(lǜ)来解释的(de)。那么又有人提出，也许该星系的(de)暗物质，已经被附近的另(lìng)一(yī)个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的(de)附近没(méi)有任何星系存(cún)在。造成这些现象(xiàng)的(de)除(chú)了暗物质的假说(shuō)之外，另一种可能就是(shì)人类对(duì)引力的(de)理解还不够全面，引力(lì)很可能在不同尺度空(kōng)间(jiān)中的工作方式是(shì)不(bù)同的，这意味(wèi)着在(zài)行星系尺(chǐ)度中(zhōng)的天体会沿着(zhe)它们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺度，引力之间(jiān)的相互(hù)作用则是不同的方式(shì)。对于在(zài)星系(xì)团(tuán)之间(jiān)的(de)相互作用(yòng)，科学家还引入(rù)了外部场效应(yīng)的概念，指的是在数百万(wàn)光(guāng)年的规(guī)模(mó)上，巨大的质量之间会产生(shēng)对彼(bǐ)此(cǐ)特(tè)殊的效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立，这意味着(zhe)我们(men)需要(yào)对现在(zài)的(de)物(wù)理定律进行修正，这些(xiē)发现也让(ràng)很(hěn)多人认为暗物质假说理(lǐ)论(lùn)就此终结(jié)。但是(shì)在宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)还有关(guān)于暗物质存在的其他的(de)理论证据，这些理论证据是蒙德理论(lùn)所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿光(guāng)年的子弹星(xīng)系团，由两个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所组成，类(lèi)似这样的(de)星团，它们大部分的普通质量都在(zài)星系的气(qì)体(tǐ)当(dāng)中。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际(jì)气体的(de)相互(hù)作用就会导致温度的急剧升高(gāo)，速度大幅降(jiàng)低。所以(yǐ)在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于(yú)所有(yǒu)这些气体所在的中间区域(yù)。那么我(wǒ)们通过什么(me)来(lái)验证它的质量区域到(dào)底是(shì)不是(shì)集中(zhōng)在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太(tài)空望远镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全彩的(de)高清照片，在(zài)照片中我们可以(yǐ)明显地看到(dào)很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不(bù)是真的(de)被(bèi)扭曲了，也(yě)不(bù)是韦伯望远镜出了(le)什么问题，而是这(zhè)样(yàng)极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观测(cè)者(zhě)之(zhī)间。被一个质(zhì)量超级巨大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个超大质量的东西的引力(lì)，会(huì)使身后(hòu)更遥远星系的光都(dōu)发生了扭曲(qū)。这个现象就是引力(lì)透镜效应。这(zhè)个(gè)巨(jù)大(dà)的天体可能(néng)是超大质量的黑洞或者是暗物(wù)质。

所以当人(rén)们对子(zi)弹星(xīng)系团观测的时候，发现它的大质量区域并不是在中间，而是在(zài)两(liǎng)侧。所以最好(hǎo)的解释方法就是当星团发生全部的(de)碰撞时，可被观测到(dào)的质量气(qì)体被卡在(zài)了中间(jiān)，暗物质则直(zhí)接(jiē)通过(guò)了这(zhè)个(gè)区域，并(bìng)在(zài)两边形成了引力透镜。对子弹星(xīng)系(xì)团的引力透镜研(yán)究(jiū)也被认为是暗物质存(cún)在(zài)的迄今(jīn)为(wèi)止(zhǐ)最好(hǎo)的(de)理(lǐ)论(lùn)证据。

除(chú)此(cǐ)之外，还有(yǒu)来(lái)自宇(yǔ)宙当(dāng)中最古老的光。从(cóng)宇宙(zhòu)大爆炸(zhà)开始(shǐ)，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了(le)。经过了130多亿年(nián)之后，这些光(guāng)在宇(yǔ)宙空间背(bèi)景(jǐng)上留下了各相同性的微波辐射。其中(zhōng)红色(sè)的(de)部分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区(qū)域，但实际上(shàng)它们之间的温差只有万分之一。

科(kē)学家们通(tōng)过对前(qián)景背(bèi)景分离后的(de)二值(zhí)图(tú)像进(jìn)行连通(tōng)域(yù)提取和标记之后(hòu)发现，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没有暗物质(zhì)，图形看(kàn)起来(lái)不应该(gāi)是这样的，而随着暗物(wù)质的增加，一些峰值(zhí)的幅(fú)度会减小，才(cái)变得看起来“和(hé)谐”。为了(le)匹配宇宙微波(bō)背景辐射的(de)测量(liàng)值，我们需要(yào)的暗(àn)物质(zhì)大约(yuē)是(shì)普通物质的(de)5倍(bèi)。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星(xīng)运动所需要的暗物质比(bǐ)例是一致的(de)。这(zhè)就意味着。

用了一(yī)个简单的理(lǐ)论(lùn)框架，就很好地解释了(le)很(hěn)多(duō)不(bù)同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着(zhe)某种类型的粒(lì)子，它(tā)们(men)不参与任何其他的电磁(cí)作用(yòng)，只通过引(yǐn)力来相互作用。所(suǒ)以如果能够找到这种粒子的存在(zài)，就相当于(yú)找到了暗物质存(cún)在的实际证(zhèng)据。这种粒子到底是什(shén)么？科学家们已经提出了数(shù)十(shí)种(zhǒng)的假想(xiǎng)目标，而要寻找这(zhè)些不同的目标粒(lì)子所(suǒ)需要的实(shí)验(yàn)方(fāng)式也不相(xiāng)同(tóng)。在过去的几十年当中，人(rén)类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规(guī)物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进(jìn)行了超过50次(cì)的实验，却没有任(rèn)何实质性的发现，除了一个地(dì)方，意大利(lì)的(de)格(gé)兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下(xià)1400米处的地下(xià)矿井当中(zhōng)，藏着(zhe)地(dì)球上最(zuì)大的地学实验室，这个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的(de)探(tàn)测器，一直致力于(yú)寻找暗物质(zhì)粒子的周期(qī)性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学(xué)家声称观测到了(le)某种(zhǒng)信号。经(jīng)过(guò)了20多年(nián)的(de)数据(jù)收集，人们发现了一个有趣的(de)事(shì)情(qíng)。探测率会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低，而且(qiě)在(zài)20年(nián)当中每年都是一样。一些科学家认为(wèi)这可能是人类(lèi)发(fā)现暗物质的第一个直接证准确的近义词有哪些，准确 的近义词是什么？据。

但是为(wèi)什(shén)么暗(àn)物(wù)质(zhì)会产生周期(qī)性的年(nián)度信(xìn)号呢(ne)？刚才我们讲了太(tài)阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕(rào)着银河系进行移动，那么如果(guǒ)暗(àn)物质存在(zài)宇宙当中(zhōng)，这意味(wèi)着我准确的近义词有哪些，准确 的近义词是什么？们(men)也在(zài)以这(zhè)样(yàng)的速度在穿越着暗物质流，这个过(guò)程(chéng)中会产生相应的振荡(dàng)，同(tóng)时地球又以30公里(lǐ)/秒的(de)速度围绕(rào)太阳(yáng)进(jìn)行旋(xuán)转。所以有(yǒu)半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕(rào)银河系的方向是一致(zhì)的，而另外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与(yǔ)太阳(yáng)的方向正好(hǎo)达到完全一致，这是理论上(shàng)地球穿越暗物(wù)质流最快的时段(duàn)。而在11月份(fèn)，又恰(qià)好达到了(le)最慢值。尽管在实际的情(qíng)况(kuàng)中，太(tài)阳系相对银河系的(de)平面呈现了(le)60度(dù)的倾(qīng)斜，但是(shì)这(zhè)并不影响(xiǎng)这个理(lǐ)论的(de)有效性。

因此科学家认为这可以用(yòng)来解释(shì)，研究人员们(men)所观测到的周期(qī)性信号(hào)。当然也可能有其(qí)他的情(qíng)况，造(zào)成这种年度周期信号的差异(yì)也(yě)可能(néng)是温(wēn)度、湿度、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至(zhì)连(lián)意(yì)大利(lì)游客的数量也符合(hé)这个周期的(de)规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半球建立了一个(gè)几(jǐ)乎相同的(de)实验室，这里的(de)季节与之(zhī)前的实验(yàn)室(shì)正好相反，而(ér)在这里，地(dì)球穿(chuān)过暗物质流的运动特征(zhēng)和第一个实验(yàn)室(shì)是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成(chéng)为暗物(wù)质所(suǒ)存(cún)在的非常有力的证据了(le)。但是由于(yú)这(zhè)个实验室刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还无法提(tí)供(gōng)相应的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的望远镜，这台(tái)太空望(wàng)远镜叫做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜相同，但(dàn)它的宽(kuān)视场仪(yí)器(qì)提供(gōng)的(de)视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼准确的近义词有哪些，准确 的近义词是什么？太空望远镜(jìng)其中一个关键(jiàn)的用途(tú)就是探索暗(àn)物(wù)质(zhì)背后(hòu)的(de)奥(ào)秘(mì)，对于(yú)探测(cè)的结果，我们只能拭(shì)目以待了。费米实(shí)验室(shì)粒子天(tiān)体物理(lǐ)中(zhōng)心的科学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬(fēn)研究(jiū)发现(xiàn)，如(rú)果(guǒ)暗物质存(cún)在，它们极有可能拥有另一种神秘的效应，这(zhè)种暗(àn)物质效应(yīng)，会支持宇宙当中生(shēng)命的(de)诞(dàn)生，或者(zhě)说是(shì)生命进化的一个重要因(yīn)素。

如果这一理论得到进一步的证(zhèng)实，那么遍布(bù)宇宙当中的(de)暗物质会不会意味着人类(lèi)并不孤(gū)单呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上，暗物质正(zhèng)在通过这(zhè)样的效应创造生(shēng)命。当然，这(zhè)些推论(lùn)的大前提是要先找(zhǎo)到暗物质(zhì)存在的实际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得暗物(wù)质(zhì)到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持是我(wǒ)更新的动力！

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