宇宙是“人为(wèi)制造”的(de)？为何(hé)会存在(zài)科学无法(fǎ)解(jiě)释的“暗物质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟(jìng)是什(shén)么？人类为了(le)寻(xún)找暗物质存(cún)在(zài)的证据，科学家们在过去的(de)几(jǐ)十年当(dāng)中进(jìn)行了超过50次的长期实(shí)验，但是却没有发现任何的有效证据。除(chú)了一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理(lǐ)一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引力定律，它揭示了(le)宇宙中天体运动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天文学家们发现某些天(tiān)体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引力定律的时候，他们就会知(zhī)道，周围一定(dìng)有未知的天体通过(guò)引力在摄(shè)动它的轨道。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运行轨(guǐ)道的异常，推算(suàn)并(bìng)且发现(xiàn)了海王(wáng)星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王(wáng)星的发现(xiàn)都(dōu)是(shì)应(yīng)用万有引(yǐn)力(lì)定律所取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在(zài)恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我(wǒ)们上升到星系或(huò)者是星(xīng)团的(de)尺度，事情(qíng)就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹(zī)威基正(zhèng)在研(yán)究和测量后发星(xīng)系团的质量。这(zhè)是一个由数千个星系所组成的巨大星(xīng)系团，这些(xiē)星系(xì)被引力束缚在一起。测量星(xīng)系(xì)团的质(zhì)量(liàng)一般会使用到(dào)两(liǎng)种方法，当两种(zhǒng)方(fāng)法结(jié)果(guǒ)一致，就可(kě)以确定其质量的范围。

第(dì)一种是获得其(qí)"光度学(xué)的(de)质量"，需要的数据是测量各个星系的光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动力学质(zhì)量(liàng)的计算，是利用光谱红(hóng)移测量(liàng)星(xīng)系团(tuán)中的各个星(xīng)系相对(duì)于星系团(tuán)的运动速度。当测量结(jié)果(guǒ)出(chū)来之后，兹威基彻底懵(měng)了(le)，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学质(zhì)量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座(zuò)星系团有99%的(de)质量消失了，或者说这99%的质(zhì)量并不以可(kě)见(jiàn)光的形式所存在，我(wǒ)们无法看到(dào)。最诡异的是(shì)，在(zài)测量速度(dù)的过程中，兹威基发现星(xīng)系(xì)团中很多星系的速度比(bǐ)理论(lùn)上要快(kuài)得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所产生(shēng)的引力是无法将它(tā)们束缚在(zài)星系团内的(de)，它们(men)早(zǎo)就应(yīng)该被抛出星(xīng)系团之(zhī)外了，除非有一(yī)种神秘的力量在起作用，这(zhè)种力量(liàng)来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基(jī)提出了这(zhè)样(yàng)部分不(bù)可(kě)见的(de)暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分(fēn)的(de)质量。只是(shì)当时的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次(cì)出现。天文学(xué)家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特(tè)在观测(cè)仙女(nǚ)座星系中的恒星运动(dòng)。理论(lùn)上来说，距(jù)离中心越远的恒星在其轨道上的运行速(sù)度就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到(dào)不可思(sī)议。

随(suí)着与中心(xīn)距离的(de)增加，恒星的(de)旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保持不变(biàn)。可是根(gēn)据牛顿(dùn)的万有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律，在星系当中如果没有足够大(dà)的(de)质量(liàng)来(lái)吸(xī)引它们(men)，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中了。基于(yú)这种现象，科学家们会使用一种相对标准的方法来解释暗物(wù)质的存(cún)在(zài)，这种方法就是测量星系当中气(qì)体在X轴上距离星系中心的(de)距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如果出(chū)现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物(wù)质的(de)力量(liàng)进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距(jù)离的氢元素，发现它(tā)们的(de)旋转速度(dù)并不符(fú)合牛顿的力学(xué)定律(lǜ)。我们(men)的(de)太阳系也不例外(wài)，太阳系位于银河系的第(dì)三悬(xuán)臂(bì)之(zhī)上(shàng)，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根据万有引力定律(lǜ)进(jìn)行计算(suàn)，太阳系的运行速度应(yīng)该(gāi)是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳(yáng)系(xì)正(zhèng)在以(yǐ)220千米/秒的速度围绕(rào)银(yín)河系旋转，这个实际(jì)速度远远大于理论速度，那么产生以上(shàng)这种向心加速度的(de)原(yuán)因很可(kě)能就是存在着一种我们(men)看不(bù)到的(de)物质，是这些暗物质的引力效(xiào)应将星系聚集在了一起。

也是(shì)从(cóng)这时开(kāi)始，越来(lái)越多的(de)研究(jiū)人员开始相信(xìn)暗物质的存(cún)在。科学(xué)家根据星系(xì)外恒星(xīng)轨(guǐ)道的(de)速度，估(gū)算在星(xīng)系当中暗物(wù)质的质量(liàng)占(zhàn)整个(gè)星(xīng)系质量的85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一可以(yǐ)解释这个现象的原因。在(zài)一项(xiàng)新的研究(jiū)当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的(de)遥远恒星之间(jiān)，也会出现速(sù)度上的(de)微小差异(yì)。另外，天(tiān)文(wén)学(xué)家还(hái)发现了一个(gè)反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系当(dāng)中(zhōng)存在的恒星数量却只有银河(hé)系的千(qiān)分之一。

所以在理论(lùn)上(shàng)，该星系(xì)必须存在暗物(wù)质，否则就(jiù)会分崩离析(xī)。但(dàn)是科学家们使(shǐ)用最先进(jìn)的望远镜对其进行了40个小时的详细测(cè)量之后，发现星系(xì)中的恒星运(yùn)动是可以用正常(cháng)的物(wù)质和力学定(dìng)律来解释的。那么又有(yǒu)人提出，也许该(gāi)星系的暗物质，已经被(bèi)附近的另(lìng)一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成(chéng)这些现象的除(chú)了暗物(wù)质的假说(shuō)之(zhī)外(wài)，另一(yī)种(zhǒng)可能(néng)就是人类对引(yǐn)力的(de)理解还不够(gòu)全面，引力很可能在不同尺度空间中的(de)工作方式是不同的，这意味着在行星系尺度中(zhōng)的天(tiān)体会沿着它(tā)们(men)的轨道，按照我们所(suǒ)理解的方式运动。但是上(shàng)升(shēng)到星系(xì)和星团的尺度，引力之间的(de)相互作用(yòng)则(zé)是不(bù)同(tóng)的方式。对(duì)于在(zài)星(xīng)系团之间的相互作用(yòng)，科(kē)学家还引入(rù)了外部场(chǎng)效应的概念，指的是在数(shù)百万(wàn)光年的规(guī)模上，巨大的质(zhì)量(liàng)之间会产生(shēng)对彼此特殊的(de)效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要(yào)对(duì)现在的物理定律进行(xíng)修(xiū)正(zhèng)，这些发现也让很多(duō)人认为暗物质假说理(lǐ)论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的(de)其他的理(lǐ)论证据，这些理(lǐ)论(lùn)证(zhèng)据是蒙德理(lǐ)论所没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由两个碰撞的星系(xì)团所组(zǔ)成(chéng)，类(lèi)似(shì)这样的星团，它们(men)大(dà)部分的普通质量都在星(xīng)系的(de)气体当中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候(hòu)，星际(jì)气体的相互作用(yòng)就会导致温度的急剧升高，速度(dù)大(dà)幅(fú)降低(dī)。所(suǒ)以在(zài)理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团(tuán)大部分(fēn)的(de)质量(liàng)将(jiāng)位于所有这些气体所在的中间区域。那么我们通过什么来验(yàn)证它的质量区域(yù)到底是不是集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇(yǔ)宙当中第一(yī)张(zhāng)全彩的高清照片，在照片中我们可以明显地看(kàn)到很(hěn)多星(xīng)系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系(xì)本身并不是真的被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望(wàng)远镜出了什么问(wèn)题(tí)，而是这样极遥远的天体(tǐ)和我们(men)地(dì)球上的观测者之间。被一个(gè)质量超(chāo)级巨大的(de)天体遮(zhē)挡，这个超大质量(liàng)的东西的(de)引(yǐn)力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发生(shēng)了(le)扭曲。这个现象就(jiù)是引(yǐn)力透镜(jìng)效应。这个巨(jù)大的(de)天体(tǐ)可(kě)能是超(chāo)大质量(liàng)的黑洞或者是暗物(wù)质(zhì)。

所以当人们(men)对子弹星系团观(guān)测的(de)时候，发(fā)现它的大质量区(qū)域(yù)并(bìng)不是在中间，而(ér)是在两(liǎng)侧。所以最好的解释方法就(jiù)是当星团发生全部的碰(pèng)撞时，可(kě)被观测到(dào)的质量(liàng)气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则直(zhí)接通过了这个区域，并在两边(biān)形成了引力透镜。对子弹星系团(tuán)的引(yǐn)力(lì)透镜(jìng)研(yán)究(jiū)也被认为是暗物质(zhì)存在的(de)迄今为止最好的(de)理论证据。

除此之外(wài)，还有来自(zì)宇宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可(kě)以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了。经(jīng)过了(le)130多亿年之后，这(zhè)些(xiē)光(guāng)在(zài)宇(yǔ)宙空间背景上留下(xià)了各相同(tóng)性(xìng)的微波辐(fú)射(shè)。其中红色的部(bù)分表示温度较高的区域，蓝色则(zé)表(biǎo)示相对较冷的区域(yù)，但实(shí)际上它们之间的温差只有万(wàn)分之一(yī)。

科学家们通(tōng)过对前景背景分离后的(de)二值图像(xiàng)进行连通域提取和(hé)标记之后发现，如果宇(yǔ)宙(zhòu)当中没(méi)有暗物质，图形看起(qǐ)来(lái)不应该是这样(yà不走心是啥意思，不走心是啥意思网络用语ng)的，而(ér)随着暗物质的(de)增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看(kàn)起(qǐ)来“和谐”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微波背景(jǐng)辐射(shè)的(de)测量值，我们需要的暗物(wù)质大约是普通(tōng)物质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当(dāng)中恒星(xīng)运动所需要的暗物质(zhì)比例是一致的。这(zhè)就(jiù)意味着。

用了一个简单的理论框架，就(jiù)很好地解(jiě)释(shì)了(le)很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在(zài)着某种类型的粒子，它们不参与(yǔ)任何其(qí)他(tā)的电磁作用，只通过引力(lì)来相互作用(yòng)。所以如(rú)果能(néng)够找到这种粒(lì)子(zi)的存在，就相(xiāng)当于(yú)找到了暗物(wù)质存(cún)在(zài)的实(shí)际证据(jù)。这种粒子到底是什么？科学家们已经(jīng)提出(chū)了数(shù)十种的(de)假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不(bù)同的目标(biāo)粒子所需要的实验方式也不相同。在(zài)过去的几十年当中，人类为了寻找这(zhè)些看不见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎不(bù)会(huì)与常规物(wù)质相(xiāng)互作用的“暗物质(zhì)”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次(cì)的实验，却(què)没有任何实质性(xìng)的发(fā)现(xiàn)，除了一个地方，意大利的格(gé)兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三层楼(lóu)高的探测器(qì)，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测(cè)到(dào)了某种信号。经过(guò)了20多年的数据收集，人们(men)发现了(le)一个有(yǒu)趣的事情。探(tàn)测(cè)率会在每年的6月份(fèn)达到峰值，然后在11月降到(dào)最低，而且在20年当中(zhōng)每年都是一(yī)样。一些科学家(jiā)认(rèn)为这可能是人类(lèi)发现暗物质的第一个直接证据。

但(dàn)是为什么(me)暗(àn)物质会产生周期性的年(nián)度信(xìn)号(hào)呢？刚才(cái)我们讲了(le)太(tài)阳系正(zhèng)在以220公里/秒的(de)速度围绕着银河系(xì)进行移动(dòng)，那么如果(guǒ)暗物质存在(zài)宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也在(zài)以这样(yàng)的速(sù)度(dù)在穿越着暗(àn)物质流(liú)，这(zhè)个过程(chéng)中会(huì)产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速(sù)度(dù)围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一(yī)致的，而另外半(bàn)年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的(de)时(shí)候，地(dì)球与太阳的(de)方向正好达到(dào)完全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在(zài)11月份，又恰好达到了(le)最(zuì)慢值。尽管(guǎn)在实际的(de)情况(kuàng)中，太阳系相对银河系(xì)的平(píng)面呈现(xiàn)了60度的倾(qīng)斜，但(dàn)是这(zhè)并(bìng)不(bù)影响(xiǎng)这(zhè)个理论(lùn)的有(yǒu)效性。

因此科学(xué)家认为这可以用来解(jiě)释(shì)，研究人员们所观测到的周期性信(xìn)号。当然也可能(néng)有其(qí)他(tā)的情况，造成这种年度周期信号的差(chà)异也可能(néng)是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山(shān)上的积雪，甚(shèn)至连(lián)意大利游客的数量(liàng)也符合这个(gè)周期的规律。

所以，科学(xué)家们又在南半球建立(lì)了一个(gè)几乎相同的实(shí)验室，这里的(de)季节与之前的实(shí)验(yàn)室正(zhèng)好(hǎo)相反，而在这里，地球穿(chuān)过(guò)暗物质流的运动特征和第一个实验室是(shì)一样的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这里可以得到相同的信号，就可以成为(wèi)暗(àn)物质所存(cún)在(zài)的非常有力的证据了(le)。但(dàn)是由于(yú)这(zhè)个实验室刚刚建成不久，所以截至目前还(hái)无法提供相应(yīng)的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空望(wàng)远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器(qì)提供(gōng)的视野(yě)是哈勃红(hóng)外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空(kōng)望(wàng)远镜其中一个关(guān)键的用途就是探索(suǒ)暗物(wù)质背后的奥(ào)秘，对(duì)于探测的结果，我们只(zhǐ)能(néng)拭(shì)目以待了。费(fèi)米实验室(shì)粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研究发现，如果(guǒ)暗物(wù)质存在，它们极有可能拥有另一(yī)种(zhǒng)神秘(mì)的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者说(shuō)是(shì)生(shēng)命进化的一个重要因素(sù)。

如果这一理论得(dé)到进(jìn)一步的(de)证实，那(nà)么遍布(bù)宇(yǔ)宙当(dāng)中的暗物质(zhì)会不会意(yì)味着人类并不孤单呢(ne)？或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(chuàng)造生(shēng)命(mìng)。当然，这些推(tuī)论的大前(qián)提是(shì)要先找到暗物质存在的实(shí)际证据。那么小伙(huǒ)伴(bàn)们，你们觉得暗物(wù)质(zhì)到底存不存(cún)在呢(ne)？喜欢请点赞，你的(de)支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：惠安汇通石材有限公司 不走心是啥意思，不走心是啥意思网络用语