宇(yǔ)宙是“人为制造(zào)”的(de)？为何会存在科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟(jìng)是什么？人(rén)类为了寻(xún)找暗(àn)物(wù)质存(cún)在的证据，科学家(jiā)们在(zài)过去(qù)的(de)几十(shí)年当中进(jìn)行(xíng)了超过50次的长期实验，但是却没有发现任(rèn)何(hé)的有效证据(jù)。除(chú)了一个地方，在1687年出版的自(zì)然哲学数学原理(lǐ)一(yī)书中(zhōng)，埃(āi)萨克牛(niú)顿(dùn)发表(biǎo)了(le)万(wàn)有引力(lì)定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运(yùn)动的规(guī)律。往后的几百(bǎi)年来，当(dāng)天文学家们发现(xiàn)某些天体运行轨(guǐ)道出(chū)现异(yì)常，不符合万有(yǒu)引力定律(lǜ)的(de)时候(hòu)，他们(men)就会知道(dào)，周围一定有未知的(de)天体(tǐ)通(tōng)过引力(lì)在摄动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运行轨道的异常，推算(suàn)并(bìng)且发现了海王(wáng)星的(de)存在(zài)。另外，哈雷(léi)彗星、冥(míng)王星的(de)发现都(dōu)是应(yīng)用万(wàn)有引(yǐn)力定(dìng)律所取得重(zhòng)大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事(shì)情(qíng)就(jiù)开始变(biàn)得诡(guǐ)异了。

1933年(nián)，瑞士的物(wù)理(lǐ)学家弗里茨兹(zī)威基正在研(yán)究和测(cè)量后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千个(gè)星系所组成的(de)巨大星系团，这些(xiē)星系被引(yǐn)力束缚(fù)在一起。测量(liàng)星系团的质量一般会使用到两种方法(fǎ)，当(dāng)两种方法结果一致，就可以确(què)定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是(shì)获得其"光(guāng)度学的(de)质量"，需要(yào)的数据是测(cè)量各个五的大写是什么(gè)星系的光度。

第二种是(s五的大写是什么hì)动力学质(zhì)量(liàng)的计算，是(shì)利用(yòng)光谱红移测量星系团中的各个星系相对于星(xīng)系团的运动速度(dù)。当测(cè)量结果出来之后，兹(zī)威基彻底(dǐ)懵了(le)，“动力(lì)学质量”竟(jìng)然(rán)是“光(guāng)度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后(hòu)发座(zuò)星系团有99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的质量并不以可见光的形式(shì)所存在，我(wǒ)们无(wú)法(fǎ)看到(dào)。最诡异的(de)是(shì)，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星系的速(sù)度比理论上(shàng)要(yào)快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力是无法将它们(men)束(shù)缚在(zài)星系团内的，它们早就应该被(bèi)抛出星系团之外(wài)了，除非有一种神秘(mì)的力(lì)量在(zài)起作用，这(zhè)种(zhǒng)力量(liàng)来(lái)源(yuán)于某(mǒu)种隐形的物(wù)质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样部(bù)分不可见的暗质，它不(bù)发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占据着宇宙中绝大(dà)部分的质(zhì)量。只是当时的人们对这(zhè)样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之(zhī)后，“暗(àn)物质”这(zhè)个(gè)词才再一次(cì)出现。天文(wén)学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观测(cè)仙女座星系(xì)中的恒(héng)星运动(dòng)。理论上来说，距(jù)离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越慢。但是他们观测(cè)的结(jié)果(guǒ)却让(ràng)人感(gǎn)到不可思议。

随着(zhe)与中心距离的增加，恒星的(de)旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在星系当中如(rú)果没有足够(gòu)大的质(zhì)量来吸(xī)引它们，这些(xiē)外围的(de)恒星早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于(yú)这种现象，科学家们会使(shǐ)用一种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的方法(fǎ)来(lái)解释暗物质的存在，这(zhè)种方法就是测(cè)量星系当(dāng)中(zhōng)气体在(zài)X轴上距离星系(xì)中(zhōng)心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转速(sù)度。如(rú)果出现异常的结果，就(jiù)认(rèn)为(wèi)是由暗物质的力量进入其中。

于是科学家们通(tōng)过射电望(wàng)远镜(jìng)测量了距离(lí)星(xīng)系中(zhōng)心更远距(jù)离(lí)的(de)氢元素，发现它们的旋转速度并不符合牛(niú)顿的力(lì)学定律(lǜ)。我(wǒ)们的(de)太阳系也(yě)不例外，太阳系位于(yú)银河系的第三悬(xuán)臂之上，距(jù)离(lí)银河系中心2.6万(wàn)光年(nián)，根据万有引(yǐn)力定律(lǜ)进行(xíng)计算，太阳系的(de)运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系正在(zài)以220千米/秒的速度围绕银(yín)河系旋转，这个实际速度(dù)远远大于理论速度，那(nà)么产(chǎn)生以上这种向心加(jiā)速度(dù)的原因很可能(néng)就是(shì)存在着一种我们看(kàn)不(bù)到的物质(zhì)，是这些暗物(wù)质的引(yǐn)力效应将(jiāng)星系聚(jù)集在(zài)了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开始相(xiāng)信暗物(wù)质的(de)存在。科(kē)学家根据星系外恒星(xīng)轨道的(de)速度，估算在星系当中(zhōng)暗(àn)物质的(de)质量占整个星(xīng)系质量的85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一可(kě)以解释这(zhè)个现象的原因。在一(yī)项新的研究当(dāng)中，科学家们发现，几乎没有引力效应(yīng)的遥远恒星之间，也会出现速度上的(de)微小差异。另外，天文学(xué)家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量却只(zhǐ)有银河系(xì)的(de)千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该星(xīng)系必须存在(zài)暗物(wù)质，否则就会分(fēn)崩(bēng)离析。但(dàn)是科(kē)学家们使(shǐ)用(yòng)最先进的望远镜对其进行了(le)40个小(xiǎo)时的(de)详细测量之后(hòu)，发现星系中(zhōng)的恒星运动是可以(yǐ)用正常的(de)物质和力学(xué)定律来解(jiě)释的。那么又有人提(tí)出(chū)，也许该星系的(de)暗物质(zhì)，已(yǐ)经(jīng)被(bèi)附近的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附近没有任何星系存(cún)在。造成这(zhè)些现象的(de)除(chú)了(le)暗物质的假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可能就是人(rén)类对引力的理解还不(bù)够全(quán)面，引(yǐn)力(lì)很可能在不同尺度空间中的(de)工作方式是不同的，这(zhè)意(yì)味着在行星系尺度(dù)中的天(tiān)体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照(zhào)我(wǒ)们所理解(jiě)的方式运动。但是上升到(dào)星(xīng)系和星团(tuán)的(de)尺度，引力之间的相互(hù)作用则是不同的方式。对于在星系团之间(jiān)的(de)相互作用，科(kē)学家还引入了外部场效应的概念，指(zhǐ)的是(shì)在(zài)数(shù)百(bǎi)万光年(nián)的规模上(shàng)，巨大的质量之间会产生对(duì)彼此特殊的(de)效果(guǒ)，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我们需要(yào)对现在的物理定律进行修正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让很多人认为暗物质(zhì)假说理论就此终结(jié)。但(dàn)是在宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在的其他的理论证据，这些理论证据(jù)是(shì)蒙德理(lǐ)论所没法(fǎ)解释的“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹星系团(tuán)，由两个碰撞的星系团所组成，类似这(zhè)样的(de)星团，它(tā)们大部分的普通质量都在(zài)星系的气体(tǐ)当(dāng)中(zhōng)。当星团以1000万公(gōng)里(lǐ)/小时(shí)发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降(jiàng)低。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰撞之后(hòu)，子弹星系团(tuán)大部分(fēn)的(de)质量将位(wèi)于所(suǒ)有这些气体(tǐ)所在(zài)的中间(jiān)区(qū)域。那么(me)我们通过什么来(lái)验证它的质量区(qū)域到底是不(bù)是集中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空(kōng)望远(yuǎn)镜(jìng)传(chuán)回(huí)了宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高清(qīng)照片，在照片(piàn)中我们可以明(míng)显地看到很多星系(xì)似乎(hū)被拉伸产生(shēng)了巨大的形变(biàn)。其实这些星系本身并不是真的被(bèi)扭曲了(le)，也不是(shì)韦伯望远(yuǎn)镜(jìng)出了(le)什么问题，而(ér)是这样(yàng)极遥远的天体和我们地球上的观测者之(zhī)间。被(bèi)一个质量(liàng)超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超(chāo)大质量的(de)东西(xī)的引力，会使身后更遥远星系(xì)的光都(dōu)发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是(shì)引力透镜(jìng)效(xiào)应(yīng)。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质量的黑洞或者是暗(àn)物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现它的大(dà)质量区域并不(bù)是在中(zhōng)间，而是在(zài)两侧。所以最好的(de)解释方法就是当星团发(fā)生全部的碰撞时，可被观测到的(de)质量气体被卡在了(le)中间(jiān)，暗物质则直接通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对(duì)子弹星系团(tuán)的引力透镜研究(jiū)也被认为是暗(àn)物质存在(zài)的迄今为止(zhǐ)最好的理论证据(jù)。

除(chú)此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于可以畅(chàng)通无阻地(dì)穿越(yuè)在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿(yì)年之后，这些光(guāng)在宇宙空间背(bèi)景(jǐng)上留(liú)下了各(gè)相同性的(de)微波辐射。其中红色(sè)的(de)部分表示温(wēn)度较高(gāo)的区(qū)域，蓝(lán)色(sè)则表示相对较(jiào)冷的区域，但(dàn)实际上(shàng)它们之间的(de)温差只有万分之(zhī)一。

科学家们(men)通过(guò)对前(qián)景背景分离(lí)后的二值图(tú)像进行连通(tōng)域提取和标记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形看起来不应该(gāi)是这(zhè)样的，而随(suí)着暗(àn)物质(zhì)的增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的(de)测量(liàng)值，我(wǒ)们(men)需要的暗物质大约是普(pǔ)通物质的5倍。这个数(shù)字与解释(shì)星系当中恒星运动所需(xū)要的暗物质比例是一致的(de)。这就意味(wèi)着。

用了一个简单(dān)的理论框架，就很好地解释了很(hěn)多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)存(cún)在着某种类型的粒(lì)子，它们不参与任何其他(tā)的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作用(yòng)。所以(yǐ)如果能够找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于找到(dào)了暗物质存在的实际(jì)证据(jù)。这种粒子到底(dǐ)是(shì)什么？科学家们已经提出(chū)了数(shù)十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同(tóng)的目标粒子所需(xū)要的(de)实(shí)验方(fāng)式也不相(xiāng)同。在(zài)过去的几十(shí)年当中，人类为了(le)寻找这些看不见(jiàn)、摸不到，几(jǐ)乎(hū)不会与常规(guī)物(wù)质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们(men)已经进行了(le)超过50次的实(shí)验，却没(méi)有任何实质性的发(fā)现，除了一个(gè)地方(fāng)，意大(dà)利的格兰(lán)萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏着地球上最大的(de)地学实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼(lóu)高的探测(cè)器(qì)，一(yī)直致力于寻(xún)找暗(àn)物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自1997年(nián)以来，这里的科学(xué)家声称观测(cè)到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数(shù)据收(shōu)集，人们发现了一(yī)个有(yǒu)趣的事情。探测率会(huì)在每年的6月(yuè)份(fèn)达到峰值，然后在11月降到最低，而(ér)且在20年当中每(měi)年都是一样。一些科学(xué)家认为这(zhè)可能是(shì)人(rén)类发现暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但是为(wèi)什(shén)么(me)暗物质会产生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正(zhèng)在以220公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕着银河系(xì)进行移动，那么如果暗物质存在宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)，这意味着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中(zhōng)会产生(shēng)相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)太阳进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有半年的时(shí)间，地(dì)球围绕太阳的方向与太(tài)阳环(huán)绕银河系的(de)方向(xiàng)是一致(zhì)的(de)，而另外(wài)半年则与(yǔ)之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与(yǔ)太阳的方向(xiàng)正好达到完全(quán)一(yī)致，这是理论上地(dì)球穿越暗物(wù)质流最快的时段。而在(zài)11月份(fèn)，又恰(qià)好达到(dào)了最慢(màn)值。尽管在(zài)实际的(de)情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论(lùn)的有(yǒu)效性。

因此科学家(jiā)认为这可(kě)以用来(lái)解(jiě)释，研(yán)究(jiū)人员们所(suǒ)观测到的周期性信号。当然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度(dù)周期(qī)信号(hào)的差异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的(de)积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这个周期的规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家们又在南半(bàn)球建立了一个(gè)几(jǐ)乎相同的实(shí)验室，这里的季节与之前(qián)的实验(yàn)室正好相(xiāng)反，而在(zài)这里，地(dì)球穿(chuān)过暗物质流的运(yùn)动特征和(hé)第一个实验室是一(yī)样的(de)。

因此，如果(guǒ)在这里可以得到相(xiāng)同(tóng)的信(xìn)号，就可(kě)以成为暗物(wù)质所存在的非常有力的证据了(le)。但是由于这个实验室刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还无法提(tí)供相应的数据支持(chí)。另(lìng)外，在(zài)2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜，这台太空望远镜(jìng)叫(jiào)做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃望(wàng)远(yuǎn)镜相同，但(dàn)它(tā)的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外(wài)仪(yí)器的(de)100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望远镜其(qí)中一个关(guān)键的用(yòng)途就是探索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥(ào)秘(mì)，对于(yú)探测的结果(guǒ)，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒(lì)子天体(tǐ)物理中心的科(kē)学家(jiā)丹(dān)琥珀(pò)和贾森(sēn)斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它们极有(yǒu)可能(néng)拥(yōng)有另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙当(dāng)中(zhōng)生命的诞生，或者(zhě)说是生命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一(yī)理论(lùn)得到进一步的证(zhèng)实(shí)，那么遍布宇宙当中的暗物质会不(bù)会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物(wù)质正在(zài)通过这(zhè)样(yàng)的效应创造生命。当(dāng)然(rán)，这些推论的大前提是要(yào)先(xiān)找(zhǎo)到(dào)暗(àn)物质存在的(de)实际证据(jù)。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物(wù)质到底存(cún)不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我更新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：惠安汇通石材有限公司 五的大写是什么