宇宙是“人为制造”的？为何会存在科(kē)学无法(fǎ)解释的(de)“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟是什么？人类为(wèi)了寻找暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的(de)证据，科学家们(men)在(zài)过去的(de)几十(shí)年当(dāng)中进行了超(chāo)过(guò)50次的长期实验，但是却没有(yǒu)发现任何的有效证据。除了一(yī)吉H是哪里的车牌号，吉h是哪个城市的车牌个地方，在1687年出(chū)版的自然哲学数学原理一书中(zhōng)，埃(āi)萨克(kè)牛顿发(fā)表了万有(yǒu)引力定律(lǜ)，它揭(jiē)示了宇宙中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文学家(jiā)们发现某些天(tiān)体运行轨道(dào)出现异(yì)常，不符(fú)合万有引力定律(lǜ)的时(shí)候(hòu)，他们(men)就会知道，周围(wéi)一定有未(wèi)知的天(tiān)体通(tōng)过引力在摄动它的轨(guǐ)道。比如(rú)在(zài)1846年，奥(ào)本(běn)勒维(wéi)耶就通过天王星(xīng)运行轨道的异(yì)常，推(tuī)算并且发现了海王星的存在(zài)。另外(wài)，哈雷(léi)彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用万(wàn)有引力定律所取(qǔ)得重大天文(wén)成就的例(lì)子。但是这些发(fā)现都是在(zài)恒(héng)星系统的尺度当(dāng)中，可(kě)当我们上升到星系或(huò)者是星团(tuán)的(de)尺度，事(shì)情就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威基(jī)正在研究和测量后发星(xīng)系团(tuán)的质量。这是(shì)一个由数(shù)千个(gè)星系(xì)所组成的巨大星系团，这(zhè)些星系被引力束缚在一起。测(cè)量星系团(tuán)的质量(liàng)一般会使用(yòng)到(dào)两种方(fāng)法，当(dāng)两种方法结果一(yī)致，就(jiù)可以确定(dìng)其质量的(de)范围。

第一种是(shì)获得(dé)其"光度学的质量"，需要的数据(jù)是测量各个星系的光度(dù)。

第二(èr)种是(shì)动力(lì)学质量的计(jì)算(suàn)，是利用光谱红移测量(liàng)星系团中的各(gè)个星(xīng)系相对于星(xīng)系团的运动速(sù)度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟(jìng)然(rán)是“光度学质量”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星(xīng)系团有99%的质量消失了，或者(zhě)说(shuō)这99%的质量(liàng)并不以可见光(guāng)的形式所存在，我们无法看(kàn)到。最(zuì)诡异的是，在测量速度的过程(chéng)中，兹威基发现星(xīng)系团中很多星(xīng)系(xì)的(de)速(sù)度比理论(lùn)上(shàng)要快得多，按(àn)照牛顿的(de)运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力(lì)是无法将它们(men)束缚在星系团(tuán)内的，它(tā)们(men)早就应该(gāi)被(bèi)抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力(lì)量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可见的暗(àn)质(zhì)，它不发散光、吸光、反射光(guāng)，但是它们(men)却占据着宇宙中绝大(dà)部分的质量。只是当时的人们对这样的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这(zhè)个词才再一次出现。天文(wén)学家(jiā)维拉(lā)鲁宾和(hé)肯特福(fú)特(tè)在观测仙女座星系中的恒星运动。理(lǐ)论上(shàng)来说，距离中心越远的恒星(xīng)在(zài)其轨道上的运(yùn)行(xíng)速度(dù)就会越慢。但是(shì)他们(men)观测的结果却让人感到不(bù)可思议(yì)。

随着(zhe)与中心距离(lí)的增加，恒星的旋转速度几乎(hū)保(bǎo)持不变。可是根据(jù)牛顿(dùn)的万有引力定律，在(zài)星系当(dāng)中(zhōng)如果没有(yǒu)足够大的质量来吸引它们(men)，这些(xiē)外(wài)围的恒星早(zǎo)就(jiù)被甩(shuǎi)到宇宙当中(zhōng)了(le)。基于这种现象，科学(xué)家(jiā)们(men)会使(shǐ)用一种相对标准的方法(fǎ)来解释暗物质的存(cún)在，这种方法(fǎ)就是测量星系当中气体在(zài)X轴上距离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速(sù)度。如果出现(xiàn)异(yì)常的结果(guǒ)，就认为(wèi)是由暗物质的力(lì)量进(jìn)入其中。

于是科(kē)学(xué)家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远(yuǎn)距离的氢(qīng)元素，发现(xiàn)它们的旋转速度(dù)并不符合牛(niú)顿的力学定律。我们(men)的太阳系(xì)也不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根据(jù)万有引力定(dìng)律进行计(jì)算，太(tài)阳系(xì)的运行速度应(yīng)该是160千米(mǐ)/秒，但(dàn)实(shí)际上(shàng)，太阳系正在(zài)以220千米/秒的速(sù)度围绕银(yín)河(hé)系旋转，这个实(shí)际速度远远大于理论速(sù)度(dù)，那(nà)么产生(shēng)以上这(zhè)种向(xiàng)心(xīn)加速(sù)度的原因很可能就是(shì)存在(zài)着一种我们(men)看不到的物(wù)质，是这些(xiē)暗(àn)物质的(de)引力效应将星(xīng)系(xì)聚集在了(le)一起。

也是从这(zhè)时(shí)开始，越来越多的研究人(rén)员(yuán)开(kāi)始相信(xìn)暗物质的(de)存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗物质的质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗物质并不是(shì)唯一可以(yǐ)解释这个现象的原(yuán)因。在一项新的(de)研究当中，科(kē)学家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星(xīng)之间(jiān)，也(yě)会(huì)出现速度上的(de)微小差异(yì)。另外，天文学(xué)家还发现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约2.5亿(yì)光年(nián)，大小和银河系不多(duō)，但是星系当中存(cún)在的恒星数量却只有(yǒu)银河系的(de)千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该星系(xì)必(bì)须存在暗(àn)物质，否则就会分崩离析。但是(shì)科学(xué)家们使用最先(xiān)进的望(wàng)远(yuǎn)镜对(duì)其进行了40个小时(shí)的详细测(cè)量之后，发(fā)现(xiàn)星系中的恒星运动是(shì)可以(yǐ)用正常的物质(zhì)和力学定(dìng)律(lǜ)来解(jiě)释(shì)的。那么又有人(rén)提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥(bō)离了(le)。奇怪的是，它的(de)附近没有(yǒu)任(rèn)何(hé)星系(xì)存在。造(zào)成(chéng)这些现(xiàn)象的除(chú)了暗物质的假说(shuō)之外，另一(yī)种可(kě)能就是(shì)人(rén)类(lèi)对引力的理解还不(bù)够全面，引力很可(kě)能在不同尺度空间(jiān)中的工(gōng)作方式(shì)是(shì)不同的(de)，这意味着在(zài)行(xíng)星系尺度中的天体会沿着它(tā)们的轨(guǐ)道，按(àn)照我们所理(lǐ)解的方式运动。但是上(shàng)升(shēng)到星系(xì)和星团的尺(chǐ)度，引力之(zhī)间(jiān)的相互作用则(zé)是(shì)不同(tóng)的方式。对于在星系团之间的相(xiāng)互作用，科学家还引(yǐn)入了外部场效应的(de)概念，指(zhǐ)的是在数百万光(guāng)年的规模上，巨大的质量之间会产生(shēng)对(duì)彼此(cǐ)特殊的效果(guǒ)，这个(gè)理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成立，这意(yì)味着(zhe)我(wǒ)们需要(yào)对现在的物(wù)理定律(lǜ)进(jìn)行修正，这(zhè)些发现也让很多人(rén)认(rèn)为暗(àn)物(wù)质(zhì)假说(shuō)理论就此终结(jié)。但是在宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)还有关于暗物质存在的其(qí)他的(de)理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子(zi)弹星系团(tuán)，由两个(gè)碰撞的(de)星系团(tuán)所组成，类似这(zhè)样的星团，它(tā)们大(dà)部分的普(pǔ)通质(zhì)量都在星系的气体当中。当星(xīng)团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞的(de)时候，星际(jì)气体(tǐ)的相互作用就会导致(zhì)温度的急(jí)剧(jù)升高，速度大幅降低。所以(yǐ)在理论上(shàng)，在碰撞之后(hòu)，子弹星系团大部分的质量将位于所(suǒ)有这(zhè)些气体所在的(de)中(zhōng)间区(qū)域。那么我们通过什么(me)来(lái)验证它的(de)质量区(qū)域到(dào)底是(shì)不是(shì)集(jí)中在(zài)中(zhōng)间呢(ne)？前不(bù)久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当(dāng)中第一(yī)张全彩的高清照片，在照片中我(wǒ)们可以明显(xiǎn)地(dì)看到很多星系似乎(hū)被拉伸产生了(le)巨大的形(xíng)变。其实这些(xiē)星系(xì)本身并不是真(zhēn)的被(bèi)扭曲(qū)了(le)，也不是韦伯望远镜出(chū)了什么问题(tí)，而是这样极遥远的天体和我们地球上的观测(cè)者(zhě)之间。被一个质量超级巨(jù)大的(de)天体(tǐ)遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使身后更遥远星系的光都(dōu)发生了扭曲(qū)。这个现象就(jiù)是(shì)引力(lì)透镜效应。这个巨大的天体可(kě)能是超(chāo)大质量的(de)黑洞或者是(shì)暗物质。

所以当(dāng)人们对子弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)观测的时候，发现它的大质(zhì)量区(qū)域并不是在中间，而(ér)是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法(fǎ)就是当星团(tuán)发(fā)生全部(bù)的碰撞时，可(kě)被(bèi)观测到的(de)质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物质则(zé)直接通过了这个区域，并在两边形成了引(yǐn)力透(tòu)镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透(tòu)镜研究也被认(rèn)为是暗(àn)物(wù)质存(cún)在的(de)迄今(jīn)为(wèi)止最(zuì)好的理论证据。

吉H是哪里的车牌号，吉h是哪个城市的车牌>

除此之(zhī)外，还(hái)有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年(nián)之后，可见(jiàn)光终于可(kě)以畅通(tōng)无阻地(dì)穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年(nián)之(zhī)后，这(zhè)些光(guāng)在宇宙空间背景上留(liú)下了各(gè)相同性的微波辐射。其(qí)中红色的部分表示温度较高的(de)区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷(lěng)的区域，但实(shí)际上它们之(zhī)间的温差只有万分之一。

科学(xué)家们通过(guò)对前(qián)景背景分离(lí)后的二(èr)值图像进行连通域提取(qǔ)和标记之后发现，如(rú)果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形(xíng)看起来不应该是这样的，而随着(zhe)暗(àn)物(wù)质的增加，一些峰值的(de)幅度会(huì)减小，才变得看起(qǐ)来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的(de)测(cè)量值，我(wǒ)们(men)需要(yào)的暗(àn)物(wù)质大约(yuē)是普(pǔ)通物质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系(xì)当中恒星运动所需要的暗物质(zhì)比例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的理论框(kuāng)架(jià)，就很好地解释了很多(duō)不(bù)同(tóng)的(de)观测结(jié)果。而暗物(wù)质的(de)本质就是宇宙(zhòu)当中(zhōng)存在着某种类型(xíng)的粒子，它们不参(cān)与任(rèn)何其他的电磁作用，只通(tōng)过引力(lì)来相互作用。所以如果能够(gòu)找到这(zhè)种(zhǒng)粒子的存(cún)在，就相当于找到了暗物质存在的实际(jì)证据。这种(zhǒng)粒子到底是(shì)什(shén)么？科学家们已经(jīng)提出(chū)了数十种的假(jiǎ)想目标，而要寻(xún)找这些不同(tóng)的目标(biāo)粒(lì)子所需(xū)要的实验(yàn)方式(shì)也不相同。在过去(qù)的几十(shí)年当中，人类(lèi)为了(le)寻找这些看不见、摸不(bù)到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科(kē)学家们已(yǐ)经进行了超(chāo)过50次(cì)的实验，却没有任(rèn)何(hé)实(shí)质性的发现，除了一个地(dì)方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属(shǔ)于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中(zhōng)，藏着地(dì)球上最(zuì)大的地学实(shí)验(yàn)室，这(zhè)个实(shí)验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼(lóu)高的探测器，一直(zhí)致力(lì)于(yú)寻找暗物质粒子(zi)的周(zhōu)期性震(zhèn)荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科学家(jiā)声称观测到了(le)某种信号。经(jīng)过了20多年的(de)数据(jù)收集(jí)，人们发现了一(yī)个有趣的事情(qíng)。探(tàn)测(cè)率会在每年的6月份(fèn)达到峰(fēng)值，然后在11月(yuè)降(jiàng)到(dào)最低，而且在(zài)20年当中每(měi)年都是一样。一些(xiē)科学家(jiā)认为(wèi)这可能是人类发现(xiàn)暗物质的第一(yī)个直接(jiē)证据(jù)。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周(zhōu)期性(xìng)的年(nián)度信号呢(ne)？刚(gāng)才我们讲了太(tài)阳(yáng)系正在以(yǐ)220公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕着银河系进行移动(dòng)，那么如果暗物质存在(zài)宇宙当中，这意味着(zhe)我们也在(zài)以这样的速度(dù)在(zài)穿越(yuè)着暗物质流(liú)，这(zhè)个过程中(zhōng)会产(chǎn)生相应的(de)振荡，同(tóng)时地(dì)球又以30公里/秒的(de)速(sù)度围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋转。所以有半年(nián)的时间，地球围(wéi)绕太阳(yáng)的方向与太(tài)阳环绕(rào)银(yín)河系的方向是一致的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正好(hǎo)达(dá)到完全一致(zhì)，这是理论上地(dì)球穿(chuān)越暗物质(zhì)流(liú)最快(kuài)的(de)时段。而在11月份，又恰好达到了最慢(màn)值(zhí)。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河(hé)系的平面呈现了60度的倾斜，但是这(zhè)并(bìng)不影响这(zhè)个理论(lùn)的(de)有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科学家认(rèn)为这(zhè)可以(yǐ)用来(lái)解释，研究人员们所观测到的周期性信号。当然也可(kě)能有其他的情况，造(zào)成(chéng)这种年(nián)度周期信号的差异也可能(néng)是温(wēn)度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客的数量也符合这个周(zhōu)期的规(guī)律(lǜ)。

所以，科学(xué)家们又在南半球建(jiàn)立了(le)一(yī)个(gè)几乎相同的实(shí)验室，这里的季节与之(zhī)前的(de)实验(yàn)室正好相反(fǎn)，而在这(zhè)里(lǐ)，地球(qiú)穿过(guò)暗(àn)物质流的运动特征和第一个实(shí)验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成(chéng)为暗物质所存(cún)在的(de)非常有(yǒu)力的(de)证据(jù)了。但是(shì)由于(yú)这个实验室刚刚(gāng)建成不久(jiǔ)，所以截(jié)至目前还(hái)无(wú)法提供(gōng)相应(yīng)的数据(jù)支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这(zhè)台太空(kōng)望远镜叫做“南(nán)希(xī)格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟(gēn)哈勃望远镜相同，但它的(de)宽视(shì)场(chǎng)仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷斯(sī)罗曼太(tài)空望远镜其(qí)中一个关键(jiàn)的用途(tú)就是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对于(yú)探测的结(jié)果，我们(men)只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体物理中心的科(kē)学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们(men)极有可能拥(yōng)有另一种神秘(mì)的效应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生命的诞生，或者说是(shì)生命进化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进(jìn)一(yī)步的证实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质(zhì)会不会(huì)意味(wèi)着(zhe)人类并不孤单呢？或(huò)许(xǔ)在宇宙当中某(mǒu)个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在通(tōng)过(guò)这样的效应创造生命。当然，这些推(tuī)论的大前(qián)提(tí)是要先找到暗物质存(cún)在的实际证(zhèng)据。那么(me)小伙伴们(men)，你们觉得暗物(wù)质(zhì)到底(dǐ)存不存(cún)在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点(diǎn)赞，你(nǐ)的支持是我更新的动(dòng)力！

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