宇宙是“人为制(zhì)造”的(de)？为(wèi)何会存(cún)在(zài)科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗(àn)物质又(yòu)究竟是(shì)什(shén)么(me)？人类为了寻找暗(àn)物质(zhì)存在的证据，科学家们在(zài)过去的几十年当(dāng)中进行了超过(guò)50次的长期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在(zài)1687年出版(bǎn)的自(zì)然(rán)哲(zhé)学数学(xué)原理一(yī)书中，埃萨(sà)克牛顿发表(biǎo)了万有(yǒu)引力定(dìng)律，它(tā)揭示了(le)宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年(nián)来，当天文学(xué)家们发现某些天体运行轨道(dào)出现异常，不(bù)符合(hé)万有(yǒu)引力定律的时候，他们(men)就会(huì)知道，周围一定有未知(zhī)的(de)天体通(tōng)过引力在摄(shè)动它(tā)的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒(lēi)维耶(yé)就通过天王(wáng)星(xīng)运行(xíng)轨道的异(yì)常，推算并且发现了海(hǎi)王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都(dōu)是应用万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律所取得重大天文(wén)成就(jiù)的例子。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的(de)尺度当中，可当(dāng)我们(men)上升到星(xīng)系(xì)或(huò)者是(shì)星团的(de)尺度，事情就开始变得诡异(yì)了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹(zī)威基正在研究和测量(liàng)后(hòu)发星系团(tuán)的质(zhì)量。这是一个由数千(qiān)个星系所组成(chéng)的巨(jù)大(dà)星(xīng)系团，这些(xiē)星系被引力束缚(fù)在一(yī)起。测量(liàng)星系团的质量一般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就可(kě)以确定其质量的范围。

第(dì)一种是获得(dé)其"光度学的质(zhì)量"，需要(yào)的数据是测量各个星系(xì)的光度。

第二种是动力(lì)学质量的计算，是(shì)利用光谱(pǔ)红移测量(liàng)星系团中的(de)各(gè)个星(xīng)系相对于星系团的运动(dòng)速度。当测量(liàng)结果出(chū)来(lái)之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着(zhe)，后发(fā)座星系团有99%的质(zhì)量消(xiāo)失了，或(huò)者(zhě)说(shuō)这(zhè)99%的质(zhì)量(liàng)并不以可见光的(de)形式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡(guǐ)异的是(shì)，在测量速(sù)度的过程(chéng)中，兹威基(jī)发现(xiàn)星系团(tuán)中很多星系(xì)的速度(dù)比理论上要(yào)快得(dé)多，按照牛顿的运动(dòng)学(xué)定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力(lì)是无(wú)法将它们(men)束缚在(zài)星系团内的，它们早就应该被抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量在(zài)起作用，这(zhè)种力量来源于某种隐形(xíng)的(de)物质。

据(jù)此，兹(zī)维基(jī)提出了这样部分不可见的(de)暗质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是它(tā)们(men)却占(zhàn)据(jù)着(zhe)宇(yǔ)宙中(zhōng)绝大(dà)部分的质量。只是当时(shí)的人们对这样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再(zài)一(yī)次出(chū)现。天文学家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯(kěn)特福特在(zài)观测仙女(nǚ)座星系中的恒星(xīng)运动。理论上(shàng)来说(shuō)，距离中心越(yuè)远的(de)恒星(xīng)在其轨(guǐ)道上的运行速度就(jiù)会越(yuè)慢。但是他们观测(cè)的结果却让(ràng)人感到不(bù)可(kě)思(sī)议。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星的旋转速度几乎(hū)保持不变。可(kě)是根据(jù)牛顿的万有引力定律，在(zài)星系当中如果没有足够大的质量来吸(xī)引它们，这些外围的(de)恒星早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种现象，科学(xué)家们(men)会使用一种(zhǒng)相对(duì)标(biāo)准(zhǔn)的方(fāng)法来解释暗物(wù)质的存在，这(zhè)种方法(fǎ)就是测量星系当中气体在X轴上距离星(xīng)系(xì)中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气(qì)体的旋转速度(dù)。如果出现异常(cháng)的结(jié)果，就(jiù)认为是由暗物质(zhì)的力量进入其中。

于(yú)是(shì)科学家们通过射(shè)电望远镜测量了距(jù)离星系(xì)中心更远(yuǎn)距离的氢(qīng)元素，发(fā)现(xiàn)它们的旋转速度并不符合牛顿的力(lì)学定律(lǜ)。我们的(de)太阳(yáng)系(xì)也(yě)不例外(wài)，太阳系位(wèi)于银河系的第(dì)三悬臂(bì)之(zhī)上，距(jù)离银(yín)河系中心嘉峪关诗句最出名的句子，嘉峪关诗句名句赞美2.6万光(guāng)年，根据(jù)万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系(xì)的运行速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系(xì)正在(zài)以220千(qiān)米/秒的速度(dù)围(wéi)绕银河系旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大于理论速度，那么产生以上这种向心加速度的原因(yīn)很可能就是存在着一种(zhǒng)我(wǒ)们看不到(dào)的物质，是这些暗物质的(de)引力(lì)效(xiào)应将星(xīng)系聚集在(zài)了一(yī)起。

也(yě)是从这时开始，越(yuè)来越多的(de)研究人员开(kāi)始(shǐ)相信暗物质的(de)存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量的85%。但(dàn)是，暗物(wù)质并不是唯一可以(yǐ)解释(shì)这个现象的原因(yīn)。在一项新的研究当(dāng)中，科学(xué)家们(men)发(fā)现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也(yě)会出现速度上(shàng)的微小(xiǎo)差异。另(lìng)外，天文学家还(hái)发(fā)现了(le)一个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿(yì)光年(nián)，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(yǒu)银(yín)河系的千分之一。

所(suǒ)以(yǐ)在理论上，该星系必(bì)须存在暗物(wù)质，否则就会(huì)分崩离析。但是科学(xué)家们使(shǐ)用(yòng)最(zuì)先进的望远镜对(duì)其进行了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发现星(xīng)系中的恒(héng)星运动是可以用(yòng)正常的物质(zhì)和力学(xué)定律来解释的(de)。那么又有人提(tí)出，也许该(gāi)星系的暗物质(zhì)，已经被附近(jìn)的另一个大(dà)星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没有任(rèn)何星系存在。造(zào)成这些(xiē)现象的(de)除(chú)了(le)暗物质的(de)假(jiǎ)说之(zhī)外，另一种可能就是人类对引力的理(lǐ)解(jiě)还不够(gòu)全面，引力(lì)很(hěn)可能(néng)在不同(tóng)尺度空间中的工作(zuò)方式是(shì)不同的，这意味着在(zài)行星(xīng)系尺度中(zhōng)的天体(tǐ)会沿(yán)着它们(men)的轨道，按照我们所理(lǐ)解(jiě)的方(fāng)式运动。但(dàn)是上升到星系(xì)和星(xīng)团的尺度，引力之间的相互作用则是不同的方式(shì)。对于在星(xīng)系团(tuán)之间的相(xiāng)互作用，科学家还引入了(le)外部场(chǎng)效应(yīng)的(de)概念，指的是(shì)在数百万(wàn)光年的规(guī)模上(shàng)，巨大的质量之间会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论(lùn)成立，这(zhè)意味着我们需要对现在的物理定(dìng)律进行修正，这(zhè)些发现(xiàn)也让很多人认为暗物质(zhì)假说理(lǐ)论就此终结。但(dàn)是在(zài)宇宙当(dāng)中还有关于(yú)暗物质存在嘉峪关诗句最出名的句子，嘉峪关诗句名句赞美的其他的理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙(méng)德理论所没法解释的“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向距(jù)离为37亿(yì)光年的子弹星系团，由两个(gè)碰(pèng)撞的星系团所组成，类似这样的(de)星团，它们大部分(fēn)的普(pǔ)通质(zhì)量都在星系的气体当中(zhōng)。当星团以(yǐ)1000万公(gōng)里/小时(shí)发生碰撞的(de)时候，星际气体的相(xiāng)互(hù)作用就会(huì)导致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降低。所以在理论上，在(zài)碰(pèng)撞(zhuàng)之后，子弹星系团(tuán)大部分的质量将位(wèi)于所有(yǒu)这些气(qì)体所在的中间区域。那么我们(men)通过什么来(lái)验证它的(de)质(zhì)量区(qū)域到底(dǐ)是(shì)不是集中在中间呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传(chuán)回了宇宙当中第一张全彩的高清(qīng)照片，在照片中我(wǒ)们可以(yǐ)明(míng)显地看到很多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形变。其实这些(xiē)星(xīng)系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这样极(jí)遥远的(de)天体和我们(men)地球上的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量的(de)东西的引力，会使身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个(gè)现象就是(shì)引力透镜效应。这个(gè)巨大的(de)天体可能是超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发现(xiàn)它的大(dà)质(zhì)量区域并不是在中间，而(ér)是在(zài)两侧(cè)。所以最好的解(jiě)释方法就(jiù)是当星团发生全部(bù)的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气(qì)体被(bèi)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(chéng)了引力透(tòu)镜。对子弹星系团的引力透镜研究(jiū)也被认为(wèi)是暗物质(zhì)存在的迄(qì)今(jīn)为止最好的理论(lùn)证据。

除此之外(wài)，还有(yǒu)来(lái)自宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)最古(gǔ)老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终(zhōng)于可以(yǐ)畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过(guò)了130多亿年之(zhī)后，这些(xiē)光(guāng)在宇宙空间背景上(shàng)留下了各相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝色则表示(shì)相(xiāng)对(duì)较(jiào)冷的区域，但实(shí)际(jì)上(shàng)它们之(zhī)间(jiān)的温差只有(yǒu)万(wàn)分之一(yī)。

科学家们通过对前景背景分离后的二(èr)值图像进行连通域提取和(hé)标记之(zhī)后发现，如(rú)果(guǒ)宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来(lái)不应(yīng)该是这样的，而随(suí)着暗物质的增(zēng)加，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微(wēi)波(bō)背景辐射的测量值，我(wǒ)们需(xū)要的(de)暗物(wù)质大约(yuē)是(shì)普通物(wù)质的5倍。这个数字与解(jiě)释星系当中(zhōng)恒(héng)星运动所(suǒ)需要的(de)暗物质比例是一致(zhì)的。这(zhè)就意味着。

用(yòng)了(le)一(yī)个简单的理论框架(jià)，就很好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙当中存在(zài)着某种(zhǒng)类型的(de)粒子，它(tā)们不参与任(rèn)何其他(tā)的电磁作(zuò)用，只通(tōng)过引力来相互(hù)作(zuò)用。所以(yǐ)如果能够找到这种粒子的存在，就相(xiāng)当于找到了暗物质存在的实际证据。这(zhè)种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数(shù)十(shí)种的假想目标，而要寻找(zhǎo)这些不同的目标(biāo)粒子所需要的实验方式也(yě)不相同。在(zài)过去(qù)的(de)几十年当中，人类为了(le)寻找(zhǎo)这些(xiē)看(kàn)不见、摸不到，几乎不会(huì)与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已经(jīng)进行(xíng)了超(chāo)过(guò)50次的实验，却没有任何实质性的发(fā)现，除(chú)了一个(gè)地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶(lì)属(shǔ)于(yú)阿(ā)尔(ěr)卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的(de)地(dì)下矿井当中，藏着(zhe)地球(qiú)上最大的地学(xué)实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高(gāo)的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的(de)周(zhōu)期(qī)性(xìng)震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的(de)科学家声称观测(cè)到(dào)了某种(zhǒng)信(xìn)号(hào)。经过了20多年(nián)的数据(jù)收集，人们发现了一个(gè)有趣的事情。探测(cè)率(lǜ)会在每年(nián)的(de)6月份达到峰值，然后(hòu)在(zài)11月降到最低，而(ér)且在20年当中每年都(dōu)是一(yī)样。一些(xiē)科学家认为这(zhè)可能(néng)是人类发现暗(àn)物质(zhì)的第一个直接证据。

但(dàn)是为什(shén)么(me)暗物质会产生周期性(xìng)的年度信(xìn)号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系(xì)正在以220公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)着(zhe)银河系进行移动，那么(me)如果暗物质(zhì)存在宇(yǔ)宙(zhòu)当中，这意(yì)味着(zhe)我们也(yě)在以这样的(de)速度在穿(chuān)越着暗(àn)物(wù)质(zhì)流，这个过程(chéng)中会产(chǎn)生相应的(de)振(zhèn)荡，同时地(dì)球又以30公里/秒的(de)速(sù)度(dù)围绕(rào)太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间(jiān)，地球围绕(rào)太(tài)阳的(de)方向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外半(bàn)年则与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球(qiú)与太阳的方(fāng)向正好达(dá)到(dào)完全(quán)一致，这是理论上地球穿越(yuè)暗物质流最(zuì)快的(de)时(shí)段(duàn)。而(ér)在11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管在实(shí)际的情(qíng)况中，太阳系相对银(yín)河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这(zhè)并不影响(xiǎng)这个理论的(de)有效性(xìng)。

因此科(kē)学(xué)家认为这可以用来解释(shì)，研(yán)究人员(yuán)们所(suǒ)观(guān)测到(dào)的周期性信(xìn)号。当(dāng)然也可能(néng)有(yǒu)其(qí)他的情况，造(zào)成这种(zhǒng)年(nián)度周期(qī)信(xìn)号的(de)差异(yì)也可能是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高(gāo)山上的(de)积雪，甚至(zhì)连意大利游客的数量(liàng)也符合这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以，科(kē)学家们又在南半球(qiú)建立(lì)了一个(gè)几乎相同的实验室，这里的季节(jié)与之前的实验(yàn)室正好(hǎo)相反，而在(zài)这(zhè)里，地球穿过暗(àn)物质流(liú)的运动特征(zhēng)和第一个(gè)实验室是一样的。

因此，如果在这(zhè)里可以(yǐ)得到(dào)相同(tóng)的信号(hào)，就可以成为暗物质(zhì)所存在的非(fēi)常有力的证据(jù)了。但是由于这个(gè)实验(yàn)室刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还(hái)无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这(zhè)台(tái)太空望远镜叫做“南希(xī)格雷(léi)斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同(tóng)，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的视野是哈勃红(hóng)外仪器的100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗曼太(tài)空望远镜其中一个关键(jiàn)的(de)用途就是探(tàn)索暗物(wù)质背后的奥(ào)秘，对于探测的结(jié)果，我们只(zhǐ)能拭(shì)目以待了(le)。费(fèi)米实验室粒子天体物理中心的(de)科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研究发(fā)现，如果(guǒ)暗物质存在，它们极有可能(néng)拥(yōng)有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的(de)诞生，或者说是生命进化的一个(gè)重(zhòng)要因素。

如果这一理论(lùn)得到进一步(bù)的证(zhèng)实，那么(me)遍布(bù)宇(yǔ)宙当中(zhōng)的暗物质(zhì)会不会(huì)意(yì)味着(zhe)人类并(bìng)不孤单(dān)呢？或许在宇宙当(dāng)中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通过这样的(de)效应创造生命(mìng)。当然，这些推(tuī)论的大前提是要(yào)先找到暗(àn)物质存(cún)在的(de)实际证据(jù)。那(nà)么(me)小伙伴们，你们觉得(dé)暗物(wù)质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的(de)动(dòng)力！

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