宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为何(hé)会存在科学(xué)无法解释(shì)的“暗(àn)物质”？暗物质又(yòu)究竟是(shì)什么？人类(lèi)为了寻找暗物质存在的证据(jù)，科学家们在过去的几十年当(dāng)中进行了超过(guò)50次的长(zhǎng)期(qī)实验，但是却(què)没有发现任何的(de)有(yǒu)效证(zhèng)据。除了(le)一(yī)个地方，在1687年出版(bǎn)的(de)自然哲学数(shù)学原(yuán)理(lǐ)一书(shū)中，埃萨克牛(niú)顿发(fā)表了万有引力(lì)定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文(wén)学家(jiā)们(men)发现某些(xiē)天体运行轨道(dào)出现异常(cháng)，不符合万有(yǒu)引力定律的(de)时(shí)候，他们就会知道，周(zhōu)围一(yī)定有未知(zhī)的天体通过(guò)引(yǐn)力(lì)在摄动它的轨道。比如在1846年(nián)，奥(ào)本勒维耶就(jiù)通过天王(wáng)星运行轨(guǐ)道的(de)异常，推(tuī)算并且发(fā)现了(le)海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗(huì)星(xīng)、冥王星的发(fā)现都是应用万有引(yǐn)力定律所取得重大(dà)天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星(xīng)系统(tǒng)的(de)尺度当中，可(kě)当我(wǒ)们(men)上升到星系或者是星团(tuán)的尺(chǐ)度(dù)，事情(qíng)就开始变得诡异(yì)了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正在(zài)研究(jiū)和测量后发星系团的质(zhì)量。这是一个(gè)由数千(qiān)个星系(xì)所组成的巨大(dà)星(xīng)系团(tuán)，这些星系被引力束缚(fù)在一起。测量星系团(tuán)的(de)质量(liàng)一般(bān)会使用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得其"光(guāng)度(dù)学的质(zhì)量"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是(shì)利(lì)用光谱红移测量星(xīng)系团中(zhōng)的(de)各个(gè)星(xīng)系相对于星系团的运动速度。当测量(liàng)结果出来(lái)之后(hòu)，兹(zī)威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后(hòu)发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者(zhě)说这99%的质(zhì)量并不(bù)以可(kě)见光的形式所存(cún)在(zài)，我们无法看到。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测量速度的(de)过程(chéng)中，兹威(wēi)基发现(xiàn)星系团中很多星系的速度比理论上要快得多，按(àn)照(zhào)牛顿的(de)运(yùn)动(dòng)学定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所(suǒ)产生的引力是无法(fǎ)将(jiāng)它们(men)束缚在星系(xì)团内(nèi)的，它们早(zǎo)就(jiù)应(yīng)该被抛出星系团之外(wài)了，除非有一(yī)种神秘(mì)的(de)力量在(zài)起(qǐ)作用，这种力量来源于某种隐形(xíng)的物质。

据此(cǐ)，兹(zī)维基提出了这样(yàng)部分不可见的暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝(jué)大部分的质量(liàng)。只是(shì)当(dāng)时(shí)的人们对(duì)这样的一种说法(fǎ)不屑(xiè)一(yī)顾(gù)。

直到40年(nián)之后，“暗物(wù)质(zhì)”这个词才再一次出现。天文学家(jiā)维(wéi)拉鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙女座星(xīng)系中的恒(héng)星运动。理(lǐ)论上来说，距(jù)离(lí)中心越远的恒星在其轨道上的运行(xíng)速度就会越慢。但是他(tā)们观测的结(jié)果却让人感到不可(kě)思(sī)议。

随着与中心(xīn)距离的增加，恒星(xīng)的(de)旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿(dùn)的万(wàn)有引力定律，在星系当中如(rú)果没(méi)有(yǒu)足够大的质量来吸引它(tā)们(men)，这些外围的(de)恒星(xīng)早就被甩到宇宙当(dāng)中了。基(jī)于这种现(xiàn)象，科学家们会使用一种相对标准的方法来解释暗物质的存在(zài)，这(zhè)种方法就是测量星(xīng)系当中气体在X轴上距离星(xīng)系中心的距(jù)离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋转速度(dù)。如果(guǒ)出(chū)现异常的结果，就认为是由暗物质的力量进入其中(zhōng)。

于(yú)是科学(xué)家们通过射电望(wàng)远镜(jìng)测量了(le)距离(lí)星系中心更远距(jù)离的(de)氢元素，发(fā)现它(tā)们的(de)旋转(zhuǎn)速度并(bìng)不符合牛顿的力学定律。我们的(de)太(tài)阳系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂之上(shàng)，距离银河系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律进(jìn)行计算，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在(zài)以220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋(xuán)转，这个(gè)实际速度远(yuǎn)远大(dà)于(yú)理论速度，那么(me)产生(shēng)以上(shàng)这(zhè)种向(xiàng)心加速(sù)度(dù)的(de)原因(yīn)很可能就是存在着一(yī)种我(wǒ)们(men)看不到(dào)的物质，是这些(xiē)暗物质的引力效应将(jiāng)星(xīng)系聚(jù)集在了(le)一起。

也是从这时开始，越来越多的研究人(rén)员开始相信暗物质的存(cún)在(zài)。科学(xué)家(jiā)根据星系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质的质(zhì)量占整(zhěng)个星系(xì)质量的(de)85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一(yī)可以解释这个现象的(de)原因。在一项新的研(yán)究当(dāng)中，科学家们发现，几乎没(méi)有引力效应(yīng)的(de)遥远恒星(xīng)之间，也(yě)会(huì)出现速度上的微小差异。另外(wài)，天文学(xué)家还发(fā)现了(le)一个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地(dì)球大约(yuē)2.5亿(yì)光年，大小和银河系不多(duō)，但是(shì)星(xīng)系当中存在(zài)的恒星数量却只(zhǐ)有银河系的千(qiān)分之一。

所以在理(lǐ)论上，该星(xīng)系必须存(cún)在暗物质，否则就会分(fēn)崩离析。但是科学家(jiā)们(men)使用最先进(jìn)的望远(yuǎn)镜对其(qí)进行了40个小时(shí)的(de)详细测量之后，发(fā)现星系中的恒星(xīng)运动是可以用正(zhèng)常的物质和力(lì)学定(dìng)律来(lái)解释的。那(nà)么又有人提出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经被附近的(de)另(lìng)一个大星系剥离(lí)了。奇(qí)怪的(de)是，它的附近没有任何星系(xì)存在。造成(chéng)这些(xiē)现象(xiàng)的除了暗(àn)物质的假说之外(wài)，另一种(zhǒng)可(kě)能就是人类(lèi)对引力的理(lǐ)解还不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺(chǐ)度空间中的工作方式是不(bù)同(tóng)的，这(zhè)意(yì)味着在(zài)行星系尺度中的天(tiān)体会沿着它们的(de)轨道，按(àn)照(zhào)我们所理(lǐ)解的方式(shì)运动。但是上升到星系和星团的尺度(dù)，引(yǐn)力之间的相(xiāng)互作(zuò)用则是不同的方(fāng)式。对于在星(xīng)系团之间的相互作(zuò)用，科学家还(hái)引入了外部(bù)场效应的概念，指的是在数百万光年(nián)的(de)规(guī)模上，巨大的质量之(zhī)间会产生对彼(bǐ)此特(tè)殊的效(xiào)果，这个(gè)理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们(men)需(xū)要对现在的物理定律进行修(xiū)正(zhèng)，这些发现也(yě)让很多人认为暗物质假说理(lǐ)论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当中还有关于(yú)暗(àn)物质存在的(de)其他的(de)理论(lùn)证据，这些(xiē)理论(lùn)证据是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两个(gè)碰(pèng)撞的星系团所组成，类似这样的(de)星团，它(tā)们大部分的普通(tōng)质(zhì)量(liàng)都在(zài)星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体的(de)相互作用就(jiù)会导致温度的急剧升高(gāo)，速度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在(zài)碰撞之后，子弹(dàn)星系团大部分的质(zhì)量将位于所有这些气体所在(zài)的中间区域。那么我(wǒ)们通过(guò)什么(me)来验证它(tā)的(de)质(zhì)量(liàng)区(qū)域(yù)到底是不是集中在中(zhōng)间(jiān)呢？前(qián)不(bù)久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全彩(cǎi)的高(gāo)清照片，在照片中我们(men)可(kě)以明(míng)显地看(kàn)到很多星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大(dà)的形变。其实(shí)这些星系本(běn)身并不(bù)是(shì)真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了(le)什么问题，而是(shì)这样极遥远(yuǎn)的天体和我们地球(qiú)上的观测(cè)者之(zhī)间。被(bèi)一个质量超级巨大的(de)天(tiān)体遮挡(dǎng)，这个超(chāo)大质(zhì)量的东西(xī)的引(yǐn)力，会(huì)使身后更(gèng)遥远星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个(gè)现象就(jiù)是(shì)引力透镜效应。这个巨大的天体可能(néng)是超大质(zhì)量的黑(hēi)洞或者是暗物(wù)质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团观测的时候(hòu)，发现它的大质量区域并不是(shì)在中(zhōng)间，而是在两侧(cè)。所以最(zuì)好的解(jiě)释方法就是当星(xīng)团(tuán)发(fā)生全部的碰(pèng)撞(zhuàng)时，可(kě)被观测到的质量气体(tǐ)被卡(kǎ)在了(le)中间，暗物质则直(zhí)接通过(guò)了这个区(qū)域，并在两(liǎng)边形成了引(yǐn)力透(tòu)镜(jìng)。对子弹星系团的引力(lì)透镜(jìng)研究也(yě)被(bèi)认为是暗物质存(cún)在的迄今为止最好的理(lǐ)论证据。

除此风采风彩两个词的区别是什么，风采风彩两个词的区别在哪之外，还(hái)有来(lái)自宇宙(zhòu)当中最古老的光。从(cóng)宇宙(zhòu)大爆(bào)炸开始(shǐ)，38万年之后，可见(jiàn)光终于可以畅(chàng)通(tōng)无(wú)阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿(yì)年之(zhī)后，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙空间(jiān)背(bèi)景上留下了各相同性的微波辐射(shè)。其(qí)中红色的(de)部分(fēn)表示温度较(jiào)高的(de)区域，蓝色(sè)则表示(shì)相对(duì)较(jiào)冷的区域，但实际上它们之间的温(wēn)差(chà)只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科学家们通过对前景背景分离后的二值图像(xiàng)进行连通域(yù)提取和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙当中没(méi)有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看起来(lái)不应该是这样的，而随(suí)着暗物质的(de)增(zēng)加(jiā)，一些峰(fēng)值(zhí)的幅度会减小，才变得看起来风采风彩两个词的区别是什么，风采风彩两个词的区别在哪“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射的测量值，我们(men)需(xū)要的暗物质大约是(shì)普(pǔ)通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运(yùn)动(dòng)所需要的暗物(wù)质比例是一致的。这就意味着。

用(yòng)了(le)一个简单(dān)的理论(lùn)框架，就很好地解(jiě)释了很多不(bù)同的(de)观(guān)测结(jié)果。而暗(àn)物质的本(běn)质就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子(zi)，它们不参与任何(hé)其他的电磁(cí)作用(yòng)，只通过(guò)引力来(lái)相互作(zuò)用。所以如果能(néng)够找到这种粒(lì)子的存(cún)在(zài)，就相(xiāng)当于找到了暗物质存在(zài)的实际证据(jù)。这(zhè)种粒子到底是什么？科学(xué)家们已经提出了(le)数十种的假想(xiǎng)目标，而(ér)要寻找这些(xiē)不同的目标(biāo)粒子所需(xū)要的实验方(fāng)式(shì)也不相同。在过去的(de)几十年当中，人(rén)类为了寻(xún)找这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会(huì)与常规物质相(xiāng)互(hù)作用(yòng)的(de)“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有(yǒu)任何(hé)实质(zhì)性的发现(xiàn)，除(chú)了一个地(dì)方(fāng)，意大利的格兰(lán)萨索山，隶属(shǔ)于阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球(qiú)上(shàng)最大(dà)的地(dì)学实验(yàn)室(shì)，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层(céng)楼高(gāo)的探测(cè)器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒子的(de)周(zhōu)期性(xìng)震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科(kē)学家(jiā)声称观测到了某(mǒu)种信(xìn)号(hào)。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集，人们发现了一(yī)个有(yǒu)趣(qù)的(de)事情。探测率会在(zài)每年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月(yuè)降到(dào)最低，而且在20年当(dāng)中(zhōng)每年都(dōu)是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但(dàn)是为什(shén)么暗物质会产生周期性的(de)年度信(xìn)号呢？刚才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳(yáng)系正(zhèng)在以(yǐ)220公里/秒的(de)速度围绕(rào)着银河系(xì)进行移(yí)动，那么如果暗物质存在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中，这意味着我(wǒ)们也在以这样的速(sù)度在穿越着暗(àn)物质流，这个过程中会(huì)产生相应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太(tài)阳进行(xíng)旋转(zhuǎn)。所以(yǐ)有半年的时间(jiān)，地球(qiú)围(wéi)绕太阳(yáng)的(de)方(fāng)向与太(tài)阳环绕银河系(xì)的方向(xiàng)是一致(zhì)的(de)，而另外半(bàn)年则与之相反。

而在6月份(fèn)的时候，地(dì)球与太阳的方向正好达到完全一致，这是(shì)理论(lùn)上地球穿越暗物质流最快的时(shí)段。而在(zài)11月份，又恰好达到(dào)了最(zuì)慢值(zhí)。尽管(guǎn)在实际(jì)的情况中(zhōng)，太阳系相对银河(hé)系(xì)的平面呈现了(le)60度的倾斜，但是这(zhè)并(bìng)不影响这个理论的有效性。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究人员(yuán)们所观(guān)测到的周(zhōu)期性信号(hào)。当然也(yě)可能有(yǒu)其他(tā)的情况，造成这种年度周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至连意大利游(yóu)客的数量也符(fú)合这个(gè)周(zhōu)期(qī)的规律。

所以(yǐ)，科学(xué)家们又(yòu)在南(nán)半球建立了一个几(jǐ)乎(hū)相同的实验室，这(zhè)里的季节与之前的(de)实验室正好(hǎo)相(xiāng)反，而(ér)在这里，地球穿过暗物质流(liú)的(de)运(yùn)动特征和第一个(gè)实验室是一样的(de)。

因此，如果在这里(lǐ)可以得(dé)到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非(fēi)常有(yǒu)力的证据了(le)。但是(shì)由于这(zhè)个实验室(shì)刚刚建成不久(jiǔ)，所以(yǐ)截(jié)至目前还无(wú)法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射一(yī)台新的望(wàng)远(yuǎn)镜，这台太空望(wàng)远镜叫(jiào)做“南希(xī)格(gé)雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜(jìng)相同，但它的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格(gé)雷(léi)斯(sī)罗(luó)曼(màn)太(tài)空(kōng)望远镜其中一个关键(jiàn)的用途(tú)就是探索暗物质背后的奥(ào)秘(mì)，对于探测的结果(guǒ)，我们只能拭(shì)目以待了。费(fèi)米(mǐ)实验室粒子(zi)天体物理中心的科学家丹(dān)琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存在，它们极(jí)有可(kě)能拥有另(lìng)一种神秘的效应，这种暗(àn)物(wù)质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或(huò)者说是生命进化的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论(lùn)得(dé)到进一步的(de)证实(shí)，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质(zhì)会不(bù)会(huì)意味着人类并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落(luò)的行星上(shàng)，暗物质正(zhèng)在通过(guò)这样的效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要(yào)先找到(dào)暗物质存在的(de)实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞(zàn)，你的支持是我更(gèng)新的动力！

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