宇宙是“人为制造(zào)”的？为何(hé)会(huì)存在(zài)科学无(wú)法解释的“暗物质”？暗物(wù)质又(yòu)究(jiū)竟是什么(me)？人类为(wèi)了寻找(zhǎo)暗物(wù)质存在(zài)的证(zhèng)据，科学家们在过去的几十年当(dāng)中(zhōng)进(jìn)行了(le)超过(guò)50次的长(zhǎng)期实验，但是却(què)没有(yǒu)发(fā)现任何的有(yǒu)效证据(jù)。除了一(yī)个(gè)地(dì)方，在(zài)1687年(nián)出(chū)版的自然哲学(xué)数学原理(lǐ)一书(shū)中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的规律。往后的几(jǐ)百年来，当天文学家们发现某些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有引力定律的(de)时候(hòu)，他们就会(huì)知道，周围一定(dìng)有未知(zhī)的天体通过(guò)引力在摄(shè)动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶(yé)就通过天王星(xīng)运行轨(guǐ)道的(de)异常，推算并(bìng)且(qiě)发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发现都是应用万有引力定律(lǜ)所取得重(zhòng)大天文(wén)成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系(xì)或者是星团的尺度(dù)，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗(fú)里(lǐ)茨(cí)兹威基正在(zài)研究和测量后发(fā)星系(xì)团(tuán)的质量。这是一个由(yóu)数(shù)千个(gè)星系(xì)所(suǒ)组成的巨大(dà)星系团，这些星系被引力束(shù)缚在一起。测(cè)量星系团(tuán)的质量(liàng)一般(bān)会使用到两种方(fāng)法，当两种(zhǒng)方(fāng)法结果(guǒ)一致，就可以确(què)定(dìng)其质(zhì)量的范围。

第一(yī)种(zhǒng)是获(huò)得其(qí)"光度学的质(zhì)量"，需(xū)要的数据是测量各(gè)个星系的光度。

第(dì)二种是动力学质量的计算，是(shì)利用光谱红移测量(liàng)星系(xì)团中的各个星(xīng)系(xì)相对(duì)于星系团的运动速度。当测(cè)量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意(yì)味着，后(hòu)发座星(xīng)系团有99%的(de)质量消失了，或(huò)者(zhě)说这99%的质量并不以可见光(guāng)的形式所存在，我们无(wú)法看(kàn)到。最诡异的是，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基发现星系团中很多星系(xì)的速度(dù)比理论上(shàng)要(yào)快得多，按(àn)照牛顿的(de)运动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质(zhì)量(liàng)所产(chǎn)生的引力是无法将它(tā)们束缚在星系(xì)团内(nèi)的，它们(men)早就应(yīng)该(gāi)被(bèi)抛出星系(xì)团(tuán)之外了，除非(fēi)有一种神秘(mì)的力(lì)量在起作用，这种力量(liàng)来(lái)源于某种隐形的物质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样部分不(bù)可(kě)见的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射(shè)光，但是它们(men)却占据(jù)着宇宙中绝大部(bù)分的质量。只(zhǐ)是当时的(de)人们对这样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学家(jiā)维(wéi)拉鲁宾和肯(kěn)特福特在(zài)观测(cè)仙女(nǚ)座星系中的恒星运动(dòng)。理论上来说，距(jù)离中心越远的恒星在(zài)其轨道上(shàng)的运行速(sù)度就会越慢。但是(shì)他(tā)们观(guān)测(cè)的结果却让人(rén)感到不(bù)可(kě)思议。

随(suí)着(zhe)与中心距离的(de)增加，恒星的旋转速度几乎(hū)保持不变。可(kě)是(shì)根据牛顿(dùn)的(de)万有引力定律，在(zài)星系当中如果没有足够大的质量来吸引它(tā)们，这(zhè)些外围的(de)恒星早就(jiù)被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于(yú)这(zhè)种现象，科学家们(men)会使用一种相对标准的方法来解释暗物(wù)质的存在，这种方法就是(shì)测量星系当中气体在(zài)X轴(zhóu)上距离(lí)星系(xì)中心(xīn)的距(jù)离，以(yǐ)及在Y轴上气(qì)体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常(cháng)的结果(guǒ)，就认为是由暗物质的力量进(jìn)入其中。

于是(shì)科(kē)学家们通过射电望远镜(jìng)测(cè)量了距离(lí)星(xīng)系中心(xīn)更远距(jù)离的氢元素(sù)，发现它们(men)的(de)旋转速度并(bìng)不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳(yáng)系(xì)也(yě)不例外，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂之上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进(jìn)行(xíng)计(jì)算，太阳系(xì)的运行速(sù)度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银(yín)河系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理(lǐ)论速度，那么产生以上这种向(xiàng)心(xīn)加速度的(de)原因很可能就是存在(zài)着一(yī)种(zhǒng)我(wǒ)们看(kàn)不到(dào)的物质(zhì)，是这些暗物质的引(yǐn)力效(xiào)应将星系聚集(jí)在了一起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多(duō)的研究人员开始相(xiāng)信暗物质的存在。科(kē)学(xué)家根据星(xīng)系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算(suàn)在星系(xì)当中暗物质的(de)质量占整个星(xīng)系(xì)质量(liàng)的85%。但是，暗(àn)物(wù)质并不是唯一可以解释这个现象的原因。在一项新的研究当中，科(kē)学家(jiā)们(men)发现，几乎没有(yǒu)引力效应的遥远恒(héng)星(xīng)之(zhī)间(jiān)，也会出(chū)现速(sù)度(dù)上(shàng)的微小差异。另外，天文(wén)学家还发(fā)现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年(nián)，大小和银河系不(bù)多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银河系的千(qiān)分之一(yī)。

所以在理(lǐ)论(lùn)上，该星系(xì)必须存在暗物(wù)质，否则就会(huì)分崩(bēng)离析(xī)。但是科学家们使用最(zuì)先进的望远镜对其进(jìn)行了40个小时的详细测量(liàng)之(zhī)后，发(fā)现星系中的恒星运动是可以用(yòng)正常的物质和力(lì)学定(dìng)律来(lái)解释的。那么(me)又(yòu)有人(rén)提出，也许该星系的暗物质(zhì)，已经被附近的另一个大星系剥离(lí)了。奇怪(guài)的(de)是，它的附近(jìn)没有(yǒu)任何星系存在。造成这些现(xiàn)象的(de)除了暗物(wù)质的假说之外，另一(yī)种(zhǒng)可能就是(shì)人类对引力(lì)的理解还不够全面，引力(lì)很可能在不同尺(chǐ)度空间中的(de)工作(zuò)方式是不同的，这意味着在行星系尺度(dù)中的天体会沿着它们的轨道(dào)，按照我们所理解的方式(shì)运动。但是上升到(dào)星系和星(xīng)团的尺度(dù)，引力之间的相互作用(yòng)则(zé)是不同的(de)方(fāng)式。对于在(zài)星(xīng)系团之间的相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)，科(kē)学家(jiā)还(hái)引入了(le)外部场效(xiào)应的概念，指的是在数百(bǎi)万(wàn)光(guāng)年的(de)规(guī)模上(shàng)，巨大的(de)质量之间会产生对彼此特(tè)殊(shū)的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立，这(zhè)意味着(zhe)我们(men)需(xū)要(yào)对现(xiàn)在的物理定律进(jìn)行(xíng)修正，这些发(fā)现也让很多人认为暗物质假说理论就此(cǐ)终结。但(dàn)是在宇宙当中还有关于暗物质存在(zài)的其(qí)他的理论证据，这些理论证据是蒙德理(lǐ)论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为(wèi)37亿染发后只用清水洗头好吗，刚刚染发后怎么清洗是正确的光年的子弹星(xīng)系(xì)团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所组(zǔ)成，类似这(zhè)样的(de)星团，它(tā)们大部分的普通质量都在星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相互作用就会导致(zhì)温度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理(lǐ)论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团(tuán)大部分的质量将位于所有(yǒu)这些气体所在的中间区域。那么我们通过什么来验证它的质量区域(yù)到底是不是集中在中间(jiān)呢？前(qián)不久，詹(zhān)姆斯(sī)韦(wéi)伯(bó)太(tài)空望远(yuǎn)镜传回(huí)了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的(de)高清照片(piàn)，在(zài)照片中(zhōng)我(wǒ)们可以明(míng)显地看到很多星系似乎(hū)被(bèi)拉伸产生了巨大(dà)的形变。其(qí)实这些(xiē)星(xīng)系本身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是(shì)韦伯望远(yuǎn)镜(jìng)出了什(shén)么问题，而(ér)是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观(guān)测者之间。被(bèi)一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量(liàng)的东西(xī)的引力(lì)，会使(shǐ)身后(hòu)更(gèng)遥远星系的光都发生(shēng)了(le)扭曲。这个现象就(jiù)是(shì)引力透镜效应。这个巨大的天体(tǐ)可能是超大质(zhì)量的(de)黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人(rén)们对子(zi)弹星系团观测的时(shí)候，发现它的(de)大质(zhì)量区域并不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以(yǐ)最好的(de)解释方法就是(shì)当星团(tuán)发生全部的碰撞时(shí)，可被观测到的质量气体被卡在了(le)中间，暗物质(zhì)则直接(jiē)通过了这(zhè)个区域，并在(zài)两边形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜(jìng)研究也(yě)被认为是暗(àn)物质存(cún)在的迄今为(wèi)止最好的理论证(zhèng)据。

除此之(zhī)外，还有来自宇(yǔ)宙当中最染发后只用清水洗头好吗，刚刚染发后怎么清洗是正确的古老的光。从(cóng)宇(yǔ)宙大(dà)爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光终于(yú)可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些(xiē)光在宇(yǔ)宙空间背景(jǐng)上留下了各相同性的微波(bō)辐(fú)射(shè)。其(qí)中红色的(de)部分表示温度(dù)较高(gāo)的区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之间的温差只有(yǒu)万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后的二值图(tú)像进(jìn)行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中(zhōng)没(méi)有(yǒu)暗(àn)物质，图形(xíng)看(kàn)起来(lái)不应该是这样的，而随着(zhe)暗(àn)物质的增加，一些峰值染发后只用清水洗头好吗，刚刚染发后怎么清洗是正确的的幅度(dù)会减小，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹配(pèi)宇宙微(wēi)波背景辐射的测量(liàng)值，我们(men)需要的暗(àn)物(wù)质(zhì)大约是普(pǔ)通物质的(de)5倍。这个数字(zì)与(yǔ)解释(shì)星系当中恒星运动所需要的(de)暗(àn)物质比(bǐ)例是(shì)一(yī)致的。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就很(hěn)好(hǎo)地解释(shì)了很多(duō)不同的观测结果(guǒ)。而(ér)暗物质的本质就是宇宙当中(zhōng)存在着某种(zhǒng)类型的粒子(zi)，它们不参与任何(hé)其他(tā)的电磁作用，只通过引(yǐn)力(lì)来(lái)相互(hù)作用(yòng)。所(suǒ)以如果能够找到这种粒子的(de)存(cún)在，就(jiù)相当于找到了暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的实际证据。这种粒子到(dào)底是什么？科学家们已经提出了数(shù)十(shí)种的假想(xiǎng)目标，而要(yào)寻(xún)找这些不同的(de)目标粒子所需要(yào)的(de)实验方式也不相同。在(zài)过去的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找这些看不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎(hū)不会与常规物质(zhì)相互作用(yòng)的“暗物质(zhì)”，科学家(jiā)们已经进行了(le)超过50次的实(shí)验，却没(méi)有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方(fāng)，意大利的格(gé)兰萨索山，隶(lì)属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下(xià)1400米处(chù)的地下矿(kuàng)井(jǐng)当中，藏着地球上最大(dà)的地学(xué)实验室(shì)，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探测(cè)器(qì)，一直(zhí)致(zhì)力(lì)于(yú)寻找暗物质粒子(zi)的周期性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称观测到(dào)了某种信(xìn)号。经过了(le)20多(duō)年的数(shù)据收集，人们发现(xiàn)了一个(gè)有趣的(de)事情。探测率会在每(měi)年的6月份(fèn)达到(dào)峰(fēng)值，然(rán)后在11月降到(dào)最(zuì)低(dī)，而且在20年(nián)当中每年都是一样。一(yī)些科(kē)学(xué)家认为这(zhè)可(kě)能是人类发现(xiàn)暗物质的(de)第一(yī)个直(zhí)接(jiē)证据。

但是为什么(me)暗(àn)物质会产生周期性的年(nián)度信(xìn)号(hào)呢？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了太阳系正在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系(xì)进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意味着我们(men)也在以这(zhè)样的速度在穿越着暗物(wù)质流(liú)，这个过程中会产生相应的(de)振荡(dàng)，同时(shí)地球又以30公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围绕(rào)太(tài)阳进行旋转。所以有(yǒu)半(bàn)年(nián)的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与(yǔ)太(tài)阳环(huán)绕银河系的方(fāng)向是一致(zhì)的，而(ér)另外半(bàn)年(nián)则与之(zhī)相反。

而在(zài)6月份的时候(hòu)，地球(qiú)与太(tài)阳(yáng)的方向正好(hǎo)达到完全一(yī)致(zhì)，这是理论上(shàng)地球穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好(hǎo)达到了最(zuì)慢值。尽(jǐn)管在实(shí)际的情况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对银河系(xì)的平(píng)面呈现了60度的(de)倾斜(xié)，但是这并不影响这个理论的有效(xiào)性。

因此(cǐ)科学家认为这可以用来解释(shì)，研究人员们所观(guān)测到的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他(tā)的情况，造(zào)成这种(zhǒng)年度周期信(xìn)号的差异(yì)也(yě)可能(néng)是温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积(jī)雪，甚至连意(yì)大利游(yóu)客的数量也符合这(zhè)个周(zhōu)期(qī)的(de)规律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球(qiú)建立了(le)一个几乎相同的实(shí)验室，这里的季节与之(zhī)前的(de)实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征(zhēng)和(hé)第一个(gè)实验室是一样的。

因此，如果(guǒ)在(zài)这(zhè)里可(kě)以(yǐ)得到(dào)相同的信号，就(jiù)可(kě)以成为暗物质所存在的(de)非常有力(lì)的证据了。但(dàn)是(shì)由(yóu)于这个实验室(shì)刚刚建成不(bù)久，所以(yǐ)截(jié)至目前还无法提供相(xiāng)应(yīng)的(de)数据(jù)支持。另(lìng)外(wài)，在2025年，NASA将会发射(shè)一台(tái)新(xīn)的(de)望远镜(jìng)，这台(tái)太空望(wàng)远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它(tā)的主镜大小跟(gēn)哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的视野(yě)是哈勃红外仪器的(de)100倍。南(nán)希(xī)格雷斯(sī)罗曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一个关键(jiàn)的用途(tú)就是探(tàn)索暗(àn)物质背后的奥秘，对于探测(cè)的结果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实(shí)验室(shì)粒子天体物(wù)理中心的(de)科学家(jiā)丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬(fēn)研(yán)究发现，如果暗物质(zhì)存在，它们极有可(kě)能拥有另一种神(shén)秘的效(xiào)应，这(zhè)种暗(àn)物质(zhì)效应(yīng)，会支持(chí)宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)生(shēng)命的(de)诞生，或者说是生(shēng)命(mìng)进化的一个(gè)重要因(yīn)素。

如果(guǒ)这一理论得到(dào)进(jìn)一步(bù)的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质(zhì)会(huì)不会意(yì)味(wèi)着人类(lèi)并不孤单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的行星(xīng)上，暗物质(zhì)正在通过这样(yàng)的效应(yīng)创造生命。当然，这些推论的(de)大(dà)前提是要先找(zhǎo)到(dào)暗物质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙(huǒ)伴们(men)，你们(men)觉得暗物质到底存不(bù)存在呢(ne)？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新(xīn)的动(dòng)力(lì)！

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