宇宙(zhòu)是(shì)“人(rén)为制造”的？为何会存在(zài)科(kē)学无法(fǎ)解(jiě)释(shì)的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗物质存在的证据，科学家们在过去的几十年当中进行(xíng)了超过50次的长期(qī)实验，但(dàn)是却没有发现任(rèn)何的有效证据(jù)。除了一(yī)个地(dì)方，在1687年出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它(tā)揭示(shì)了宇(yǔ)宙中天体运动的规(guī)律。往后的(de)几百年来，当天文(wén)学家们发现某些天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现(xiàn)异(yì)常(cháng)，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就(jiù)会(huì)知道，周围一定(dìng)有未知(zhī)的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通过天王星运(yùn)行(xíng)轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用(yòng)万有引力定律所取得(dé)重大天(tiān)文成(chéng)就的例子。但是这(zhè)些(xiē)发现(xiàn)都是在恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上升到星(xīng)系(xì)或(huò)者是星团的尺(chǐ)度，事情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团(tuán)的质(zhì)量。这是一个由(yóu)数千(qiān)个(gè)星系所组成的巨(jù)大星(xīng)系团，这些星系被引力束(shù)缚在一起。测量星系团的质量一(yī)般会使用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一(yī)致，就可(kě)以(yǐ)确定其(qí)质量的范围。

第(dì)一种是获(huò)得其"光(guāng)度(dù)学的(de)质(zhì)量"，需(xū)要的数(shù)据是测量(liàng)各(gè)个星系的(de)光(guāng)度。

第二种是(shì)动(dòng)力学质(zhì)量的计算，是利用光谱红移测(cè)量星系(xì)团中(zhōng)的各个星(xīng)系相对于星系团的(de)运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动(dòng)力学质量”竟然(rán)是“光度学质量”的400倍。这意(yì)味(wèi)着，后发座星系团(tuán)有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不(bù)以可(kě)见光(guāng)的形(xíng)式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡异(yì)的是，在测(cè)量速(sù)度(dù)的过程(chéng)中，兹威基发现(xiàn)星系团中很多星系的速(sù)度(dù)比理论(lùn)上要快得多，按(àn)照牛顿(dùn)的(de)运动学定(dìng)律，仅靠(kào)这些可(kě)见(jiàn)星系的质量所产生的引力是无法(fǎ)将它们束缚在星系团内的，它们早就应该被(bèi)抛出星系团之(zhī)外了，除非有一种神秘的力量在起(qǐ)作(zuò)用，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据此，兹(zī)维基提出了这样部分不可(kě)见的暗质(zhì)，它(tā)不发散光、吸光、反射(shè)光(guāng)，但(dàn)是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这(zhè)个词才(cái)再一次(cì)出现(xiàn)。天文学家维拉(lā)鲁宾和(hé)肯特(tè)福特在观(guān)测仙女座星系中的恒星运动。理论上来(lái)说，距(jù)离中心越(yuè)远的(de)恒星在其轨道上的运行(xíng)速(sù)度就会(huì)越慢。但是他们观(guān)测的结果却让人感到不(bù)可思议。

随着与(yǔ)中心(xīn)距离的增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保持不变。可是根(gēn)据牛顿的(de)万(wàn)有引力定律，在(zài)星系当中如果(guǒ)没有足够大(dà)的(de)质量(liàng)来吸引(yǐn)它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩(shuǎi)到(dào)宇宙当中(zhōng)了。基于这种现象，科学家们(men)会(huì)使用一种相(xiāng)对(duì)标准(zhǔn)的方法(fǎ)来解释暗物质的存在(zài)，这种方法就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上(shàng)距离星(xīng)系中心的(de)距(jù)离(lí)，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常(cháng)的(de)结果(guǒ)，就(jiù)认(rèn)为(wèi)是由暗物质的力量进入其(qí)中。

于是科学(xué)家(jiā)们(men)通过射(shè)电望远镜测量了距离星(xīng)系中心更远距离的氢元(yuán)素(sù)，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符合(hé)牛顿的力(lì)学定律。我们(men)的太(tài)阳系(xì)也不例外，太阳(yáng)系位于银(yín)河(hé)系的第三(sān)悬臂之上，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根(gēn)据万(wàn)有引力(lì)定律进行(xíng)计(jì)算(suàn)，太阳系的(de)运行速度应该(gāi)是(shì)160千米/秒，但实际(jì)上，太阳系(xì)正(zhèng)在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银(yín)河系旋转，这个实际(jì)速度远远(yuǎn)大于(yú)理论速度，那么产生以(yǐ)上(shàng)这种向(xiàng)心加速度的原因很可能就是存在着一种我们看不到的物(wù)质，是这些暗物质的(de)引力效应将(jiāng)星系聚(jù)集在了一起。

也是(shì)从这时(shí)开始，越来越多的研(yán)究人员开始相信暗物质的存在(zài)。科学家(jiā)根据星系外恒星轨(guǐ)道的速(sù)度(dù)，估算(suàn)在(zài)星系当(dāng)中暗物(wù)质的质量占(zhàn)整个星系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是(shì)唯一(yī)可以解释这(zhè)个现象的原(yuán)因。在一(yī)项新(xīn)的(de)研(yán)究当中，科学家们(men)发现，几乎(hū)没有引力效应的(de)遥(yáo)远恒(héng)星之间，也(yě)会出(chū)现速度上的微小差异。另外，天文学家还(hái)发现了(le)一个(gè)反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星(xīng)系距(jù)离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光(guāng)年，大小(xiǎo)和银河系不(bù)多(duō)，但是星(xīng)系当中存在的恒星数量却只有银河系(xì)的千分之一(yī)。

所(suǒ)以在理(lǐ)论(lùn)上，该星系必须存在(zài)暗物质，否则(zé)就(jiù)会分崩离析。但是(shì)科(kē)学家们使用最先进的望远镜对其进行(xíng)了40个小时的详细测(cè)量之后，发现星系中的恒(héng)星运动是可以用正常的物(wù)质(zhì)和(hé)力学定律来解释的。那么又有人提出，也许该星系的暗物质，已经被附(fù)近的另一个大星系剥(bō)离了(le)。奇(qí)怪的是，它的(de)附近没(méi)有任何星系存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了暗物(wù)质的假说之外，另一种可能就是人类(lèi)对引力的(de)理解还(hái)不够全面，引(yǐn)力很可(kě)能(néng)在不同尺(chǐ)度(dù)空(kōng)间中的工作方式(shì)是不同的(de)，这意味着在(zài)行(xíng)星(xīng)系尺度中的天体会沿着它们的轨道(dào)，按照我们所理解的方式运动(dòng)。但是上升到星系和星团的(de)尺度(dù)，引(yǐn)力之间的相互(hù)作用则(zé)是不同的方式。对(duì)于在(zài)星(xīng)系团之间的(de)相(xiāng)互作用，科学家(jiā)还(hái)引入了(le)外部场效应(yīng)的概念，指的是在(zài)数百万光年的规(guī)模(mó)上，巨大的质量(liàng)之间会(huì)产生对彼此特殊的效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立(lì)，这意味着(zhe)我们需要对现在的(de)物理定律(lǜ)进行修正，这(zhè)些发(fā)现(xiàn)也让(ràng)很(hěn)多(duō)人认为暗物(wù)质假说(shuō)理论就此终结。但是在宇宙当中还(hái)有关于暗(àn)物质存(cún)在的(de)其他的理(lǐ)论(lùn)证(zhèng)据，这些理论证据是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引力透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿(yì)光年的子弹(dàn)星系团，由两个碰撞(zhuàng)的(de)星系(xì)团所(suǒ)组(zǔ)成，类似这样的(de)星团，它们大部分的普通质量(liàng)都在星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时发生(shēng)碰撞的时候，星际气(qì)体的相互作用就会导致温(wēn)度(dù)的急剧(jù)升(shēng)高，速(sù)度大幅(fú)降低。所以在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大部(bù)分的质量将位(wèi)于(yú)所有这些气体所在的中间区域(yù)。那么我们通过什么来验证它的质(zhì)量区域到底是不是(shì)集(jí)中在中间(jiān)呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当中第一(yī)张(zhāng)全彩(cǎi)的高清照片，在(zài)照片中我们可以明显地(dì)看(kàn)到很多星系似乎被拉伸产(chǎn)生了巨大(dà)的(de)形变。其实(shí)这些星系本身并不是真(zhēn)的(de)被(bèi)扭曲(qū)了，也不(bù)是韦伯望远镜出了(le)什么问(wèn)题，而是这样极遥远(yuǎn)的(de)天体和(hé)我们地球(qiú)上的(de)观测者之间。被一个质量(liàng)超级(jí)巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超(chāo)大质量的(de)东西的引力，会使身后(hòu)更(gèng)遥(yáo)远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨(jù)大(dà)的天体可(kě)能是(shì)超大质(zhì)量的(de)黑洞(dòng)或(huò)者(zhě)是暗物质。

所以当(dāng)人们对子弹星系(xì)团观测(cè)的时(shí)候(hòu)，发现它(tā)的大(dà)质量区域并不(bù)是在中间，而是在(zài)两侧。所以最(zuì)好的解释方法(fǎ)就(jiù)是当星团发生全部的碰撞时，可(kě)被观测到的质量(liàng)气体(tǐ)被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过了这个(gè)区域，并在两边(biān)形成了引力透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究也被认为是暗物(wù)质存在(zài)的迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除(chú)此之外，还有来(lái)自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可(kě)见光终(zhōng)于可以畅通无阻地(dì)穿越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了。经(jīng)过了130多亿(yì)年之后，这些光在宇宙空间背(bèi)景上留下了各(gè)相同性的微(wēi)波(bō)辐射(shè)。其中红色(sè)的(de)部分(fēn)表(biǎo)示温(wēn)度较(jiào)高的区域，蓝色(sè)则表示相对(duì)较(jiào)冷的(de)区域，但实际上它们(men)之间的温差只有万(wàn)分(fēn)之一。

科学家们通过对前景背景分离后(hòu)的二值图(tú)像进行连通域提(tí)取和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形看(kàn)起来不(bù)应该(gāi)是这样的(de)，而(ér)随着(zhe)暗物质的(de)增(zēng)加，一些峰值的幅度会减小，才变得看起来(lái)“和谐”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微波背景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这(zhè)个数字与解(jiě)释(shì)星系当中恒星运动所(suǒ)需要的暗物质(zhì)比(bǐ)例是(shì)一致的。这(zhè)就(jiù)意味着。

用了(le)一个简单的(de)理论框架，就很好地(dì)解释了很多不同的观测结(jié)果。而(ér)暗物(wù)质(zhì)的本(běn)质就是宇宙当(dāng)中存(cún)在着某种类(lèi)型的粒子，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作(zuò)用，只通过引力来相(xiāng)互(hù)作用。所(suǒ)以如(rú)果能够找到(dào)这种(zhǒng)粒子的存在，就相(xiāng)当于找到了(le)暗物质存在的实际(jì)证据。这(zhè)种粒子到底是(shì)什么？科学家们已经提出(chū)了数十种的假(jiǎ)想目标(biāo)，而要寻找这些不同(tóng)的目标粒子所需(xū)要的实验方(fāng)式也不(bù)相(xiāng)同。在过去的(de)几十年当中，人类为了寻找这些看不(bù)见、摸不到(dào)，几乎不会与(yǔ)常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过(guò)50次的实(shí)验，却(què)没有任何实质性的发(fā)现(xiàn)，除了一(yī)个地方，意(yì)大利的格兰(lán)萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的(de)地下(xià)矿(kuàng)井当中，藏着地球上最大的(de)地(dì)学实(shí)验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测(cè)到(dào)了某种信号(hào)。经(jīng)过了20多年的数据收集(jí)，人(rén)们发现了一个有趣的事(shì)情(qíng)。探测率(lǜ)会在每(měi)年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降到最低，而且在(zài)20年当(dāng)中每年都是一样。一些科学(xué)家(jiā)认(rèn)为这可能是人类发现暗物质(zhì)的第一个(gè)直(zhí)接证据。

但(dàn)是为什么暗物(wù)质会(huì)产(chǎn)生周期(qī)性(xìng)的年(nián)度信号呢？刚(gāng)才我们(men)讲了太(tài)阳系正(zhèng)在以220公里/秒(miǎo)的速(sù)度围(wéi)绕着(zhe)银河(hé)系(xì)进行移(yí)动，那么如果(guǒ)暗物(wù)质存在宇宙当中，这意味着我们(men)也(yě)在以这(zhè)样的速度在穿越着暗物质流(liú)，这(zhè)个(gè)过程中会(huì)产生相应(yīng)的振荡，同(tóng)时地球又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳(yáng)的(de)方(fāng)向(xià18krgp带钻的值钱吗 项链上的18krgp值钱吗ng)与太阳环绕银河系的方向是(shì)一致的(de)，而另外(wài)半年(nián)则与之相反。

而在6月份的时候(hòu)，地球(qiú)与太阳的方向(xiàng)正(zhèng)好达(dá)到(dào)完全一致，这是理论上地球穿(chuān)越(yuè)暗物质流最快(kuài)的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的(de)情况中，太阳系相对银河系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来解(jiě)释，研究人员们所观测(cè)到的(de)周期(qī)性信号。当然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这(zhè)种年度周期(qī)信号(hào)的(de)差异(yì)也可(kě)能是温度、湿(shī)度、土壤中的水(shuǐ)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。

所以，科学家(jiā)们又在南半球建(jiàn)立(lì)了(le)一个几乎相同的实验室，这里的(de)季节与之(zhī)前的实验室正好相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物质流(liú)的运动特征(zhēng)和(hé)第一个实验室是一样的(de)。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就(jiù)可(kě)以(yǐ)成为暗物质(zhì)所存在的非常有(yǒu)力的证据了。但是由于(yú)这个实验(yàn)室(shì)刚(gāng)刚建成不久，所以截至目前还(hái)无法(fǎ)提供(gōng)相应(yīng)的数据支(zhī)持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会发射一(yī)台新的(de)望远镜，这台太空望(wàng)远镜(jìng)叫做“南希格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的主镜(jìng)大小跟哈勃望(wàng)远(yuǎn)镜相同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜(jìng)其中(zhōng)一(yī)个关(guān)键的(de)用途就是探索暗物质(zhì)背后的奥秘，对于探测的结(jié)果，我们(men)只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒(lì)子天体物(wù)理(lǐ)中(zhōng)心的科学家丹(dān)琥珀和贾森斯(sī)特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存(cún)在(zài)，它们极有(yǒu)可(kě)能拥有另一种神秘(mì)的效应(yīng)，这(zhè)种暗(àn)物质效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的(de)诞生(shēng)，或者(zhě)说是生命(mìng)进化的一个重要因(yīn)素。

如果(guǒ)这一(yī)理论得到进一步(bù)的(de)证实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的暗(àn)物质会不会意味着(zhe)人类并(bìng)不(bù)孤单(dān)呢？或(huò)许在宇(yǔ)宙当中某个角落的行星上，暗物(wù)质正(zhèng)在通过(guò)这样的效应创造生命(mìng)。当然，这些推论的大前提是要(yào)先找到暗物质存在的实际证据。那(nà)么小(xiǎo)伙(huǒ)伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不存(cún)在呢(ne)？喜(xǐ)欢请点赞(zàn)，你的支持是我(wǒ)更新的动力(lì)！

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