宇宙(zhòu)是“人为(wèi)制造”的？为何会(huì)存(cún)在(zài)科学无(wú)法解释的“暗物质冰火两重天是什么意思？怎么操作，男女之间的冰火两重天是什么意思”？暗物质又究竟是什(shén)么？人类为了(le)寻找暗物(wù)质存在的(de)证据，科学(xué)家们在过(guò)去的几十年当(dāng)中进行(xíng)了超过(guò)50次的长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任何的(de)有效证据。除了一(yī)个地方(fāng)，在1687年出版的自(zì)然哲学(xué)数学原理一书中，埃萨(sà)克牛顿发表了万有引(yǐn)力(lì)定律，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后(hòu)的几百年(nián)来，当天文学家(jiā)们(men)发现某些(xiē)天体运行轨道(dào)出现(xiàn)异常，不符合万(wàn)有引力(lì)定律的(de)时候(hòu)，他们就(jiù)会知道(dào)，周围一(yī)定有未知的(de)天体通过(guò)引力在摄动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星(xīng)运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现了(le)海王星(xīng)的存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用(yòng)万(wàn)有(yǒu)引力定律所取得重(zhòng)大天文成就的例(lì)子(zi)。但是这些(xiē)发现(xiàn)都是(shì)在(zài)恒(héng)星系统(tǒng)的尺度当中，可(kě)当我们上升到星系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研(yán)究和测(cè)量(liàng)后(hòu)发星系团的质量。这是一个由数千个星系所组成的巨大星系团，这(zhè)些星(xīng)系(xì)被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法，当两种方法结果一致(zhì)，就可以确定(dìng)其质量的范围(wéi)。

第一种是获得其"光(guāng)度学(xué)的质量"，需要的(de)数据(jù)是测(cè)量(liàng)各个星系的光度。

第二种是动力学质量(liàng)的计算，是利(lì)用光(guāng)谱红移测量(liàng)星系团中的各个星系(xì)相对(duì)于星系团的运动速度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然(rán)是“光度(dù)学质量”的400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后(hòu)发座星系(xì)团有99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的(de)质量并不(bù)以可(kě)见光的(de)形(xíng)式所存在(zài)，我们无(wú)法看到(dào)。最诡异的是(shì)，在测量(liàng)速(sù)度的过程中，兹威(wēi)基(jī)发现星系团中很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引(yǐn)力是(shì)无(wú)法将它们束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出(chū)星(xīng)系团之外了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的力量在(zài)起作用，这种力(lì)量来源于(yú)某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提(tí)出了(le)这样部分不(bù)可见的(de)暗质，它不(bù)发(fā)散光、吸光、反(fǎn)射(shè)光(guāng)，但是它们却占(zhàn)据(jù)着宇宙中(zhōng)绝大部分的(de)质量。只是(shì)当(dāng)时(shí)的人们(men)对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一(yī)次出现。天文学家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯特福特在观测仙女座星系中的(de)恒星(xīng)运动。理(lǐ)论(lùn)上来说，距离中心越远的恒星在其(qí)轨道上的运(yùn)行速(sù)度就会越慢。但是他们观测(cè)的结果(guǒ)却让(ràng)人感到不可思议。

随着与中心距离(lí)的增加，恒星(xīng)的旋(xuán)转(zhuǎn)速度几乎保持(chí)不(bù)变。可是根据牛顿(dùn)的万(wàn)有引力定律，在(zài)星系当中如(rú)果没有(yǒu)足够大的质(zhì)量来吸(xī)引它们，这些外围的(de)恒星早就(jiù)被甩到宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科(kē)学家(jiā)们会使用一种相(xiāng)对标准的方法来解释暗(àn)物质的存(cún)在，这种(zhǒng)方法就是测量(liàng)星(xīng)系当中气(qì)体在X轴上距离星系中心的距离(lí)，以(yǐ)及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异常的结果，就认为是由暗物质的力量进(jìn)入其中。

于(yú)是科学家(jiā)们通过射电(diàn)望远镜(jìng)测量了距离星系中心更远距离的氢元素，发现(xiàn)它们(men)的(de)旋转速度并不符合牛(niú)顿的力学(xué)定(dìng)律。我们的太阳系也不例外(wài)，太(tài)阳系位(wèi)于(yú)银河系的第三悬臂之(zhī)上，距离(lí)银河系中心2.6万(wàn)光年，根(gēn)据万有(yǒu)引力定(dìng)律进行计算，太阳系的运(yùn)行(xíng)速(sù)度(dù)应该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银河系(xì)旋转，这个实(shí)际(jì)速度远远(yuǎn)大(dà)于(yú)理论速(sù)度，那么(me)产生以(yǐ)上这种向(xiàng)心加速度(dù)的原因很可能就是(shì)存在着(zhe)一种(zhǒng)我们看不到的物质，是这些暗物质(zhì)的(de)引(yǐn)力(lì)效应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从(cóng)这时开(kāi)始(shǐ)，越来(lái)越多的研究人(rén)员开始相信(xìn)暗物质的存在。科学家根据星(xīng)系(xì)外恒(héng)星轨道的速度，估(gū)算在星系当中(zhōng)暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以解释这(zhè)个现象的原(yuán)因(yīn)。在一项(xiàng)新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星之(zhī)间，也(yě)会出(chū)现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距(jù)离地球大(dà)约2.5亿(yì)光年，大小和银河系不(bù)多(duō)，但是(shì)星(xīng)系当中存在的恒(héng)星数(shù)量却(què)只有(yǒu)银河系的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就(jiù)会分崩(bēng)离析。但是科学家们使用最先进的望远镜对其进(jìn)行(xíng)了40个(gè)小(xiǎo)时的详细测量之后，发现星(xīng)系中的恒星运动是可以用正(zhèng)常的物质和力学定律来(lái)解释(shì)的(de)。那么(me)又(yòu)有(yǒu)人提出，也(yě)许该(gāi)星系(xì)的暗物质，已经被附近的另一(yī)个大(dà)星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的(de)附近(jìn)没有任(rèn)何星系存在。造成(chéng)这些现象的除了暗(àn)物质的(de)假说(shuō)之外，另一种可能就是人类对引力的理(lǐ)解(jiě)还不够全面，引力很可能在不同尺(chǐ)度(dù)空间中的工作(zuò)方式是不(bù)同(tóng)的，这(zhè)意味着在行星系尺度中的(de)天体会沿着(zhe)它(tā)们的(de)轨(guǐ)道，按照我们(men)所理解(jiě)的方式运动。但是上升到星系和(hé)星团的尺度，引力之间的相(xiāng)互作(zuò)用则是不同的方式。对于(yú)在星系团之间(jiān)的(de)相互作用，科学家还引入了(le)外(wài)部场(chǎng)效应的(de)概念(niàn)，指的是在(zài)数百万光年的规模上，巨大的质(zhì)量之间会产生对彼此特殊的(de)效(xiào)果，这个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论(lùn)成立，这(zhè)意味着我们(men)需要对现在的物(wù)理定(dìng)律(lǜ)进行修(xiū)正，这些发现也让(ràng)很多人认(rèn)为暗物质假说理论就此终结。但是在宇宙当中还有关于(yú)暗物质存在的其他(tā)的理(lǐ)论证(zhèng)据，这(zhè)些理(lǐ)论证据是蒙德(dé)理论所没法解(jiě)释(shì)的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿(yì)光(guāng)年的子弹星系(xì)团，由两个碰撞的星(xīng)系团所组成(chéng)，类似这样(yàng)的星团，它们大部分(fēn)的普通质量都在星系的气体当中。当星(xīng)团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的(de)时(shí)候，星际气体的相(xiāng)互作(zuò)用就会导致温度的急剧升高，速度大(dà)幅降低。所以(yǐ)在理论(lùn)上(shàng)，在(zài)碰撞之后(hòu)，子(zi)弹(dàn)星系团大部分(fēn)的质(zhì)量将位(wèi)于所有这些气体所在的中间区域。那么我们通过什(shén)么来验(yàn)证它的质(zhì)量区域到底是不是集中(zhōng)在中间呢？前(qián)不(bù)久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空望远镜(jìng)传(chuán)回了宇宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全彩(cǎi)的(de)高清照片，在照片中我们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真(zhēn)冰火两重天是什么意思？怎么操作，男女之间的冰火两重天是什么意思的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯(bó)望(wàng)远镜出了什么问题(tí)，而是这样极遥远的(de)天(tiān)体和我们地球上的观测者之间。被一(yī)个(gè)质量超级巨大(dà)的天体遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量(liàng)的东(dōng)西的引(yǐn)力，会(huì)使(shǐ)身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象(xiàng)就是(shì)引(yǐn)力透镜效应(yīng)。这个巨大(dà)的天体可能是超大(dà)质量的(de)黑洞或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以当人们对(duì)子弹星系团观测(cè)的(de)时候，发现它的大质量区域并不是(shì)在中间，而是在(zài)两侧。所以最好的解释方法就是当星团发生全部(bù)的碰撞(zhuàng)时，可被观测(cè)到(dào)的(de)质量气体被(bèi)卡在了中间，暗(àn)物质则直接通过了这个区(qū)域，并在(zài)两(liǎng)边形成了引力(lì)透镜(jìng)。对子(zi)弹星系团的引力(lì)透镜研究(jiū)也被认为(wèi)是暗物质存在的(de)迄(qì)今为止(zhǐ)最好的(de)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(yǔ)宙大爆(bào)炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于(yú)可以畅通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当(dāng)中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙(zhòu)空间(jiān)背景上留(liú)下(xià)了各(gè)相同性的微波辐射。其中红色的(de)部分表示温度较高的(de)区域，蓝色则表(biǎo)示相对较(jiào)冷(lěng)的区域，但实(shí)际上它(tā)们之间的(de)温差只有万分(fēn)之一(yī)。

科学(xué)家们(men)通过(guò)对(duì)前(qián)景背景分离后的二值图(tú)像进行(xíng)连(lián)通(tōng)域提取和标记之后(hòu)发现，如果宇宙当中没(méi)有暗物质，图形看起来不应该是(shì)这(zhè)样(yàng)的，而(ér)随着暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度会减小，才变得看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要的暗物质大约是普通物质(zhì)的5倍。这(zhè)个数字与解释(shì)星系(xì)当中恒(héng)星运动所需要的暗(àn)物质(zhì)比例是(shì)一致的。这就意味着。

用(yòng)了一(yī)个简单的理论框架，就很好(hǎo)地(dì)解释了很多不同(tóng)的观测结果。而暗物质(zhì)的本质就(jiù)是(shì)宇宙当中存在着(zhe)某种(zhǒng)类(lèi)型的(de)粒子(zi)，它们不(bù)参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引力来相互作用。所以如果能够找到(dào)这(zhè)种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存(cún)在的(de)实(shí)际(jì)证(zhèng)据。这种粒子到底是什么(me)？科(kē)学家们已经(jīng)提出了(le)数十种的(de)假想目标，而要寻(xún)找这些不(bù)同的目标(biāo)粒子所需要的(de)实(shí)验方式(shì)也不相同。在过去的几十年当(dāng)中，人(rén)类为了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常(cháng)规(guī)物质(zhì)相互(hù)作用的(de)“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行(xíng)了超过50次(cì)的实验，却没有任何(hé)实(shí)质(zhì)性的发(fā)现，除了一个地(dì)方，意(yì)大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的(de)地下(xià)矿井当中，藏着地球上最(zuì)大(dà)的地(dì)学实(shí)验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个(gè)三层(céng)楼高的探测器(qì)，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声(shēng)称观测到了(le)某种信号。经过了20多年的(de)数据收集，人们(men)发现了一(yī)个有趣的事情(qíng)。探测率会(huì)在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而(ér)且在20年当(dāng)中每年(nián)都是一样。一些(xiē)科学家认为这可能是(shì)人类发现暗物(wù)质的第一个直接证据。

但是(shì)为什么(me)暗物质会产生周期性的年(nián)度(dù)信号呢(ne)？刚才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳系正在(zài)以220公里/秒的速度围绕着银(yín)河系进行移动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意味着我们(men)也在以这样的速度在穿(chuān)越着暗物质流，这个过(guò)程中会产生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的(de)速(sù)度围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时(shí)间，地球围绕太阳的方(fāng)向与(yǔ)太阳环绕银河(hé)系的方向是一(yī)致的，而另外半年则(zé)与之相反。

而在6月份的时候，地球与太(tài)阳的方向正好(hǎo)达到完全一(yī)致(zhì)，这是(shì)理论上地球穿越暗物质流最(zuì)快的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河(hé)系(xì)的平面呈现了(le)60度(dù)的倾斜，但是这并不影(yǐng)响这个理论(lùn)的有效性。

因此科学家认(rèn)为这可以(yǐ)用来解释，研(yán)究人员们(men)所观测(cè)到的周期性信(xìn)号。当(dāng)然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这(zhè)种年度(dù)周期信号的差异也可能(néng)是温度(dù)、湿度(dù)、土壤(rǎng)中的水分、高山上(shàng)的积雪(xuě)，甚至连意大(dà)利游(yóu)客(kè)的数量(liàng)也(yě)符合这个周期的规律。

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所以(yǐ)，科学(xué)家(jiā)们又在南半球建立(lì)了(le)一个几乎相(xiāng)同(tóng)的(de)实验室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗物质流的运动特征(zhēng)和第(dì)一个实(shí)验室是一样的(de)。

因此(cǐ)，如果在这里可(kě)以(yǐ)得到相(xiāng)同的信号，就可以成为暗物质所(suǒ)存在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由于这(zhè)个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以截(jié)至目前还无法提(tí)供相应的数(shù)据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会(huì)发(fā)射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫(jiào)做(zuò)“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的(de)主(zhǔ)镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视(shì)野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希(xī)格雷斯(sī)罗曼(màn)太(tài)空望远镜其中一个关键的用途就(jiù)是探索暗物(wù)质背后的奥秘，对(duì)于探测的(de)结果(guǒ)，我们只能(néng)拭目以待了。费(fèi)米实(shí)验室(shì)粒子(zi)天(tiān)体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有(yǒu)可能拥有另一(yī)种神秘的效(xiào)应，这种暗物(wù)质(zhì)效(xiào)应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的诞(dàn)生(shēng)，或(huò)者说(shuō)是生命进(jìn)化的一个(gè)重要(yào)因素。

如果(guǒ)这一理论得到进(jìn)一(yī)步(bù)的证实(shí)，那(nà)么遍布宇宙(zhòu)当中的暗(àn)物(wù)质(zhì)会不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正(zhèng)在通过这样的效(xiào)应创造生命。当然，这些(xiē)推论的大前提是要先找到暗物(wù)质存在的实际(jì)证据。那么小伙伴(bàn)们(men)，你们(men)觉得(dé)暗物质到底(dǐ)存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的(de)动力！

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