宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在(zài)科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟是什么？人类为了(le)寻找暗物质存在的证据，科学(xué)家们在过去的几(jǐ)十年(nián)当(dāng)中进行(xíng)了超过50次(cì)的长期实验，但是却没(méi)有(yǒu)发现(xiàn)任何的(de)有(yǒu)效证据。除了一个(gè)地(dì)方(fāng)，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了(le)万有(yǒu)引(yǐn)力定律(lǜ)，它(tā)揭示了宇宙中天(tiān)体(tǐ)运(yùn)动(dòng)的规律。往后的几百年来，当天文学(xué)家们发现某些天(tiān)体运行轨道出现异常，不(bù)符合万(wàn)有引力定律的(de)时候，他们(men)就会(huì)知道，周围一定有未(wèi)知(zhī)的天体(tǐ)通过引力(lì)在摄(shè)动(dòng)它的轨(guǐ)道(dào)。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王星运行(xíng)轨道的异(yì)常，推算并且(qiě)发现了海王星(xīng)的存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现(xiàn)都是应用万有引力定律所取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星(xīng)系统的尺(chǐ)度当中，可当我们上升(shēng)到星系或者是星团的(de)尺度(dù)，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的(de)物(wù)理学家(jiā)弗(fú)里茨(cí)兹威基正在研究(jiū)和测量后发星(xīng)系(xì)团的质量。这是一个由数千个(gè)星系所组成(chéng)的(de)巨大星系团，这些星系被(bèi)引力束缚在一起。测量(liàng)星(xīng)系团的质量一般会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就可以确定其质量的范(fàn)围(wéi)。

第(dì)一种是(shì)获得其"光(guāng)度(dù)学的质量"，需要的数(shù)据是(shì)测量各(gè)个星系的光度。

第二种是动力(lì)学(xué)质量的计算(suàn)，是利用光谱红(hóng)移测量(liàng)星系团中的各个星系相对于星系团的运动(dòng)速度(dù)。当(dāng)测量结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意味(wèi)着，后发(fā)座星系团有(yǒu)99%的(de)质量(liàng)消失了(le)，或者说这99%的(de)质量并不以可见光的形(xíng)式所存(cún)在，我们(men)无法看到。最诡异的是(shì)，在(zài)测(cè)量速度的过(guò)程中，兹威基(jī)发现(xiàn)星(xīng)系团(tuán)中很多星(xīng)系的(de)速度(dù)比(bǐ)理论上要快得多，按照牛顿(dùn)的运动(dòng)学定(dìng)律(lǜ)，仅靠这些可见(jiàn)星(xīng)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)抛出星系团之外了(le)，除非有一种神秘(mì)的力(lì)量在起作(zuò)用，这种力量(liàng)来源于某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

据此，兹(zī)维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它(tā)不(bù)发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们(men)对这样(yàng)的一(yī)种说法不屑一(yī)顾。

直到40年(nián)之后，“暗物(wù)质”这(zhè)个词才再(zài)一次出(chū)现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特福特(tè)在观(guān)测仙(xiān)女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中心越远的恒(héng)星在其轨道(dào)上的运行(xíng)速度(dù)就会(huì)越慢。但是他们(men)观测的结果却让(ràng)人感到不可(kě)思议。

随着与(yǔ)中心距离(lí)的(de)增(zēng)加，恒星的旋转速(sù)度几(jǐ)乎(hū)保持不变。可是根据牛(niú)顿的万有引(yǐn)力定(dìng)律，在星系(xì)当中如果没有(yǒu)足够大的质(zhì)量来(lái)吸引(yǐn)它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学家们会使用(yòng)一种相对(duì)标准的(de)方法来解释(shì)暗物质(zhì)的存(cún)在，这(zhè)种方法就(jiù)是测量星系(xì)当中气体在X轴上(shàng)距离(lí)星(xīng)系(xì)中(zhōng)心(xīn)的(de)距离，以及(jí)在Y轴上(shàng)气体的(de)旋转速度。如果出现(xiàn)异常的结果，就认为是(shì)由暗物(wù)质的力量进(jìn)入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测(cè)量了距离星(xīng)系中心更远距(jù)离的氢元素，发(fā)现它们的旋(xuán)转速度并不符合牛(niú)顿的力学(xué)定(dìng)律。我(wǒ)们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银(yín)河系的第三悬臂之上(shàng)，距(jù)离银(yín)河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进行(xíng)计算，太阳(yáng)系的运(yùn)行(xíng)速(sù)度应该是(shì)160千(qiān)米/秒(miǎo)，但实际(jì)上，太阳(yáng)系正在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的速度(dù)围绕银河系旋转，这个(gè)实际速度远远(yuǎn)大于理论速(sù)度，那么产生(shēng)以上这种向心加(jiā)速度的(de)原因很可能就(jiù)是存在着(zhe)一种我们看不到的物质，是这些暗物(wù)质的(de)引力效应将星(xīng)系聚集在了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越(yuè)来越多的研(yán)究人员开始相信暗物质(zhì)的存在。科学(xué)家根据星系外(wài)恒星(xīng)轨道的速度(dù)，估算在星系当中暗物质的质(zhì)量占整个星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不(bù)是唯一(yī)可以解(jiě)释这个现象的原因。在(zài)一项(xiàng)新(xīn)的研(yán)究当中，科学家们(men)发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出(chū)现速度上(shàng)的(de)微小差异。另外，天文学家还发(fā)现了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系(xì)距离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒(héng)星(xīng)数量却只有银河系的千分之一。

所以在理(lǐ)论上(shàng)，该星系必须存在(zài)暗物质(zhì)，否(fǒu)则就会分崩离析。但是科(kē)学家们使用最先(xiān)进的望远镜对其进行了40个小(xiǎo)时的详(xiáng)细测量之后，发现星(xīng)系中(zhōng)的(de)恒(héng)星运动是可(kě)以用正常的物质和力学定律来(lái)解释的。那么又有(yǒu)人提(tí)出，也许该星系的暗物(wù)质，已经(jīng)被附近的(de)另一个大(dà)星系剥离了。奇怪(guài)的是，它(tā)的附近没有任何星系存在。造(zào)成(chéng)这些(xiē)现(xiàn)象(xiàng)的除(chú)了(le)暗物质的假说之外，另(lìng)一种可(kě)能就是人类对引力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空间中的工(gōng)作方(fāng)式是不同的，这意(yì)味着在行星系尺度中的(de)天体会沿着它(tā)们的轨道，按照我(wǒ)们(men)所理解的方式运动。但是上升到星系和(hé)星团(tuán)的尺度，引(yǐn)力之间的(de)相互作用则是不同(tóng)的(de)方式。对(duì)于在星系(xì)团(tuán)之间(jiān)的相互作用，科(kē)学家还引(yǐn)入了外部(bù)场效应(yīng)的概念(niàn)，指(zhǐ)的是在数百万光年的规模(mó)上(shàng)，巨(jù)大的质(zhì)量之间会产(chǎn)生对彼此特殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德(dé)理论成立(lì)，这意味着我们需要对现在的(de)物理定律进(jìn)行(xíng)修正，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质假说理论(lùn)就此终结。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗物质存在的其他的理论证据(jù)，这些(xiē)理论证据是蒙德(dé)理论所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年(nián)的子(zi)弹星系(xì)团，由两个碰撞的星系团所组成，类似这样的星团(tuán)，它们大(dà)部分的(de)普通质量都(dōu)在星系的(de)气体当中(zhōng)。当(dāng)星(xīng)团以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体的相互作用就会导致温(wēn)度的急剧升高(gāo)，速度大幅(fú)降低。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大(dà)部分的质量将位于所有这些(xiē)气体所在的(de)中间(jiān)区域。那么我(wǒ)们(men)通过什么来验证(zhèng)它的质量区域到(dào)底是不是(shì)集(jí)中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照片中(zhōng)我们(men)可以(yǐ)明显地看(kàn)到很多星(xīng)系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的形变(biàn)。其实这些星(xīng)系本身并不是(shì)真(zhēn)的(de)被扭曲了(le)，也不(bù)是韦伯望远(yuǎn)镜出了(le)什么问题，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观测(cè)者(zhě)之间。被一个质量超级巨大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个超大质(zhì)量的东(dōng)西的(de)引力，会使身后更遥远星系(xì)的光(guāng)都发(fā)生了扭曲(qū)。这个现(xiàn)象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨大的(de)天(tiān)体可(kě)能是超大质(zhì)量的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹(dàn)星系团观测的时候，发现它的大质量区域(yù)并不是在中间，而是在两侧。所以最(zuì)好的解释方法就是当(dāng)星团发生全部(bù)的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被(bèi)卡(kǎ)在了中间，暗物质则(zé)直接(jiē)通过(guò)了这个区域(yù)，并在(zài)两边(biān)形成了引力透镜。对子弹(dàn)星系团的引(yǐn)力(lì)透(tòu)镜(jìng)研究(jiū)也被认为是暗(àn)物(wù)质存在(zài)的迄(qì)今为(wèi)止最(zuì)好的理论证据。

除此(cǐ)之外(wài)，还有来自宇(yǔ)宙当中最古老的(de)光(guāng)。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年(nián)之后，这些光(guāng)在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)空间背(bèi)景上(shàng)留下(xià)了各(gè)相同性的微波辐射。其(qí)中红色(sè)的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝(lán)色则表示相对较冷的区域(yù)，但实际上它们之间的温差只(zhǐ)有万分之(zhī)一。

科学家们通过对(duì)前景背景分离(lí)后(hòu)的二值(zhí)图像进行连通域(yù)提(tí)取和标记之后(hòu)发(fā)现(xiàn)，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来(lái)不应该是这(zhè)样(yàng)的，而随着暗物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度会减小，才(cái)变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的测量(liàng)值，我们(men)需要的暗物(wù)质大(dà)肉莲花是什么东西，佛教肉莲花是什么东西约是普(pǔ)通物质的5倍。这个(gè)数字(zì)与解释星系当中恒(héng)星运动(dòng)所需要的(de)暗物(wù)质(zhì)比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的(de)理论框(kuāng)架，就很好地解(jiě)释(shì)了很多(duō)不(bù)同的观测结果。而暗物质的本质就是(shì)宇宙当(dāng)中存在着某种类(lèi)型(xíng)的粒子，它们不参与任何其他的电磁作(zuò)用(yòng)，只(zhǐ)通(tōng)过(guò)引力来相互作用。所以如(rú)果能够找到这种粒(lì)子的存在(zài)，就相当于(yú)找到了(le)暗物(wù)质存在的实(shí)际证(zhèng)据(jù)。这(zhè)种粒子到底是(shì)什么？科学家们(men)已经(jīng)提(tí)出(chū)了数十种的假想目标，而要寻(xún)找这些不同(tóng)的目标粒(lì)子所需要的实验方式也(yě)不(bù)相(xiāng)同。在过(guò)去的几(jǐ)十年(nián)当中，人类为(wèi)了寻找这些看不见、摸不(bù)到，几乎不会(huì)与常规物质相互作用的(de)“暗物质”，科学(xué)家们(men)已经进(jìn)行了(le)超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意大利的格兰(lán)萨索山，隶(lì)属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的(de)地(dì)下矿井当中，藏(cáng)着地球上最大(dà)的(de)地(dì)学实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层(céng)楼(lóu)高的探(tàn)测器，一直致(zhì)力于寻找暗物质粒子(zi)的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家声称观(guān)测到(dào)了某种(zhǒng)信号(hào)。经(jīng)过了20多年的数据收集，人们发现了一个有(yǒu)趣的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月降到最低，而且(qiě)在20年当中每年都是一样。一些(xiē)科学家认(rèn)为这可能是(shì)人类发(fā)现(xiàn)暗物(wù)质的第一(yī)个直接证据。

但是(shì)为(wèi)什么(me)暗物质会(huì)产生周(zhōu)期性的(de)年(nián)度(dù)信(xìn)号呢？刚才(cái)我们讲(jiǎng)了太阳系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银河系进行移动，那(nà)么如果暗(àn)物(wù)质存(cún)在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也(yě)在以这(zhè)样(yàng)的速度在穿越着暗物(wù)质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时(shí)地(dì)球又以30公里/秒的速度围绕太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年(nián)的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环(huán)绕(rào)银河系(xì)的方向是一(yī)致的，而另外半年(nián)则与之(zhī)相(xiāng)反。

而(ér)在6月份的时(shí)候，地球(qiú)与太阳的方(fāng)向(xiàng)正(zhèng)好达到完全(quán)一(yī)致(zhì)，这是(shì)理论(lùn)上地球穿越暗物(wù)质流最快的(de)时段。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银河系的(de)平面呈(chéng)现了(le)60度(dù)的倾斜，但(dàn)是这并不影响(xiǎng)这个理论的有效(xiào)性(xìng)。

因(yīn)此科(kē)学家认(rèn)为这可以用来解释，研(yán)究人员们所观测到(dào)的周期性信(xìn)号。当(dāng)然也可能(néng)有(yǒu)其他(tā)的情况，造成这种(zhǒng)年度周期信号的差(chà)异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪(xuě)，甚至连意大利游客的数量(liàng)也符合(hé)这(zhè)个周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们又在(zài)南半球建立了(le)一个几乎相同的实(shí)验室，这里的季节与(yǔ)之前的实验室正好相反(fǎn)，而(ér)在这里(lǐ)，地球穿(chuān)过(guò)暗物质(zhì)流的运动特(tè)征和第(dì)一(yī)个实验室是(shì)一样的(de)。

因(yīn)此(cǐ)，如果在这(zhè)里可(kě)以得到相同(tóng)的信号，就可以(yǐ)成为暗(àn)物质所存在的非常(cháng)有力的证(zhèng)据了。但是由(yóu)于这个实验室刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所以截至(zhì)目(mù)前还无法(fǎ)提供相应(yīng)的(de)数据支(zhī)持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发(fā)射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器(qì)提(tí)供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空(kōng)望(wàng)远镜其中一个关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探(tàn)测的结果(guǒ)，我(wǒ)们只能拭(shì)目以待了。费米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发(fā)现(xiàn)，如果暗物质(zhì)存在(zài)，它们(men)极有可能拥有另一种神秘的效应(yīng)，这(zhè)种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的一个(gè)重要因素。

如果这一理论(lùn)得到进(jìn)一步的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中(zhōng)的(de)暗(àn)物(wù)质会不会意味着(zhe)人类并(bìng)不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在通过这样的效应创(chuàng)造(zào)生命(mìng)。当然，这(zhè)些(xiē)推论的大肉莲花是什么东西，佛教肉莲花是什么东西前提是要先找到暗(àn)物质存在的实际(jì)证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质(zhì)到底存不存(cún)在(zài)呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支持是我(wǒ)更(gèng)新的动力！

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