宇宙是(shì)“人(rén)为制造(zào)”的？为何(hé)会存在科学无法解释的(de)“暗(àn)物质(zhì)”？暗(àn)物质(zhì)又究(jiū)竟是什么(me)？人类为了寻(xún)找暗物质(zhì)存在的证据，科(kē)学家(jiā)们在过去(qù)的几(jǐ)十年(nián)当中(zhōng)进行了(le)超过(guò)50次的长期实(shí)验，但是却(què)没有发现(xiàn)任何的有(yǒu)效证据。除了一个地方，在1687年出版(bǎn)的(de)自(zì)然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力(lì)定(dìng)律，它揭示了宇(yǔ)宙中天(tiān)体运动的规(guī)律(lǜ)。往后的几(jǐ)百(bǎi)年来，当(dāng)天文(wén)学(xué)家们发(fā)现某些(xiē)天体运行轨道出(chū)现异常(cháng)，不符合万有引力定律的时候(hòu)，他们就会知道(dào)，周围一定有未知的天体通过引力在摄动它(tā)的轨(guǐ)道(dào)。比如(rú)在1846年，奥本(běn)勒维耶(yé)就通过天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并且发现了海(hǎi)王星的(de)存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗星、冥王星(xīng)的发现(xiàn)都(dōu)是(shì)应用万有引力定(dìng)律(lǜ)所(suǒ)取得重大天文成就的例子。但(dàn)是(shì)这些发现(xiàn)都是在恒星系统的(de)尺(chǐ)度当中，可当我们上升到星(xīng)系或者是星(xīng)团的尺度，事情(qíng)就开始变(biàn)得诡异了(le)。

1933年，瑞(ruì)士的(de)物理学家弗里茨(cí)兹威基正在研(yán)究和测(cè)量(liàng)后发星(xīng)系团的(de)质量。这(zhè)是一个由数千个星(xīng)系(xì)所组成的巨大星系团，这些星(xīng)系被引力(lì)束(shù)缚在一起。测量星系团的质量一般(bān)会(huì)使(shǐ)用到(dào)两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致(zhì)，就可以确(què)定其质(zhì)量的(de)范围。

第一(yī)种是获(huò)得(dé)其"光(guāng)度学的(de)质量"，需要的数据是测量各个星(xīng)系的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是动力学质量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星系团中(zhōng)的各(gè)个星(xīng)系相对于(yú)星系团(tuán)的运动速度。当(dāng)测(cè)量(liàng)结果出来之(zhī)后，兹威(wēi)基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的(de)400倍。这(zhè)意味着(zhe)，后发(fā)座星系团有99%的(de)质量消失了，或(huò)者(zhě)说这99%的质(zhì)量并不(bù)以可见(jiàn)光(guāng)的(de)形(xíng)式所存在，我(wǒ)们无(wú)法看(kàn)到。最诡异的是，在测(cè)量速度的过程(chéng)中(zhōng)，兹(zī)威基发现星(xīng)系团中很多星系(xì)的速度比理论(lùn)上要快得多，按照牛顿的运动学(xué)定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所产生的引力(lì)是无法将它们束缚在(zài)星系团内的，它们(men)早(zǎo)就应该被(bèi)抛出星系团之外了(le)，除非有一(yī)种神秘的力量在(zài)起作(zuò)用，这种力量来源(yuán)于某种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分(fēn)不可见的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们(men)却占据(jù)着宇(yǔ)宙中绝(jué)大部分的质量。只是当时的人(rén)们对(duì)这样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之(zhī)后(hòu)，“暗窜天猴什么意思网络，窜天猴什么意思污(àn)物(wù)质”这个(gè)词才再一次出现。天文(wén)学家维拉鲁宾和肯(kěn)特福特在观测(cè)仙女座星系中(zhōng)的恒星运动(dòng)。理论上来说，距(jù)离中心(xīn)越(yuè)远的恒星在(zài)其轨(guǐ)道上的运行速(sù)度就会(huì)越慢。但是他们观(guān)测的结果却让人(rén)感到不可(kě)思议(yì)。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒星的旋转速(sù)度几(jǐ)乎保持不(bù)变。可是根据(jù)牛(niú)顿的万有(yǒu)引力定律，在星(xīng)系(xì)当(dāng)中如果没有(yǒu)足够大的(de)质量来(lái)吸引(yǐn)它们，这些外围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们会(huì)使用一种(zhǒng)相对标准的方法(fǎ)来解释(shì)暗(àn)物质的存在，这(zhè)种方法就是测量星系当中气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度(dù)。如果出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗(àn)物质的(de)力量(liàng)进入(rù)其中。

于是科学家(jiā)们通过射电望远镜测量了距(jù)离星(xīng)系中心更(gèng)远距离的氢元素，发现它们(men)的旋转速度并不(bù)符合牛顿的(de)力学定(dìng)律(lǜ)。我们的太阳系也(yě)不(bù)例外，太阳系(xì)位于银河系的第三(sān)悬臂之(zhī)上(shàng)，距离银河系中心(xīn)2.6万光年，根据(jù)万有引力定律进行计算(suàn)，太(tài)阳系的运行速(sù)度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度围绕(rào)银河系(xì)旋转(zhuǎn)，这个实际速度(dù)远远大于理论速度，那么产(chǎn)生以上这(zhè)种向心加速度的原(yuán)因(yīn)很可能就是存(cún)在着一(yī)种我们看不(bù)到的物(wù)质，是这些暗物质的(de)引力效应将星系聚集(jí)在了一起。

也(yě)是从(cóng)这时(shí)开(kāi)始，越来(lái)越多的研(yán)究人员开始相信暗物(wù)质的存在。科学家(jiā)根据星(xīng)系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗物质的(de)质量占(zhàn)整个星系(xì)质量的85%。但是，暗(àn)物质(zhì)并不是唯(wéi)一可以解释这个现(xiàn)象(xiàng)的原因。在一(yī)项新(xīn)的(de)研究当中，科学家们发(fā)现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上(shàng)的(de)微小差异。另外(wài)，天文(wén)学家还(hái)发(fā)现了一个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球(qiú)大(dà)约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是(shì)星系当(dāng)中存在的(de)恒星数量却只有银河系的(de)千分之(zhī)一。

所(suǒ)以在(zài)理论上(shàng)，该星系(xì)必须存在暗物质，否则就(jiù)会(huì)分崩离析(xī)。但(dàn)是科(kē)学家(jiā)们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时(shí)的(de)详细测量之(zhī)后(hòu)，发现(xiàn)星系中的(de)恒(héng)星运动是可(kě)以用正常的物(wù)质和力(lì)学定律来解释的。那么(me)又有人提出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经(jīng)被附近的另一个大星系(xì)剥离了(le)。奇怪的是，它(tā)的附近没(méi)有(yǒu)任(rèn)何星系存在。造成(chéng)这些现(xiàn)象的除了(le)暗物质的假说(shuō)之(zhī)外，另一种可能(néng)就是人类对(duì)引力(lì)的理解还不够全(quán)面，引力很可能(néng)在不同(tóng)尺度(dù)空(kōng)间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意味着(zhe)在行星系尺度中(zhōng)的(de)天体会沿着(zhe)它们的轨道，按(àn)照我们所理解的方(fāng)式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间的相互作用则是不同的方式(shì)。对于在星(xīng)系团之间的相(xiāng)互作用，科学家还引入了(le)外部场效应(yīng)的(de)概念，指的(de)是在数百万光年的规模(mó)上，巨大的质量之间(jiān)会产(chǎn)生对彼(bǐ)此(cǐ)特殊的效果(guǒ)，这(zhè)个理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意(yì)味(wèi)着我们需要对现在的物理定(dìng)律(lǜ)进(jìn)行(xíng)修正，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质(zhì)假(jiǎ)说理论(lùn)就此终结。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗(àn)物质存在的其他的理论证据，这些理论证(zhèng)据(jù)是蒙(méng)德(dé)理(lǐ)论所(suǒ)没法解释的(de)“引力(lì)透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的(de)子弹星系团，由(yóu)两个碰(pèng)撞的星系团所组成，类似这样的星团，它们大部(bù)分(fēn)的普通质量(liàng)都(dōu)在星系的气(qì)体当中。当星(xīng)团以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体(tǐ)的相互作用就会导致温度的急剧(jù)升高，速度大幅降低。所以在(zài)理论上(shàng)，在碰撞之(zhī)后(hòu)，子(zi)弹星(xīng)系团大部分(fēn)的质(zhì)量将位于所有这些气(qì)体所在的中间区域。那么我们通过什么来验证它的质量(liàng)区域到底是不是(shì)集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高(gāo)清(qīng)照片(piàn)，在照片中我们可以(yǐ)明显地看到很多星系似乎被拉伸产(chǎn)生了(le)巨大的(de)形变。其实这些星系(xì)本身(shēn)并不(bù)是真的(de)被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜(jìng)出了什么(me)问题，而(ér)是这样极遥(yáo)远的天(tiān)体和我们(men)地球(qiú)上的观(guān)测者(zhě)之间。被一个质量超级巨大的(de)天体遮挡，这个超大质量的(de)东西的引(yǐn)力，会使身后更遥(yáo)远星(xīng)系的光都发生了(le)扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个(gè)巨大的天体可能(néng)是超大质量(liàng)的黑洞或(huò)者是(shì)暗物质(zhì)。

所以当人(rén)们(men)对子弹星系团观测的时候，发现它(tā)的大质量区(qū)域并不是在中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好的解释(shì)方法就是当星团(tuán)发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被(bèi)观测到的质量气体(tǐ)被(bèi)卡在了(le)中(zhōng)间，暗物质则直接(jiē)通过(guò)了这个区域，并(bìng)在(zài)两边形成了引(yǐn)力(lì)透镜(jìng)。对子弹星(xīng)系团的(de)引力透镜研(yán)究也(yě)被认(rèn)为是暗物质存在的(de)迄(qì)今为止最(zuì)好的理论证(zhèng)据。

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除此(cǐ)之外，还有来自宇宙当(dāng)中最(zuì)古老(lǎo)的光(guāng)。从宇宙大(dà)爆炸(zhà)开始，38万(wàn)年之后，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地(dì)穿越在宇宙(zhòu)当中了。经(jīng)过(guò)了130多亿(yì)年之后(hòu)，这(zhè)些光(guāng)在宇宙空间背景(jǐng)上(shàng)留下了(le)各相同(tóng)性的微波辐射。其中红色的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝(lán)色则表示相对较冷的区域，但实际上它们之间(jiān)的(de)温差(chà)只有万分之一。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分(fēn)离后(hòu)的(de)二值(zhí)图像进行连通域提取和标记(jì)之(zhī)后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有暗(àn)物质，图形(xíng)看(kàn)起(qǐ)来不应该(gāi)是这样的，而(ér)随(suí)着暗物质的(de)增加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的(de)测量值，我们需要(yào)的暗(àn)物质(zhì)大(dà)约是普(pǔ)通物质的(de)5倍。这个数(shù)字与(yǔ)解释星(xīng)系当中恒星运动所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了(le)一个简单的(de)理论框架，就很好地解释了很(hěn)多不同的(de)观(guān)测结果(guǒ)。而(ér)暗(àn)物(wù)质的本质就是(shì)宇宙当中存在着(zhe)某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒(lì)子(zi)，它们不参(cān)与任何其(qí)他(tā)的(de)电(diàn)磁作用，只通(tōng)过引力来(lái)相互作用。所以如(rú)果能够找(zhǎo)到这种粒子(zi)的存(cún)在(zài)，就相当于找到了暗物质存在(zài)的实(shí)际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子到(dào)底(dǐ)是什么？科学家们(men)已(yǐ)经提出(chū)了数十种的假想(xiǎng)目标，而要(yào)寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需要的实验方式也(yě)不相同(tóng)。在(zài)过(guò)去(qù)的几(jǐ)十年当中，人类为了寻(xún)找这(zhè)些(xiē)看不见、摸(mō)不到，几乎不会与(yǔ)常规物质(zhì)相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学(xué)家们(men)已经进(jìn)行了超过50次的(de)实验，却(què)没有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意大利的(de)格兰萨索山(shān)，隶属于阿(ā)尔卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米处的(de)地下(xià)矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地学(xué)实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探(tàn)测器，一直致力于寻找暗物(wù)质粒子的周(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(xìn)号。经过了20多年(nián)的数据(jù)收集，人们发现了一(yī)个(gè)有趣的事情。探(tàn)测率会在每年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月降(jiàng)到最低，而且在20年当中每年(nián)都是一样。一些科(kē)学家认为这可能是人类发现暗物质(zhì)的第一个直(zhí)接证据。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周期性的年度信号呢(ne)？刚才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么(me)如果暗物质(zhì)存在宇(yǔ)宙当中，这意(yì)味着我(wǒ)们也(yě)在以这样的速度在穿(chuān)越着暗物质流，这个过程中会产生相应的(de)振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的速度(dù)围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋(xuán)转。所以有半(bàn)年(nián)的(de)时间(jiān)，地(dì)球围绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银河系的方向是(shì)一致的，而另外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的(de)方向正好(hǎo)达到完全一(yī)致，这是理(lǐ)论上地球穿越暗(àn)物质流(liú)最快的(de)时段。而在11月份(fèn)，又恰(qià)好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的(de)情况(kuàng)中，太阳系相对银河系(xì)的平面呈现了(le)60度的倾斜，但是这并不影(yǐng)响(xiǎng)这个理论的有效性(xìng)。

因此科学(xué)家(jiā)认为这可以用来解释，研(yán)究人员们所观测到(dào)的周期(qī)性(xìng)信号(hào)。当然也(yě)可能有其他的(de)情况，造成这种年度周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿(shī)度、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚(shèn)至连意大利游客的数量也符合这(zhè)个周期的规律。

所以，科学家们又在(zài)南半(bàn)球(qiú)建立了一个几乎相(xiāng)同的(de)实验室，这里的季节与(yǔ)之(zhī)前的实验室正好相反(fǎn)，而在这里，地(dì)球穿过(guò)暗物质流的运(yùn)动特征(zhēng)和第一个实验室是一样的。

因此，如(rú)果(guǒ)在这里可以得到相同的信号，就可(kě)以(yǐ)成为暗物质(zhì)所存在的非(fēi)常有力的证据了(le)。但是由于(yú)这个(gè)实(shí)验室(shì)刚刚建(jiàn)成不久，所以截至目前还无法提供(gōng)相(xiāng)应的数(shù)据支持(chí)。另(lìng)外，在2025年(nián)，NASA将会发(fā)射一台新的望(wàng)远镜，这台太空望(wàng)远镜叫(jiào)做“南(nán)希格雷(léi)斯罗(luó)曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格(gé)雷斯(sī)罗曼太空望远镜其(qí)中一个关键的用(yòng)途就(jiù)是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对于探(tàn)测的(de)结果，我们只能(néng)拭(shì)目以待(dài)了(le)。费米实(shí)验室(shì)粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究(jiū)发现，如果(guǒ)暗(àn)物质存在，它们(men)极(jí)有可能拥(yōng)有(yǒu)另(lìng)一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的(de)诞(dàn)生，或(huò)者说是生命进化(huà)的一个重要因(yīn)素。

如果这一(yī)理论得到(dào)进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物质会不会意(yì)味着人(rén)类并不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当中某个角落(luò)的(de)行星上，暗(àn)物质正在通过(guò)这(zhè)样的效(xiào)应创造(zào)生命(mìng)。当然，这些推论的(de)大前提是要先找到暗(àn)物质存(cún)在的实际(jì)证(zhèng)据。那么小伙伴们，你们觉得暗物(wù)质到底(dǐ)存不(bù)存(cún)在呢(ne)？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持是我更新的动力！

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