宇宙(zhòu)是“人为制造(zào)”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗物质存在的证据(jù)，科(kē)学(xué)家(jiā)们在(zài)过去的几十年当中进行(xíng)了超过50次的(de)长期实验，但是却没有(yǒu)发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数(shù)学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引(yǐn)力定(dìng)律，它揭(jiē)示了宇宙中天体运动的(de)规律(lǜ)。往后的几百年来，当(dāng)天文学(xué)家(jiā)们发(fā)现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有引力定(dìng)律的(de)时候(hòu)，他(tā)们就会知道(dào)，周围(wéi)一(yī)定有未知的天体通过引力在摄动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如(rú)在1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶(yé)就(jiù)通过(guò)天王(wáng)星运行轨道(dào)的异常，推算并(bìng)且发现(xiàn)了海(hǎi)王星(xīng)的(de)存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥(míng)王星(xīng)的发现都是(shì)应用万有引力定律所取(qǔ)得重大天文成就的例子。但是(shì)这些发现都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中，可当我们上升到(dào)星(xīng)系或者(zhě)是(shì)星团的尺度(dù)，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测量后(hòu)发星系团的质(zhì)量(liàng)。这是(shì)一个由数千个星系所组成的巨大(dà)星(xīng)系团(tuán)，这些星(xīng)系被引(yǐn)力束(shù)缚在(zài)一(yī)起。测(cè)量(liàng)星系团的质量一般会使用(yòng)到两种方法，当两(liǎng)种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其质量的范(fàn)围。

第一(yī)种是获得其(qí)"光度学(xué)的质(zhì)量"，需(xū)要的数据是测量各个星系(xì)的(de)光(guāng)度(dù)。

第二(èr)种是(shì)动力学质量的计算，是利用(yòng)光谱红移测量(liàng)星(xīng)系团中的各个(gè)星系相对于星(xīng)系团的运(yùn)动速(sù)度。当(dāng)测(cè)量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵了(le)，“动力学质量(liàng)”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后(hòu)发座星(xīng)系团有(yǒu)99%的质(zhì)量(liàng)消失了，或者说这(zhè)99%的质量并(bìng)不以(yǐ)可见光的形式(shì)所存在，我们(men)无法看到。最诡异的是，在测(cè)量速度(dù)的(de)过程中，兹威基(jī)发现星系(xì)团中很多星系的速度(dù)比理论上要快得多，按(àn)照牛顿的(de)运(yùn)动(dòng)学(xué)定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所(suǒ)产生的引(yǐn)力(lì)是无法将它们束缚在星系团内的，它们(men)早就应该(gāi)被抛出(chū)星系团之外了(le)，除非(fēi)有(yǒu)一种神(shén)秘的力量在(zài)起作用，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据此，兹(zī)维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它不(bù)发(fā)散光(guāng)、吸光、反射光，但(dàn)是它们却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分(fēn)的质(zhì)量。只(zhǐ)是当时(shí)的人们对这样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物质”这个(gè)词(cí)才再一(yī)次出(chū)现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特福特(tè)在(zài)观测仙(xiān)女座星(xīng)系中(zhōng)的(de)恒星(xīng)运动。理论(lùn)上来说，距(jù)离(lí)中心越远的恒(héng)星在其轨道上的运行速度就会(huì)越慢。但是他们(men)观测的结果却让人(rén)感到不(bù)可思议(yì)。

随(suí)着与中心距离(lí)的增加，恒星的(de)旋(xuán)转速度几乎保持不变。可是根据牛(niú)顿的万有引力定(dìng)律，在星系当中如(rú)果没有足够大(dà)的质量来吸引它们，这些外(wài)围(wéi)的(de)恒星早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种(zhǒng)现象，科学家们(men)会使用一种相对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方法就(jiù)是测(cè)量(liàng)星系当中气体在X轴上距离星(xīng)系中心(xīn)的距离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上(shàng)气(qì)体的旋转速度。如(rú)果(guǒ)出现异常的结果(guǒ)，就认为是(shì)由暗物质的力(lì)量进(jìn)入其中。

于是科学家们通过射(shè)电望远镜测(cè)量了距离星系中心更远距离的氢元素，发现它们的旋转速度并不符合(hé)牛顿的力(lì)学(xué)定律(lǜ)。我们的太阳系也不例外，太阳(yáng)系位于银(yín)河系(xì)的(de)第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据(jù)万(wàn)有引力定律进行计算，太阳系的运(yùn)行(xíng)速度应该是(shì)160千(qiān)米/秒(miǎo)，但(dàn)实际(jì)上，太阳(yáng)系正在以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕银河系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度(dù)远远大于理论速度，那(nà)么产生以上这种向心加速度的原因很(hěn)可能就是存在着一(yī)种我(wǒ)们看(kàn)不到(dào)的物(wù)质，是(shì)这(zhè)些暗(àn)物质的引力效应将星系(xì)聚集在了(le)一起。

也是(shì)从这时开始，越来越多的(de)研究(jiū)人(rén)员(yuán)开始相信(xìn)暗(àn)物质的存在。科学家(jiā)根据(jù)星系外恒星轨道的速度，估(gū)算(suàn)在星(xīng)系(xì)当中暗物(wù)质的质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一可(kě)以解释这个(gè)现象的原因(yīn)。在一项(xiàng)新的研究(jiū)当(dāng)中，科学(xué)家们发现(xiàn)，几乎没有引力效(xiào)应的遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上的微小(xiǎo)差异(yì)。另外，天文学家还发现了一个(gè)反常的星(xīng)系，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约2.5亿(yì)光年(nián)，大小和银河系不多，但(dàn)是(shì)星系当中(zhōng)存在的恒星数(shù)量却只有(yǒu)银河系的千分之(zhī)一。

所以在理论上，该(gāi)星(xīng)系必须存在暗物(wù)质，否则(zé)就会分(fēn)崩(bēng)离析。但(dàn)是科学家们使用最先进的望远镜对其进行了(le)40个(gè)小时的详细测量之(zhī)后，发现星(xīng)系中的恒星(xīng)运(yùn)动是可以用(yòng)正常(cháng)的物质和力学定律来解(jiě)释(shì)的。那么又有人提(tí)出，也许该星(xīng)系的(de)暗物质，已经被附近的另一个大(dà)星系(xì)剥离(lí)了。奇怪(guài)的是，它的(de)附近没有(yǒu)任何星(xīng)系存(cún)在(zài)。造(zào)成(chéng)这(zhè)些(xiē)现(xiàn)象的除了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人类对引力的理解还(hái)不够(gòu)全面，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中的工(gōng)作(zuò)方式(shì)是不(bù)同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按(àn)照我(wǒ)们所理解的(de)方(fāng)式运动。但是上升(shēng)到(dào)星系和星团(tuán)的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则(zé)是(shì)不同的方式。对于在星系(xì)团之(zhī)间(jiān)的相(xiāng)互作用，科学家还引(yǐn)入(rù)了外部(bù)场效应的概念，指的是(shì)在数百万光年的规模上，巨(jù)大的质量(liàng)之间会产生对(duì)彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立，这意味(wèi)着我们需要对现在的物理(lǐ)定(dìng)律(lǜ)进(jìn)行修正，这(zhè)些(xiē)发(fā)现也让(ràng)很多人认为(wèi)暗物质假说(shuō)理论就(jiù)此终结。但是在宇(yǔ)宙当中(zhōng)还有关于暗物质(zhì)存在的其他的理(lǐ)论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德(dé)理论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年(nián)的子(zi)弹星系团，由(yóu)两个碰撞(zhuàng)的星系团(tuán)所组(zǔ)成(chéng)，类似这样的星团，它们大(dà)部分(fēn)的普(pǔ)通质量都(dōu)在星(xīng)系(xì)的气体当中。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公里/小时(shí)发生碰撞的时(shí)候，星际气体的(de)相互作用就会(huì)导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大(dà)幅降低。所(suǒ)以在(zài)理论(lùn)上，在碰撞之(zhī)后，子(zi)弹星(xīng)系团大部(bù)分的(de)质量将(jiāng)位于所有这些气体(tǐ)所在的中间区域。那么我(wǒ)们(men)通过什么(me)来验证(zhèng)它的质量区(qū)域到(dào)底是(shì)不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第(dì)一张全彩的高清照(zhào)片，在照片中我们可以明显地(dì)看到很多星(xīng)系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大(dà)的形变。其(qí)实这些(xiē)星(xīng)系本(běn)身(shēn)并不是真的被扭曲了(le)，也(yě)不是韦伯望远镜出(chū)了(le)什么问(wèn)题，而(ér)是这样极遥远的天(tiān)体和(hé)我们地球(qiú)上的观测(cè)者之间。被一个质(zhì)量超级(jí)巨大的天体遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后更遥远星(xīng)系的(de)光都发生了扭曲。这个现象就是(shì)引(yǐn)力透(tòu)镜(jìng)效(xiào)应。这个巨(jù)大的(de)天体可能(néng)是(shì)超大质量的黑(hēi)洞或者是(shì)暗物质。

所以当人们对(duì)子弹(dàn)星系团(tuán)观测的时候，发(fā)现它的大质量区域并不是在中间，而是在两(liǎng)侧。所(suǒ)以最好的解(jiě)释方(fāng)法就是(shì)当星团发生全部的碰撞时，可被观测(cè)到的质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了(le)这(zhè)个区(qū)域，并在两边形成(chéng)了引力透镜(jìng)。对子(zi)弹星系(xì)团的引力透镜研究也(yě)被认为是暗物质存在的(de)迄今为止最好的理论证据。

除此(cǐ)之(zhī)外，还有(yǒu)来自宇宙当中最(zuì)古老的(de)光(guāng)。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见(jiàn)光(guāng)终于(yú)可以(yǐ)畅通无阻地穿(chuān)越(yuè)在宇宙当中了。经(jīng)过了130多(duō)亿年之后，这些光在宇宙空间背(bèi)景上(shàng)留下了各相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色的部分(fēn)表示(shì)温度较高的区(qū)域(yù)，蓝(lán)色则(zé)表示(shì)相对较(jiào)冷(lěng)的(de)区域(yù)，但实际上它们之间的温差(chà)只有万分之一。

科学家们(men)通过对(duì)前景背景分(fēn)离后的二值图像(xiàng)进(jìn)行连(lián)通域(yù)提取和标(biāo)记之后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有(yǒu)暗物(wù)质，图形看起(qǐ)来不应该是这样的(de)，而随着暗物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会减小，才(cái)变得看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的测量值，我(wǒ)们需要的暗物质大约是(shì)普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中(zhōng)恒星运(yùn)动所需要的暗(àn)物(wù)质比(bǐ)例是一致的。这就意味着。

用了一个辣妹是夸人还是骂人的，辣妹是夸人还是骂人的话简(jiǎn)单(dān)的(de)理论框架(jià)，就(jiù)很好(hǎo)地(dì)解释了很多(duō)不同的观测结果。而暗(àn)物质的本质就是宇(yǔ)宙当中存在(zài)着某种类型的粒子，它(tā)们(men)不参(cān)与任何其他(tā)的电磁作用(yòng)，只通过引力来相互(hù)作(zuò)用。所以如果能够找到这种粒子的(de)存在，就相当于(yú)找到了暗物(wù)质存在的(de)实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提(tí)出了数十种(zhǒng)的假(jiǎ)想目标，而要(yào)寻(xún)找这些不同的(de)目(mù)标(biāo)粒子所需要(yào)的实验方式也不相同。在(zài)过去(qù)的几十年当中，人类为(wèi)了寻找这些(xiē)看不见、摸不到(dào)，几乎不会(huì)与常规物质相互(hù)作用的“暗物质”，科学家们(men)已经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除(chú)了一个(gè)地方，意(yì)大利的格兰萨(sà)索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米(mǐ)处的(de)地下矿(kuàng)井(jǐng)当(dāng)中，藏(cáng)着地球上最大(dà)的(de)地学(xué)实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探测器(qì)，一直(zhí)致(zhì)力(lì)于(yú)寻找暗物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学家声称观测到了某种信号。经(jīng)过(guò)了20多(duō)年的数据(jù)收集，人们(men)发现(xiàn)了一个有趣的(de)事情(qíng)。探(tàn)测率会在每年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一些科(kē)学家认为这可(kě)能是人(rén)类发现(xiàn)暗物质(zhì)的第(dì)一个直接证据(jù)。

但是(shì)为什么暗物质会产(chǎn)生周期性的年度(dù)信号(hào)呢？刚才我们讲了太阳系正在(zài)以(yǐ)220公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕着银(yín)河(hé)系进行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当(dāng)中，这意(yì)味着我(wǒ)们(men)也在以这(zhè)样的速度在穿越着暗物质流，这个(gè)过程中会产生相应的振荡，同辣妹是夸人还是骂人的，辣妹是夸人还是骂人的话时地(dì)球又以30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行旋(xuán)转。所以有半年的时间，地(dì)球(qiú)围(wéi)绕太(tài)阳(yáng)的方向与太(tài)阳环绕银河系的方(fāng)向是一致的，而另外半(bàn)年(nián)则与之(zhī)相(xiāng)反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳(yáng)的方向正好达到完全一致，这是理论上地球穿(chuān)越(yuè)暗(àn)物质流最快(kuài)的时(shí)段。而(ér)在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的情况中，太(tài)阳系(xì)相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不(bù)影(yǐng)响这个理论的有(yǒu)效(xiào)性。

因此科学家认为这可以用来解释，研究(jiū)人员们所观测到的周期性信号。当然也可能有其他的(de)情况，造成这(zhè)种年度周期信号的差异也可能是温度、湿(shī)度、土壤(rǎng)中的(de)水(shuǐ)分、高(gāo)山(shān)上的积雪，甚(shèn)至(zhì)连意大利游客的数量也符合这(zhè)个周(zhōu)期的规律。

辣妹是夸人还是骂人的，辣妹是夸人还是骂人的话a-w="1545" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/8743f9db0f4ec1b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以，科学家(jiā)们又在南半球(qiú)建立了一个几乎相(xiāng)同的实验(yàn)室(shì)，这里(lǐ)的季节与之前的实验(yàn)室(shì)正好(hǎo)相反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这(zhè)里可(kě)以得到(dào)相同的信号，就可(kě)以成为暗(àn)物质所存在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由于这个实(shí)验室刚刚建成不(bù)久，所以截至目前(qián)还无法提(tí)供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜，这台太空望远镜(jìng)叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽视场仪器提(tí)供的视(shì)野是哈勃红外仪(yí)器(qì)的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中一个关键的用途就是(shì)探索暗物(wù)质(zhì)背后的(de)奥秘，对(duì)于探测的结果，我们只能拭目以待了。费米实验(yàn)室粒子天体物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀和(hé)贾森(sēn)斯特芬研究(jiū)发现，如果暗物质存(cún)在(zài)，它们极(jí)有(yǒu)可能拥有另一种神秘(mì)的效应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持宇(yǔ)宙当中生命的诞生(shēng)，或(huò)者说(shuō)是(shì)生(shēng)命(mìng)进化的(de)一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得到进(jìn)一步(bù)的证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的(de)暗(àn)物质会不会意味着人类(lèi)并不孤单(dān)呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角落的行星上，暗物质(zhì)正(zhèng)在通过这样的效应创造(zào)生命(mìng)。当然，这些推论(lùn)的大前提是要先找到暗物质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们(men)，你们觉得暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你(nǐ)的(de)支(zhī)持(chí)是(shì)我(wǒ)更新的动(dòng)力！

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