宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无法(fǎ)解释的“暗(àn)物(wù)质”？暗物(wù)质又(yòu)究竟(jìng)是(shì)什么？人类为(wèi)了(le)寻找(zhǎo)暗物质存(cún)在的(de)证据，科学家们(men)在(zài)过去(qù)的几十年(nián)当中进行了超过50次的长期(qī)实验，但是却(què)没(méi)有发现(xiàn)任何(hé)的有效(xiào)证据。除了(le)一(yī)个地方，在(zài)1687年出(chū)版的自然哲学(xué)数(shù)学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发(fā)表了(le)万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往后的(de)几百年来，当天文学家们发现(xiàn)某些天体运行轨道出现异(yì)常，不符合万有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有未知的(de)天(tiān)体(tǐ)通(tōng)过引力(lì)在摄动它(tā)的轨道(dào)。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶(yé)就通(tōng)过(guò)天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并且(qiě)发(fā)现(xiàn)了海王星的存在(zài)。另(lìng)外，哈(hā)雷(léi)彗星、冥王星的发(fā)现都是应用万(wàn)有(yǒu)引力定律所取得重大天文(wén)成就的例(lì)子。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我(wǒ)们(men)上升(shēng)到星系或者是星团的尺度，事(shì)情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里(lǐ)茨兹威(wēi)基正(zhèng)在研究和(hé)测量后发星系团的质量。这是一个由数千个星系所组成的巨大(dà)星系团(tuán)，这些星系被引力束缚在(zài)一(yī)起。测量星(xīng)系团的(de)质量一般会使用(yòng)到两种方法，当两种方法结果一致，就可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种是获(huò)得其(qí)"光度学(xué)的质量"，需(xū)要的数据是测(cè)量各个星系的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是动力学质量的计算，是利用光谱红移测量星系团(tuán)中(zhōng)的各个星系相对(duì)于星系团的运动(dòng)速(sù)度。当测量结果(guǒ)出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然(rán)是“光度学质量”的(de)400倍(bèi)。这意味着，后发座(zuò)星系(xì)团有99%的(de)质量消失(shī)了，或(huò)者说这99%的(de)质量并不以可见光的形式所存在，我们无法看到。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测量速度的过程中，兹威(wēi)基发现星系团(tuán)中很(hěn)多(duō)星系(xì)的(de)速度比理论上要快(kuài)得多，按照牛顿的(de)运(yùn)动学定律，仅靠这(zhè)些可见(jiàn)星系的质量(liàng)所(suǒ)产(chǎn)生的(de)引力(lì)是无法将它们束缚(fù)在(zài)星系团内的，它(tā)们早就应该(gāi)被抛出星系(xì)团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质(zhì)。

据(jù)此，兹维基提出了这样部分不(bù)可见的(de)暗(àn)质(zhì)，它不(bù)发散光(guāng)、吸(xī)光(guāng)、反射光，但是它们却占据着(zhe)宇宙中绝(jué)大部分的(de)质量(liàng)。只是(shì)当时的人们对这样的(de)一种说法不屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这(zhè)个词才再一次出(chū)现(xiàn)。天文学家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在(zài)观测仙女座(zuò)星系中的恒(héng)星运(yùn)动(dòng)。理论上来说(shuō)，距(jù)离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上(shàng)的(de)运行速度(dù)就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到不可思(sī)议(yì)。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速(sù)度(dù)几乎(hū)保持不(bù)变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力(lì)定(dìng)律(lǜ)，在星(xīng)系当中如果没有(yǒu)足够大的质量来吸引它们(men)，这些外围的恒星早就(jiù)被(bèi)甩(shuǎi)到宇宙当中了。基于这种现象，科学家(jiā)们会使用一种相(xiāng)对标准的方(fāng)法来解(jiě)释暗物质的存(cún)在，这(zhè)种方法就是测量星系当中(zhōng)气体(tǐ)在X轴上距离星系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出现异常的(de)结果，就认为(wèi)是(shì)由暗物质(zhì)的力(lì)量进(jìn)入其中。

于是科学家们(men)通(tōng)过射电(diàn)望(wàng)远镜测量了距离(lí)星系中心更远(yuǎn)距离(lí)的氢元素，发现它(tā)们的旋(xuán)转速(sù)度并不符(fú)合牛顿的力学定律。我们的太(tài)阳系也(yě)不例(lì)外，太阳(yáng)系位于银(yín)河系的第三悬臂之上，距离(lí)银河(hé)系中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定律进行(xíng)计算，太阳(yáng)系的运行速度(dù)应该是160千(qiān)米(mǐ)/秒(miǎo)，但实际(jì)上(shàng)，太(tài)阳系(xì)正在以(yǐ)220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围绕银河系旋转，这个(gè)实际速度远远大于理论速度，那么产生以上(shàng)这种向心加速度的(de)原因很可能就是(shì)存(cún)在着一种我(wǒ)们(men)看不(bù)到的物(wù)质，是这些暗物质的引(yǐn)力效应将(jiāng)星系聚(jù)集(jí)在了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越多的研究人(rén)员开始相信暗物质(zhì)的存在。科学(xué)家(jiā)根据(jù)星(xīng)系外恒星轨(guǐ)道(dào)的速度，估算(suàn)在(zài)星系当中暗物(wù)质的(de)质量占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物质并不(bù)是唯(wéi)一可以解(jiě)释这个现象的原(yuán)因。在一项新的研(yán)究当中，科学(xué)家们发现，几乎没有(yǒu)引力效应(yīng)的(de)遥远恒星之间，也会出现速度上的微(wēi)小差异。另外，天文(wén)学家还(hái)发(fā)现了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地(dì)球大约2.5亿光年(nián)，大小和银河(hé)系不(bù)多，但是星系当中(zhōng)存在(zài)的恒星数量却只(zhǐ)有银河(hé)系的千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就(jiù)会分(fēn)崩离析。但(dàn)是科学(xué)家们(men)使用最(zuì)先进(jìn)的望远镜对其进行了40个小时的(de)详细(xì)测量之(zhī)后，发现星系中的(de)恒星运动(dòng)是可以用正常的物质和力学定律来解释的。那(nà)么(me)又有人(rén)提出，也许该(gāi)星系的(de)暗物质，已经被附近的另一个大(dà)星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的附(fù)近(jìn)没(méi)有任何星系(xì)存在。造(zào)成这些现象的除了(le)暗物质的假说(shuō)之(zhī)外(wài)，另一种可(kě)能就(jiù)是人类对引力的(de)理解还不够(gòu)全面，引力(lì)很可能在不同尺度空间中的(de)工(gōng)作方式(shì)是不同(tóng)的，这意味(wèi)着在行星(xīng)系(xì)尺度(dù)中的天体会沿着它们的(de)轨道(dào)，按照我们(men)所理解的(de)方式运动。但是上升到(dào)星(xīng)系和星团的尺度(dù)，引(yǐn)力之间的相互作(zuò)用则是不同(tóng)的方式。对于在(zài)星系(xì)团之间(jiān)的相(xiāng)互作用，科学家还引(yǐn)入(rù)了外(wài)部场效应的概念，指的是在(zài)数百万光年的(de)规模(mó)上，巨大(dà)的质量之间(jiān)会产生对彼此(cǐ)特殊的效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这(zhè)意味着(zhe)我们需要对现在的物理定律进(jìn)行修正(zhèng)，这些发(fā)现也让很(hěn)多人认为暗物质假说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当(dāng)干腊肉特别硬怎么处理，腊肉太干太硬变软小妙招中(zhōng)还(hái)有关于暗物(wù)质存(cún)在的其他的理论证据，这(zhè)些理(lǐ)论证据是蒙德(dé)理(lǐ)论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径(jìng)向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团(tuán)，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所组成，类似(shì)这样的(de)星团，它们大部分的普通质(zhì)量都(dōu)在星(xīng)系(xì)的气体(tǐ)当(dāng)中。当星(xīng)团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时候，星际气体的相互作用就会导致温度的急(jí)剧(jù)升高，速(sù)度大幅(fú)降低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系(xì)团大部分的质量将(jiāng)位(wèi)于所有这些(xiē)气体所在的中间区域。那(nà)么我们通过什么来验证它的质量区(qū)域到底(dǐ)是不(bù)是集中在中间呢？前不久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太空(kōng)望远(yuǎn)镜传回(huí)了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的高(gāo)清照片，在照片中我们可以明显地看到很多(duō)星系似(shì)乎被(bèi)拉伸(shēn)产生了巨大的形变。其实这(zhè)些星系本身并不(bù)是真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样(yàng)极遥远的天体和(hé)我们地球上的观测(cè)者之(zhī)间。被一(yī)个质量超级(jí)巨(jù)大的天体遮挡，这个超大质量的东西的(de)引力，会使身(shēn)后更遥远星系(xì)的光都发生了扭(niǔ)曲。这(zhè)个现象就是(shì)引力透(tòu)镜效应。这个巨大的天体可能(néng)是超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测的时候，发现它的大质量(liàng)区域并不是在中间，而是在两侧(cè)。所以最(zuì)好的解释方(fāng)法就是当(dāng)星团发(fā)生全部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡在了(le)中间，暗物质(zhì)则(zé)直接通过(guò)了这个区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子弹星系团的(de)引力透镜研究也被(bèi)认为(wèi)是(shì)暗物质存在的(de)迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除(chú)此之外，还有来自(zì)宇宙(zhòu)当中最古老的光(guāng)。从宇宙大(dà)爆炸开始(shǐ)，38万年(nián)之(zhī)后，可见光(guāng)终于(yú)可以(yǐ)畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了(le)130多(duō)亿(yì)年(nián)之后，这些光(guāng)在宇宙空间背(bèi)景(jǐng)上留下了各(gè)相同性的微波辐射。其中红色的部分表示温(wēn)度较高的区(qū)域，蓝(lán)色则(zé)表示(shì)相对较冷的区域(yù)，但实(shí)际上它们(men)之(zhī)间的(de)温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们(men)通过对(duì)前景背景(jǐng)分离后的(de)二值图(tú)像(xiàng)进(jìn)行连(lián)通域(yù)提取(qǔ)和标记之后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有暗物(wù)质，图形看起来(lái)不应该是这(zhè)样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的幅(fú)度(dù)会减小，才变得(dé)看(kàn)起(qǐ)来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的测(cè)量值，我们(men)需(xū)要的暗(àn)物质大(dà)约是(shì)普通(tōng)物质(zhì)的5倍。这个数(shù)字与(yǔ)解释星(xīng)系当中恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)所需要的暗物质比例(lì)是一致的。这就意味着。

用了(le)一(yī)个简(jiǎn)单的(de)理论框(kuāng)架(jià)，就很好地解释了很多(duō)不同的观(guān)测结果。而(ér)暗物质的本质就是(shì)宇宙当中存(cún)在着(zhe)某种类型的粒(lì)子，它们不参(cān)与(yǔ)任何其他的(de)电磁作用，只通过引力来(lái)相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于(yú)找到了暗物质存在的实际(jì)证(zhèng)据。这(zhè)种(zhǒng)粒(lì)子到(dào)底是什么？科学家们(men)已(yǐ)经提出(chū)了数十种的假(jiǎ)想目(mù)标(biāo)，而要寻找这些不同的目标粒(lì)子(zi)所需要的实验方式(shì)也不相同。在过去的几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类(lèi)为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科(kē)学家们已经(jīng)进行了超过(guò)50次(cì)的实验(yàn)，却没有任何实(shí)质性的发现，除了(le)一个地方，意大(dà)利的格(gé)兰萨索山(shān)，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下(xià)1400米处(chù)的(de)地下(xià)矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大的地学实验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层(céng)楼高的探测器，一(yī)直致(zhì)力于寻找暗(àn)物质粒子的周(zhōu)期性(xìng)震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到(dào)了(le)某种信号(hào)。经过了(le)20多(duō)年(nián)的数据收集，人们(men)发现了一个有趣的事情(qíng)。探(tàn)测率会(huì)在每(měi)年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月降到最低，而且(qiě)在(zài)20年(nián)当中每年都是(shì)一样。一些科学家认为(wèi)这可能是人类(lèi)发现暗物质的(de)第一(yī)个直接证据。

但是为什么暗物质会(huì)产生(shēng)周期(qī)性的(de)年度信号(hào)呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正(zhèng)在(zài)以220公里(lǐ)/秒(miǎo)的(de)速度围绕(rào)着银河系进行移动，那(nà)么如果(guǒ)暗物质存在(zài)宇宙当(dāng)中，这意味着我(wǒ)们也(yě)在(zài)以这样的速度(dù)在(zài)穿(chuān)越着暗(àn)物质流(liú)，这个过程中会产生相应(yīng)的(de)振荡，同时(shí)地(dì)球又以(yǐ)30公里/秒的(de)速度(dù)围绕(rào)太阳进行旋(xuán)转。所以(yǐ)有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向(xiàng)与太阳环绕银河系的方向是一致(zhì)的(de)，而另外半年则(zé)与之(zhī)相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳的(de)方向正好达到完全一致(zhì)，这是理论上地球穿越(yuè)暗物质流最(zuì)快(kuài)的时段。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际的情(qíng)况中，太阳系相对(duì)银(yín)河系(xì)的平(píng)面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并(bìng)不影响(xiǎng)这个(gè)理论(lùn)的有效性。

因此科(kē)学家认为这可以用来解释，研(yán)究(jiū)人员们所观测到的周期性信号(hào)。当然也可能(néng)有其他的情(qíng)况，造成这(zhè)种年度(dù)周(zhōu)期信号的差(chà)异也可(kě)能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客的数量也符合这个周期的规律。

所以，科(kē)学(xué)家们又在南(nán)半球建立了一个几乎相同(tóng)的(de)实验室，这(zhè)里的季节与之前的实验(yàn)室正好(hǎo)相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物质(zhì)流(liú)的(de)运动(dòng)特征和第一个实(shí)验(yàn)室是一样(yàng)的。

因(yīn)此，如果在(zài)这里可(kě)以得到相同的(de)信号，就可以成为(wèi)暗物质所(suǒ)存在(zài)的非(fēi)常有力的证据了。但(dàn)是由于这个实验(yàn)室刚刚(gāng)建成不久，所以截(jié)干腊肉特别硬怎么处理，腊肉太干太硬变软小妙招至目前(qián)还无法提(tí)供相应的数据支(zhī)持(chí)。另(lìng)外，在2025年，NASA将会(huì)发(fā)射一台新的(de)望(wàng)远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫(jiào)做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈(hā)勃望远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器提(tí)供的视野是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键的用途(tú)就是探(tàn)索暗物质背(bèi)后的奥(ào)秘，对(duì)于探测的结果，我们只能拭目以待了。费(fèi)米实(shí)验室(shì)粒子(zi)天(tiān)体物(wù)理(lǐ)中心的科学家(jiā)丹(dān)琥(hǔ)珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发(fā)现(xiàn)，如果暗物质存在(zài)，它们极有可能拥有另(lìng)一种神秘的效应，这(zhè)种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的(de)诞生，或者说是生命进化(huà)的一个重(zhòng)要因素。

如果这一理论得到(dào)进(jìn)一步的证实，那么(me)遍布宇(yǔ)宙当中(zhōng)的暗物(wù)质会(huì)不会意(yì)味着人类并不孤(gū)单(dān)呢？或(huò)许在(zài)宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通过这(zhè)样的效应创造生命。当(dāng)然(rán)，这些推论的(de)大前提是要(yào)先找到暗物质存在的实(shí)际证据(jù)。那(nà)么小伙(huǒ)伴们(men)，你们觉得暗物(wù)质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你(nǐ)的支持(chí)是我更新的(de)动(dòng)力！

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