宇宙是“人(rén)为制造”的？为何会存在科学无(wú)法解释的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟是什(shén)么(me)？人类为了寻找暗物质存在(zài)的证据，科学家(jiā)们在过去(qù)的几十(shí)年当(dāng)中进行(xíng)了超过50次的长(zhǎng)期实(shí)验，但(dàn)是(shì)却没有发现任何的有效证据(jù)。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运动(dòng)的(de)规律(lǜ)。往后的几(jǐ)百年来，当天(tiān)文(wén)学家们发现某些天体运行轨道出现(xiàn)异(yì)常，不符合万有引力定律的时候，他们就(jiù)会知(zhī)道，周围(wéi)一定(dìng)有未知(zhī)的天体通过引力在(zài)摄动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推(tuī)算(suàn)并且(qiě)发(fā)现了海王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发现(xiàn)都是(shì)应(yīng)用万(wàn)有引力定律所取得(dé)重大天文成就(jiù)的例子。但是这些发现都(dōu)是在恒星系(xì)统的尺度(dù)当中，可当我们上(shàng)升到星(xīng)系或者是星团的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家(jiā)弗(fú)里茨兹威基正在研究(jiū)和测量后发星系团的质量(liàng)。这是一个由(yóu)数千个星系(xì)所(suǒ)组成的巨(jù)大星(xīng)系团，这些(xiē)星(xīng)系(xì)被引力束缚在(zài)一起。测(cè)量(liàng)星系团的质(zhì)量一般会使用(yòng)到两种方法(fǎ)，当两种方(fāng)法结果一致，就可(kě)以(yǐ)确定(dìng)其(qí)质量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需要的数(shù)据是测量(liàng)各个(gè)星系(xì)的光(guāng)度。

第二种是动(dòng)力学(xué)质(zhì)量的计算，是利用光谱红(hóng)移测量星系(xì)团中的各个星系相对(duì)于(yú)星系(xì)团的运动(dòng)速度。当测量结果出来(lái)之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的(de)400倍(bèi)。这意(yì)味着，后发(fā)座星系团有99%的(de)质量消失(shī)了，或者说这99%的质量并(bìng)不(bù)以(yǐ)可见光的形式(shì)所(suǒ)存在，我们(men)无法看到。最(zuì)诡(guǐ)异的(de)是，在(zài)测(cè)量速度(dù)的过程中(zhōng)，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星系的速(sù)度(dù)比(bǐ)理论上要快得(dé)多，按照牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质(zhì)量(liàng)所产生的引力是无法(fǎ)将它(tā)们(men)束(shù)缚在星系团内的，它(tā)们早就应该(gāi)被抛出星(xīng)系(xì)团之外了，除非(fēi)有一种(zhǒng)神秘的力量在(zài)起作用，这种(zhǒng)力量来源于(yú)某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提(tí)出(chū)了这(zhè)样部分不可见的暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它们却占(zhàn)据着宇(yǔ)宙中绝(jué)大部分的质量(liàng)。只是(shì)当时的人们(men)对(duì)这样(yàng)的一种说法(fǎ)不屑一(yī)顾(gù)。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这个(gè)词(cí)才再一次出现(xiàn)。天(tiān)文学家维(wéi)拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观(guān)测(cè)仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距离中(zhōng)心越远的恒星在其轨道上的(de)运行速(sù)度就会越慢。但是他(tā)们观测的结果却让人感到不可思议(yì)。

随着与中心距离的(de)增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保持不变。可是(shì)根据牛顿(dùn)的(de)万有(yǒu)引力(lì)定律，在星系当中如(rú)果没有足(zú)够大的质量来吸(xī)引它们，这(zhè)些外围的(de)恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这(zhè)种现象(xiàng)，科(kē)学家们会使用一种相对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的存在，这种(zhǒng)方法就是测量星系当中(zhōng)气(qì)体在X轴上距(jù)离星系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上(shàng)气体的(de)旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物(wù)质的力量进入(rù)其中。

于是科学家(jiā)们通过射电望远镜测量(liàng)了距离星系中心(xīn)更远距离(lí)的氢元素，发现它们(men)的旋转速度并不符(fú)合牛顿的力(lì)学定律(lǜ)。我们的(de)太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂之上，距(jù)离银河系中(zhōng)心2.6万(wàn)光年，根据万有引力定律进(jìn)行计算，太阳(yáng)系的运行速度应该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实(shí)际(jì)上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际(jì)速度远远(yuǎn)大于理论速度(dù)，那(nà)么产(chǎn)生以上这种向心(xīn)加速度的原因很可能就是存在(zài)着一种我(wǒ)们看不(bù)到的物质，是这(zhè)些暗物质的引力效应将星(xīng)系聚(jù)集在了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开始相(xiāng)信暗(àn)物质(zhì)的存(cún)在。科(kē)学(xué)家根据星系外(wài)恒(héng)星(xīng)轨道(dào)的(de)速度，估算(suàn)在星系当中暗物质的质量(liàng)占整个(gè)星系(xì)质量的(de)85%。但是，暗物质并(bìng)不(bù)是唯(wéi)一可以解(jiě)释这个(gè)现(xiàn)象(xiàng)的原因。在一项新的研(yán)究当中，科(kē)学家们(men)发(fā)现，几乎没(méi)有引力效(xiào)应的遥远恒星之(zhī)间，也会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还(hái)发现了一个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系(xì)当中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系的千分之一。

所(suǒ)以(yǐ)在理(lǐ)论(lùn)上(shàng)，该星系必须(xū)存在暗(àn)物质，否则就(jiù)会分崩(bēng)离析。但是科学家们使用最(zuì)先进的望(wàng)远镜对其进行了40个小时(shí)的详细测量(liàng)之后，发(fā)现(xiàn)星(xīng)系(xì)中(zhōng)的恒星运(yùn)动(dòng)是可以用正常的物质和力学(xué)定律来解(jiě)释(shì)的。那么又有人提出，也许该星系(xì)的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成这些现象的(de)除了暗物(wù)质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就(jiù)是人类对引力的(de)理(lǐ)解还(hái)不够全面，引力很可能在不同尺度空间(jiān)中的工(gōng)作修正丰胸乳霜有效果吗，国家认可的丰胸品牌排行榜方(fāng)式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度中(zhōng)的(de)天体会沿着(zhe)它们的(de)轨道(dào)，按(àn)照我们所理解的方式运动。但是上升到星(xīng)系和星团的尺度，引力之间(jiān)的相(xiāng)互作用(yòng)则是不同(tóng)的方式(shì)。对于(yú)在星(xīng)系团之间的相互(hù)作用，科学家(jiā)还引入(rù)了外部场效应的(de)概念，指的是在(zài)数(shù)百万光年的规模上，巨大的质量之(zhī)间(jiān)会产生对彼此(cǐ)特殊(shū)的效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着(zhe)我们需要(yào)对现在(zài)的物理定(dìng)律进行修正，这些发现也让(ràng)很(hěn)多人(rén)认为暗物质假说理(lǐ)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(qí)他的理论证据(jù)，这些理论(lùn)证据是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为(wèi)37亿光(guāng)年的子(zi)弹(dàn)星系团，由两个(gè)碰撞的(de)星系团所组成(chéng)，类似这样的(de)星团(tuán)，它们大(dà)部(bù)分(fēn)的普通质量(liàng)都在星系的气(qì)体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会导致(zhì)温度的急(jí)剧升高，速度大幅降低(dī)。所以在理(lǐ)论(lùn)上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大部(bù)分的质量(liàng)将位(wèi)于(yú)所有这些气体所在的中间区域。那么我们通(tōng)过什么(me)来验证它的(de)质(zhì)量区域(yù)到底是不是集中在中间呢(ne)？前不久，詹(zhān)姆斯(sī)韦(wéi)伯太空望远镜传(chuán)回了宇宙当中第一张全彩的高清(qīng)照片，在照片(piàn)中我们可以明显地看到(dào)很多星系(xì)似乎被拉(lā)伸(shēn)产生了巨大的形变(biàn)。其实这些星系(xì)本(běn)身并不是(shì)真的被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出(chū)了什么问题，而是这样极遥远的(de)天体和我们地球上的(de)观测者(zhě)之间。被一个质量超级巨(jù)大的天体遮挡(dǎng)，这个超大质(zhì)量的东(dōng)西的(de)引力(lì)，会(huì)使身后更遥(yáo)远(yuǎn)星(xīng)系的光都发生(shēng)了(le)扭(niǔ)曲。这(zhè)个现象就是引力透镜效(xiào)应。这个巨大(dà)的(de)天体可能是超(chāo)大质量的黑洞或者是(shì)暗(àn)物质。

所以当(dāng)人(rén)们(men)对子弹星系(xì)团观测的时候，发现它的(de)大质量区域并不(bù)是在中间(jiān)，而(ér)是(shì)在两侧。所以最好(hǎo)的(de)解(jiě)释(shì)方法就(jiù)是当星(xīng)团发生(shēng)全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质则直接通(tōng)过了这个区域，并在两(liǎng)边形成了引(yǐn)力(lì)透镜。对子弹星系团的(de)引力透(tòu)镜研究也被认为是(shì)暗物质存在(zài)的迄今为止最好的理(lǐ)论证据。

除(chú)此之(zhī)外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从(cóng)宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年(nián)之后，可(kě)见光终于(yú)可以畅(chàng)通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年(nián)之(zhī)后，这(zhè)些光在(zài)宇(yǔ)宙空间背景上留下(xià)了各相同性的微波辐射。其中红(hóng)色(sè)的部分(fēn)表示温度较高的区(qū)域(yù)，蓝(lán)色则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之间的温差只有万(wàn)分之一。

科学家们通过对前景背(bèi)景分离后的二值图像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙当(dāng)中没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看起来不应该(gāi)是这样(yàng)的，而随着(zhe)暗物(wù)质的增加，一些(xiē)峰值的幅度会减小，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背(bèi)景辐射的测量值，我们需(xū)要的暗(àn)物(wù)质大约是(shì)普通物质的5倍。这个数(shù)字与解释星系(xì)当中恒星(xīng)运(yùn)动所需要的暗(àn)物质比(bǐ)例(lì)是(shì)一致的(de)。这就意味着。

用(yòng)了一个简单的(de)理论(lùn)框架，就很好地解释(shì)了(le)很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当中存在(zài)着某种类型的(de)粒子，它们不参与任(rèn)何(hé)其他(tā)的电(diàn)磁(cí)作用，只通过引力来(lái)相(xiāng)互作用。所以如果能够找到这种粒子(zi)的存(cún)在，就相(xiāng)当于找到(dào)了(le)暗物质存在(zài)的实际证(zhèng)据。这种粒子到底(dǐ)是什么(me)？科学(xué)家们已(yǐ)经(jīng)提出了数十种的假想目标，而(ér)要(yào)寻找这(zhè)些(xiē)不同的(de)目标(biāo)粒(lì)子(zi)所需要的实验方式也不相(xiāng)同。在过去(qù)的几十年当(dāng)中，人类为(wèi)了寻(xún)找(zhǎo)这些看不(bù)见、摸不(bù)到(dào)，几乎(hū)不会与常规物(wù)质相(xiāng)互作用的(de)“暗物(wù)质”，科学家(jiā)们已(yǐ)经进行了超过50次的实验，却(què)没(méi)有任(rèn)何实质(zhì)性的(de)发(fā)现，除(chú)了一个地(dì)方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在(zài)山下1400米处的地下矿井当中，藏(cáng)着地球上最(zuì)大的地学(xué)实(shí)验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探测器，一直致力(lì)于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家(jiā)声称(chēng)观测(cè)到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收集(jí)，人们(men)发(fā)现了(le)一个有趣的事情。探(tàn)测率会在每年的(de)6月份(fèn)达到(dào)峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年都(dōu)是一样。一些科(kē)学(xué)家认为这可能是(shì)人类(lèi)发现暗(àn)物质的第一个(gè)直接证据。

但(dàn)是为什么暗物(wù)质会产生周期性的(de)年度信号呢(ne)？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕(rào)着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着(zhe)我(wǒ)们也在以这样(yàng)的速度在穿越着(zhe)暗物(wù)质流，这(zhè)个过程中会产生相应的振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒的速度围(wéi)绕(rào)太阳进行旋转。所以有半(bàn)年的时间，地球围绕太阳的方向(xiàng)与(yǔ)太阳环(huán)绕银河(hé)系(xì)的方(fāng)向是一(yī)致的，而另外(wài)半年(nián)则与之相反。

而在6月份的时(shí)候(hòu)，地(dì)球(qiú)与太阳的方(fāng)向正好达到完全一致(zhì)，这是理论上地球穿越暗物质流最(zuì)快的时(shí)段。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽(jǐn)管在实际的情况中，太阳系相对(duì)银河系的(de)平面(miàn)呈现了60度的倾斜(xié)，但是(shì)这并不(bù)影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科学家认(rèn)为(wèi)这可以用来解释，研究人员们(men)所观测到(dào)的周期性(xìng)信号。当(dāng)然(rán)也(yě)可能有其他(tā)的情况，造成这种年度周期信(xìn)号的(de)差异也可(kě)能是温度、湿度、土壤中的(de)水分、高山上的积(jī)雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也符(fú)合这个周(zhōu)期的规(guī)律。

所以，科学家(jiā)们又在南半(bàn)球建(jiàn)立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与之前(qián)的实(shí)验室正好相(xiāng)反(fǎn)，而在这里，地球穿(chuān)过暗物质(zhì)流的运动(dòng)特征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这里可(kě)以得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所(suǒ)存在的非(fēi)常有力的证据了。但是(shì)由于(yú)这个实验室刚修正丰胸乳霜有效果吗，国家认可的丰胸品牌排行榜(gāng)刚建成不久，所以截至目前还无(wú)法提供相应的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这(zhè)台太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小(xiǎo)跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视场仪器(qì)提供的视野是哈勃(bó)红外仪器(qì)的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜其(qí)中一(yī)个关键的(de)用途就是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对于探(tàn)测的结果，我们只(zhǐ)能拭目以待了(le)。费米实(shí)验室粒(lì)子天体物理中(zhōng)心(xīn)的(de)科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬研究发现，如果暗(àn)物质存在，它们极有可(kě)能拥(yōng)有另(lìng)一种神秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或(huò)者说是生(shēng)命进化的一个(gè)重要因素。

如果这一理论(lùn)得到进一步的(de)证实(shí)，那么遍(biàn)布宇宙当(dāng)中的暗(àn)物质会不会意味着人类并不孤单(dān)呢？或许在宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)某个(gè)角落的(de)行星(xīng)上，暗物质正在(zài)通过这样(yàng)的效应创造生命。当然，这些推论的大前提(tí)是(shì)要先找到(dào)暗(àn)物质存在的(de)实际证据。那么小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不存在(zài)呢(ne)？喜欢请点(diǎn)赞，你的(de)支持是我更新(xīn)的动力！

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