宇(yǔ)宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在科学(xué)无法解释(shì)的(de)“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟是什么(me)？人类(lèi)为了(le)寻(xún)找暗物质存在的证据，科学家们在过(guò)去的几十(shí)年当中(zhōng)进行了超过50次的(de)长期实验(yàn)，但是却没有(yǒu)发现任(rèn)何的有效证据。除(chú)了(le)一(yī)个地方，在(zài)1687年(nián)出版的(de)自然(rán)哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它揭(jiē)示了宇宙中天体运(yùn)动(dòng)的(de)规律。往(wǎng)后(hòu)的几(jǐ)百年来(lái)，当天文(wén)学(xué)家们发现(xiàn)某(mǒu)些天体运(yùn)行(xíng)轨道(dào)出现异(yì)常，不符合万有引(yǐn)力定律的时候，他们就会(huì)知道，周围一定有未知的(de)天(tiān)体通过引力在(zài)摄动它的(de)轨道。比如(rú)在1846年(nián)，奥本(běn)勒维耶就通过天(tiān)王星运行轨(guǐ)道的异常，推(tuī)算并且发现了海(hǎi)王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都是应(yīng)用万公安协警工资多少，公安协警怎么样有(yǒu)引(yǐn)力定律(lǜ)所取得(dé)重(zhòng)大天文成(chéng)就的例子。但是这(zhè)些发现都是在恒星(xīng)系统的尺度当中，可当我们上(shàng)升到星(xīng)系或者(zhě)是(shì)星团的尺度，事情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞(ruì)士的(de)物理(lǐ)学(xué)家弗里茨兹(zī)威基正在研(yán)究和测量后发星系团的质量。这是(shì)一个由数千个星(xīng)系所组成的巨大星(xīng)系团，这些星系被引力(lì)束(shù)缚(fù)在一(yī)起。测量星系团的质量一般会使用(yòng)到两种(zhǒng)方法，当(dāng)两种方(fāng)法结(jié)果一致，就可以确定其质量的(de)范(fàn)围。

第(dì)一种是获得(dé)其"光(guāng)度学的质量"，需(xū)要的数据是测量各个(gè)星系的光度。

第二种是动(dòng)力学质量的计算，是利用光(guāng)谱红(hóng)移测量星(xīng)系团中的(de)各个星系相对于星系团的运(yùn)动速度。当测量(liàng)结果出(chū)来之后(hòu)，兹(zī)威基彻底(dǐ)懵了(le)，“动力学质量”竟然是“光(guāng)度学质(zhì)量”的(de)400倍。这(zhè)意味着，后发座星系(xì)团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不(bù)以可见光(guāng)的形(xíng)式所存在，我们无(wú)法看到。最诡(guǐ)异(yì)的(de)是(shì)，在测量速度的过程中，兹威基(jī)发现星系团中很多星系(xì)的速度(dù)比理(lǐ)论(lùn)上要(yào)快得多，按照牛顿(dùn)的运(yùn)动学定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些可见星(xīng)系的质量所(suǒ)产生的引力(lì)是无法将它们束(shù)缚在星系团内(nèi)的，它(tā)们早就应该被抛(pāo)出(chū)星系团之外了(le)，除非有(yǒu)一种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出(chū)了这样部分不(bù)可见(jiàn)的暗(àn)质，它不发散光、吸(xī)光、反射光(guāng)，但是它们(men)却占(zhàn)据着宇(yǔ)宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们(men)对这样的(de)一种说(shuō)法(fǎ)不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出(chū)现。天文学(xué)家维拉(lā)鲁宾和肯(kěn)特福特在观测仙(xiān)女(nǚ)座星系(xì)中的恒星运(yùn)动。理(lǐ)论上来说，距(jù)离中心越远的恒星在其轨道上的(de)运行(xíng)速度就(jiù)会越慢。但是他们观测的结果却让人感到(dào)不(bù)可(kě)思议。

随(suí)着与(yǔ)中心距离(lí)的(de)增加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不变(biàn)。可(kě)是根据(jù)牛顿的万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力定律，在星系当中如果没有足够(gòu)大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星(xīng)早(zǎo)就被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这(zhè)种现象，科学家们(men)会(huì)使用(yòng)一种相对(duì)标(biāo)准的(de)方(fāng)法(fǎ)来解释暗物质的存(cún)在(zài)，这种(zhǒng)方(fāng)法就是测(cè)量星(xīng)系(xì)当中气体在X轴上距离星系(xì)中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如(rú)果(guǒ)出现异(yì)常的结果，就认为是由(yóu)暗物质的力量进入其中。

于是科学(xué)家(jiā)们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离(lí)的(de)氢(qīng)元素，发现它们的旋转速度并不符(fú)合牛顿的力学定律。我们的太(tài)阳系也不例外(wài)，太阳系(xì)位于(yú)银(yín)河系的第(dì)三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年(nián)，根据万有引力定(dìng)律进行计(jì)算，太阳系(xì)的运行速度(dù)应该(gāi)是160千米(mǐ)/秒，但(dàn)实际上(shàng)，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米(mǐ)/秒的速(sù)度围绕银河系旋转，这(zhè)个实际(jì)速度远远大(dà)于理论速度，那么产生以上这种(zhǒng)向(xiàng)心(xīn)加(jiā)速度的原因很可能就是存在着一种我们看不到的物(wù)质，是(shì)这些暗物质(zhì)的引力效应将星(xīng)系聚集在了一(yī)起。

也是(shì)从这时开始(shǐ)，越(yuè)来越多的研究人员(yuán)开始相信暗物(wù)质的存在。科(kē)学家根据星系外恒(héng)星(xīng)轨道(dào)的速度，估算在星(xīng)系当中暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解(jiě)释(shì)这个现象的原因。在一项新的研究当中，科学家们(men)发现，几乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现(xiàn)速(sù)度上的(de)微小差异。另外，天(tiān)文(wén)学家还发现了一(yī)个(gè)反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这(zhè)个星系距(jù)离地球大约(yuē)2.5亿光年，大(dà)小和银河系不(bù)多(duō)，但(dàn)是星系当中存在(zài)的恒星数(shù)量(liàng)却只有(yǒu)银河(hé)系的千分之一。

所以在理论上(shàng)，该(gāi)星系必须(xū)存(cún)在暗物质(zhì)，否则(zé)就会分(fēn)崩(bēng)离析(xī)。但(dàn)是科学家们使用最先(xiān)进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量(liàng)之后，发现星系中的(de)恒星运(yùn)动(dòng)是可以用正常的物质和(hé)力学(xué)定律来(lái)解释的。那么又(yòu)有人提(tí)出，也许该星系的暗物质，已经被(bèi)附近(jìn)的另一个大星系(xì)剥离了(le)。奇(qí)怪(guài)的是，它的附(fù)近没有任何星系存(cún)在。造成(chéng)这些现象的除了暗物质的假说之外(wài)，另一(yī)种可能(néng)就是人类对引力(lì)的理(lǐ)解还不够全面(miàn)，引(yǐn)力很可能(néng)在不同尺(chǐ)度(dù)空(kōng)间中的工(gōng)作(zuò)方(fāng)式是不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿(yán)着它们的轨道，按照(zhào)我们所理解(jiě)的(de)方式运动。但是上升到星系(xì)和星团的(de)尺度，引(yǐn)力(lì)之间的(de)相互作用则是(shì)不同的方(fāng)式。对于(yú)在(zài)星(xīng)系团(tuán)之间的相互作用(yòng)，科学(xué)家还引入了外部(bù)场效应的概(gài)念(niàn)，指的是在数百(bǎi)万光年(nián)的规(guī)模上，巨大的质(zhì)量之间会产(chǎn)生对(duì)彼此特殊的(de)效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们(men)需要对现在(zài)的物(wù)理定律进行修正，这些(xiē)发现也(yě)让很(hěn)多人认为(wèi)暗物质假说理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质存(cún)在(zài)的(de)其(qí)他(tā)的(de)理(lǐ)论证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所没法(fǎ)解(jiě)释的“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的(de)子弹(dàn)星系团(tuán)，由(yóu)两个碰撞(zhuàng)的星系团所组成，类似(shì)这样的星团，它们大部分(fēn)的普通质量(liàng)都在星系的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的(de)时候(hòu)，星际(jì)气体(tǐ)的(de)相(xiāng)互作用就(jiù)会导致(zhì)温度的急剧(jù)升高(gāo)，速度大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系(xì)团大(dà)部分的质(zhì)量将位于所有这些气(qì)体所在(zài)的中间(jiān)区域。那么(me)我们通过什(shén)么来验证它(tā)的(de)质(zhì)量区(qū)域到底是不是集中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空望远镜(jìng)传回了宇宙当中第(dì)一张全彩的高清照片，在照片中我们可以明(míng)显(xiǎn)地(dì)看到(dào)很(hěn)多星系似乎被拉伸(shēn)产(chǎn)生(shēng)了巨(jù)大的形变。其实(shí)这(zhè)些星系本身并不是真的(de)被(bèi)扭曲(qū)了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什(shén)么问题，而是(shì)这样极遥(yáo)远(yuǎn)的天体和我(wǒ)们地球上的(de)观测者之间。被一(yī)个(gè)质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超大(dà)质量的(de)东(dōng)西(xī)的引力，会使身后(hòu)更(gèng)遥远(yuǎn)星系的光都发(fā)生了扭曲(qū)。这(zhè)个现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的(de)天(tiān)体(tǐ)可能是超大质量(liàng)的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹星系团观测(cè)的时候，发现它的(de)大(dà)质(zhì)量区域并不是在(zài)中间，而是在两(liǎng)侧。所(suǒ)以最(z公安协警工资多少，公安协警怎么样uì)好(hǎo)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(dào)的质量气体被卡在了中间，暗物质则直接通过了(le)这个区域(yù)，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被认为是暗物质存在(zài)的迄今(jīn)为止(zhǐ)最好的(de)理论(lùn)证据。

除(chú)此(cǐ)之外，还(hái)有来自宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇(yǔ)宙大爆(bào)炸(zhà)开(kāi)始，38万年之后，可见光(guāng)终于可(kě)以(yǐ)畅通无(wú)阻地穿(chuān)越在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了130多(duō)亿年之(zhī)后，这(zhè)些光在宇宙空(kōng)间(jiān)背景上留下了各相同性的微波辐射。其(qí)中(zhōng)红色的部分表(biǎo)示温(wēn)度较高的区域，蓝色则(zé)表示相(xiāng)对较冷的(de)区域，但实际上它们之间的温差只有万分(fēn)之一。

科学(xué)家们(men)通过对前景背景(jǐng)分离后的二值图(tú)像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当(dāng)中没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看(kàn)起来(lái)不(bù)应该(gāi)是这样的，而随(suí)着暗(àn)物质的(de)增(zēng)加，一些峰(fēng)值(zhí)的幅度会减小，才变得(dé)看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景(jǐng)辐射的测量值，我们需要的暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这个(gè)数字与解释星系(xì)当中恒星运动所需(xū)要(yào)的暗物质比例是一(yī)致的。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地解释了(le)很多不同的(de)观测结果(guǒ)。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它们不参(cān)与任何其(qí)他的电磁(cí)作(zuò)用(yòng)，只通过(guò)引力来相互作(zuò)用。所以如果能够找(zhǎo)到这(zhè)种粒子(zi)的存在(zài)，就相(xiāng)当于找到了暗物(wù)质存在(zài)的(de)实际(jì)证据。这(zhè)种粒子到底是什么？科学家(jiā)们已经提出了数(shù)十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需(xū)要的实验方式也不相同(tóng)。在过(guò)去的几(jǐ)十年(nián)当(dāng)中(zhōng)，人类(lèi)为(wèi)了寻找(zhǎo)这些看(kàn)不(bù)见、摸不到，几(jǐ)乎不会与常规物质相互作用的(de)“暗物(wù)质”，科学家们(men)已(yǐ)经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有任(rèn)何实质性的发现(xiàn)，除(chú)了一(yī)个(gè)地方(fāng)，意(yì)大利的格兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中(zhōng)，藏(cáng)着地球上最大(dà)的地学实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三(sān)层楼(lóu)高(gāo)的探测器，一(yī)直(zhí)致力于(yú)寻找暗物质(zhì)粒子的(de)周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观测到了某种信号。经过了20多年的数(shù)据收集，人们发现了一(yī)个有趣(qù)的事情。探(tàn)测率会在每(měi)年(nián)的(de)6月份达到(dào)峰(fēng)值，然后在11月降到(dào)最低，而且在20年当中每年都是一样(yàng)。一(yī)些科(kē)学家认为这可能是(shì)人(rén)类发(fā)现暗物质的(de)第一(yī)个直接(jiē)证据(jù)。

但是为什么(me)暗物质会产生周(zhōu)期(qī)性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在(zài)以220公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕着银河系进行移动(dòng)，那么(me)如(rú)果暗物质存(cún)在宇(yǔ)宙当中(zhōng)，这意味着(zhe)我们也在以这样的速(sù)度在穿(chuān)越着暗物质流，这(zhè)个(gè)过(guò)程中(zhōng)会产(chǎn)生相应的振荡，同时(shí)地(dì)球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋转(zhuǎn)。所以(yǐ)有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月(yuè)份(fèn)的时(shí)候(hòu)，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这(zhè)是理论上(shàng)地球穿越暗物质流最快的时段(duàn)。而(ér)在11月份，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实(shí)际的情况中，太(tài)阳系(xì)相对银河系的平面呈现了60度的(de)倾(qīng)斜(xié)，但(dàn)是这并不影响这个理论的有效性。

因此科(kē)学家认(rèn)为(wèi)这可以用来解释，研究人员们所(suǒ)观测(cè)到的周期性信(xìn)号(hào)。当然也可能有其(qí)他的情况，造(zào)成这种年度周期信号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的水分、高山上的(de)积雪(xuě)，甚至连意(yì)大利(lì)游客的数量(liàng)也符(fú)合这个周期的规律。

所以，科(kē)学(xué)家们又在(zài)南半球(qiú)建(jiàn)立(lì)了一(yī)个几(jǐ)乎相同的实验室，这里(lǐ)的季节与(yǔ)之前的实验室正好相(xiāng)反(fǎn)，而在这里，地(dì)球穿过(guò)暗物质流(liú)的运动特征和第一个(gè)实验室是一样的。

因(yīn)此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所(suǒ)存(cún)在的非常有力的证据(jù)了。但是由于(yú)这个实验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前还(hái)无法(fǎ)提(tí)供(gōng)相应的数据(jù)支持。另(lìng)外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽(kuān)视场仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一个关键的用(yòng)途就是探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探测(cè)的结果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体物理中心(xīn)的(de)科(kē)学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如果暗物(wù)质存(cún)在，它们极有可能拥有另一种神(shén)秘的效(xiào)应，这种暗物(wù)质效应(yīng)，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中(zhōng)生(shēng)命的(de)诞(dàn)生，或者说是生命进化的一个重要(yào)因(yīn)素。

如果这一理论得到进一(yī)步的证(zhèng)实，那么(me)遍(biàn)布(bù)宇(yǔ)宙当中的暗物质会不会意味着人类并不孤单(dān)呢(ne)？或许(xǔ)在(zài)宇(yǔ)宙当中某(mǒu)个角落(luò)的行星(xīng)上，暗物质正(zhèng)在通过(guò)这样的效应创造生命。当然，这(zhè)些推(tuī)论的(de)大前(qián)提是要(yào)先找到暗物质存(cún)在的(de)实际证(zhèng)据。那(nà)么小(xiǎo)伙(huǒ)伴(bàn)们，你们觉得暗(àn)物(wù)质(zhì)到底存(cún)不(bù)存(cún)在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞，你的支持是我更新的动力！

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