宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为(wèi)何会(huì)存在科学无法解(jiě)释的“暗物质”？暗物质又究竟是什(shén)么(me)？人类为(wèi)了寻(xún)找(zhǎo)暗物质存在(zài)的证据，科学(xué)家们在过去的几(jǐ)十年当(dāng)中进行了超过50次的长(zhǎng)期(qī)实验，但是却没有发现任何(hé)的有效(xiào)证据。除了一(yī)个地方，在1687年出(chū)版的自然哲学数(shù)学原理一(yī)书中，埃(āi)萨克(kè)牛(niú)顿(dùn)发表了万(wàn)有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的(de)规律。往后的(de)几百年来(lái)，当天(tiān)文学家(jiā)们发(fā)现某些天(tiān)体运(yùn)行轨道(dào)出现异常，不(bù)符合万有(yǒu)引力定律的时(shí)候，他们就会知道(dào)，周围一定有未知的(de)天体通过引力在摄动它的(de)轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就通过天王(wáng)星运行轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都是(shì)应(yīng)用万有引力定律所取得重大天文成就的(de)例子(zi)。但是这些发(fā)现(xiàn)都是在恒星系统的尺度当(dāng)中(zhōng)，可当我们上升(shēn连云港灌南邮编号是多少g)到星系或者是星团的尺度，事(shì)情就开始(shǐ)变得诡(guǐ)异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹威(wēi)基正(zhèng)在研究和测量后发星系团的质量。这是一个由(yóu)数千个星系所组成的巨大星(xīng)系团，这些(xiē)星系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星系(xì)团的质(zhì)量一般(bān)会使用到两种方(fāng)法，当两种方法结果一致，就可以确定(dìng)其质量的范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的质量(liàng)"，需要(yào)的(de)数据是测量(liàng)各个(gè)星系的光度。

第二种是动力学(xué)质量(liàng)的计算(suàn)，是利用(yòng)光谱(pǔ)红移测量星系(xì)团中(zhōng)的各个星系相对于星系团的运动速度。当测(cè)量(liàng)结果出来之后，兹(zī)威基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学(xué)质量”竟然是“光(guāng)度学质量(liàng)”的400倍。这(zhè)意(yì)味(wèi)着，后发座星系团有99%的质(zhì)量(liàng)消失(shī)了，或者说这99%的质量并不以可见光的形(xíng)式所(suǒ)存在(zài)，我们(men)无法看到。最(zuì)诡(guǐ)异的是，在(zài)测量(liàng)速度的过程中，兹威基发(fā)现星(xīng)系团中很多(duō)星系的速度比(bǐ)理(lǐ)论(lùn)上(shàng)要快(kuài)得多，按(àn)照牛顿的(de)运动学定律，仅靠这些可见(jiàn)星系的质量所(suǒ)产生的(de)引力是无法将它们束缚在星(xīng)系团内的，它们(men)早就应该被抛出星系团(tuán)之外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量(liàng)在(zài)起作(zuò)用，这种力量来源于某(mǒu)种(zhǒng)隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却(què)占据着宇宙(zhòu)中(zhōng)绝大(dà)部分的质量。只是当时的人们对这样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直到40年(nián)之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次出现(xiàn)。天文(wén)学家维拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特福(fú)特在观(guān)测仙女座(zuò)星(xīng)系中的恒(héng)星运动(dòng)。理论上(shàng)来说，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星在(zài)其轨道(dào)上的运行速度就会越(yuè)慢(màn)。但是他们(men)观(guān)测的结果却(què)让人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心距离的增加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不变。可是根(gēn)据牛(niú)顿的万有引力定(dìng)律，在星系当中如果没有足够大(dà)的质量(liàng)来吸(xī)引它们(men)，这些(xiē)外围的恒星早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使用一种相对(duì)标准(zhǔn)的方(fāng)法来解释暗(àn)物质的存在，这种(zhǒng)方(fāng)法就是测(cè)量星(xīng)系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系中心的距(jù)离，以及在(zài)Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋转速度。如果出(chū)现异常的结果，就认为是由暗物质的(de)力量进入其中。

于是科学家们通过射电(diàn)望远镜测量了(le)距离星系中心(xīn)更远距离的(de)氢元素，发现它们的(de)旋转速(sù)度(dù)并(bìng)不符合(hé)牛(niú)顿的力(lì)学定律。我们(men)的太阳(yáng)系也不例外(wài)，太阳系位于银河系的第(dì)三悬臂(bì)之上(shàng)，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根(gēn)据万有引力定律(lǜ)进(jìn)行计(jì)算，太阳系的运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在(zài)以220千米/秒的(de)速度(dù)围绕银河(hé)系旋(xuán)转，这个实际速度(dù)远远大于理论速度(dù)，那么产生以(yǐ)上这种(zhǒng)向心加(jiā)速度的原因很(hěn)可能就是存在着一(yī)种我们看(kàn)不到的物质，是这些(xiē)暗物质的(de)引力效应将(jiāng)星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从(cóng)这时开(kāi)始，越来越(yuè)多的研究人员开始相信暗物质的(de)存在。科学(xué)家根据星系外恒星(xīng)轨道(dào)的速度，估(gū)算在星系当中暗物质的(de)质量(liàng)占(zhàn)整(zhěng)个(gè)星系质(zhì)量的85%。但(dàn)是(shì)，暗物质并不是唯一可以解释这个现象的原(yuán)因。在(zài)一项新的研究当中，科学(xué)家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥远恒(héng)星(xīng)之间，也会(huì)出现速(sù)度上的微小差异。另外，天文学(xué)家(jiā)还发现了(le)一个反常的(de)星(xīng)系，叫(jiào)做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不(bù)多，但(dàn)是星系当中存在的恒星数(shù)量却只有银河系的(de)千分之一。

所以(yǐ)在(zài)理论(lùn)上，该星(xīng)系必须(xū)存在(zài)暗物质，否则就会分崩离析。但是(shì)科学家们使用最先进(jìn)的望远镜(jìng)对其进行(xíng)了(le)40个(gè)小时的详细(xì)测量(liàng)之(zhī)后，发现星(xīng)系(xì)中的恒星运动(dòng)是(shì)可以用正常的物质和(hé)力学定律来(lái)解释(shì)的。那么(me)又有人提(tí)出，也许该星(xīng)系的(de)暗物(wù)质，已经被(bèi)附近(jìn)的另(lìng)一个(gè)大(dà)星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附近没有任何星系存(cún)在。造成这些现象(xiàng)的(de)除了暗物质的假说之外，另一种可能就是(shì)人类对引力的理解还不够全面，引力很可能在(zài)不同尺(chǐ)度(dù)空间中的工作方式(shì)是(shì)不同的(de)，这意味着(zhe)在行星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的轨道，按(àn)照我们(men)所理解的方式运动。但是上升(shēng)到(dào)星系和星团(tuán)的尺度，引力之(zhī)间的相互作(zuò)用(yòng)则是不同的方式。对于(yú)在星系团之间的(de)相互(hù)作用，科学家还引入了外部场(chǎng)效应(yīng)的(de)概念，指的是在(zài)数百万光年的规模上，巨(jù)大的质量之(zhī)间会产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理论成(chéng)立，这(zhè)意味着我(wǒ)们(men)需要对现(xiàn)在的(de)物理定律(lǜ)进(jìn)行(xíng)修正，这些发现也让很多人认为暗物质假说理论(lùn)就此终结。但(dàn)是(shì)在宇宙当中还有(yǒu)关于暗(àn)物质存(cún)在的(de)其他(tā)的(de)理论证据，这些(xiē)理(lǐ)论证(zhèng)据是蒙德理(lǐ)论所没法解(jiě)释的(de)“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星系(xì)团，由(yóu)两个碰撞(zhuàng)的星系(xì)团(tuán)所(suǒ)组成，类似(shì)这样(yàng)的星团，它们大部分的(de)普通(tōng)质量都在星系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞的时(shí)候，星际气体的相互作用就会(huì)导致温度的急剧升高，速(sù)度大(dà)幅降低。所以在理论上(shàng)，在(zài)碰撞之后(hòu)，子(zi)弹星系团(tuán)大部分的质量将(jiāng)位于所有这些(xiē)气(qì)体(tǐ)所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过什么(me)来验证(zhèng)它(tā)的质量(liàng)区域到底(dǐ)是不(bù)是集(jí)中在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜(jìng)传(chuán)回(huí)了宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照片，在照片中我们可以明显地(dì)看到(dào)很多星(xīng)系似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形变。其(qí)实这(zhè)些星系(xì)本(běn)身并不是(shì)真(zhēn)的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了什么(me)问题，而是这(zhè)样极(jí)遥远的(de)天体和(hé)我们地球上(shàng)的观(guān)测(cè)者之间。被一个(gè)质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的东西的引力，会使身后更(gèng)遥远(yuǎn)星系(xì)的光都发生了扭曲。这(zhè)个现象就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大的(de)天体可能是超大质量的黑洞或者是(shì)暗物(wù)质。

所以(yǐ)当人们对子弹星(xīng)系团(tuán)观测的时候(hòu)，发现它的(de)大质量区域并不(bù)是在(zài)中间，而是在两(liǎng)侧。所以最好的解释方(fāng)法(fǎ)就是当星团发生(shēng)全部的碰撞时，可被观测(cè)到的质量气体(tǐ)被卡在(zài)了中(zhōng)间，暗物质则直(zhí)接通过了(le)这(zhè)个(gè)区域(yù)，并在两边形成了引力透镜。对子(zi)弹星系(xì)团的引力透镜(jìng)研究也(yě)被(bèi)认为(wèi)是暗物(wù)质存在的(de)迄(qì)今为止最好的理论证据。

除此之(zhī)外，还有来(lái)自宇(yǔ)宙当(dāng)中最古老的光。从宇宙(zhòu)大(dà)爆(bào)炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经过(guò)了(le)130多亿年之后(hòu)，这些光在宇宙空间(jiān)背(bèi)景上(shàng)留下了(le)各相同性(xìng)的微波辐射。其中红色的部分表示温度较(jiào)高(gāo)的区域，蓝色(sè)则表示相对(duì)较(jiào)冷的区域(yù)，但(dàn)实际(jì)上它们(men)之间的温差只有万分(fēn)之一。

科学家们通(tōng)过对前景背景分离(lí)后的二值图像进行(xíng)连通(tōng)域提取和标记之(zhī)后(hòu)发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看起来(lái)不应该是这样的，而随着暗物质的(de)增加(jiā)，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变(biàn)得看起来“和(hé)谐”。为了(le)匹配宇宙微(wēi)波背景辐射(shè)的测量值，我们需要的暗物质(zhì)大约是普通物质的(de)5倍(bèi)。这个数字与解释星系当中恒星运动(dòng)所需要的(de)暗物质比例是一(yī)致(zhì)的。这就意(yì)味着(zhe)。

用了一(yī)个(gè)简单的(de)理论框架，就很好(hǎo)地解(jiě)释了(le)很多不(bù)同的(de)观测结果(guǒ)。而暗(àn)物质(zhì)的本质就是(shì)宇(yǔ)宙当中(zhōng)存连云港灌南邮编号是多少在着某种类(lèi)型的粒(lì)子(zi)，它们(men)不(bù)参与(yǔ)任何其(qí)他(tā)的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)。所(suǒ)以如果能够(gòu)找(zhǎo)到这(zhè)种粒子的存在(zài)，就相当于找到了(le)暗(àn)物质存(cún)在(zài)的实际证据。这种粒(lì)子到底(dǐ)是(shì)什么？科(kē)学家们(men)已经提(tí)出了(le)数十种(zhǒng)的(de)假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子(zi)所需要的实验方式也不(bù)相同。在过(guò)去的几十年当(dāng)中，人类为了寻找(zhǎo)这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的(de)“暗物(wù)质”，科学家(jiā)们已经(jīng)进行(xíng)了超过50次的实验(yàn)，却(què)没有(yǒu)任(rèn)何实质性的发现，除了一个地方，意大(dà)利的格(gé)兰萨索(suǒ)山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处的地下矿井当中，藏(cáng)着地球上最(zuì)大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高(gāo)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，这里的(de)科学家声称观测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数据收(shōu)集，人(rén)们发现了一个(gè)有趣(qù)的事(shì)情(qíng)。探(tàn)测率会在每年的6月份达(dá)到峰值，然后(hòu)在11月降到(dào)最低，而且在20年当中每年(nián)都是(shì)一(yī)样。一些科学家(jiā)认为这可(kě)能是(shì)人(rén)类发现暗(àn)物质的第一(yī)个直接(jiē)证据(jù)。

但是为什(shén)么(me)暗物质(zhì)会产生周期性的年(nián)度(dù)信(xìn)号(hào)呢？刚才我们(men)讲了太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河(hé)系进行移动，那么如果暗物质存在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中，这(zhè)意味着(zhe)我(wǒ)们也在以这样的速度(dù)在穿越着暗物(wù)质流，这(zhè)个过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速(sù)度围(wéi)绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有半(bàn)年的时间(jiān)，地球(qiú)围(wéi)绕太阳的方(fāng)向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一(yī)致的，而另外半年则(zé)与之相反。

而(ér)在6月(yuè)份(fèn)的时(shí)候，地(dì)球(qiú)与太阳的(de)方(fāng)向正好达到完全一致，这是(shì)理论上地球穿越暗物质(zhì)流最快(kuài)的(de)时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢(màn)值。尽管(guǎn)在实际(jì)的情况(kuàng)中，太(tài)阳系相对(duì)银河系的平面(miàn)呈现了60度的(de)倾斜，但是这(zhè)并不影(yǐng)响(xiǎng)这(zhè)个理(lǐ)论的有效性。

因(yīn)此科学家认为这可以用来解释(shì)，研(yán)究人员们所观(guān)测到的周期(qī)性(xìng)信号。当然也可能有其他的(de)情况，造成这种年度周期信号的差异也可能是温(wēn)度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的(de)水(shuǐ)分、高山(shān)上的(de)积(jī)雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也符合这个周期的规律。

所以，科学(xué)家(jiā)们(men)又在南半球建立(lì)了(le)一个(gè)几乎相同的实验(yàn)室，这里的季节(jié)与之前的实验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿(chuān)过暗(àn)物质流的运动特征和(hé)第一个实验室(shì)是(shì)一(yī)样的。

因此，如果在这里可以(yǐ)得到(dào)相同的信号，就可以成为暗物质所存(cún)在(zài)的非常有力的证据(jù)了。但(dàn)是(shì)由于(yú)这(zhè)个实验(yàn)室刚刚建(jiàn)成不久，所(suǒ)以(yǐ)截至目(mù)前还(hái)无法提供相应的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的(de)望(wàng)远镜，这台太空望远镜叫做“南(nán)希格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟(gēn)哈(hā)勃(bó)望远镜相(xiāng)同，但它的(de)宽视场仪器(qì)提供的视野是(shì)哈(hā)勃红外仪(yí)器的100倍(bèi)。南希格雷斯(sī)罗曼太(tài)空望远镜其(qí)中一个关键(jiàn)的(de)用途(tú)就(jiù)是(shì)探索(suǒ)暗物(wù)质背后的奥秘，对(duì)于(yú)探(tàn)测(cè)的结果，我(wǒ)们只能拭(shì)目以待了(le)。费(fèi)米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀(pò)和贾森斯特芬研连云港灌南邮编号是多少究发现(xiàn)，如(rú)果暗物质(zhì)存在，它(tā)们(men)极有可能(néng)拥有另一(yī)种(zhǒng)神秘的效应，这种(zhǒng)暗物质效应(yīng)，会(huì)支持宇宙当(dāng)中(zhōng)生命(mìng)的诞生，或(huò)者说(shuō)是生命进化的一个(gè)重要因素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步的证实，那(nà)么(me)遍布宇宙当中(zhōng)的暗物(wù)质会不会意味着人类并不孤(gū)单呢(ne)？或许在宇(yǔ)宙当中某个角落的(de)行星上，暗物质正(zhèng)在通(tōng)过(guò)这样(yàng)的(de)效应创造(zào)生(shēng)命。当然(rán)，这些推论的(de)大(dà)前提是要先找(zhǎo)到暗物质存(cún)在的实(shí)际证(zhèng)据(jù)。那(nà)么小伙(huǒ)伴们，你们觉得(dé)暗物质到(dào)底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的(de)支持是我(wǒ)更新的动力！

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