宇宙(zhòu)是“人为制造”的(de)？为何(hé)会存在科(kē)学无法解(jiě)释(shì)的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质又究竟是什么？人类为了(le)寻找(zhǎo)暗物质存在(zài)的证据，科(kē)学家们在过去的(de)几十年当侄子的老婆叫什么 姐姐的儿子是叫侄子吗中进行了超过(guò)50次(cì)的长期实验，但(dàn)是却没有发(fā)现任何的有效(xiào)证据(jù)。除了一个地方，在1687年出版的(de)自(zì)然(rán)哲(zhé)学(xué)数(shù)学原理(lǐ)一(yī)书中，埃萨(sà)克(kè)牛顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的(de)规律。往后的几百年来(lái)，当天文学家们发现某些(xiē)天体运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引(yǐn)力定(dìng)律的时候(hòu)，他(tā)们(men)就(jiù)会知(zhī)道，周围一定有未知(zhī)的天体通过(guò)引(yǐn)力(lì)在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王(wáng)星(xīng)运行(xíng)轨道的(de)异常，推算并(bìng)且发现了海王星(xīng)的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现都是应用万有引(yǐn)力定(dìng)律所取(qǔ)得重(zhòng)大天文成就的例子(zi)。但是(shì)这(zhè)些(xiē)发现(xiàn)都是在恒星系统的尺(chǐ)度当(dāng)中，可当我们(men)上(shàng)升到星系或(huò)者是星团(tuán)的尺度，事(shì)情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹威基正在研究(jiū)和(hé)测量后(hòu)发星(xīng)系团的(de)质量。这是一个由(yóu)数千个(gè)星系所组成的(de)巨大(dà)星系团，这些星系被引力束缚在一(yī)起。测量星系团的质量一般会使(shǐ)用到(dào)两种方法，当两(liǎng)种方法结(jié)果一(yī)致，就可(kě)以确(què)定其质量的范围(wéi)。

第一种是获得其"光度(dù)学的(de)质(zhì)量(liàng)"，需要的(de)数(shù)据是测量各(gè)个(gè)星系的光度(dù)。

第(dì)二种是动力学质(zhì)量的(de)计算，是利用(yòng)光谱红(hóng)移测量(liàng)星(xīng)系(xì)团中的各个星系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测量结果出(chū)来(lái)之(zhī)后，兹(zī)威基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学质量”竟然(rán)是“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着(zhe)，后(hòu)发座星系团有99%的(de)质量消失了，或者说这(zhè)99%的质量并(bìng)不(bù)以可见光(guāng)的形(xíng)式(shì)所存(cún)在，我们(men)无法(fǎ)看(kàn)到。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测(cè)量速度的过程(chéng)中，兹威基(jī)发现星系团中很多星系的速度比理(lǐ)论上(shàng)要(yào)快得多，按照(zhào)牛顿(dùn)的(de)运动学定律，仅靠(kào)这些可(kě)见星系的(de)质量所产生的引力是无法将它们束缚在星系(xì)团内(nèi)的，它们早就应该被抛(pāo)出(chū)星系(xì)团之外了，除非有一种神秘的(de)力量在起作(zuò)用，这种力量来源于(yú)某(mǒu)种(zhǒng)隐形的物质。

据(jù)此，兹维基(jī)提出了这样部分不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反射光(guāng)，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中绝大(dà)部分的质量。只(zhǐ)是当(dāng)时的人们对(duì)这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再(zài)一次出(chū)现。天文(wén)学家维拉鲁宾(bīn)和肯特(tè)福(fú)特在观测(cè)仙女座星系中的恒星运动。理(lǐ)论上来说，距离中心越远的恒星在其轨道上的运行速(sù)度就会(huì)越慢(màn)。但是他们(men)观测(cè)的(de)结果(guǒ)却让人感到不可思(sī)议。

随着(zhe)与中心距离(lí)的增加，恒星的旋(xuán)转(zhuǎn)速度几乎(hū)保持不变(biàn)。可是根据牛顿的(de)万(wàn)有(yǒu)引力定(dìng)律，在星系当中如(rú)果(guǒ)没有足够(gòu)大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒(héng)星早(zǎo)就被(bèi)甩到宇宙当中了。基(jī)于这(zhè)种现象，科(kē)学家们会使用一种(zhǒng)相对标(biāo)准(zhǔn)的方(fāng)法来解释暗物质的存在，这种方法就(jiù)是(shì)测量星系当中气体(tǐ)在(zài)X轴上距(jù)离星系(xì)中心的距(jù)离，以及在Y轴上气(qì)体的旋转(zhuǎn)速度(dù)。如果(guǒ)出现异常的结果(guǒ)，就认为是由(yóu)暗(àn)物(wù)质的力量进入其中。

于是科学家们通(tōng)过射电望远镜(jìng)测量了(le)距离星系中心更远距离(lí)的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速(sù)度(dù)并不符合牛顿的力(lì)学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河(hé)系(xì)的第三悬臂之上(shàng)，距离(lí)银(yín)河系中心2.6万光年，根(gēn)据(jù)万(wàn)有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上(shàng)，太阳(yáng)系正在以220千(qiān)米(mǐ)/秒的(de)速度围绕银河系(xì)旋转，这个实际速度(dù)远(yuǎn)远大于理论速度，那么(me)产生以上这种向心(xīn)加速度的原因很可(kě)能就是存在着一种我们看不到的物(wù)质，是这些暗(àn)物质(zhì)的引力(lì)效应将星(xīng)系聚集在(zài)了一起(qǐ)。

也是从这时开始，越来越多的研(yán)究人员开始(shǐ)相信暗(àn)物质(zhì)的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估算(suàn)在星系当中暗物质的(de)质量占整个星(xīng)系(xì)质量的85%。但是(shì)，暗物质并(bìng)不是唯一(yī)可以解释这个现象的(de)原因。在一(yī)项新(xīn)的(de)研究当中，科学家们发现，几乎没有引力效(xiào)应(yīng)的遥(yáo)远恒星之间(jiān)，也会出现速度上(shàng)的微小(xiǎo)差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距离地球大(dà)约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的(de)恒星(xīng)数量却(què)只有银河系的(de)千分之一。

所(suǒ)以(yǐ)在(zài)理论上，该星(xīng)系必(bì)须存(cún)在暗物质，否则就会(huì)分崩离(lí)析。但(dàn)是科学(xué)家(jiā)们使用最先(xiān)进的望远镜(jìng)对(duì)其进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的(de)恒星运动是可以用正常(cháng)的(de)物质和力学定(dìng)律来(lái)解(jiě)释的。那么(me)又有(yǒu)人提(tí)出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经(jīng)被附近的另一个(gè)大星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附(fù)近没有任何星(xīng)系存(cún)在(zài)。造成这些现象(xiàng)的除了暗物质的假说(shuō)之外(wài)，另(lìng)一种可能就是(shì)人类对(duì)引力的理解还不够全面，引力很(hěn)可能(néng)在不同尺度空间中的工作方式是不同(tóng)的(de)，这意味着(zhe)在行星系尺(chǐ)度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方(fāng)式运动。但是上升到星(xīng)系和星团的尺度(dù)，引力(lì)之间的相互作(zuò)用(yòng)则(zé)是不同的方式。对于在星系团之(zhī)间的相侄子的老婆叫什么 姐姐的儿子是叫侄子吗互作用，科(kē)学家还引入了外部场(chǎng)效应的概念(niàn)，指的(de)是在数百万光年的规模上，巨大的(de)质量之间(jiān)会产生对(duì)彼此(cǐ)特(tè)殊的效果，这个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着(zhe)我(wǒ)们需要(yào)对现(xiàn)在的物理定律进行(xíng)修正，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多人认为暗物质(zhì)假(jiǎ)说理论就此终结(jié)。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗物质存在(zài)的(de)其他(tā)的理论证据，这些(xiē)理论(lùn)证(zhèng)据是蒙德(dé)理论所没法解释(shì)的(de)“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子(zi)弹星系团，由(yóu)两个(gè)碰撞的星(xīng)系团所组成，类似这样的星团，它们大部分(fēn)的(de)普通质量(liàng)都在星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公(gōng)里/小时发生(shēng)碰撞的时候，星际气体的相(xiāng)互作用就(jiù)会导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在(zài)碰(pèng)撞(zhuàng)之(zhī)后，子弹星系(xì)团大部分的质量将位于(yú)所有这些气体(tǐ)所在(zài)的中间区域。那么(me)我们通过什么(me)来验证它的质量区域到底是不(bù)是集中在中间呢(ne)？前不(bù)久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高清(qīng)照(zhào)片(piàn)，在照(zhào)片中(zhōng)我们(men)可(kě)以明显地看到很多星(xīng)系似(shì)乎被(bèi)拉伸产生了巨大的(de)形变。其实(shí)这些星系本身并不(bù)是真的被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出了(le)什(shén)么(me)问题，而是(shì)这样(yàng)极遥(yáo)远的天体和我们地球上(shàng)的(de)观测(cè)者之(zhī)间(jiān)。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的东(dōng)西的引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都(dōu)发生了(le)扭曲。这个现象(xiàng)就是(shì)引力透(tòu)镜效应。这(zhè)个巨大(dà)的天(tiān)体可(kě)能是超大质量的黑(hēi)洞或(huò)者是暗物质。

所以当(dāng)人们对子弹星系团观测的时候，发现(xiàn)它(tā)的大质量区域并不是在中间(jiān)，而(ér)是在两侧。所(suǒ)以最好的(de)解释方法就是当星团发(fā)生(shēng)全部的碰撞(zhuàng)时(shí)，可被(bèi)观测到的质量气体被卡在了中(zhōng)间(jiān)，暗物(wù)质则(zé)直接通过了这个区域，并在两边形成了引力透(tòu)镜。对子弹星系团(tuán)的引力透镜(jìng)研(yán)究也被认为是暗物质存在(zài)的迄(qì)今为止最(zuì)好的理(lǐ)论证据。

除此(cǐ)之外(wài)，还有(yǒu)来自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始(shǐ)，38万(wàn)年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿(chuān)越在(zài)宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿(yì)年之后(hòu)，这些(xiē)光在宇宙空(kōng)间(jiān)背景(jǐng)上(shàng)留下了各相同性的(de)微波(bō)辐射(shè)。其中红(hóng)色的部分表示温(wēn)度较高的区域(yù)，蓝色则(zé)表示相(xiāng)对较冷的区域，但实(shí)际上它们之(zhī)间(jiān)的温差只(zhǐ)有万分之(zhī)一。

科学(xué)家们通过对前景(jǐng)背景分离后的二值图像(xiàng)进行连(lián)通域(yù)提取(qǔ)和(hé)标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起来不应该是(shì)这样(yàng)的，而随着暗物质(zhì)的(de)增加(jiā)，一些峰值的幅(fú)度(dù)会减(jiǎn)小，才变得看(kàn)起来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的测量值，我们需要的暗物(wù)质大约是(shì)普通物质的(de)5倍。这个数字与解(jiě)释星系当(dāng)中恒星(xīng)运动所需要的暗物质(zhì)比例是(shì)一(yī)致(zhì)的(de)。这就意(yì)味(wèi)着。

用(yòng)了一个简单(dān)的(de)理论框架，就很好地解释了很多不(bù)同(tóng)的观测结果。而暗(àn)物质(zhì)的本质就是宇(yǔ)宙当中(zhōng)存在着(zhe)某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒子(zi)，它们不参与任何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力(lì)来(lái)相(xiāng)互(hù)作用。所以如果能(néng)够找到(dào)这种粒子的存在(zài)，就相当于找到了(le)暗物(wù)质存在(zài)的实际证(zhèng)据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十(shí)种的假想目标(biāo)，而(ér)要(yào)寻找这些不同的目(mù)标粒子所需(xū)要的实验方式也(yě)不相同。在过去(qù)的几十(shí)年当中，人类为了寻找这些看不见(jiàn)、摸不(bù)到，几乎(hū)不会与常规物(wù)质相互作用(yòng)的(de)“暗物质”，科学家们已经进行(xíng)了超过(guò)50次的实验，却没有任何实质(zhì)性的发(fā)现(xiàn)，除了一(yī)个地方(fāng)，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米(mǐ)处的地下(xià)矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着地球上最大的(de)地学实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个(gè)三层楼高的(de)探测器，一(yī)直致力(lì)于寻找暗物质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以(yǐ)来，这(zhè)里的科(kē)学家(jiā)声称观测到了某种信号。经过了20多年的数据(jù)收集，人们(men)发现了(le)一个有趣的事情。探测率会在每年(nián)的6月份(fèn)达到峰(fēng)值，然后在(zài)11月(yuè)降(jiàng)到最低，而且在20年当中每年都(dōu)是(shì)一样(yàng)。一些(xiē)科学家认(rèn)为这可能是人类发现暗(àn)物质的(de)第一个直接(jiē)证据。

但是为什么暗物(wù)质会产生(shēng)周期性的年度(dù)信号呢？刚才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳系正在以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕(rào)着(zhe)银(yín)河(hé)系进行移动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意味(wèi)着我们也在以这样的速度在穿(chuān)越着暗物质流(liú)，这个过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同(tóng)时地球又(yòu)以30公里(lǐ)/秒的速度围绕太阳进行旋(xuán)转。所(suǒ)以有半年的时(shí)间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方(fāng)向是(shì)一致的，而另外半(bàn)年则与之相反。

而在6月份的时候，地(dì)球与太(tài)阳的方向正好达到完(wán)全(quán)一致，这是理论上地(dì)球(qiú)穿越暗物质(zhì)流最快(kuài)的时段(duàn)。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢值(zhí)。尽管(guǎn)在实际的情(qíng)况中，太阳系相对银河系的(de)平面呈现了60度(dù)的(de)倾斜，但是这(zhè)并不(bù)影(yǐng)响这(zhè)个理论的有(yǒu)效(xiào)性。

因此科(kē)学家认为这(zhè)可(kě)以用来解释，研究(jiū)人员(yuán)们所观(guān)测到的周(zhōu)期性信(xìn)号。当然也可能有(yǒu)其他的情况，造成这种年度(dù)周期(qī)信号(hào)的差(chà)异(yì)也可能是温(wēn)度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高山上的积雪，甚(shèn)至连意大利(lì)游客(kè)的数量也符(fú)合这(zhè)个周期的规律。

所以，科学家(jiā)们又在南半(bàn)球(qiú)建立了一个几乎相同的实验室(shì)，这里的季(jì)节与(yǔ)之前的(de)实验室正好相反，而(ér)在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实(shí)验室是一样的。

因此，如果在(zài)这里可(kě)以得到相同的信(xìn)号，就可以成为暗物质所存在(zài)的非常有力的证据(jù)了。但是由于这个(gè)实(shí)验室(shì)刚刚(gāng)建成不久，所以截至目前还无(wú)法提供相应(yīng)的(de)数据支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的(de)望远(yuǎn)镜，这台太(tài)空望远(yuǎn)镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它(tā)的宽视场(chǎng)仪器提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷(léi)斯罗(luó)曼太(tài)空望远镜其中一个(gè)关键的用途就(jiù)是探(tàn)索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于探(tàn)测的(de)结(jié)果，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实验室粒子天体(tǐ)物理中心(xīn)的科(kē)学家(jiā)丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研(yán)究发(fā)现，如果侄子的老婆叫什么 姐姐的儿子是叫侄子吗暗物质存(cún)在，它们(men)极有可(kě)能拥有另一种神秘(mì)的效(xiào)应，这(zhè)种暗物(wù)质效应，会支持(chí)宇宙当(dāng)中生命(mìng)的诞(dàn)生(shēng)，或(huò)者说(shuō)是(shì)生(shēng)命进化的(de)一个重要因素。

如果这一理论得到进(jìn)一步(bù)的证实，那么遍(biàn)布宇宙(zhòu)当中(zhōng)的(de)暗物(wù)质会不会意味着人(rén)类并不孤单呢？或(huò)许在宇(yǔ)宙当中某个角落的(de)行星上，暗(àn)物质正(zhèng)在通过这样的效应(yīng)创造(zào)生命。当然，这些(xiē)推论(lùn)的大前提是(shì)要先找到暗物质(zhì)存在(zài)的实际证据。那么(me)小(xiǎo)伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物质到底存不存在(zài)呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持是我更新的动力！

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