宇宙是“人为(wèi)制(zhì)造”的？为何会(huì)存在科学无(wú)法解释的“暗物质”？暗物(wù)质(zhì)又究竟是(shì)什么？人类为了(le)寻找(zhǎo)暗(àn)物(wù)质存在的证据，科学(xué)家们在过(guò)去的几(jǐ)十年当中(zhōng)进行了超过(guò)50次的长(zhǎng)期实验，但(dàn)是却没有(yǒu)发(fā)现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自(zì)然哲学(xué)数学(xué)原(yuán)理一(yī)书中(zhōng)，埃(āi)萨克牛顿发表了(le)万(wàn)有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙中天(tiān)体运动的(de)规律。往后(hòu)的(de)几(jǐ)百年(nián)来，当天(tiān)文学(xué)家们(men)发现(xiàn)某些天体运行(xíng)轨道出现异常(cháng)，不符合万(wàn)有引力定(dìng)律的时候，他们就会知道，周围(wéi)一(yī)定(dìng)有未知的天(tiān)体通过引力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通(tōng)过天(tiān)王(wáng)星运(yùn)行轨道的异(yì)常，推算并(bìng)且(qiě)发现了海(hǎi)王星(xīng)的(de)存在(zài)。另外，哈(hā)雷彗(huì)星、冥王星(xīng)的发现都是(shì)应用万有引力定(dìng)律所取得重(zhòng)大天文成就(jiù)的(de)例(lì)子。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的(de)尺(chǐ)度当中，可当我们(men)上升到星系或者是星团的尺(chǐ)度，事情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物(wù)理学家(jiā)弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发星(xīng)系团(tuán)的质(zhì)量。这是一(yī)个由数千个(gè)星(xīng)系所组成的巨大星系团，这(zhè)些(xiē)星系被引力束缚在(zài)一起。测量星系团的(de)质量一般(bān)会使用到两(liǎng)种(zhǒng)方法，当两种方法结果一致，就可以确定其质量的范围。

第一种是获(huò)得(dé)其"光(guāng)度(dù)学的质量"，需要的数据是测(cè)量各个星系的光度(dù)。

第二(èr)种是动力学质量(liàng)的计算，是利(lì)用(yòng)光(guāng)谱红移测量(liàng)星(xīng)系团中的各个星系相对于星(xīng)系团的运动(dòng)速度。当(dāng)测量结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹威基(jī)彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味着(zhe)，后发座星系团(tuán)有99%的(de)质(zhì)量(liàng)消失了(le)，或(huò)者说这99%的质量并(bìng)不以可见(jiàn)光的形式所(suǒ)存在，我们无法看(kàn)到。最诡异的是(shì)，在测量速度的过程(chéng)中(zhōng)，兹威基发现星系(xì)团中很多星系(xì)的(de)速度(dù)比理(lǐ)论上要快得(dé)多，按照牛顿的运动学定律(lǜ)，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产(chǎn)生的引力是无法将(jiāng)它们束缚在(zài)星系(xì)团内的，它们(men)早就应该被(bèi)抛出星系团之外(wài)了，除非(fēi)有一种(zhǒng)神秘的(de)力(lì)量在起作用，这种(zhǒng)力(lì)量(liàng)来源于(yú)某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了(le)这样部(bù)分不(bù)可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它(tā)们(men)却占据(jù)着(zhe)宇(yǔ)宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对这(zhè)样(yàng)的(de)一种说法不屑(xiè)一顾。

直到(dào)40年(nián)之后，“暗物质”这个(gè)词(cí)才(cái)再一(yī)次出现。天(tiān)文学家维拉(lā)鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福特在观测仙女座(zuò)星系(xì)中的(de)恒星运动。理论(lùn)上(shàng)来说(shuō)，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其(qí)轨道(dào)上(shàng)的运行速度就会(huì)越慢。但是他们观(guān)测的结(jié)果却(què)让(ràng)人感到不可(kě)思议。

随着与(yǔ)中心距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度(dù)几乎(hū)保持不变(biàn)。可是根(gēn)据(jù)牛顿的万有引力定律，在星系当中如果没有足够(gòu)大的质量来吸引它(tā)们，这些外围的恒星早(zǎo)就被(bèi)甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。基于(yú)这种(zhǒng)现象，科学家们会使用一种相对(duì)标(biāo)准的方法来解释暗物质的(de)存在(zài)，这(zhè)种方法就是测量星(xīng)系当中气(qì)体在X轴上距离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果(guǒ)出(chū)现(xiàn)异常的结果，就认(rèn)为是由暗(àn)物质的力(lì)量进入其中。

于是科学家们通(tōng)过射电(diàn)望远(yuǎn)镜测量了距离星(xīng)系中心更(gèng)远距离的氢元素(sù)，发现它们的旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合(hé)牛(niú)顿的(de)力(lì)学(xué)定律(lǜ)。我们的太阳系也(yě)不例外，太(tài)阳系位于(yú)银河系的第三悬臂之上，距离(lí)银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力定律进行计算，太(tài)阳(yáng)系(xì)的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的速(sù)度(dù)围绕(rào)银河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于理论(lùn)速度，那么产生以(yǐ)上这种向(xiàng)心(xīn)加(jiā)速度的原因很可能就(jiù)是存(cún)在(zài)着一种我(wǒ)们(men)看不到的物质，是这些暗物质的引力效应将星系(xì)聚集在了一起(qǐ)。

也是从这时开始(shǐ)，越来越多的研究人(rén)员开始(shǐ)相信(xìn)暗物质的存在(zài)。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质的质(zhì)量占整个星系质量的85%。但是，暗物(wù)质(zhì)并不(bù)是唯(wéi)一可以解释这个现象的原(yuán)因。在一项(xiàng)新(xīn)的(de)研究当中，科学家(jiā)们(men)发现，几乎没(méi)有引力效(xiào)应的遥远恒星之间(jiān)，也会出(chū)现速(sù)度上(shàng)的微(wēi)小差(chà)异(yì)。另外，天文学家还(hái)发现了一个反常(cháng)的(de)星(xīng)系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多，但是(shì)星(xīng)系当中存在(zài)的恒星数量却(què)只有银河系(xì)的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该(gāi)星系必须存在暗物质，否(fǒu)则就会分崩离析。但是科(kē)学(xué)家们使用(yòng)最(zuì)先(xiān)进的望远镜对其进行了40个小(xiǎo)时(shí)的详细测(cè)量之后，发(fā)现(xiàn)星系(xì)中95311怎么转人工服务，95311怎么转人工服务直接通的恒星运动是可以用正常的(de)物质和(hé)力(lì)学定律来(lái)解释的。那么又(yòu)有人提出(chū)，也(yě)许(xǔ)该星系的暗物质，已经被附近的另一个大(dà)星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在(zài)。造成这些(xiē)现象的除(chú)了暗物质的假说之外，另一种可能就是人(rén)类对引力的(de)理解还不够全面(miàn)，引力很可能在(zài)不同尺(chǐ)度空(kōng)间(jiān)中的工作方式是不同(tóng)的，这意(yì)味着(zhe)在行星(xīng)系尺(chǐ)度中(zhōng)的天(tiān)体会沿(yán)着它(tā)们(men)的轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式运(yùn)动。但是(shì)上升到星系和星团的尺度，引力之间的相互作用则(zé)是不(bù)同(tóng)的方式。对于在星系团之间的相(xiāng)互(hù)作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是(shì)在数百万光年的规模上(shàng)，巨大的(de)质量之间会产生对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我们需要对现在的物理定(dìng)律进行修正，这些(xiē)发现也让很多人认(rèn)为暗物质假说理论就(jiù)此(cǐ)终结。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗物质存在的(de)其(qí)他(tā)的(de)理论(lùn)证(zhèng)据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所没法解释(shì)的“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹(dàn)星系(xì)团，由(yóu)两(liǎng)个(gè)碰撞的星系团(tuán)所组成，类(lèi)似这(zhè)样(yàng)的星团，它们(men)大(dà)部分的普通质量(liàng)都在星系的气体当(dāng)中(zhōng)。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星(xīng)际(jì)气体的相(xiāng)互作用就会导致(zhì)温度的急剧(jù)升(shēng)高，速度大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的质量将位于所有这些气(qì)体所在的中(zhōng)间区(qū)域。那么我们通过什么来验证(zhèng)它的(de)质(zhì)量区(qū)域到底是不是集(jí)中在(zài)中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当中第一(yī)张全彩(cǎi)的高清照片，在照片中我们可以明显地看到很(hěn)多星系似乎(hū)被拉(lā)伸产生了(le)巨大的(de)形(xíng)变。其实这些星系本身并不是真的(de)被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出(chū)了什么问题，而是这样极遥远的天体和我们(men)地球上的观测者之(zhī)间(jiān)。被一个质量(liàng)超级巨大的天(tiān)体遮挡(dǎng)，这(zhè)个超(chāo)大(dà)质量(liàng)的东西的引力，会使(shǐ)身后(hòu)更遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这个现象(xiàng)就是引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大质(zhì)量(liàng)的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测的时候，发现它的大(dà)质量区域(yù)并不(bù)是(shì)在中间，而是在(zài)两侧(cè)。所以最好的解释方(fāng)法就是当星团发生全部(bù)的碰撞(zhuàng)时，可被(bèi)观测到的质量(liàng)气体被卡(kǎ)在了中(zhōng)间，暗物(wù)质(zhì)则(zé)直接通过了(le)这个(gè)区域，并在(zài)两边(biān)形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星(xīng)系团的引(yǐn)力(lì)透镜(jìng)研究也被认为是暗物质存在(zài)的迄今为止最好(hǎo)的理(lǐ)论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始(shǐ)，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经(jīng)过(guò)了130多(duō)亿年之后(hòu)，这些(xiē)光在宇宙空间背景(jǐng)上留下(xià)了各(gè)相(xiāng)同(tóng)性的(de)微波辐(fú)射。其中红色的部分表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则(zé)表示(shì)相对(duì)较冷的区(qū)域，但实际(jì)上它们(men)之间的(de)温差只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科学家们通(tōng)过(guò)对前景背景分离后的二值图像进(jìn)行连通域提取(qǔ)和(hé)标记(jì)之后(hòu)发现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物(wù)质，图形看起来不应该是这样的，而(ér)随(suí)着暗物质的(de)增(zēng)加，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才变(biàn)得看起来“和谐(xié)”。为了(le)匹配宇宙微波(bō)背(bèi)景辐射的(de)测(cè)量值，我们需要的暗物(wù)质大约是(shì)普通(tōng)物质(zhì)的5倍。这个(gè)数字与解(jiě)释星系当(dāng)中恒星运(yùn)动所(suǒ)需要的暗物质比例是一致的。这就(jiù)意味着。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就很好地解释了很多不(bù)同的观测结(jié)果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着(zhe)某种类型(xíng)的粒(lì)子(zi)，它们不(bù)参与任何其他的(de)电磁作(zuò)用，只通过引力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到了暗(àn)物质存在的实际证(zhèng)据。这种粒子(zi)到底是什(shén)么？科学(xué)家(jiā)们已经提出了数十种的(de)假想目(mù)标(biāo)，而要寻找这些(xiē)不同的(de)目(mù)标粒子所需要的实验方式也不相同。在过去的(de)几十年当中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不(bù)见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎不会(huì)与常规物(wù)质(zhì)相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经进行(xíng)了超过50次的实(shí)验，却(què)没有任何实质(zhì)性的(de)发现，除了一个地方(fāng)，意(yì)大(dà)利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在(zài)山下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着地球上最(zuì)大的地学实验室(shì)，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一个三层楼高(gāo)的探测器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒(lì)子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科学家(jiā)声(shēng)称观测(cè)到(dào)了某种(zhǒng)信号(hào)。经过了20多(duō)年(nián)的数据收(shōu)集，人们发(fā)现了(95311怎么转人工服务，95311怎么转人工服务直接通le)一个有趣的事情。探测率会在(zài)每年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且在20年当中每年都(dōu)是一(yī)样。一些科学家认为(wèi)这(zhè)可能是(shì)人类(lèi)发现暗物质的第一个直(zhí)接证(zhèng)据。

但是(shì)为什么暗物质会产生周期(qī)性的(de)年度信号呢？刚才(cái)我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒的(de)速度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇(yǔ)宙(zhòu)当中，这意味着我们也在以这(zhè)样的速度在穿越着(zhe)暗(àn)物质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球又(yòu)以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行旋(xuán)转。所(suǒ)以有半年的(de)时间，地球(qiú)围绕太阳的方向(xiàng)与太阳环(huán)绕银河(hé)系的方向是一致的，而另(lìng)外半(bàn)年则(zé)与(yǔ)之相(xiāng)反。

而在(zài)6月份(fèn)的时候(hòu)，地球与太(tài)阳的方向正好达到完全一致，这是理(lǐ)论上地(dì)球穿越暗物质流(liú)最快(kuài)的时段。而(ér)在(zài)11月(yuè)份，又(yòu)恰(qià)好达到了最慢(màn)值。尽(jǐn)管(guǎn)在实(shí)际的情况中，太阳系相(xiāng)对银河(hé)系的平(píng)面呈现(xiàn)了60度的(de)倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理论的有效性。

因此科学家认(rèn)为(wèi)这可以(yǐ)用来(lái)解释，研究人员们所观(guān)测到的周期性(xìng)信号。当然也可能有其他的情况，造成这种(zhǒng)年(nián)度周期信号的差异也可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水(shuǐ)分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客的数量也(yě)符合这个(gè)周期的规律。

所以，科(kē)学(xué)家(jiā)们又在南半球建立了一个(gè)几乎相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的实验(yàn)室正好(hǎo)相反，而(ér)在这里，地(dì)球穿过暗物质流的运动特(tè)征和(hé)第一个实验室是(shì)一样的。

因此(cǐ)，如果在这(zhè)里(lǐ)可以得到相同的信(xìn)号(hào)，就可(kě)以成为暗(àn)物质所存在的非常有力(lì)的证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建成不久，所以(yǐ)截至目前还无法提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台(tái)新的望远镜，这台(tái)太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的(de)视野是哈勃红外仪(yí)器的(de)100倍。南希格(gé)雷斯(sī)罗曼太(tài)空(kōng)望远镜其中(zhōng)一个关键的用途就是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测的结果，我们只能拭(shì)目以待了。费米实验室粒子天体物(wù)理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特(tè)芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应，会(huì)支持宇宙(zhòu)当(dāng)中生命的诞生，或者说是生命进化的(de)一(yī)个重要因素。

如(rú)果这一理论得到进一步的(de)证实，那(nà)么遍布(bù)宇(yǔ)宙当中的暗物质会不会意味着(zhe)人类并不孤单呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当中某个角落的(de)行(xíng)星上，暗物质正(zhèn95311怎么转人工服务，95311怎么转人工服务直接通g)在通过(guò)这(zhè)样的效应创造(zào)生(shēng)命。当然，这些推论(lùn)的大前提是要先(xiān)找到暗(àn)物质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙(huǒ)伴们，你们觉得暗(àn)物质到底存不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是我更(gèng)新的动(dòng)力(lì)！

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