宇宙是“人为制造”的(de)？为何(hé)会存在科学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟是(shì)什(shén)么？人类为(wèi)了(le)寻(xún)找暗(àn)物(wù)质存在的证(zhèng)据，科学家(jiā)们在(zài)过去的几十年当中进行了超过50次(cì)的(de)长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任何的有效证(zhèng)据。除了一个地方(fāng)，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律(lǜ)，它揭示(shì)了宇宙(zhòu)中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文学家们发(fā)现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常，不符合万有引力定(dìng)律的时候，他们(men)就会(huì)知道，周围一定有未知的天体通(tōng)过引力在(zài)摄动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒(lēi)维(wéi)耶就通过天王星运行轨(guǐ)道的异常，推算并且发现了海王(wáng)星的存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用万有(yǒu)引力定(dìng)律所取(qǔ)得重大天文成(chéng)就的(de)例子。但是这些发现都是在恒星(xīng)系统的尺度当中，可当我(wǒ)们上升(shēng)到星系(xì)或者是星(xīng)团的尺度，事情(qíng)就(jiù)开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗(fú)里茨兹(zī)威基正在研(yán)究和测量后(hòu)发星系团(tuán)的质量。这是一个由数(shù)千个星系(xì)所组成的巨大星系团，这些星系被引力束缚(fù)在一起。测量星系团的质量一(yī)般会使(shǐ)用到两种方法，当两种方法结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定其(qí)质(zhì)量的范围。

第一种是获得其"光度(dù)学的质量"，需(xū)要的(de)数据是测量各个(gè)星系的光度。

第二种是(shì)动力学(xué)质量(liàng)的计(jì)算，是利用光谱红移测量(liàng)星系团中的各个星系相(xiāng)对(duì)于星系团的运(yùn)动速度。当测量结果出(chū)来之(zhī)后，兹(zī)威基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后发座(zuò)星系团有99%的质量消失了(le)，或(huò)者说这99%的质量(liàng)并不(bù)以可见光的(de)形式所(suǒ)存在(zài)，我们(men)无法看到。最诡(guǐ)异的是，在测量速度的过程中，兹(zī)威(wēi)基发(fā)现星系团中很多(duō)星系的速度(dù)比理论上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些可(kě)见星系的(de)质量所产生(shēng)的引力(lì)是无法将它们束缚在星系团(tuán)内的，它们(men)早就应该被抛出星(xīng)系(xì)团之外了(le)，除非有一种神(shén)秘的力量(liàng)在起作用，这(zhè)种力量来源于某种(zhǒng)隐形(xíng)的物质。

据(jù)此，兹(zī)维基(jī)提出(chū)了这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但(dàn)是它们(men)却占据着(zhe)宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当时(shí)的人们对这样的一种说(shuō)法不屑(xiè)一顾。

直(zhí)到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙女座星(xīng)系中(zhōng)的恒(héng)星(xīng)运动。理(lǐ)论上来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的(de)恒星在其轨道(dào)上的运行速度就会越慢。但(dàn)是(s巧克力放冰箱可以吗，巧克力放冰箱里保质期一般多长时间hì)他们观测的结(jié)果却让人感到(dào)不可思议。

随着(zhe)与(yǔ)中心距离的增(zēng)加，恒(héng)星的(de)旋转速度几乎保持不(bù)变(biàn)。可是根据牛顿的万有引力定律，在(zài)星系当中(zhōng)如果没有(yǒu)足够大的质量来吸(xī)引它(tā)们，这(zhè)些外围的(de)恒(héng)星(xīng)早就被(bèi)甩到宇(yǔ)宙当中了。基于这种现象，科学家们(men)会使用一种相对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的存在，这(zhè)种方法(fǎ)就(jiù)是测量星系当中(zhōng)气体在(zài)X轴上距离(lí)星系中心(xīn)的距离(lí)，以及(jí)在Y轴上气体的旋转速度。如果出现异(yì)常的(de)结果，就认(rèn)为是由暗(àn)物质的力量进入其中。

于是(shì)科学家(jiā)们通(tōng)过射电(diàn)望(wàng)远镜测(cè)量了距离(lí)星系中心更远距离的(de)氢元素，发现它(tā)们的(de)旋转速度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳(yáng)系也不(bù)例外，太(tài)阳(yáng)系(xì)位(wèi)于银河系的第(dì)三(sān)悬臂之(zhī)上(shàng)，距(jù)离银(yín)河系中(zhōng)心2.6万(wàn)光年，根据(jù)万有引力(lì)定(dìng)律进行计(jì)算，太阳(yáng)系(xì)的运行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实(shí)际上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米/秒的速度(dù)围绕银河系(xì)旋(xuán)转，这个(gè)实际速度(dù)远远大于理论速度，那么产生以上这种向心加速(sù)度的原因很可能就是存在着一种(zhǒng)我(wǒ)们看(kàn)不(bù)到的(de)物质，是这些暗物质的(de)引力效(xiào)应将星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越(yuè)来越多的(de)研究人(rén)员开始相信暗物(wù)质的存(cún)在。科学家根(gēn)据星(xīng)系外恒星(xīng)轨道的速度(dù)，估算在(zài)星系当中暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不(bù)是唯一可(kě)以解释这个现象的原因(yīn)。在一项(xiàng)新的研究当中，科学(xué)家们发现(xiàn)，几乎(hū)没(méi)有引力效应的遥远恒星(xīng)之间，也会出现(xiàn)速度上的微小差异。另外，天文(wén)学家(jiā)还发现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年(nián)，大小和银河系(xì)不(bù)多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量却只有银河系(xì)的(de)千分之(zhī)一。

所以在理论上(shàng)，该(gāi)星系必须(xū)存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使(shǐ)用最先进(jìn)的(de)望远镜对其进行了40个小时的详细测量(liàng)之后，发现星(xīng)系中的恒星运(yùn)动(dòng)是可以(yǐ)用正常的物质和力学定律来解释的。那(nà)么又有人提(tí)出，也许该(gāi)星系(xì)的暗物质，已经被附近的(de)另一个大星系剥离了(le)。奇怪的是，它的附近没有(yǒu)任何星系(xì)存在。造成这些(xiē)现象(xiàng)的除了暗物质(zhì)的假说之外，另一种可能(néng)就是人类对引力的(de)理解还不(bù)够全(quán)面，引力很(hěn)可能在不同(tóng)尺(chǐ)度空间中(zhōng)的工作(zuò)方式(shì)是不同的，这意味着在行(xíng)星系尺度中的天(tiān)体会沿(yán)着它们的轨(guǐ)道，按照我(wǒ)们所(suǒ)理解的方(fāng)式运动(dòng)。但是(shì)上升(shēng)到星系和(hé)星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力(lì)之(zhī)间的相互作用(yòng)则是不同的方式。对于在星系团之间的(de)相互作(zuò)用，科学(xué)家还引入了(le)外(wài)部场(chǎng)效(xiào)应的概念，指的是在数百万光年(nián)的规模上，巨大的质量之间(jiān)会产(chǎn)生(shēng)对彼此特殊的(de)效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如(rú)果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们需要对现(xiàn)在(zài)的物理定律(lǜ)进行修正，这些发现也让很(hěn)多(duō)人认为暗物质假说理论就此终结(jié)。但是在宇(yǔ)宙当中还有关(guān)于(yú)暗物质存在的其(qí)他的理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德理(lǐ)论所没(méi)法解释的“引力透(tòu)镜”。

径(jìng)向距离为37亿(yì)光年的子弹(dàn)星系(xì)团，由两个碰撞的星系团所组成，类似(shì)这样的星团，它(tā)们(men)大(dà)部(bù)分的普通质量(liàng)都(dōu)在星系(xì)的气体当中(zhōng)。当星团(tuán)以1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的时候，星际气(qì)体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在理论(lùn)上(shàng)，在碰(pèng)撞(zhuàng)之后，子(zi)弹(dàn)星系团大部(bù)分的质量将位于所有(yǒu)这(zhè)些气体所(suǒ)在(zài)的中间区域。那(nà)么(me)我们(men)通过什么来(lái)验证它(tā)的质量区域到底是不是(shì)集中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了(le)宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一张全(quán)彩的(de)高清照片(piàn)，在照片中我们(men)可以明显地(dì)看到很(hěn)多星系似乎(hū)被拉伸产(chǎn)生(shēng)了巨(jù)大的形变。其实这些星系本身并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜(jìng)出了(le)什么问题，而是(shì)这样极(jí)遥(yáo)远的(de)天体和我们地球上(shàng)的观测者之间。被一个质量(liàng)超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西的引(yǐn)力，会(huì)使身后(hòu)更(gèng)遥远星系的(de)光都发(fā)生(shēng)了扭曲。这个现象(xiàng)就(jiù)是(shì)引力透镜(jìng)效应。这个巨大(dà)的天(tiān)体可能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域(yù)并(bìng)不(bù)是在中间，而是在两侧(cè)。所(suǒ)以最好的解释方法(fǎ)就是当(dāng)星(xīng)团发生全(quán)部的碰撞时，可被观测到(dào)的质量气体被卡(kǎ)在(zài)了中间，暗物质则直接通过了这个(gè)区域(yù)，并在两边(biān)形成了引力透镜。对子弹星系(xì)团的引力(lì)透(tòu)镜研究也被认(rèn)为是暗(àn)物质存(cún)在(zài)的迄(qì)今为(wèi)止最好的理论证据(jù)。

除此(cǐ)之外，还(hái)有来自宇宙(zhòu)当中最古(gǔ)老的(de)光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于(yú)可以畅通无(wú)阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙当(dāng)中了。经(jīng)过(guò)了130多亿年(nián)之后，这些光(guāng)在(zài)宇宙(zhòu)空间(jiān)背景上留(liú)下(xià)了各(gè)相同性的微(wēi)波辐射。其中红(hón巧克力放冰箱可以吗，巧克力放冰箱里保质期一般多长时间g)色的(de)部(bù)分表示温度较高(gāo)的(de)区域，蓝(lán)色则表示相(xiāng)对较冷的区(qū)域(yù)，但实(shí)际(jì)上它(tā)们之(zhī)间的温(wēn)差只有万(wàn)分之一。

科学家(jiā)们(men)通过对前景背(bèi)景分离后的二值图像(xiàng)进(jìn)行连通域提取和标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图(tú)形看起来不应该(gāi)是这样的，而随着暗物质的增加(jiā)，一些(xiē)峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背景辐射(shè)的测(cè)量值，我们(men)需(xū)要的暗物质大约是(shì)普通(tōng)物质的5倍。这个数字与解释(shì)星系当中恒星运动所需要的暗物质(zhì)比(bǐ)例是一致的。这就(jiù)意(yì)味着(zhe)。

用(yòng)了(le)一个简单的理论框架，就很好地解释了(le)很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是(shì)宇宙当中存在着某种(zhǒng)类型的(de)粒子，它们(men)不(bù)参与任何其(qí)他(tā)的(de)电(diàn)磁作用，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(wù)质存在的实际(jì)证据。这种粒(lì)子到底是什么(me)？科学家们已经提出了(le)数十种的(de)假想目(mù)标(biāo)，而要寻(xún)找这些不(bù)同的目标粒子所需要的实验(yàn)方式也不相同。在过去(qù)的几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类(lèi)为了(le)寻找这些看不见、摸(mō)不到(dào)，几乎(hū)不会与常(cháng)规物质相互作用的(de)“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了超过50次的实(shí)验，却(què)没有任何(hé)实质(zhì)性的发现，除了一个地方，意大(dà)利的格(gé)兰(lán)萨索山，隶属(shǔ)于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处(chù)的(de)地(dì)下矿井当中，藏(cáng)着地球(qiú)上最(zuì)大的地学实(shí)验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高(gāo)的探测器，一直致力(lì)于寻(xún)找暗物(wù)质粒子的周期(qī)性震荡。

巧克力放冰箱可以吗，巧克力放冰箱里保质期一般多长时间 decoding="async" data-ratio="0.7504051863857374" data-type="jpeg" data-w="1234" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/82fd8b93a96870b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

自1997年以来，这里(lǐ)的科学(xué)家声称(chēng)观测(cè)到了某种信号。经过了20多年的(de)数(shù)据(jù)收集，人们发现了一个有趣的(de)事情。探(tàn)测(cè)率会(huì)在(zài)每年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一(yī)些科学(xué)家(jiā)认为这(zhè)可能是人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周期性(xìng)的年度信号呢(ne)？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速度围绕着银河(hé)系进(jìn)行移(yí)动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意味着我(wǒ)们也在以这(zhè)样(yàng)的速度在穿越着(zhe)暗物(wù)质流(liú)，这个(gè)过程中会产生(shēng)相(xiāng)应的振荡，同(tóng)时地球又(yòu)以30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以(yǐ)有(yǒu)半年的时间，地球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的方(fāng)向是(shì)一致的，而另(lìng)外(wài)半年则与之(zhī)相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的时候，地球与太阳的方(fāng)向(xiàng)正好达到完全一致，这(zhè)是理论上地球穿(chuān)越(yuè)暗(àn)物质(zhì)流最快的(de)时段。而(ér)在11月份(fèn)，又恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实(shí)际的情况中，太(tài)阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影(yǐng)响这个(gè)理论的有(yǒu)效性。

因此科(kē)学家认为(wèi)这可以用来解释，研(yán)究人(rén)员(yuán)们所(suǒ)观测到的周(zhōu)期性信号。当然(rán)也可能有其他的情况，造成这种年度周期信号的差异也可能(néng)是温度、湿度、土壤中的(de)水分(fēn)、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这(zhè)个周期的规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球(qiú)建(jiàn)立了一个几乎相同的实验室(shì)，这里(lǐ)的季节与之前的(de)实验(yàn)室正(zhèng)好相反，而(ér)在这里(lǐ)，地球穿过暗物质流的运动特征和(hé)第一个实验室是一样的。

因此，如果在这(zhè)里可(kě)以得到相同的(de)信(xìn)号，就(jiù)可(kě)以成为暗物质所存(cún)在的非常有力的证据(jù)了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建(jiàn)成不久，所以截至目前还无法提供(gōng)相应的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台(tái)新的望(wàng)远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希(xī)格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但(dàn)它的宽视场仪器提供的视野是哈(hā)勃(bó)红外仪器的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗曼(màn)太空(kōng)望远镜(jìng)其中(zhōng)一个关键的用途(tú)就是探索暗(àn)物质(zhì)背后的(de)奥秘，对于探测的(de)结果(guǒ)，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米实验室粒(lì)子天体物(wù)理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾(jiǎ)森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质存在(zài)，它(tā)们极(jí)有可能(néng)拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗(àn)物质效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙(zhòu)当中生命的(de)诞生，或者(zhě)说是(shì)生命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果这(zhè)一(yī)理(lǐ)论得到进一(yī)步的(de)证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质会不会意味着人(rén)类并(bìng)不孤单呢？或许在宇宙当中某个角(jiǎo)落的(de)行星上，暗物质(zhì)正(zhèng)在通过这(zhè)样的效应创造(zào)生命。当然，这些推(tuī)论的大前提是(shì)要先(xiān)找到(dào)暗物质存在(zài)的实际(jì)证据。那么小(xiǎo)伙(huǒ)伴们，你们觉得(dé)暗物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新(xīn)的(de)动力(lì)！

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