宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会(huì)存在科学(xué)无法解(jiě)释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗物质又究(jiū)竟(jìng)是(shì)什么？人类(lèi)为了寻找暗物质存在的证据，科(kē)学家们(men)在过去的几(jǐ)十年当中进行了(le)超(chāo)过50次的长期(qī)实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了(le)一个地方，在(zài)1687年出版(bǎn)的自(zì)然(rán)哲学数(shù)学(xué)原理一书中，埃萨克(kè)牛顿(dùn)发(fā)表了万(wàn)有引力定律，它揭示了宇宙中天体运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当天(tiān)文学(xué)家们发现某些天(tiān)体运行轨道(dào)出(chū)现异常，不符(fú)合(hé)万有引力(lì)定律(lǜ)的时候，他(tā)们(men)就会知道，周围一定有(yǒu)未(wèi)知的天体通过引(yǐn)力(lì)在摄动(dòng)它的轨(guǐ)道。比如在1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶就通过(guò)天王星运行轨道(dào)的异常，推算并且发现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现(xiàn)都是应用万(wàn)有(yǒu)引力定律所取得重大天文成就的例(lì)子。但是这(zhè)些发现都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中，可当我们上(shàng)升到星系或者是星团的(de)尺(chǐ)度，事(shì)情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和测(cè)量后发星系团的质量(liàng)。这(zhè)是(shì)一(yī)个由数千个星系所组成(chéng)的巨大(dà)星系(xì)团(tuán)，这(zhè)些星系被(bèi)引力束缚(fù)在一起。测量星系团的质量一般会使(shǐ)用到(dào)两种方法，当两种方法结果一致，就可以确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的(de)质量"，需要(yào)的数据(jù)是测量各个星系(xì)的光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计算，是利用(yòng)光谱红移(yí)测量星系(xì)团(tuán)中(zhōng)的(de)各个星系相对于星系团的运动速度。当测(cè)量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动力学(xué)质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意(yì)味(wèi)着(zhe)，后发座星系团(tuán)有(yǒu)99%的(de)质量消失了(le)，或(huò)者说这99%的质量(liàng)并(bìng)不以可见光(guāng)的形式所(suǒ)存在，我们无法看到(dào)。最诡异(yì)的是(shì)，在测量速度(dù)的过程中，兹威基(jī)发现星系团中很多星(xīng)系的速度比(bǐ)理论上(shàng)要快得多，按照(zhào)牛(niú)顿(dùn)的运动(dòng)学定(dìng)律，仅靠(kào)这些可(kě)见星系的(de)质量所产生的引力是(shì)无法(fǎ)将(jiāng)它们束(shù)缚(fù)在星系团内的，它们早就应该被抛出星系团(tuán)之(zhī)外了，除非有一(yī)种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出了这(zhè)样部分不(bù)可见的暗质(zhì)，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝(jué)大部分的质(zhì)量。只是(shì)当(dāng)时的人们对这样的(de)一种(zhǒng)说法不(bù)屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一次出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾(bīn)和肯(kěn)特福特在观(guān)测仙女座(zuò)星系(xì)中(zhōng)的(de)恒星运动。理论上来说(shuō)，距离中心越远(yuǎn)的恒(héng)星在其(qí)轨道上的运行(xíng)速度(dù)就会越慢。但是他们观(guān)测的结(jié)果却(què)让(ràng)人感到不可思(sī)议。

随着与中心距离(lí)的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的(de)万有(yǒu)引力定律，在(zài)星系当中如果(guǒ)没有(yǒu)足够大(dà)的质量来吸(xī)引它们，这些(xiē)外围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这种现象，科学家们会使用一种相对标(biāo)准的方法来解释(shì)暗物质的存在，这(zhè)种(zhǒng)方法就是(shì)测量星系(xì)当中气体在X轴上(shàng)距离星系中心(xīn)的(de)距(jù)离(lí)，以(yǐ)及在(zài)Y轴上气(qì)体的旋转速度。如果出现异常(cháng)的结果，就(jiù)认为是由暗物(wù)质的力(lì)量进入其中。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜测量了距(jù)离星系中心更(gèng)远距离的氢元素(sù)，发现它们的旋(xuán)转速度并不(bù)符合(hé)牛顿的(de)力学(xué)定律。我们(men)的太(tài)阳系也不(bù)例(lì)外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距离银(yín)河系(xì)中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运(yùn)行速(sù)度(dù)应该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在(zài)以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度，那(nà)么产生以上这种向心加速度的(de)原因很可能就是存在着(zhe)一种我(wǒ)们看不到(dào)的(de)物(wù)质，是这些暗物质的引力效应将星系聚集在(zài)了一(yī)起(qǐ)。

也是从(cóng)这时开始，越来(lái)越多的(de)研究人员开始相信(xìn)暗物质的存在。科学(xué)家根据(jù)星系外(wài)恒星(xīng)轨道的速度(dù)，估(gū)算在星系当中暗物质的质量占整个(gè)星系质量的(de)85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以解释这个现象的原因。在一(yī)项新的(de)研究当(dāng)中，科学家们(men)发现，几(jǐ)乎没(méi)有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会出现速度(dù)上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发(fā)现(xiàn)了一个(gè)反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距离地(dì)球大约2.5亿(yì)光年，大小和银(yín)河系不多，但是星(xīng)系(xì)当中存在(zài)的恒星数量却只有银河系的千分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则就会(huì)分(fēn)崩离析。但是科学家(jiā)们使用最先进的望远镜(jìng)对其(qí)进行了(le)40个(gè)小(xiǎo)时的详细测量之后，发现(xiàn)星系中的恒星运动是可以用正常的(de)物质和(hé)力学定律来解释(shì)的。那么又有人提(tí)出，也(yě)许该星系的暗物质，已(yǐ)经(jīng)被附近的(de)另一个大星系剥离(lí)了。奇怪(guài)的是，它的附近没有任何星系(xì)存在。造成(chéng)这些(xiē)现(xiàn)象的除了(le)暗物质的假说(shuō)之外，另(lìng)一种可能就是人类(lèi)对引力的理解(jiě)还(hái)不够全面，引力很(hěn)可能在不同尺度空间中的工作方式是(shì)不同的，这意味着在行星系尺(chǐ)度(dù)中(zhōng)的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所(suǒ)理(lǐ)解(jiě)的方式运(yùn)动。但是(shì)上升到星系(xì)和(hé)星(xīng)团(tuán)的尺度，引(yǐn)力之(zhī)间(jiān)的相互(hù)作用则是不同(tóng)的方式(s不动声色的意思是什么解释，不动声色的意思是什么(最佳答案)hì)。对于在星系(xì)团之间的相互作用，科学家(jiā)还引(yǐn)入了(le)外(wài)部场效应(yīng)的(de)概(gài)念，指的(de)是在数百万(wàn)光(guāng)年的(de)规模(mó)上，巨大的质量之(zhī)间会产生对彼此(cǐ)特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙(méng)德理(lǐ)论成(chéng)立，这(zhè)意味着(zhe)我(wǒ)们(men)需要对现在的物理定律进(jìn)行修正(zhèng)，这些(xiē)发现(xiàn)也(yě)让很多人(rén)认(rèn)为(wèi)暗(àn)物质(zhì)假(jiǎ)说理论(lùn)就(jiù)此终结。但是在(zài)宇宙当中还有关于暗(àn)物(wù)质存在的(de)其他的理(lǐ)论证据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的(de)“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向(xiàng)距离为(wèi)37亿光(guāng)年的子(zi)弹星系团，由两个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类似(shì)这样的星团(tuán)，它们(men)大部(bù)分的普(pǔ)通(tōng)质量(liàng)都在星系(xì)的气体当中(zhōng)。当星团以1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气体的(de)相互作用就(jiù)会导致温度的急剧升高，速(sù)度(dù)大幅降低(dī)。所(suǒ)以在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的质量将位于所有这些气体所在的中间区域。那(nà)么我们通过什么(me)来验证它的质量区(qū)域到底是(shì)不是集中在中间呢(ne)？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回(huí)了(le)宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中第(dì)一(yī)张全彩的高清照(zhào)片(piàn)，在照片中我(wǒ)们可以明显地看到很多(duō)星系似乎被拉伸产生了巨大(dà)的形变。其(qí)实这些星(xīng)系本身(shēn)并不是真的被扭(niǔ)曲了，也不(bù)是韦伯望远镜出(chū)了什么问题，而(ér)是这样极遥远的天体和我们(men)地球上的观测者之间。被一个质量超级(jí)巨大的天(tiān)体遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的引(yǐn)力，会使身后更(gèng)遥(yáo)远星系的光(guāng)都发生了(le)扭曲。这个现(xiàn)象就是引力(lì)透(tòu)镜效应(yīng)。这个巨大(dà)的天体(tǐ)可能是超大质(zhì)量的(de)黑(hēi)洞或(huò)者是暗(àn)物质。

所以(yǐ)当(dāng)人们对子弹(dàn)星系团(tuán)观测的时候，发现它(tā)的大质量区域并不是(shì)在中间，而是在(zài)两侧。所以最好的解释方法就是当(dāng)星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测(cè)到的质量(liàng)气体被卡在了(le)中间，暗物质则(zé)直接通过了这(zhè)个区域，并在(zài)两边(biān)形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究(jiū)也被(bèi)认(rèn)为是暗(àn)物质存(cún)在的迄今为止最好的理论证(zhèng)据(jù)。

除此之外(wài)，还(hái)有(yǒu)来自宇(yǔ)宙(zhòu)当中最古老的光。从宇宙大爆炸(zhà)开(kāi)始，38万年之后，可见光(guāng)终于(yú)可以(yǐ)畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在(zài)宇宙空(kōng)间背(bèi)景(jǐng)上留下了各相(xiāng)同性的(de)微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区域(yù)，蓝色则表示(shì)相(xiāng)对较冷的区(qū)域，但实际上它们之间的温差(chà)只有(yǒu)万(wàn)分之一(yī)。

科学家们通过(guò)对(duì)前景背景分离(lí)后的二值图像进(jìn)行(xíng)连通域提取和标记之后发现，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中没(méi)有暗物质，图形看起来不应该(gāi)是这样(yàng)的，而随着(zhe)暗物质(zhì)的增加，一些峰值(zhí)的幅度会减小，才变得(dé)看起(qǐ)来“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇宙微波(bō)背景(jǐng)辐(fú)射的测量值，我们需要(yào)的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数(shù)字与解释星(xīng)系当中恒(héng)星运动所需要的暗物质比(bǐ)例(lì)是(shì)一致的。这(zhè)就意味着(zhe)。

用了一个(gè)简单(dān)的理论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的(de)本质就是宇宙(zhòu)当中存在着某种类型(xíng)的粒(lì)子(zi)，它(tā)们不参与(yǔ)任(rèn)何其他的电(diàn)磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过引力来相(xiāng)互作用。所以(yǐ)如(rú)果能够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当(dāng)于找到了暗物(wù)质存在的实际(jì)证据。这种(zhǒng)粒子到底(dǐ)是(shì)什(shén)么？科学家们已经(jīng)提出(chū)了数十种(zhǒng)的假(jiǎ)想目标，而要寻找这些(xiē)不同(tóng)的目标粒子所需要(yào)的实验方式也(yě)不相同。在过去的几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这些看(kàn)不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质(zhì)相互作用的“暗物(wù)质”，科(kē)学家们已经(jīng)进行(xíng)了超过50次的实验(yàn)，却没有任何不动声色的意思是什么解释，不动声色的意思是什么(最佳答案)实质性的发现(xiàn)，除了(le)一(yī)个地方(fāng)，意(yì)大(dà)利的格兰(lán)萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯(sī)山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学(xué)实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高(gāo)的探测器，一直致(zhì)力于寻找暗(àn)物(wù)质(zhì)粒子的周期(qī)性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的(de)科学家声称观(guān)测到(dào)了某种信号。经(jīng)过了20多年的(de)数据(jù)收集，人们(men)发现了(le)一个(gè)有(yǒu)趣的事情。探(tàn)测率会在每年的(de)6月份达到峰值，然(rán)后在11月降到最低，而(ér)且在20年当中(zhōng)每年都(dōu)是一样。一些科学(xué)家认为(wèi)这可能(néng)是人(rén)类发现(xiàn)暗(àn)物(wù)质的第(dì)一个直(zhí)接证(zhèng)据。

但是(shì)为什(shén)么暗物质会产(chǎn)生周期性(xìng)的(de)年度(dù)信号呢？刚(gāng)才(cái)我(wǒ)们讲了太阳(yáng)系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕(rào)着(zhe)银河系进行移动，那么(me)如果暗(àn)物(wù)质(zhì)存在(zài)宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速(sù)度在穿越着暗(àn)物质流，这个过程(chéng)中会产生相应的(de)振荡，同(tóng)时(shí)地(dì)球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕(rào)太阳进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以(yǐ)有半(bàn)年的时间，地球围绕(rào)太阳的方(fāng)向与太阳环(huán)绕银河(hé)系的方向是一致的，而另外(wài)半年则与之相(xiāng)反。

而在6月份的(de)时(shí)候，地球与(yǔ)太阳的方向正好达到(dào)完全一致，这是理论(lùn)上地球穿(chuān)越暗物质流最快(kuài)的时段(duàn)。而在11月份，又恰(qià)好达到(dào)了(le)最慢值。尽管在实际(jì)的(de)情况中，太阳系(xì)相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影(yǐng)响这个理论的有效(xiào)性(xìng)。

因(yīn)此科(kē)学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们所观(guān)测到的周期性信号。当然也(yě)可能(néng)有其他的情况，造成这种(zhǒng)年度(dù)周期(qī)信号的差(chà)异也可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分(fēn)、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客的(de)数(shù)量(liàng)也符合这个周期的(de)规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家(jiā)们(men)又在南半球(qiú)建(jiàn)立了一(yī)个几(jǐ)乎相同的实验室，这(zhè)里的季(jì)节与之前的实(shí)验室正(zhèng)好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗物质(zhì)流的运动(dòng)特征和第一个(gè)实(shí)验室是一样的(de)。

因此，如(rú)果在(zài)这(zhè)里可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质(zhì)所存在的非(fēi)常有(yǒu)力的证(zhèng)据(jù)了。但(dàn)是由于这个实(shí)验室刚刚建成不久，所以(yǐ)截至(zhì)目前(qián)还无法(fǎ)提供相应的(de)数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射一台新的望远镜，这台太(tài)空望远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主(zhǔ)镜大(dà)小跟哈勃望远(yuǎn)镜相(xiāng)同，但它的宽视场(chǎng)仪(yí)器提(tí)供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南(nán)希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途(tú)就是探索暗物(wù)质背(bèi)后的奥(ào)秘，对于(yú)探测的结果，我们只能拭(shì)目以待了。费米实(shí)验室粒子天(tiān)体物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研(yán)究发现，如果(guǒ)暗物质存在(zài)，它们极有可(kě)能拥(yōng)有另一种神秘的(de)效应，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞生(shēng)，或(huò)者说是生命进化的(de)一个重要因(yīn)素。

如果这一理(lǐ)论得到进(jìn)一步的证实，那么(me)遍布宇(yǔ)宙当中的暗物(wù)质(zhì)会不会意味着人类并不孤(gū)单(dān)呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角(jiǎo)落(luò)的行星(xīng)上，暗物质正在通过(guò)这样(yàng)的效(xiào)应创造生命。当(dāng)然，这些推论的大前提是要先找到(dào)暗物质存(cún)在的实(shí)际(jì)证据(jù)。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得(dé)暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的支持(chí)是我(wǒ)更(gèng)新的动力！

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