宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学无(wú)法解释(shì)的“暗(àn)物质”？暗(àn)物质又究竟是(shì)什么？人类(lèi)为了(le)寻找暗物(wù)质存在的证(zhèng)据，科学家(jiā)们在过去的(de)几十年当中进行了(le)超过50次的(de)长(zhǎng)期实验，但(dàn)是(shì)却没(méi)有发现任何的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年(nián)出(chū)版的(de)自然(rán)哲学数(shù)学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表(biǎo)了万有引力定(dìng)律，它揭示了宇宙中天(tiān)体运动的规律。往后的几百年(nián)来，当天文学(xué)家们发现某些天体运行轨道出(chū)现异常，不(bù)符合(hé)万有(yǒu)引力定(dìng)律的时(shí)候，他们就会知道，周围(wéi)一定(dìng)有(yǒu)未知的天体通过引力在摄动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶(yé)就通(tōng)过天王星运行轨道的异常，推(tuī)算并且发(fā)现了海王星的存(cún)在。另外，哈(hā)雷(léi)彗星(xīng)、冥王(wáng)星的发现(xiàn)都是应用万有(yǒu)引力定律所取得(dé)重大天(tiān)文成就的例子。但是这些发现都(dōu)是在恒星系统的尺度当中，可当我(wǒ)们上升到星(xīng)系或者是(shì)星团的(de)尺度，事情就(jiù)开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研(yán)究和(hé)测量后发星系团的质量。这是(shì)一个由数(shù)千(qiān)个(gè)星系所组成的巨大(dà)星系团，这些星系被(bèi)引力(lì)束缚在一起(qǐ)。测量星系团的质量一般会使用到两种方法，当(dāng)两种方法(fǎ)结果(guǒ)一致，就可以(yǐ)确(què)定其质量(liàng)的范围。

第一种是获(huò)得其"光度学(xué)的(de)质量"，需要的数(shù)据(jù)是测量(liàng)各个(gè)星(xīng)系的光度。

第二种是(shì)动力学质量的计(jì)算(suàn)，是利用光谱红移测(cè)量(liàng)星(xīng)系(xì)团中的各个星(xīng)系相对于(yú)星系团的运动速(sù)度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学(xué)质(zhì)量”竟然(rán)是(shì)“光度(dù)学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后(hòu)发(fā)座星系(xì)团(tuán)有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质(zhì)量并不以可见光的形式所存在，我们无法(fǎ)看到(dào)。最(zuì)诡异(yì)的是，在(zài)测量速度的过程中，兹(zī)威基发现(xiàn)星系团中(zhōng)很(hěn)多星系(xì)的速度比理(lǐ)论上要快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质量所产(chǎn)生的引力是无法将它们(men)束缚在(zài)星系团内(nèi)的(de)，它们早就(jiù)应该被(bèi)抛出星系(xì)团(tuán)之(zhī)外了(le)，除非(fēi)有(yǒu)一种神(shén)秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于某种隐(yǐn)形(xíng)的(de)物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可(kě)见的(de)暗(àn)质(zhì)，它不发散(sàn)光、吸光(guāng)、反射光，但是它(tā)们却占据(jù)着宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部分的(de)质量。只是当(dāng)时的人们对这样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文(wén)学家维拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福特在观(guān)测仙女座星系中的恒(héng)星运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在(zài)其轨道上(shàng)的运(yùn)行速度就会越(yuè)慢。但是他们观测的(de)结果却让人感到不可思(sī)议。

随着(zhe)与(yǔ)中(zhōng)心距离的增加，恒星(xīng)的(de)旋转(zhuǎn)速度几乎保(bǎo)持(chí)不变。可(kě)是根据牛顿的万有(yǒu)引力定律，在星(xīng)系当中如(rú)果(guǒ)没有足够(gòu)大(dà)的质量来(lái)吸引(yǐn)它们(men)，这些(xiē)外围的恒(héng)星早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种现象，科学家们会使用一种相对标准的(de)方法来解释暗(àn)物质(zhì)的存在，这种方(fāng)法就是测量星系当中气体在X轴上距(jù)离星系中心的(de)距离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上(shàng)气体的旋转速度(dù)。如果出现异常(cháng)的结果，就认为(wèi)是由暗(àn)物质的力量进入其中。

于(yú)是(shì)科学家(jiā)们(men)通(tōng)过射电望远镜测(cè)量了距离星系中心更远距离的氢元素，发(fā)现它们的(de)旋转速(sù)度并不符合(hé)牛顿(dùn)的(de)力学定律。我们的太阳系也不例外(wài)，太阳系位(wèi)于(yú)银河(hé)系的第三悬臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万有引力定律进(jìn)行计算(suàn)，太阳系的运行(xíng)速(sù)度(dù)应(yīng)该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在(zài)以(yǐ)220千米/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大(dà)于理论速度，那么(me)产生(shēng)以(yǐ)上这种向(xiàng)心(xīn)加速度的原(yuán)因很可(kě)能就是(shì)存在着(zhe)一种我(wǒ)们(men)看不到的物质，是这些暗物质的引力效(xiào)应(yīng)将星(xīng)系聚集在(zài)了一起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研究人员开始相信暗物质的存在(zài)。科(kē)学家根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估算在(zài)星系当中(zhōng)暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以解(jiě)释这个现(xiàn)象的原因。在一(yī)项新的研究当中，科(kē)学(xué)家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之(zhī)间，也(yě)会出现速度上的微小(xiǎo)差异。另外，天文(wén)学家还发现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光年，大(dà)小和(hé)银河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒(héng)星数量却只(zhǐ)有银河系(xì)的(de)千(qiān)分之(zhī)一。

所(suǒ)以在理(lǐ)论(lùn)上，该星(xīng)系必须存(cún)在暗物质，否则就会分崩(bēng)离(lí)析。但(dàn)是(shì)科(kē)学家们(men)使用最先进的望远镜(jìng)对其进行了40个小时的详(xiáng)细测量之后(hòu)，发(fā)现星系中(zhōng)的恒星运动(dòng)是可以(yǐ)用正(zhèng)常(cháng)的(de)物(wù)质和(hé)力学定(dìng)律来解释(shì)的。那么又有人(rén)提出(chū)，也许该(gāi)星系的暗(àn)物九年一贯制教育是什么意思啊，九年一贯制啥意思质(zhì)，已经被附近(jìn)的(de)另一个大星系剥离了(le)。奇怪的(de)是，它的附近没有任何星系(xì)存在(zài)。造成这(zhè)些(xiē)现(xiàn)象(xiàng)的除(chú)了(le)暗(àn)物质的假(jiǎ)说之外(wài)，另一种可能就是(shì)人类对(duì)引力的理解还(hái)不够(gòu)全面，引力很(hěn)可(kě)能在不同尺度(dù)空间中(zhōng)的工作方式(shì)是不同的，这(zhè)意味着在行星系(xì)尺度中的天体(tǐ)会沿(yán)着它们的轨道，按照我们(men)所(suǒ)理解的(de)方式(shì)运动。但(dàn)是上(shàng)升(shēng)到星系和星(xīng)团的(de)尺度，引力之间的相互作用则是不同的方(fāng)式。对于在(zài)星系团之间的相互作(zuò)用，科(kē)学(xué)家(jiā)还引入了外部(bù)场效应(yīng)的概念，指的是(shì)在数百万光(guāng)年的规模上，巨大的质量之(zhī)间(jiān)会产(chǎn)生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意(yì)味着我们(men)需要对(duì)现在的物(wù)理定(dìng)律进(jìn)行修(xiū)正，这些(xiē)发(fā)现也让很多人(rén)认为暗物质假说理(lǐ)论就此终(zhōng)结。但是在(zài)宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质存(cún)在的其(qí)他(tā)的理论证据，这些理论证据是蒙德理(lǐ)论所(suǒ)没法解释的“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径(jìng)向距离为37亿(yì)光年(nián)的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类似(shì)这样的(de)星团(tuán)，它们大部分的普(pǔ)通质量(liàng)都(dōu)在星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时发生(shēng)碰撞的(de)时候，星际气体的相互作用就会导致温度(dù)的急剧升高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在碰撞之后(hòu)，子弹星(xīng)系(xì)团大部分的质量(liàng)将(jiāng)位于所有这些气(qì)体所在的中间区域。那么我们(men)通(tōng)过什(shén)么来(lái)验证它的质量区域到底是不是集中(zhōng)在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当(dāng)中第(dì)一张全(quán)彩的(de)高清照片，在(zài)照片中我们可(kě)以明显地看到(dào)很(hěn)多星系似乎(hū)被拉伸产生(shēng)了(le)巨(jù)大的(de)形变。其实这些星系本身并不(bù)是真的(de)被扭曲了(le)，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了(le)什(shén)么问(wèn)题，而是这样极遥远(yuǎn)的(de)天体(tǐ)和(hé)我(wǒ)们地球上的观测者之间。被一个质量超级巨(jù)大的天体遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量的(de)东西的(de)引力，会(huì)使(shǐ)身后更遥远(yuǎn)星系(xì)的光都(dōu)发(fā)生了扭曲。这(zhè)个现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的(de)天(tiān)体可能是超大质量的黑洞或(huò)者(zhě)是暗物质。

所以当人们对(duì)子弹星系团(tuán)观测的时候，发现它的大质量区域并不(bù)是(shì)在中间(jiān)，而(ér)是在两侧。所以最好的(de)解释方法就(jiù)是当星(xīng)团发生全部的(de)碰撞(zhuàng)时，可被观(guān)测到的质量气体被(bèi)卡在了中间，暗物(wù)质(zhì)则直接通过(guò)了这个区域，并在两边形成(chéng)了(le)引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也被认为是暗物质(zhì)存在(zài)的迄今为止(zhǐ)最好的理论(lùn)证据。

除此之(zhī)外(wài)，还(hái)有来(lái)自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇(yǔ)宙(zhòu)大爆(bào)炸开始，38万年(nián)之后，可见光终于可(kě)以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了。经(jīng)过了(le)130多亿年之后，这些(xiē)光在(zài)宇宙空间背景上留下了(le)各相同性的微波(bō)辐射。其中红(hóng)色的部分表示温度较高的区域，蓝色则表示相对(duì)较冷的区域(yù)，但实(shí)际上它们之间的温差只有万(wàn)分之一。

科学家(jiā)们通过对前景(jǐng)背景分离后的二值图像进行(xíng)连(lián)通域提取和标(biāo)记之后发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形(xíng)看(kàn)起来不应该是(shì)这样的，而随着暗物质的增(zēng)加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背景辐(fú)射(shè)的测量值，我们需要(yào)的暗物质大约(yuē)是普通(tōng)物质的5倍。这个数(shù)字与(yǔ)解释星系(xì)当中(zhōng)恒(héng)星运动所需要(yào)的暗物质比例是一致的。这就意(yì)味(wèi)着(zhe)。

用了一(yī)个简单的理(lǐ)论框架，就很好地解释(shì)了(le)很多(duō)不同的观测结果。而暗物质(zhì)的(de)本质就(jiù)是宇宙当中存在着(zhe)某种类型的粒子，它们不参与任何其他(tā)的电磁(cí)作用，只通过(guò)引力来相互作用。所以如(rú)果能够找到这种粒(lì)子(zi)的(de)存在，就相当于找到了暗物质存在(zài)的(de)实(shí)际证据。这种粒子到底是(shì)什么？科学家们已经提出了数十种的假想目标(biāo)，而要寻找这些不同的目标粒子所(suǒ)需要的实验方式也不(bù)相(xiāng)同。在过去的(de)几十年当中，人类(lèi)为了寻(xún)找这些看不见(jiàn)、摸不(bù)到(dào)，几(jǐ)乎不会与常(cháng)规物质(zhì)相互作(zuò)用(yòng)的“暗(àn)物质(zhì)”，科学家们已经进行了(le)超过50次的实验，却没有任(rèn)何(hé)实(shí)质性(xìng)的发现，除了一(yī)个地方，意(yì)大利(lì)的格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地(dì)下矿(kuàng)井(jǐng)当中(zhōng)，藏(cáng)着地球(qiú)上最大(dà)的(de)地(dì)学实验(yàn)室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三(sān)层(céng)楼高的探测器，一直致(zhì)力于(yú)寻(xún)找暗物质(zhì)粒(lì)子的周(zhōu)期性(xìng)震荡(dàng)。

九年一贯制教育是什么意思啊，九年一贯制啥意思="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(lái)，这里的(de)科(kē)学家声称观测到了某(mǒu)种(zhǒng)信号。经(jīng)过(guò)了20多年的数据收集，人们发现了一个(gè)有(yǒu)趣的事情。探(tàn)测(cè)率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低，而且在20年当(dāng)中每年都(dōu)是一样(yàng)。一些科学家认为这可能是人类发现暗物质的第一个直接(jiē)证(zhèng)据。

但是为什么暗物(wù)质会产生(shēng)周期性的年度信(xìn)号呢？刚(gāng)才(cái)我们讲(jiǎng)了(le)太阳系正在以(yǐ)220公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围绕着银河(hé)系进(jìn)行(xíng)移动，那么如果暗(àn)物质存在(zài)宇宙当中(zhōng)，这意味着(zhe)我们也在以(yǐ)这样的速度在穿(chuān)越(yuè)着暗物质流(liú)，这个(gè)过程中会产(chǎn)生相应的振(zhèn)荡，同时地球又(yòu)以30公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系(xì)的方向(xiàng)是一致(zhì)的，而另外(wài)半(bàn)年(nián)则与之相反。

而在6月份的(de)时候，地球与太阳的方向正(zhèng)好(hǎo)达(dá)到完(wán)全一致，这是理论上(shàng)地球穿越暗物(wù)质流最(zuì)快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好(hǎo)达(dá)到了最慢值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈现了60度(dù)的倾(qīng)斜(xié)，但(dàn)是这并不影响这个理论的有效性。

因此科(kē)学家认为这(zhè)可(kě)以用来解释，研究人员们所观(guān)测到的(de)周期性(xìng)信号。当然也可(kě)能有其他的情况，造成这种年度周(zhōu)期信号的(de)差异也(yě)可能是温(wēn)度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪，甚至连(lián)意大利游客的数量也符合这个周期(qī)的规律。

所以(yǐ)，科学家们又(yòu)在南半球(qiú)建(jiàn)立了一个几乎(hū)相同的实验室，这里的季节与之(zhī)前的实验室正好相反，而在(zài)这里，地球穿过暗物质流的(de)运动特(tè)征和第一个实验(yàn)室是(shì)一样(yàng)的(de)。

因此，如果在这(zhè)里可以得到(dào)相同的(de)信号，就可以成(chéng)为暗(àn)物质(zhì)所(suǒ)存在的非常有力的证(zhèng)据(jù)了。但是由于这个实(shí)验室刚刚建成不(bù)久(jiǔ)，所(suǒ)以截至(zhì)目前还(hái)无法提(tí)供相应的数(shù)据支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望(wàng)远镜，这台(tái)太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供(gōng)的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空望远镜其中一个关键(jiàn)的用途就(jiù)是探(tàn)索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的(de)结果(guǒ)，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子(zi)天体物理中心的科(kē)学家(jiā)丹琥珀和贾(jiǎ)森(sēn)斯特芬研(yán)究发现(xiàn)，如果暗物(wù)质(zhì)存在，它们(men)极有可能(néng)拥有另一种神秘的效(xiào)应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生(shēng)命进化(huà)的(de)一个重要因素(sù)。

如果这一理论得到进一步的证实，那么(me)遍布宇宙当(dāng)中(zhōng)的暗物质会不会意(yì)味着人(rén)类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角(jiǎo)落的(de)行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的效应创造生(shēng)命。当然，这些(xiē)推(tuī)论的大(dà)前提(tí)是要先(xiān)找到暗(àn)物质存在的实(shí)际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存不(bù)存(cún)在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的(de)支持是我更新的动(dòng)力！

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