宇宙是“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何会(huì)存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟(jìng)是什(shén)么？人类为了(le)寻找(zhǎo)暗物质存在的(de)证(zhèng)据(jù)，科学家们在过去的几十(shí)年当中进行了超过50次的长期实验，但是(shì)却没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲(zhé)学(xué)数学(xué)原理一书中，埃萨克牛顿发(fā)表(biǎo)了万有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙中天(tiān)体(tǐ)运动的规律。往后(hòu)的几百年来，当(dāng)天文(wén)学家们发现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时(shí)候，他们就会知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星运行轨道的异(yì)常，推算并且(qiě)发现了海王(wáng)星(xīng)的存(cún)在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用万有引力定(dìng)律所取得重大(dà)天文成就的例子。但是(shì)这些(xiē)发现(xiàn)都是在恒星系(xì)统的尺度当中(zhōng)，可(kě)当我们上(shàng)升到(dào)星系或者是星团的尺度，事(shì)情就开(kāi)始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究和(hé)测(cè)量(liàng)后发星(xīng)系团的质(zhì)量。这是一个由数(shù)千个(gè)星系所组成的巨大星系团，这些星系被引力(lì)束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用(yòng)到两种方(fāng)法，当两种方(fāng)法结(jié)果一致，就可以确(què)定其质量(liàng)的(de)范(fàn)围。

第(dì)一种是获得(dé)其(qí)"光度学的(de)质量(liàng)"，需要的(de)数据是(shì)测量各(gè)个星系的光度。

第(dì)二种是动力学质量的计算，是利(lì)用(yòng)光谱红(hóng)移(yí)测量(liàng)星系(xì)团中的各个星系相对于(yú)星(xīng)系(xì)团的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然(rán)是“光度学(xué)质量”的400倍。这意(yì)味着(zhe)，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失了，或者说这99%的质(zhì)量并(bìng)不(bù)以(yǐ)可见光的形式所存在，我们(men)无法看到(dào)。最诡异的是，在测量速(sù)度的过程中，兹威基发现(xiàn)星(xīng)系团中(zhōng)很多星(xīng)系的速度比理论上要快得(dé)多，按照牛顿的运(yùn)动(dòng)学定律(lǜ)，仅靠这些可见(jiàn)星系的(de)质(zhì)量所产生(shēng)的引力是无法(fǎ)将它(tā)们束缚在星(xīng)系团内的(de)，它们早就应该被抛出(chū)星系团之外了(le)，除非有一种神秘的力量在起(qǐ)作(zuò)用，这种力(lì)量来源(yuán)于某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维基(jī)提出了这样(yàng)部分不可见的(de)暗质，它不发散光、吸光、反射(shè)光(guāng)，但是它们却占据(jù)着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对这(zhè)样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再一(yī)次出现。天文学(xué)家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观(guān)测(cè)仙女座星系中的恒星运(yùn)动。理论上来(lái)说(shuō)，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的运心情五味杂陈啥意思，打翻了五味杂陈啥意思行(xíng)速度就会越慢。但是他们观测(cè)的结果却让人感到不可(kě)思议。

随着(zhe)与中(zhōng)心距(jù)离的增加，恒(héng)星的旋转速度(dù)几乎保持(chí)不变。可是(shì)根据(jù)牛顿的(de)万有引力(lì)定律，在(zài)星系当中如(rú)果没有足够(gòu)大的质量来(lái)吸引它们，这(zhè)些外(wài)围的(de)恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使用一种相(xiāng)对标(biāo)准的方法来解释暗物质的(de)存在，这种方法就是(shì)测量星系(xì)当中气体(tǐ)在(zài)X轴上距离星系(xì)中(zhōng)心的(de)距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出(chū)现异(yì)常的结果，就(jiù)认为是(shì)由暗(àn)物质的力量进(jìn)入其中。

于是(shì)科学家们通过(guò)射电望远镜测量了(le)距离星系(xì)中心更远(yuǎn)距离的氢元素，发(fā)现它(tā)们的旋(xuán)转速度并(bìng)不符合(hé)牛顿的力学定律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳系也不例外，太(tài)阳系位(wèi)于(yú)银河系的(de)第三悬臂之上(shàng)，距离银河系中心2.6万光年(nián)，根(gēn)据(jù)万(wàn)有引力定律进行计(jì)算，太阳系的运行(xíng)速度应该是160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银河(hé)系旋(xuán)转(zhuǎn)，这个(gè)实(shí)际速(sù)度远远大于理论速度，那么产生以上这种向心加速(sù)度的原因(yīn)很可能就是存在着一种我(wǒ)们看不到的物质，是这些暗物质的引力效应(yīng)将星(xīng)系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来(lái)越(yuè)多的(de)研究人(rén)员开始相(xiāng)信暗物质的存(cún)在。科学家根据星(xīng)系外恒星(xīng)轨道的速度，估(gū)算在星系当中暗(àn)物(wù)质的质量(liàng)占整个星(xīng)系(xì)质(zhì)量的85%。但(dàn)是，暗物质并不是(shì)唯一可以解释这个(gè)现象的原因。在(zài)一项新的研(yán)究(jiū)当(dāng)中，科(kē)学家们发(fā)现，几乎没有引力效应的(de)遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另外，天(tiān)文学(xué)家(jiā)还发现了一个(gè)反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大(dà)小和(hé)银河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量却(què)只有银(yín)河系(xì)的(de)千分之一。

心情五味杂陈啥意思，打翻了五味杂陈啥意思a-type="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/a67445eab7c8392.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所(suǒ)以在理(lǐ)论(lùn)上，该(gāi)星系必须存在暗物(wù)质，否则就会(huì)分(fēn)崩离析。但是科学家们使用(yòng)最(zuì)先进的(de)望远(yuǎn)镜对(duì)其(qí)进行了40个小时(shí)的详细(xì)测量之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的物质和(hé)力学定律来解释的(de)。那么又有人提(tí)出，也许该星系的暗物(wù)质，已经被附近的另(lìng)一个(gè)大星系剥离了。奇(qí)怪的是，它(tā)的附近没有(yǒu)任何星(xīng)系存在。造(zào)成这些(xiē)现(xiàn)象(xiàng)的除了暗物质(zhì)的(de)假(jiǎ)说(shuō)之外，另一(yī)种可能就是人类对引力的理解还不(bù)够全(quán)面(miàn)，引力很可能在不同尺度空间中的工(gōng)作(zuò)方(fāng)式是(shì)不(bù)同(tóng)的(de)，这意味着在行(xíng)星系尺度中的天体会沿(yán)着(zhe)它们的轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式(shì)运动。但(dàn)是上升(shēng)到(dào)星系和星团的尺度，引力之间(jiān)的相互作用则是不(bù)同的方式。对于在星系团(tuán)之间的相(xiāng)互作用(yòng)，科学家还引入了(le)外部场(chǎng)效应的概念，指的是在(zài)数百万(wàn)光年的规模上(shàng)，巨大的质量(liàng)之(zhī)间会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如(rú)果MOND蒙德(dé)理论成立(lì)，这意味着我们需(xū)要对现在的物(wù)理定律进行(xíng)修正，这些(xiē)发(fā)现也让很多人认为暗物质(zhì)假说理论就(jiù)此(cǐ)终结。但(dàn)是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗(àn)物质存(cún)在的其他的理论证据(jù)，这(zhè)些理(lǐ)论(lùn)证据是蒙德(dé)理论所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两(liǎng)个(gè)碰撞的星系团(tuán)所组成，类似这样的星(xīng)团，它们大部分(fēn)的普通质量都在星系(xì)的(de)气(qì)体当中(zhōng)。当(dāng)星(xīng)团(tuán)以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体的相互作(zuò)用就(jiù)会(huì)导致温度(dù)的(de)急剧(jù)升高，速度大幅(fú)降低(dī)。所(suǒ)以(yǐ)在理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子(zi)弹(dàn)星系团大(dà)部分的质量将位于所有这些气体所在的(de)中间区域。那么我们(men)通过(guò)什么来验(yàn)证它的(de)质量区域(yù)到底(dǐ)是(shì)不(bù)是集中在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我们可以明显地看到(dào)很多星(xīng)系似乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实这些(xiē)星系本身并(bìng)不是真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯望远(yuǎn)镜出了(le)什(shén)么问题，而是这样极遥远的天(tiān)体(tǐ)和我(wǒ)们地(dì)球上的观(guān)测者之(zhī)间。被(bèi)一个(gè)质量超级巨大的天(tiān)体遮挡(dǎng)，这个超大质(zhì)量(liàng)的(de)东西(xī)的(de)引力，会使身后更遥远星系(xì)的光(guāng)都(dōu)发(fā)生了扭曲。这个现象就是引力透镜(jìng)效(xiào)应。这个(gè)巨(jù)大的天体可能是超大质量的黑洞或(huò)者是暗物质。

所(suǒ)以当人们(men)对(duì)子弹星(xīng)系团观测(cè)的时候，发现它的大质量区域并不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好的解释方法就是当星团发生全(quán)部的碰撞时(shí)，可被观测(cè)到的质量气体被卡(kǎ)在了(le)中间，暗物质则(zé)直接通过了(le)这个(gè)区域(yù)，并在两边形成了(le)引力透镜。对(duì)子(zi)弹星系(xì)团的引力(lì)透(tòu)镜研究(jiū)也被认为(wèi)是暗物质存在的迄(qì)今为(wèi)止最(zuì)好(hǎo)的(de)理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙(zhòu)当中最(zuì)古(gǔ)老的(de)光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后，可(kě)见(jiàn)光终于可以畅通无阻(zǔ)地穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这些光在(zài)宇宙空间(jiān)背景上留下了各(gè)相同(tóng)性(xìng)的微波辐射(shè)。其中(zhōng)红色的部分表示温度较高的区域，蓝色(sè)则(zé)表示相对较(jiào)冷(lěng)的区域，但(dàn)实际上(shàng)它们之间(jiān)的温(wēn)差只有万分(fēn)之一。

科学家们通过(guò)对前景背景分离后的二(èr)值图像进(jìn)行连通(tōng)域(yù)提取(qǔ)和标(biāo)记之后(hòu)发现，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没有暗物(wù)质，图形看起来不应该(gāi)是这样的，而(ér)随着(zhe)暗物质的(de)增加(jiā)，一些峰(fēng)值(zhí)的幅(fú)度(dù)会减小，才变得(dé)看起来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波(bō)背景辐射(shè)的测量值，我们需要的暗(àn)物质大约是(shì)普(pǔ)通(tōng)物质的5倍。这个数字与解(jiě)释(shì)星系当(dāng)中(zhōng)恒星运动所需要的暗物质(zhì)比例是一(yī)致的。这就意味着(zhe)。

用了一个简单的(de)理论框架，就很好地解释了(le)很多不同的(de)观测(cè)结果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是宇宙当中存在(zài)着某种类(lèi)型的粒子(zi)，它们不参与任何其他的电磁(cí)作用，只通过(guò)引力来相互作用。所以如(rú)果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到了(le)暗物(wù)质存在的实际(jì)证据。这种粒(lì)子(zi)到底是什(shén)么(me)？科学家(jiā)们已经提出了数十种的(de)假想目标，而要寻(xún)找这些不同(tóng)的目标(biāo)粒(lì)子所需(xū)要(yào)的实验方(fāng)式也不(bù)相同。在(zài)过去的(de)几十(shí)年当中，人类为了寻找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与常规(guī)物质相互作用的“暗物质”，科学家们(men)已(yǐ)经进行(xíng)了超过(guò)50次的实(shí)验，却没有(yǒu)任何(hé)实质性的发现，除(chú)了一(yī)个地方(fāng)，意大利(lì)的(de)格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山下1400米处的(de)地(dì)下矿(kuàng)井当中，藏着地球上最大的地(dì)学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三(sān)层(céng)楼高的(de)探测(cè)器，一直致力于寻找(zhǎo)暗(àn)物质粒子的(de)周期(qī)性震荡(dàng)。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学家声称观测到了某(mǒu)种信(xìn)号(hào)。经过(guò)了20多(duō)年的数据收(shōu)集，人(rén)们(men)发现了(le)一(yī)个有趣的(de)事情。探(tàn)测率会在每(měi)年的6月份达到峰(fēng)值，然后在11月(yuè)降(jiàng)到最低，而且在20年当中每年都(dōu)是一样。一些科学(xué)家认为这可能是人类发现暗物质的第一个直(zhí)接证(zhèng)据。

但是为什么(me)暗物(wù)质会产生(shēng)周期性的年度信号(hào)呢？刚才(cái)我们(men)讲了太(tài)阳系(xì)正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银(yín)河系(xì)进行移动，那(nà)么如(rú)果(guǒ)暗物质存(cún)在宇宙当中，这意(yì)味着(zhe)我们也(yě)在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物(wù)质流，这个(gè)过程中会产(chǎn)生相(xiāng)应的振(zhèn)荡，同时地球(qiú)又以30公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕(rào)太(tài)阳(yáng)的方(fāng)向(xiàng)与太(tài)阳环(huán)绕(rào)银河系的方(fāng)向是一致(zhì)的，而(ér)另外(wài)半年则(zé)与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与太阳的(de)方向正(zhèng)好达到完全一致，这(zhè)是理论上地球(qiú)穿越暗(àn)物质流(liú)最快的时段。而在11月(yuè)份，又恰好(hǎo)达(dá)到(dào)了最慢值。尽管在实际(jì)的情况中(zhōng)，太阳系相(xiāng)对银(yín)河系的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影响这个理论(lùn)的有效性。

因此科学家认为(wèi)这(zhè)可(kě)以用来(lái)解释，研(yán)究人员(yuán)们所观测到(dào)的周期(qī)性信号。当(dāng)然(rán)也可(kě)能有其他的情况，造成(chéng)这种年(nián)度周期(qī)信号的(de)差异(yì)也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的水分(fēn)、高山(shān)上的积雪(xuě)，甚(shèn)至连意(yì)大利(lì)游客的数量也(yě)符合这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又(yòu)在(zài)南(nán)半球建立了(le)一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季节与之前的实(shí)验室(shì)正好相反(fǎn)，而在(zài)这(zhè)里(lǐ)，地球穿(chuān)过暗(àn)物质流(liú)的(de)运动(dòng)特征和(hé)第(dì)一个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以(yǐ)得到(dào)相同的信号，就(jiù)可(kě)以成(chéng)为暗物质所存(cún)在的非(fēi)常有力的证据了。但是由于(yú)这个实验室刚(gāng)刚建成不久(jiǔ)，所以截至目前还(hái)无法提(tí)供相应的(de)数据支持。另心情五味杂陈啥意思，打翻了五味杂陈啥意思外，在2025年(nián)，NASA将会发射一(yī)台新(xīn)的望远镜，这台太空(kōng)望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远(yuǎn)镜相(xiāng)同，但它的(de)宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南(nán)希格(gé)雷斯(sī)罗(luó)曼(màn)太空望远(yuǎn)镜其中一个关键的用(yòng)途就是探索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥(ào)秘，对于(yú)探(tàn)测(cè)的(de)结果，我们只能拭目(mù)以待了。费米实验室粒子天体物(wù)理中心的(de)科学(xué)家丹琥珀(pò)和贾森(sēn)斯(sī)特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存在，它们极(jí)有可(kě)能拥有(yǒu)另一种神秘的(de)效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当(dāng)中生(shēng)命的诞(dàn)生，或者说是(shì)生(shēng)命进(jìn)化的一个(gè)重要(yào)因素。

如果这一(yī)理(lǐ)论得到进一步(bù)的(de)证实，那(nà)么遍布宇(yǔ)宙当(dāng)中的暗(àn)物质会(huì)不会意(yì)味着人类并不孤单呢？或(huò)许在(zài)宇宙当中某(mǒu)个角落的行星上，暗物(wù)质正在通过这样的效应创造生命。当然，这些推(tuī)论的大前提(tí)是要先找到暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的(de)实际(jì)证据(jù)。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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