宇宙是(shì)“人为制造”的？为何(hé)会存在科学(xué)无法解释(shì)的“暗物质(zhì)”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为(wèi)了寻(xún)找暗物(wù)质存在的证据，科学家们在过去(qù)的几十(shí)年(nián)当中进行(xíng)了超过50次的长期实验，但是却没有发现(xiàn)任(rèn)何(hé)的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数(shù)学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力(lì)定律，它(tā)揭示(shì)了宇宙中天体(tǐ)运动(dòng)的(de)规(guī)律。往后的几百年(nián)来，当天文(wén)学家(jiā)们发现某(mǒu)些天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异(yì)常，不符合万有引(yǐn)力定律的时候，他们就会知道，周围(wéi)一定有未(wèi)知(zhī)的天(tiān)体通(tōng)过引力在(zài)摄动(dòng)它的轨道(dào)。比如(rú)在1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶就通(tōng)过(guò)天王星运(yùn)行轨道的(de)异常，推算并且发现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈(hā)雷彗星(xīng)、冥王(wáng)星的发现(xiàn)都(dōu)是应用万有引力定律所取(qǔ)得重大天文成(chéng)就的例子。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的(de)尺度当中，可当(dāng)我们上(shàng)升(shēng)到星系或者是星(xīng)团的尺度(dù)，事情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理(lǐ)学家弗里茨兹(zī)威基正在研究和测(cè)量后发星系团的质量。这是一个(gè)由数千个星系所组成的(de)巨大星系团，这(zhè)些(xiē)星系被引力束缚在一起。测量(liàng)星(xīng)系团的质量一(yī)般会使用到两(liǎng)种方法(fǎ)，当两种(zhǒng)方(fāng)法结果一(yī)致，就可以确(què)定其(qí)质量的(de)范围。

第一种是获得其"光度学(xué)的质(zhì)量"，需(xū)要的数据(jù)是(shì)测量(liàng)各个星系的光度。

第二(èr)种是动力(lì)学(xué)质(zhì)量的计(jì)算，是(shì)利用光谱(pǔ)红移测(cè)量星(xīng)系(xì)团中的各个星系相对于星系(xì)团的(de)运(yùn)动速度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学质量(liàng)”的(de)400倍。这意味着，后发座星系(xì)团有99%的质量(liàng)消失了，或者说这99%的质量并不以(yǐ)可见(jiàn)光的形式所存在，我们无(wú)法看(kàn)到。最诡(guǐ)异的是，在测量速(sù)度的过程中，兹威基发现星系团(tuán)中很多星系(xì)的速(sù)度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些(xiē)可见星系(xì)的质量所产生的(de)引力是无(wú)法(fǎ)将它们(men)束(shù)缚在(zài)星系团内的，它们(men)早就应该被抛出星系(xì)团之外了，除(chú)非有一种神秘(mì)的力量在起作用，这种力量来源于(yú)某(mǒu)种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可见(jiàn)的暗质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是它们(men)却占据着宇宙中绝大(dà)部分(fēn)的(de)质量(liàng)。只是(shì)当时的人们对(duì)这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这(zhè)个词才再(zài)一次出现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙女座星系中的恒(héng)星运(yùn)动。理论上来说(shuō)，距离(lí)中心越远(yuǎn)的恒星在其轨道(dào)上的运行速度就会(huì)越慢。但是他们(men)观测的(de)结果却让人感到不可思议。

随(suí)着与中心距(jù)离的增(zēng)加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的万(wàn)有引力定(dìng)律，在星(xīng)系当中如果没有足够(gòu)大(dà)的质量来吸引它们(men)，这(zhè)些外围(wéi)的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙当(dāng)中(zhōng)了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象(xiàng)，科(kē)学家们会使用(yòng)一种相对标准的方法来解释暗物(wù)质的存在，这种方(fāng)法就(jiù)是测量星(xīng)系当中(zhōng)气体在X轴上距离星系(xì)中心的距离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的旋转速度(dù)。如果出(chū)现异常(cháng)的(de)结果，就认为是(shì)由暗物(wù)质(zhì)的力量进入其中。

于是科学家们通(tōng)过射电望远(yuǎn)镜测量了距离(lí)星系中心更远距离的氢元素(sù)，发(fā)现它们(men)的旋转速(sù)度并(bìng)不(bù)符合牛顿(dùn)的力学定律(lǜ)。我们的太阳系也不例外(wài)，太阳系位于银河系的第(dì)三悬(xuán)臂之上，距离银河系(xì)中心2.6万(wàn)光年，根据万有引力定律进行计算，太(tài)阳系的(de)运行速(sù)度(dù)应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银河系(xì)旋转，这个实际速(sù)度远远大于理论速度(dù)，那么(me)产生以上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就是存在着一(yī)种我(wǒ)们看(kàn)不到(dào)的物质，是(shì)这(zhè)些暗物质的引(yǐn)力效(xiào)应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也(yě)是从(cóng)这时开始，越来越多的研究人员开始(shǐ)相信(xìn)暗物(wù)质的(de)存在。科(kē)学家根据星系外恒星(xīng)轨道的速度，估(gū)算在星(xīng)系当(dāng)中暗物(wù)质(zhì)的质量占(zhàn)整个星系(xì)质量的85%。但(dàn)是，暗物质并不是(shì)唯一可以解释这个现象(xiàng)的原因。在一项新(xīn)的(de)研究当中，科学(xué)家们(men)发现，几乎没有引力效(xiào)应(yīng)的遥远恒星之(zhī)间，也会出现(xiàn)速度上的(de)微小差异。另外，天文学(xué)家还发现(xiàn)了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距(jù)离地球大(dà)约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多(duō)，但是星系(xì)当(dāng)中存在(zài)的恒星数量却只(zhǐ)有银河系的千分之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩(bēng)离析。但(dàn)是科学家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细(xì)测量之后，发现星系中的(de)恒星(xīng)运动是可以用正(zhèng)常的物(wù)质和力(lì)学定律来解释的。那么又有人提出，也许该星系的(de)暗物质，已(yǐ)经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的(de)是(shì)，它的(de)附(fù)近(jìn)没有任何星系存(cún)在(zài)。造(zào)成这些现(xiàn)象的除了暗(àn)物(wù)质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人类对引力的理解还不够全面，引(yǐn)力很可(kě)能在(zài)不同(tóng)尺度(dù)空(kōng)间中的工作(zuò)方式是不同的，这意味着在行星系尺(chǐ)度中(zhōng)的天体会沿(yán)着它们的轨(guǐ)道，按(àn)照我们所理解的方式运动(dòng)。但是上升到星系和星团的尺(chǐ)度，引力之间的(de)相(xiāng)互(hù)作用则是(shì)不同的方(fāng)式(shì)。对于在星系团之间的相(xiāng)互(hù)作(zuò)用，科学家还引(yǐn)入了(le)外部场效(xiào)应的概念(niàn)，指的是在数百(bǎi)万光年的规模上，巨大(dà)的(de)质(zhì)量之间会(huì)产生对彼此(cǐ)特殊的效果(guǒ)，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需要对(duì)现(xiàn)在的物理定律进行修正，这(zhè)些发现(xiàn)也(yě)让很(hěn)多人(rén)认为暗(àn)物质假说理论(lùn)就此终(zhōng)结。但是在(zài)宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在的其他的理(lǐ)论证据(jù)，这些理论证据是蒙(méng)德(dé)理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系(xì)团，由两个碰撞的(de)星系团(tuán)所(suǒ)组(zǔ)成，类似这样(yàng)的星(xīng)团，它们大部分的普通质量都(dōu)在星系(xì)的气体当(dāng)中。当(dāng)星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相互作用(yòng)就会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理(lǐ)论(lùn)上，在(zài)碰撞之后，子弹(dàn)星系团(tuán)大(dà)部分的质量(liàng)将位于所有这些气体(tǐ)所在的(de)中间区域(yù)。那么我们通(tōng)过(guò)什么来验(yàn)证它(tā)的质(zhì)量区(qū)域到底(dǐ)是不(bù)是集中(zhōng)在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太空望远镜传回(huí)了宇宙(zhòu)当中第一(yī)张(zhāng)全彩的高清照片，在照片中(zhōng)我(wǒ)们可以明显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生了(le)巨大的形变。其实(shí)这些星系(xì)本身并不是(shì)真的(de)被扭曲了，也不是(shì)韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜出(chū)了什么问题(tí)，而是这样(yàng)极遥远的(de)天体和(hé)我(wǒ)们(men)地球上的观测者(zhě)之间。被一(yī)个质量超级巨大的天体遮(zhē)挡(dǎng)，这个超大质(zhì)量(liàng)的(de)东西的引力，会使身后更遥远星系的(de)光都发生(shēng)了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体(tǐ)可(kě)能是超大质量(liàng)的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团观测的时候(hòu)，发现它的大质量区域并不是在(zài)中间(jiān)，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释方法(fǎ)就是当星团(tuán)发生全(quán)部的碰撞时，可(kě)被观测到的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗(àn)物质(zhì)则直接(jiē)通(tōng)过了这个区域，并在两边形(xíng)成了引力透镜(jìng)。对子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究也被认为是暗物质(zhì)存在的(de)迄今为止最好的理论(lùn)证据。

除此之外，还(hái)有(yǒu)来(lái)自宇宙当中最(zuì)古(gǔ)老(lǎo)的光。从宇宙大(dà)爆(bào)炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终于可以畅通(tōng)无(wú)阻地穿越在宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)了。经(jīng)过了130多亿(yì)年(nián)之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同性的(de)微波辐射。其中红色的部(bù)分表示温度较高的区域(yù)，蓝色(sè)则表示相对较冷(lěng)的(de)区(qū)域，但实际上它们之间的(de)温差只(zhǐ)有万分之一(yī)。

科(kē)学家们通过(guò)对前景(jǐng)背景分离后(hòu)的二值图像进行连通域提(tí)取和标记(jì)之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没(méi)有暗物质，图形看起(qǐ)来不应该(gāi)是这样的，而随着暗物质(zhì)的(de)增加，一(yī)些峰值(zhí)的幅度会减小，才变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇(yǔ写柔柳的四字词语有哪些，写春雨的四字词语)宙微波背景辐射的测量(liàng)值，我(wǒ)们需(xū)要的(de)暗物质大(dà)约(yuē)是普通(tōng)物(wù)质的5倍。这个数字与解释星系(xì)当中恒星运动所(suǒ)需要(yào)的暗物质比例(lì)是(shì)一致的。这(zhè)就意味着。

用(yòng)了一个(gè)简单的理论框架，就很(hěn)好地(dì)解释了很多不同(tóng)的观(guān)测结果。而暗物质的本质就是(shì)宇宙当中存在着某(mǒu)种类(lèi)型(xíng)的粒子，它们(men)不参与任何其(qí)他的电磁(cí)作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以如(rú)果能够(gòu)找到这种粒子的存在，就相当于(yú)找到了暗(àn)物质存在的(de)实际证据。这种粒(lì)子到底是(shì)什么？科(kē)学家(jiā)们已(yǐ)经提出了数十种的假想(xiǎng)目(mù)标，而(ér)要寻(xún)找这些不同的目(mù)标粒子所(suǒ)需要的实(shí)验方式也不相(xiāng)同(tóng)。在过(guò)去的几十(shí)年当中，人类为了寻找这(zhè)些(xiē)看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物(wù)质相(xiāng)互(hù)作用的“暗(àn)物质”，科学家们(men)已经(jīng)进行了超(chāo)过50次的实验(yàn)，却(què)没有任何实质性的(de)发(fā)现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处(chù)的地下(xià)矿(kuàng)井当中，藏着地球上最大的地(dì)学实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有(yǒu)一(yī)个三层楼(lóu)高(gāo)的(de)探测器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学(xué)家声称观测到了(le)某种信号。经过了20多(duō)年的(de)数据(jù)收集，人们发现(xiàn)了(le)一个有趣的事情(qíng)。探测(cè)率(lǜ)会在每年(nián)的6月份(fèn)达到峰值(zhí)，然后在(zài)11月降到最低，而且在20年当中每年都(dōu)是一样。一些(xiē)科学(xué)家认(rèn)为这可能是人类(lèi)发(fā)现暗物质(zhì)的(de)第一(yī)个直接证(zhèng)据。

但是为什(shén)么暗(àn)物(wù)质会产生周期性(xìng)的年度信号(hào)呢？刚(gāng)才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳系正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒的速度围绕着(zhe)银河系进行(xíng)移动，那么(me)如果暗物质(zhì)存在(zài)宇宙当中(zhōng)，这意味着我们也在以(yǐ)这(zhè)样的速度在穿越着(zhe)暗物(wù)质流，这(zhè)个(gè)过程中会产生相应(yīng)的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行(xíng)旋转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳的方向与太阳环绕银河(hé)系的(de)方向是一致的，而(ér)另外半年则与之相(xiāng)反。

而(ér)在6月份的(de)时候，地球与太阳的方(fāng)向正好达到完全一致(zhì)，这是理(lǐ)论上地球穿越暗物质(zhì)流最(zuì)快(kuài)的时段。而(ér)在(zài)11月份，又(yòu)恰(qià)好(hǎo)达到了最慢值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系相对银(yín)河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但(dàn)是这并不影(yǐng)响(xiǎng)这个理(lǐ)论(lùn)的有(yǒu)效性。

因此科(kē)学家认(rèn)为这(zhè)可以用来解释，研究人员们所(suǒ)观测到(dào)的周(zhōu)期性信号。当然也可能(néng)有其他的情(qíng)况(kuàng)，造成这种(zhǒng)年度周期信号的差异也(yě)可能(néng)是温(wēn)度、湿(shī)度、土壤(rǎng)中的水分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利(lì)游(yóu)客的数(shù)量也(yě)符合这(zhè)个周期(qī)的规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学(xué)家们又在南半(bàn)球建立了一个几乎相(xiāng)同的实验(yàn)室，这里的季节与之(zhī)前的(de)实验(yàn)室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征(zhēng)和第一个(gè)实(shí)验室是一(yī)样(yàng)的。

因此，如果在(zài)这里可(kě)以得到相同(tóng)的信(xìn)号(hào)，就(jiù)可(kě)以成为暗(àn)物质所存在的写柔柳的四字词语有哪些，写春雨的四字词语非常有(yǒu)力(lì)的证据了(le)。但是由于(yú)这(zhè)个实验室刚刚建(jiàn)成不(bù)久(jiǔ)，所以截至目前还无法提供相应的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜，这(zhè)台太空望远镜叫做“南希格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪(yí)器提供的视(shì)野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯(sī)罗(luó)曼太空望(wàng)远(yuǎn)镜其中一个关键的用途(tú)就是探(tàn)索暗物质背后的奥秘，对于探测的结(jié)果，我们只能(néng)拭目(mù)以待(dài)了(le)。费米实(shí)验室粒子天体物(wù)理中(zhōng)心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发(fā)现，如果暗(àn)物质存在，它们极有可(kě)能拥有另一种神(shén)秘的(de)效(xiào)应，这种暗(àn)物质效应(yīng)，会支持宇宙当中生命的(de)诞(dàn)生，或(huò)者说是生命进化的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论(lùn)得到(dào)进一步的证实，那么遍(biàn)布宇宙(zhòu)当中的暗物(wù)质会不会意味着人类并不孤(gū)单呢？或许在(zài)宇(yǔ)宙当中某个(gè)角落的(de)行(xíng)星上，暗物质正在通过这(zhè)样(yàng)的效应创(chuàng)造(zào)生命。当然，这些推论的大前提是要(yào)先找到暗(àn)物质存在的实际证据(jù)。那么小伙伴们，你们(men)觉得暗(àn)物(wù)质(zhì)到(dào)底存不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我更新(xīn)的(de)动(dòng)力！

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