宇宙是(shì)“人(rén)为制造(zào)”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又(yòu)究竟是什么？人类为(wèi)了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据(jù)，科学家们在(zài)过去的几十年当中进(jìn)行(xíng)了超(chāo)过50次(cì)的长(zhǎng)期实(shí)验，但(dàn)是却(què)没有发(fā)现任何(hé)的有效证据。除了一个地(dì)方，在1687年(nián)出版的(de)自(zì)然(rán)哲(zhé)学数学原理一书中，埃萨(sà)克牛顿发表了(le)万有引力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天(tiān)体运动(dòng)的规律。往(wǎng)后的(de)几百年来(lái)，当天文学家们(men)发现(xiàn)某些天(tiān)体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异(yì)常，不符(fú)合万有引力(lì)定律的时(shí)候，他们就会知道，周围一(yī)定有未知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的(de)轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天王(wáng)星运行轨道的异常，推(tuī)算并(bìng)且发(fā)现了海王星的存在(zài)。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都是(shì)应(yīng)用万有(yǒu)引力定律(lǜ)所取得重大天文成就(jiù)的例子。但是这些(xiē)发现都是在(zài)恒星系(xì)统的(de)尺度当中，可(kě)当我们上升到星(xīng)系(xì)或者是(shì)星团的尺度，事情就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在(zài)研究和测(cè)量后发星系团的质量。这是一个由数千个星系所(suǒ)组成的巨大(dà)星系团，这(zhè)些星系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星(xīng)系团的质量一般会使(shǐ)用(yòng)到两种方法，当两种(zhǒng)方(fāng)法结果(guǒ)一致，就可以确(què)定其质量(liàng)的范围。

第(dì)一种是获得其(qí)"光度学的质量"，需要的数据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动(dòng)力学(xué)质(zhì)量的计算，是利(lì)用光谱(pǔ)红移(yí)测量星(xīng)系团中的各个(gè)星系(xì)相对于(yú)星系团(tuán)的运动(dòng)速(sù)度。当测量结(jié)果出来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星系团(tuán)有99%的质量消失了，或者说这99%的质量(liàng)并(bìng)不以可(kě)见光的形式所存(cún)在，我们(men)无法看(kàn)到(dào)。最诡异的(de)是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹威(wēi)基发现(xiàn)星系团中很多星(xīng)系的速度比(bǐ)理论(lùn)上要快得(dé)多(duō)，按照(zhào)牛顿的运动学定律(lǜ)，仅靠这(zhè)些(xiē)可见星系(xì)的(de)质(zhì)量所产(chǎn)生的引力(lì)是无法将(jiāng)它们束(shù)缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该被抛出(chū)星系团之外(wài)了(le)，除(chú)非(fēi)有(yǒu)一种神秘(mì)的力量(liàng)在起作(zuò)用，这(zhè)种力量来源于某种隐形的物(wù)质。

据(jù)此，兹维基提出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)宇宙中绝大部分当兵多久回家一次 嫁给当兵12年的人好吗的质量。只是当(dāng)时的人们对这样(yàng)的一(yī)种(zhǒng)说法(fǎ)不屑(xiè)一顾(gù)。

直到(dào)40年之后，“暗(àn)物质”这个(gè)词才再一次出现。天文学家(jiā)维拉鲁宾和(hé)肯(kěn)特福特在观(guān)测(cè)仙女座星系中的恒(héng)星运动。理论上来说，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨道(dào)上的运行(xíng)速(sù)度就(jiù)会越慢。但是(shì)他们观(guān)测的结果(guǒ)却让人感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的(de)旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星(xīng)系当中如果没有足够(gòu)大的(de)质量(liàng)来吸(xī)引它们，这些外围的恒(héng)星早(zǎo)就(jiù)被甩(shuǎi)到(dào)宇宙当中(zhōng)了。基于这种现象，科学家们会使(shǐ)用一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方法来解释暗物质的(de)存在(zài)，这种方法(fǎ)就是测(cè)量星(xīng)系当中气体(tǐ)在X轴(zhóu)上距离星系中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如果当兵多久回家一次 嫁给当兵12年的人好吗(guǒ)出(chū)现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力量进入(rù)其中。

于是科学(xué)家(jiā)们通(tōng)过(guò)射电望远镜(jìng)测量了距离星(xīng)系中(zhōng)心(xīn)更远距离的氢元(yuán)素，发现它(tā)们(men)的旋转(zhuǎn)速(sù)度并(bìng)不(bù)符合(hé)牛顿的(de)力学定律(lǜ)。我们(men)的(de)太阳系(xì)也不例外，太阳(yáng)系位(wèi)于银河系的(de)第三(sān)悬臂(bì)之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定律(lǜ)进行计算(suàn)，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银河系旋转，这个实际速(sù)度远远大于(yú)理(lǐ)论(lùn)速度，那么产(chǎn)生以上这(zhè)种向心(xīn)加速(sù)度的原因很可能就(jiù)是存在着一种(zhǒng)我们(men)看(kàn)不(bù)到的物(wù)质(zhì)，是(shì)这些暗(àn)物质的引力效应将星系聚集在了(le)一(yī)起(qǐ)。

也(yě)是从这(zhè)时开(kāi)始，越来越多的研究人(rén)员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外(wài)恒(héng)星轨道的速度(dù)，估算在星系(xì)当中暗(àn)物质的质(zhì)量(liàng)占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗物质并不是唯一(yī)可以(yǐ)解释这个现象(xiàng)的(de)原(yuán)因。在一(yī)项(xiàng)新(xīn)的研究当中，科学家们发(fā)现，几乎(hū)没有引(yǐn)力效应的遥远(yuǎn)恒星(xīng)之间(jiān)，也会出现速(sù)度上(shàng)的微小差异。另外，天文学(xué)家还发现了一个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约2.5亿光年(nián)，大小和银(yín)河(hé)系不多，但是星系(xì)当中存在的恒星数量却只有银河(hé)系的千(qiān)分之一(yī)。

所以在理论(lùn)上，该星系必须存(cún)在暗物质，否(fǒu)则就(jiù)会(huì)分崩离析。但是科学家(jiā)们使用最先进的(de)望远镜(jìng)对其进行了(le)40个小(xiǎo)时的详细测量之后(hòu)，发现星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动(dòng)是(shì)可(kě)以用正常的物(wù)质和力(lì)学定律来(lái)解(jiě)释的(de)。那么又(yòu)有人提出(chū)，也许该星系的暗物质，已经被附近的另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有(yǒu)任何星系存在。造成这(zhè)些现象的除(chú)了暗物质的假(jiǎ)说之(zhī)外，另一种可能就(jiù)是人类对(duì)引力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空间中的工(gōng)作方式是不同的，这(zhè)意味着在行(xíng)星系尺(chǐ)度中的(de)天体会沿(yán)着(zhe)它们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但是上升(shēng)到星系和星(xīng)团的(de)尺度(dù)，引力之间的相互作用则是不同的方式。对于在星(xīng)系团之间的相互作用，科学家还(hái)引入了外部场效应(yīng)的概(gài)念，指的是(shì)在数百(bǎi)万(wàn)光年(nián)的(de)规模上，巨大的(de)质量之(zhī)间会产生对彼(bǐ)此特(tè)殊的(de)效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的(de)物(wù)理定律进行修正，这些发现也让很多人认(rèn)为暗物质假说理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存在的其他的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论所没法解释的“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年的子(zi)弹星系团(tuán)，由两个碰(pèng)撞的星系(xì)团所组成，类似这样(yàng)的(de)星团，它们大部分(fēn)的(de)普通(tōng)质量(liàng)都(dōu)在星系(xì)的(de)气体(tǐ)当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时候，星(xīng)际(jì)气体的(de)相互作用就会(huì)导致温度的急剧升高，速度(dù)大(dà)幅降低。所以(yǐ)在(zài)理论上，在(zài)碰撞之(zhī)后，子弹星系(xì)团大部分的质量(liàng)将位(wèi)于所有(yǒu)这些气体所在的中间区域(yù)。那(nà)么我们通过什么来验证它的(de)当兵多久回家一次 嫁给当兵12年的人好吗质量区域到(dào)底是(shì)不(bù)是集(jí)中在(zài)中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜传(chuán)回(huí)了宇宙当中第(dì)一(yī)张全彩的高清照片，在照片中我们可以明(míng)显地(dì)看到很多星系似乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实(shí)这些星系本身并不(bù)是真(zhēn)的被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了(le)什(shén)么问题，而是这(zhè)样(yàng)极(jí)遥远的天体和(hé)我们地球上(shàng)的观测者之(zhī)间。被一(yī)个质量超级巨大的(de)天体(tǐ)遮挡(dǎng)，这个(gè)超大质量的东西的引力，会(huì)使身后(hòu)更遥远(yuǎn)星系的(de)光(guāng)都(dōu)发(fā)生了扭曲(qū)。这个(gè)现象(xiàng)就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体(tǐ)可能(néng)是超大质量(liàng)的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子(zi)弹星系团观测的时候，发现它(tā)的大质量区域并不(bù)是在中(zhōng)间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的(de)解释方法(fǎ)就是(shì)当星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被(bèi)观测到的质量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并(bìng)在(zài)两边形成(chéng)了引力(lì)透镜。对子(zi)弹星系团的(de)引力透镜研究也被认为(wèi)是暗物质存(cún)在的迄今为止最好的理论(lùn)证据。

除此之外(wài)，还有来自宇(yǔ)宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大(dà)爆(bào)炸开(kāi)始，38万(wàn)年之后，可见(jiàn)光(guāng)终于(yú)可以畅通无(wú)阻地穿(chuān)越(yuè)在(zài)宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)了(le)。经过了130多(duō)亿年之后，这些光(guāng)在(zài)宇宙空(kōng)间背景上(shàng)留(liú)下(xià)了各(gè)相同(tóng)性的微波(bō)辐射。其中红(hóng)色的(de)部分表示温度(dù)较高的区域，蓝色则(zé)表(biǎo)示相对较冷的区域(yù)，但实(shí)际上(shàng)它们(men)之(zhī)间的温差(chà)只有(yǒu)万分之一。

科(kē)学家们通过对前景(jǐng)背景分离(lí)后的二值图(tú)像进(jìn)行连通域提取和标(biāo)记(jì)之后发现，如果宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)没有暗物(wù)质，图形看起来(lái)不应该(gāi)是这样的，而随(suí)着(zhe)暗物质(zhì)的增加(jiā)，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇(yǔ)宙微波背景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗(àn)物(wù)质大约(yuē)是普通物质的5倍。这个数字与解(jiě)释星系当中(zhōng)恒星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单的(de)理论框架，就很好(hǎo)地解(jiě)释了很多不同的观(guān)测结果(guǒ)。而暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中(zhōng)存在(zài)着某种类型的粒子，它们不(bù)参(cān)与任何(hé)其他(tā)的电磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过(guò)引力来相(xiāng)互(hù)作(zuò)用(yòng)。所以如果能够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到了暗物质存(cún)在的实(shí)际证(zhèng)据。这(zhè)种粒子到(dào)底是什么？科(kē)学家(jiā)们已经提(tí)出了数十种(zhǒng)的假想目标，而要(yào)寻找这些不同的目标粒子(zi)所需要的实验方式也不相同(tóng)。在(zài)过去的几十年当中，人类为了(le)寻找这(zhè)些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎不会与常规物(wù)质相(xiāng)互作用的“暗物质(zhì)”，科学(xué)家(jiā)们已经进行(xíng)了超过50次的实验，却没有任何(hé)实质性(xìng)的发现，除了一个地方(fāng)，意大利的(de)格兰萨索山，隶(lì)属(shǔ)于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中(zhōng)，藏着(zhe)地球上最大的地学实验(yàn)室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三层楼(lóu)高的探测器(qì)，一直致(zhì)力(lì)于寻找暗(àn)物质粒(lì)子的周期(qī)性震荡。

自1997年以(yǐ)来(lái)，这里的科(kē)学家(jiā)声称观测到了(le)某(mǒu)种信(xìn)号(hào)。经过了20多(duō)年的数据收(shōu)集，人们发现了一个有趣的事(shì)情。探测率会(huì)在每年的6月份达到(dào)峰值，然后(hòu)在11月降到最低，而(ér)且(qiě)在20年当中每(měi)年都是一样。一些(xiē)科学家认为这可能(néng)是人(rén)类发现暗(àn)物质(zhì)的第一个直接证据。

但(dàn)是为什么暗(àn)物(wù)质会产(chǎn)生(shēng)周期(qī)性(xìng)的年度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们讲了(le)太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒(miǎo)的(de)速(sù)度围绕着银河系进行移动，那么如果暗(àn)物(wù)质存在宇宙当(dāng)中，这意(yì)味着我们也在以这(zhè)样的速度在(zài)穿越着暗物质流，这个过程(chéng)中(zhōng)会产生相应(yīng)的振荡，同时地球(qiú)又以(yǐ)30公(gōng)里/秒的速度围(wéi)绕太阳进行旋(xuán)转。所(suǒ)以有半(bàn)年的时间，地(dì)球围绕(rào)太阳(yáng)的方(fāng)向与太(tài)阳环绕银河系的方向(xiàng)是一(yī)致(zhì)的，而另外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的时候(hòu)，地球与太阳(yáng)的(de)方(fāng)向正好(hǎo)达到完全(quán)一(yī)致(zhì)，这是理论上地球穿(chuān)越暗物(wù)质流(liú)最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好达到了最(zuì)慢值。尽管在(zài)实(shí)际的情况中，太阳(yáng)系相对银河系(xì)的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影响这个理(lǐ)论(lùn)的有效(xiào)性。

因(yīn)此(cǐ)科(kē)学(xué)家认为这(zhè)可以用来解释，研(yán)究人(rén)员(yuán)们所观测(cè)到的周(zhōu)期性信(xìn)号。当然也可(kě)能有其他的情况，造成这种年度周(zhōu)期信号的差异(yì)也可能(néng)是温度(dù)、湿度(dù)、土(tǔ)壤中(zhōng)的水分、高山上的积雪，甚(shèn)至连(lián)意(yì)大(dà)利游客(kè)的数量也符(fú)合(hé)这(zhè)个(gè)周期的规律。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们又在南半球(qiú)建立了一个(gè)几乎(hū)相同的实验室，这里(lǐ)的季节与之(zhī)前的实验室正好相反(fǎn)，而在(zài)这(zhè)里，地球穿过暗物(wù)质流(liú)的(de)运动特征和(hé)第一个(gè)实验室是一样(yàng)的。

因此，如果(guǒ)在这(zhè)里(lǐ)可(kě)以得到相同的信(xìn)号，就(jiù)可(kě)以成(chéng)为暗(àn)物(wù)质所(suǒ)存在的非(fēi)常有(yǒu)力的证据了。但是由于这(zhè)个实验室(shì)刚刚建成不久，所以截至目(mù)前还无法提供相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一(yī)台新的望(wàng)远镜(jìng)，这台(tái)太(tài)空望(wàng)远镜叫做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃(bó)望远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器(qì)提供的视(shì)野是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太空望远镜其中一个关(guān)键的用途就是探索暗(àn)物质(zhì)背后的奥(ào)秘，对于探测的(de)结(jié)果，我们只能拭目以待了。费(fèi)米实验室粒子天体物(wù)理中(zhōng)心的科学(xué)家丹琥珀(pò)和贾森(sēn)斯特芬研究(jiū)发现，如(rú)果暗物质存(cún)在，它们(men)极有可能拥(yōng)有另一种神秘(mì)的效应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或者说是(shì)生命(mìng)进化的一个(gè)重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到(dào)进一步的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当(dāng)中的暗物(wù)质会不(bù)会意味着人类并不孤(gū)单(dān)呢？或(huò)许在宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)某个(gè)角落的行星(xīng)上，暗物质正在通过(guò)这样的效应创造生命。当然，这些(xiē)推论(lùn)的大前提是(shì)要先找到暗(àn)物质存在的实(shí)际证据(jù)。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在(zài)呢？喜欢(huān)请点赞，你的(de)支(zhī)持是我更新的动(dòng)力！

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