宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制(zhì)造(zào)”的？为何会(huì)存在科学无法(fǎ)解(jiě)释的(de)“暗物质”？暗(àn)物质又(yòu)究竟是什么(me)？人类为了寻找暗(àn)物质存(cún)在的证(zhèng)据，科学(xué)家们在过去的几十年当中进行了(le)超(chāo)过50次的长期实(shí)验，但是却没(méi)有发现任何的有效证据。除(chú)了一个地方(fāng)，在1687年出版(bǎn)的(de)自然(rán)哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿(dùn)发表了(le)万(wàn)有引力定(dìng)律，它揭示了宇宙中天(tiān)体运(yùn)动的规律。往后(hòu)的(de)几百(bǎi)年(nián)来(lái)，当天(tiān)文学(xué)家们发现某些天体运行轨道(dào)出现异常，不符合万(wàn)有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未(wèi)知的天体通过引力在摄动它(tā)的轨(guǐ)道(dào)。比如在(zài)1846年，奥本勒维(wéi)耶就通(tōng)过天王星运行轨道(dào)的异常，推(tuī)算并且发(fā)现了海(hǎi)王星的(de)存在。另外(wài)，哈雷彗(huì)星、冥王(wáng)星的发现都是(shì)应(yīng)用万(wàn)有(yǒu)引力定律(lǜ)所取得重大(dà)天文(wén)成就的例(lì)子。但是这些发现都是在恒星系统的(de)尺度当中，可当我们(men)上升(shēng)到星系或者(zhě)是星(xīng)团(tuán)的尺度，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究(jiū)和测量(liàng)后发(fā)星系(xì)团(tuán)的质(zhì)量。这是一个由数(shù)千个星(xīng)系所组成的巨大星系团，这些星系被引(yǐn)力束缚在一起。测量星(xīng)系团(tuán)的质量(liàng)一般会使(shǐ)用到两种方法，当两(liǎng)种方法结果一(yī)致(zhì)，就可以(yǐ)确定其质量(liàng)的范围(wéi)。

第一种是获(huò)得其"光度学的(de)质量(liàng)"，需要的数据是(shì)测量(liàng)各个星系(xì)的光度。

第二种是动(dòng)力(lì)学(xué)质量的计算，是利用光谱红移测量(liàng)星(xīng)系团中的各个星系相(xiāng)对于星系团(tuán)的运动速度。当(dāng)测量结果出(chū)来之后，兹威(wēi)基彻(chè)底懵了，“动力学质(zhì)量(liàng)”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着(zhe)，后(hòu)发座星系团有(yǒu)99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可见光(guāng)的形(xíng)式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的(de)是，在测(cè)量速度(dù)的过程中，兹(zī)威基(jī)发现星(xīng)系团(tuán)中(zhōng)很多星系的速度比理论上要(yào)快得多，按(àn)照牛顿的运动(dòng)学(xué)定(dìng)律，仅靠这些可见星(xīng)系的(de)质量所产生的引力是(shì)无法将它们束(shù)缚在(zài)星系团(tuán)内的，它们早(zǎo)就(jiù)应该被抛出(chū)星系团之(zhī)外了，除(chú)非有一种神(shén)秘的力(lì)量在起作用，这(zhè)种力量来源于(yú)某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分(fēn)不可见的暗(àn)质，它不发散光(guāng)、吸光、反射光(guāng)，但是它(tā)们却占据着宇宙中绝大(dà)部分(fēn)的质量。只是当时的人们对这样的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年(nián)之后，“暗(àn)物质”这个(gè)词(cí)才再(zài)一次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙女座星系(xì)中的恒(héng)星运动。理(lǐ)论上来说，距离(lí)中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会越慢。但是他们观测的结果(guǒ)却(què)让人(rén)感到不可思议。

随(suí)着与(yǔ)中心距离的(de)增(zēng)加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎(hū)保持不(bù)变。可是根(gēn)据牛顿的(de)万有(yǒu)引力定律，在星系当中如果(guǒ)没有足够大的(de)质量来(lái)吸引它们，这些外围的恒星(xīng)早就(jiù)被(bèi)甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种(zhǒng)现象，科学家(jiā)们会使用(yòng)一种相对标准的(de)方法(fǎ)来解释暗物质的(de)存在，这种方法(fǎ)就(jiù)是测(cè)量星系当中气(qì)体在X轴上距(jù)离星系中(zhōng)心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转速度。如果(guǒ)出现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物质的力量进(jìn)入其中。

横截面是什么意思小学六年级，长方体的横截面示意图alt="宇宙是“人(rén)为创造”的证据？颠覆科学(xué)认知的(de)暗物质！竟是生命诞生的基础？_黑(hēi)料正(zhèng)能量" decoding="async" data-ratio="0.46758039008961516" data-type="jpeg" data-w="1897" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

于是科学家(jiā)们(men)通(tōng)过射电望远镜测量了距(jù)离星(xīng)系(xì)中心更远距离(lí)的氢(qīng)元素，发现它们的旋转速度(dù)并(bìng)不(bù)符合牛顿的力学(xué)定(dìng)律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系(xì)的(de)第三(sān)悬臂之上，距(jù)离银河系(xì)中心(xīn)2.6万光年，根据(jù)万有引力定(dìng)律进(jìn)行计算，太阳系(xì)的运行速度应该是160千(qiān)米/秒，但实际(jì)上，太阳系正在以220千米/秒的速(sù)度(dù)围绕(rào)银河系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产生以上这种向心加速(sù)度的(de)原(yuán)因很可能就是存在着(zhe)一种我们(men)看不到的(de)物质(zhì)，是这些暗物质的引力效应(yīng)将星(xīng)系聚集(jí)在了一起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根据星系外恒星(xīng)轨道(dào)的速度，估算(suàn)在星系当(dāng)中暗物质的(de)质量占整个(gè)星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释这(zhè)个现象的(de)原因。在一项新的(de)研究当中，科(kē)学家们发现，几乎没有引(yǐn)力(lì)效应的遥远恒(héng)星之间，也会出现速度上的微(wēi)小差异。另外，天文学家还发现(xiàn)了一个(gè)反常(cháng)的星系，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(hé)系(xì)不多(duō)，但是星系当中存在的恒(héng)星数量却只有银河系的(de)千分之一。

所以在理论上，该(gāi)星系必须存在(zài)暗物(wù)质，否则就会分崩(bēng)离析。但是(shì)科学家们使用最先(xiān)进的望远镜对其进(jìn)行了40个小(xiǎo)时的详细测量之后(hòu)，发(fā)现星系(xì)中的恒星运动(dòng)是可以用正常(cháng)的物质和力(lì)学定律来解释的。那(nà)么(me)又有人提出，也许该星系(xì)的(de)暗物质，已经(jīng)被附近的另一(yī)个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造(zào)成(chéng)这些现(xiàn)象的除了暗物质的假说(shuō)之外，另一种可能(néng)就(jiù)是人类对引(yǐn)力(lì)的理解还(hái)不够全(quán)面，引(yǐn)力很可能在不同尺(chǐ)度(dù)空间中的工作方式是不(bù)同的，这意味着在行(xíng)星系(xì)尺度中的天(tiān)体会沿(yán)着它们的(de)轨道，按照我(wǒ)们所理解的方(fāng)式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之(zhī)间的(de)相互作用则是不同的方式。对(duì)于在星(xīng)系团之间的相互作用，科学家(jiā)还引入了外部场(chǎng)效应的(de)概念，指的(de)是在(zài)数百万(wàn)光(guāng)年的规模上(shàng)，巨大的(de)质量之(zhī)间会(huì)产生对彼此特殊的效果，这个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙(méng)德理论(lùn)成立，这意味着我(wǒ)们(men)需(xū)要对(duì)现(xiàn)在的物(wù)理定律进行修正，这些发(fā)现(xiàn)也让很多人认(rèn)为暗物质假说理论就(jiù)此终结(jié)。但是在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中还有关于暗(àn)物质存在(zài)的其他的理论(lùn)证据(jù)，这些(xiē)理论证据(jù)是蒙德(dé)理论所没法(fǎ)解释(shì)的“引力(lì)透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离(lí)为37亿光年的(de)子(zi)弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星系(xì)团(tuán)所(suǒ)组(zǔ)成，类(lèi)似这(zhè)样的星团，它们大(dà)部分的(de)普通质量都(dōu)在星系的气体当(dāng)中(zhōng)。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公里/小时发(fā)生碰撞的时候，星际(jì)气体的相(xiāng)互作用就(jiù)会导致温度的急剧升高，速(sù)度大幅降(jiàng)低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大部分的质(zhì)量将位于所(suǒ)有这(zhè)些气体所在的中间区域(yù)。那么我(wǒ)们通过(guò)什(shén)么来验(yàn)证(zhèng)它的(de)质(zhì)量区域到底是不是集中(zhōng)在(zài)中间(jiān)呢(ne)？前不久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太空望远镜传回(huí)了(le)宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高(gāo)清照片，在照(zhào)片中我们可以明(míng)显地看到(dào)很多(duō)星系(xì)似乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭(niǔ)曲了(le)，也(yě)不是韦伯望远镜出(chū)了什么问题，而是(shì)这(zhè)样极遥远(yuǎn)的天体和我们地球上的(de)观(guān)测(cè)者之间(jiān)。被一个(gè)质量超(chāo)级巨大的天(tiān)体遮挡(dǎng)，这(zhè)个超(chāo)大质(zhì)量的东西的(de)引力(lì)，会使(shǐ)身后更遥远星系的光(guāng)都发(fā)生(shēng)了扭(niǔ)曲。这(zhè)个现象就(jiù)是引力透(tòu)镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能是超大(dà)质量的黑洞或(huò)者(zhě)是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的(de)时候，发(fā)现它(tā)的大质量区域并(bìng)不(bù)是在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最好(hǎo)的(de)解释方法就是当(dāng)星团发生全部的(de)碰撞时(shí)，可被观测到的质量气体被(bèi)卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过(guò)了这(zhè)个区域，并在两边形(xíng)成了引力透(tòu)镜。对子弹星系(xì)团的引(yǐn)力透镜研究(jiū)也被认为是暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的迄今为(wèi)止(zhǐ)最好(hǎo)的理论证据。

除此(cǐ)之外(wài)，还有来自宇宙当中最古(gǔ)老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可(kě)见光终(zhōng)于可(kě)以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙当(dāng)中(zhōng)了。经过(guò)了130多亿年(nián)之后(hòu)，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同性的微波辐射。其中红色(sè)的部(bù)分(fēn)表示(shì)温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际上它(tā)们(men)之间的温(wēn)差只有万分之一(yī)。

科(kē)学家们(men)通过(guò)对前(qián)景背景分离后的二值图像(xiàng)进行连通(tōng)域提取和标记之(zhī)后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有(yǒu)暗物质，图(tú)形看起(qǐ)来不应该是这样的，而随着暗物质的(de)增加，一些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波(bō)背景辐射的测(cè)量(liàng)值，我们(men)需要的(de)暗物质大约是普通物质(zhì)的5倍。这(zhè)个数(shù)字(zì)与解(jiě)释星系当中恒星运动所需(xū)要的暗物质比例是一(yī)致的。这(zhè)就意(yì)味着。

用了一个简单的(de)理论框架，就很(hěn)好地解释了很多(duō)不同的观(guān)测(cè)结果。而(ér)暗物质的(de)本质(zhì)就是宇(yǔ)宙当中存在(zài)着某种类型(xíng)的粒子，它(tā)们不参与任(rèn)何其他的电磁作用横截面是什么意思小学六年级，长方体的横截面示意图(yòng)，只通过引力来相(xiāng)互作用。所(suǒ)以如果能够找到这(zhè)种粒(lì)子的存在，就相当于找到了暗(àn)物(wù)质存(cún)在的实际证(zhèng)据(jù)。这(zhè)种(zhǒng)粒子到(dào)底是什么？科学家们(men)已经提(tí)出了数十(shí)种的假想目(mù)标，而要寻找(zhǎo)这些不同的目标粒子所需要(yào)的实验方(fāng)式(shì)也不(bù)相同(tóng)。在过去(qù)的几十年当中，人(rén)类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会(huì)与(yǔ)常规物质相互(hù)作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行(xíng)了超过50次的实(shí)验，却没有任何实质性(xìng)的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏(cáng)着(zhe)地球上最大的地学实验室，这(zhè)个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的(de)探测器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒(lì)子的周期性(xìng)震(zhèn)荡。

自1997年以来，这(zhè)里的(de)科学家声(shēng)称观(guān)测到了某种信号。经过(guò)了(le)20多(duō)年的数据收集，人们(men)发现(xiàn)了一个(gè)有趣的事情。探测率(lǜ)会(huì)在(zài)每(měi)年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降(jiàng)到最低(dī)，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一些科学(xué)家认(rèn)为这可能是人(rén)类发现暗物(wù)质的第一个(gè)直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会产生(shēng)周期性(xìng)的年度信号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了(le)太阳(yáng)系正在以220公里/秒的(de)速(sù)度围绕着银河(hé)系进行(xíng)移动，那么如(rú)果暗物(wù)质存在宇宙当中(zhōng)，这意味着我们也在以这样的速度(dù)在穿越着暗物质流(liú)，这(zhè)个(gè)过(guò)程(chéng)中(zhōng)会产(chǎn)生相应的振(zhèn)荡，同时地球(qiú)又以(yǐ)30公里(lǐ)/秒的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的(de)时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银(yín)河(hé)系的方(fāng)向是一致的，而另外半年则与之相(xiāng)反。

而(ér)在6月份的时候，地球与(yǔ)太(tài)阳的方向正好达到完(wán)全一致，这是(shì)理论上地球穿越暗物质流最快的时(shí)段。而在11月份，又恰好达到(dào)了(le)最慢值。尽管(guǎn)在实(shí)际的(de)情况中(zhōng)，太(tài)阳系相对银河系的平(píng)面呈现(xiàn)了60度(dù)的(de)倾斜，但是这(zhè)并不(bù)影响(xiǎng)这(zhè)个理论的有效性。

因此科学(xué)家认为这可(kě)以用(yòng)来解(jiě)释，研(yán)究人员们所观测到的周期性信号。当然(rán)也可能有其他的(de)情况，造成(chéng)这(zhè)种年度周(zhōu)期信号的差异(yì)也(yě)可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水(shuǐ)分、高山(shān)上(shàng)的积(jī)雪，甚至连意大利(lì)游客的数量也符合这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南半球建(jiàn)立了(le)一个(gè)几(jǐ)乎相同(tóng)的实验室，这里(lǐ)的季(jì)节(jié)与之前的实验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗(àn)物质流的运动特征和第一个(gè)实验室是(shì)一样的(de)。

因此(cǐ)，如果在这里可(kě)以得到相(xiāng)同的信(xìn)号(hào)，就可以成为暗物质所存在的非常有力(lì)的证据了。但(dàn)是(shì)由于这个(gè)实验室刚(gāng)刚建成(chéng)不久，所以截(jié)至目前还无法(fǎ)提供相应的数(shù)据支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一(yī)台新的(de)望远(yuǎn)镜(jìng)，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜(jìng)大(dà)小跟哈勃(bó)望远镜相(xiāng)同，但它(tā)的宽(kuān)视场(chǎng)仪器提(tí)供的视野(yě)是哈勃红外(wài)仪器的(de)100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其中(zhōng)一个关键的(de)用途就是探索暗物质背后的(de)奥(ào)秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只能拭目以待了(le)。费(fèi)米实(shí)验室(shì)粒子(zi)天体物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特(tè)芬研究(jiū)发现，如(rú)果暗(àn)物质存在，它们(men)极(jí)有(yǒu)可(kě)能拥有另(lìng)一种神(shén)秘的(de)效(xiào)应，这(zhè)种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生(shēng)命进化的一个重要因素(sù)。

如果(guǒ)这一(yī)理论得(dé)到(dào)进一(yī)步的证(zhèng)实，那么遍布(bù)宇宙当中(zhōng)的暗物质(zhì)会不会意味着人类并不(bù)孤单呢(ne)？或(huò)许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角(jiǎo)落的行(xíng)星上，暗物质正(zhèng)在通过这样的(de)效应创(chuàng)造生命。当然，这(zhè)些(xiē)推论的大前提是要先找到暗物质存在的实际证(zhèng)据。那(nà)么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物质到底(dǐ)存(cún)不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支持是我(wǒ)更新(xīn)的(de)动力！

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