宇宙是“人为制(zhì)造”的？为何会(huì)存(cún)在科(kē)学无法解释(shì)的“暗(àn)物质”？暗物质又究竟是(shì)什么？人(rén)类(lèi)为了寻找暗物质(zhì)存在的(de)证据，科学(xué)家们在过去(qù)的几十年当中进行了超过50次的(de)长(zhǎng)期实(shí)验(yàn)，但(dàn)是却(què)没(méi)有发现任何的(de)有效证(zhèng)据。除(chú)了一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表(biǎo)了(le)万有引力定律，它揭示了宇宙中天(tiān)体运动(dòng)的规律。往后的几百年(nián)来(lái)，当(dāng)天(tiān)文(wén)学家们发(fā)现某些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有引力(lì)定律的(de)时候，他们就会知道，周围(wéi)一(yī)定(dìng)有未(wèi)知的天体(tǐ)通过引力在(zài)摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天王星(xīng)运行轨道的(de)异常，推算并且发现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都是应用万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律所(suǒ)取得重(zhòng)大天文成(chéng)就的例子。但是这些发现(xiàn)都是(shì)在恒星(xīng)系(xì)统的(de)尺(chǐ)度当(dāng)中，可当我们上升到星系或者是(shì)星团的尺(chǐ)度，事(shì)情就(jiù)开始变得(dé)诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨(cí)兹威基正在研(yán)究和测量后发星(xīng)系团的质量。这是(shì)一个由数千个星系所(suǒ)组成的巨大星系团，这(zhè)些星系被引力束缚在一(yī)起(qǐ)。测量星(xīng)系团的(de)质(zhì)量一般(bān)会使用到(dào)两种方法，当两(liǎng)种方法结果一致，就可以确(què)定其质量的范围。

第一种是(shì)获(huò)得其"光(guāng)度学的质量"，需要(yào)的数据是测量各个星系的光(guāng)度。

第二种是动力学质(zhì)量的计(jì)算，是利用光谱红移测(cè)量星系(xì)团中的各个星系相对于星(xīng)系团(tuán)的运动速(sù)度。当测量结果出来之后，兹威基彻(chè)底懵了(le)，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系团(tuán)有99%的质量消失了，或(huò)者(zhě)说这99%的(de)质量并不以可见光的形式所存在，我(wǒ)们无法看(kàn)到。最(zuì)诡异的(de)是(shì)，在测量速度的(de)过程中，兹(zī)威基发现星系团中很多星系的速度(dù)比理论(lùn)上要快得多，按照牛(niú)顿的(de)运动学定(dìng)律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产生的引力是(shì)无法将它们束缚在星系团内的，它们(men)早就(jiù)应该被(bèi)抛出星系团之外了(le)，除(chú)非有一(yī)种神(shén)秘的(de)力量(liàng)在(zài)起作(zuò)用，这种力量(liàng)来(lái)源于某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部分不可见的暗质，它不发散光(guāng)、吸(xī)光、反射光，但是它们却占据着(zhe)宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部分的(de)质量。只是(shì)当(dāng)时的人们对这样的一(yī)种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物(wù)质(zhì)”这个(gè)词才再一次(cì)出(chū)现。天文学家维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯特(tè)福特在观测(cè)仙女座星系中(zhōng)的恒星运动(dòng)。理论上(shàng)来说，距离(lí)中(zhōng)心(xīn)越远(yuǎn)的恒(héng)星在(zài)其轨道上的运行(xíng)速度就会越(yuè)慢。但是(shì)他们观测的结果却让(ràng)人感(gǎn)到不(bù)可思(sī)议。

随着与中(zhōng)心(xīn)距(jù)离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引(yǐn)力定律，在星(xīng)系当中如果(guǒ)没(méi)有足(zú)够大的质量(liàng)来(lái)吸(xī)引它们，这些外围(wéi)的恒星(xīng)早就被(bèi)甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这种现象，科(kē)学(xué)家们会使用一(yī)种相对标准的方法来解释暗物质的存在，这(zhè)种(zhǒng)方法(fǎ)就是测量星系(xì)当中(zhōng)气体在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转(zhuǎn)速(sù)度。如果出现(xiàn)异(yì)常(cháng)的结(jié)果，就认为是由暗物(wù)质的力(lì)量进入其中。

于是(shì)科学家们通过射电望(wàng)远镜测(cè)量了(le)距离星系中心更远(yuǎn)距离的氢元素(sù)，发现它们(men)的旋转速度并不符合牛顿的(de)力学定律(lǜ)。我们的太(tài)阳系也不例外(wài)，太阳系位于银(yín)河(hé)系的(de)第三悬臂之(zhī)上，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根据(jù)万(wàn)有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的运(yùn)行速度应该是(shì)160千米/秒，但(dàn)实际(jì)上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速度(dù)围绕银河系旋转，这个实际速度远远大于理论(lùn)速度，那么(me)产(chǎn)生(shēng)以上这(zhè)种向心加速度的原因很可(kě)能就(jiù)是存在着(zhe)一种我们看不到的(de)物质，是这些暗物质的引力效应将(jiāng)星系(xì)聚(jù)集(jí)在(zài)了一起。

也是从(cón2两白酒是多少ml 二两酒五个小时还会吹出来吗g)这时(shí)开(kāi)始，越(yuè)来越多的研究人员开始相信(xìn)暗物质(zhì)的存在。科学家(jiā)根据星系(xì)外恒星轨道的速度，估算(suàn)在星(xīng)系当中暗物质的质(zhì)量占(zhàn)整个星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并(bìng)不是唯一可以解释(shì)这个(gè)现象的(de)原(yuán)因(yīn)。在一项新的研究当中，科(kē)学(xué)家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力效应的遥远(yuǎn)恒星之(zhī)间(jiān)，也会(huì)出现速度上的微小差(chà)异。另外(wài)，天文(wén)学家还发现了一个(gè)反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿(yì)光年(nián)，大(dà)小和银河(hé)系(xì)不(bù)多，但是(shì)星(xīng)系(xì)当中(zhōng)存在的恒星数量却只有(yǒu)银河(hé)系的千分之一。

所以在(zài)理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是(shì)科学家们(men)使用最先进的望远镜(jìng)对其进行了40个小时的(de)详细测(cè)量之后，发现(xiàn)星系中的恒星运动(dòng)是可以(yǐ)用正常的物质(zhì)和力学(xué)定(dìng)律来(lái)解释的。那么又(yòu)有(yǒu)人提出，也许该星系的(de)暗物质，已经被(bèi)附近的(de)另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没(méi)有(yǒu)任何星系存(cún)在(zài)。造成这些(xiē)现象的(de)除了(le)暗(àn)物质(zhì)的假说之(zhī)外，另一种可能(néng)就是人(rén)类对引力的理解还(hái)不够全面，引力很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按(àn)照(zhào)我们所(suǒ)理解的(de)方式(shì)运动。但(dàn)是上(shàng)升(shēng)到星系和星团(tuán)的尺度，引(yǐn)力(lì)之间(jiān)的相互作用则是不同的方式。对于在星系(xì)团(tuán)之间的(de)相互(hù2两白酒是多少ml 二两酒五个小时还会吹出来吗)作用(yòng)，科(kē)学家还引入了(le)外部(bù)场效应(yīng)的概(gài)念，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨大(dà)的质量之(zhī)间会产生对彼此特(tè)殊的效果，这(zhè)个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论成(chéng)立，这意味着我(wǒ)们需要对(duì)现在的物理定(dìng)律进行修正(zhèng)，这(zhè)些(xiē)发现也让很(hěn)多人(rén)认为暗物质假说理论(lùn)就此终结(jié)。但是在(zài)宇宙当中还有关于暗物质存在(zài)的其他的理论(lùn)证据，这(zhè)些(xiē)理论证据(jù)是(shì)蒙(méng)德理论(lùn)所没法(fǎ)解释的“引(yǐn)力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹(dàn)星系团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞的星系团所(suǒ)组成，类似这样的(de)星团，它们大部分的(de)普通质(zhì)量都在星系的气体当中。当(dāng)星(xīng)团(tuán)以1000万(wàn)公里(lǐ)/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星(xīng)际气(qì)体的相互作用就会导致温度的急剧(jù)升高，速(sù)度大幅降低。所以(yǐ)在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹星系(xì)团(tuán)大部分的质(zhì)量将位于所有这些气体(tǐ)所在的(de)中间区域。那(nà)么我们(men)通过(guò)什(shén)么来(lái)验证(zhèng)它的质量(liàng)区域到(dào)底是不是(shì)集中在中间呢(ne)？前不(bù)久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯(bó)太空(kōng)望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一(yī)张(zhāng)全彩的高清照片，在照片中我们(men)可以(yǐ)明(míng)显地(dì)看到很多星系(xì)似乎被拉伸产(chǎn)生了巨大的形变。其实这(zhè)些星(xīng)系本(běn)身并(bìng)不是真的被(bèi)扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什么(me)问(wèn)题，而是这样极遥远的天体和我们(men)地球(qiú)上的观测者之间(jiān)。被一个(gè)质量超级巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量的东西的(de)引(yǐn)力，会使身(shēn)后(hòu)更遥(yáo)远星系的光都发生了扭曲(qū)。这个现(xiàn)象就(jiù)是引力透镜(jìng)效(xiào)应。这个(gè)巨(jù)大的天体可能(néng)是超大质量(liàng)的黑洞或者(zhě)是暗物(wù)质。

所以当人们对子弹星系团观测的时候，发现它的大(dà)质量区域并(bìng)不是在中间，而是在两侧。所以最(zuì)好的(de)解释方法就(jiù)是当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时(shí)，可(kě)被(bèi)观测到的(de)质量气(qì)体被卡在了(le)中间，暗物质则(zé)直接通过了这个区(qū)域(yù)，并(bìng)在两边形成了引(yǐn)力透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研究(jiū)也被认(rèn)为是暗物质(zhì)存在(zài)的迄今为止最好的理论证(zhèng)据(jù)。

除此之(zhī)外，还有(yǒu)来2两白酒是多少ml 二两酒五个小时还会吹出来吗自宇宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之(zhī)后，可(kě)见光终(zhōng)于可以畅(chàng)通无(wú)阻(zǔ)地穿越在(zài)宇宙当中了。经过(guò)了130多(duō)亿(yì)年之后，这些光在(zài)宇宙空间背景(jǐng)上留下了各相同性的微波辐射。其中红(hóng)色(sè)的部分表示温度(dù)较高的区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的区域，但实(shí)际上(shàng)它们之间的温差只(zhǐ)有(yǒu)万分之(zhī)一(yī)。

科学家们通过对(duì)前景背景分离后的二值图(tú)像(xiàng)进行(xíng)连通域提(tí)取和标记之后发(fā)现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看起来不(bù)应该是这样的，而随着暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背景辐射的测量值，我们需要的暗(àn)物质大约是普通物质的5倍。这个(gè)数字与(yǔ)解释星系当中恒星运动所需要的暗(àn)物质比例是(shì)一致的。这就意(yì)味着。

用了一个(gè)简单的理论框架，就很(hěn)好地解释(shì)了很多不同的(de)观测结果。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是宇宙当中(zhōng)存在着某(mǒu)种类型的粒子，它们不参与任何其他的(de)电磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果能(néng)够(gòu)找到(dào)这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在(zài)的实际(jì)证据。这种粒子到底是(shì)什么？科学家(jiā)们已(yǐ)经提出了数(shù)十种的假(jiǎ)想目标，而(ér)要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需要(yào)的实验(yàn)方式(shì)也不相(xiāng)同。在(zài)过去的(de)几十年(nián)当中，人类为(wèi)了寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几乎不会与常规物(wù)质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了(le)超过50次的(de)实验，却没(méi)有任何实质性的发现，除了一个(gè)地方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下(xià)1400米(mǐ)处的地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大(dà)的地学实(shí)验室(shì)，这个(gè)实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的探(tàn)测器(qì)，一直致力于(yú)寻(xún)找暗物(wù)质粒(lì)子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科(kē)学(xué)家声(shēng)称观测到了某种信号。经(jīng)过了20多年(nián)的数据收集，人们发(fā)现了一个有趣的事情。探测率会(huì)在每(měi)年的6月份达到峰值，然后在11月降到(dào)最低，而且在(zài)20年(nián)当中每年都是一样。一些(xiē)科学家(jiā)认为这可(kě)能是人类发现暗(àn)物质的第一个直(zhí)接证据。

但是为什么(me)暗(àn)物质会产生周期性的年度信号呢？刚才我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒的(de)速度围绕着银河(hé)系进行(xíng)移动，那么(me)如果暗物质存在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中，这意味着我们也在以(yǐ)这样的速度(dù)在穿越着暗(àn)物质流(liú)，这个(gè)过(guò)程(chéng)中会产(chǎn)生(shēng)相(xiāng)应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行旋(xuán)转。所(suǒ)以有半年的(de)时间(jiān)，地球围(wéi)绕太阳的方向与太阳环(huán)绕银河(hé)系的方(fāng)向(xiàng)是一致的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而在(zài)6月(yuè)份(fèn)的时(shí)候，地球(qiú)与太阳(yáng)的方向正好达到(dào)完全一致，这是(shì)理论上地球穿越暗(àn)物质流最(zuì)快的时段。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢值(zhí)。尽管在实际的(de)情况中，太阳系相对银(yín)河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这(zhè)并(bìng)不影响这个(gè)理论的有效性。

因此科学(xué)家(jiā)认为(wèi)这可(kě)以用来解释，研究(jiū)人员们所观测到(dào)的周期性(xìng)信号。当(dāng)然也可能有其他的情况，造成这(zhè)种年度周期(qī)信号的差异也可(kě)能是温度、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的(de)水分、高山上的积雪，甚(shèn)至连意大利游客的数量也符合这个周期的(de)规(guī)律(lǜ)。

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

因此，如果在这里可(kě)以得到相同的信号，就可以成(chéng)为(wèi)暗物质所存在的非(fēi)常有力(lì)的证据了。但是由于这个实验室刚刚建成不(bù)久，所以(yǐ)截至(zhì)目前(qián)还无法提供相应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这(zhè)台太(tài)空望远镜叫做“南(nán)希(xī)格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大(dà)小跟(gēn)哈勃(bó)望远镜相同(tóng)，但它的宽视场(chǎng)仪器(qì)提供(gōng)的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太(tài)空望远镜(jìng)其中一个关键的用途就是探索暗(àn)物质背后的奥秘，对于探(tàn)测的结(jié)果，我(wǒ)们只能(néng)拭(shì)目以待了。费米实(shí)验室粒子天体(tǐ)物理中心的科学(xué)家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗(àn)物质(zhì)存(cún)在，它们极有可能拥有(yǒu)另一(yī)种神(shén)秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇(yǔ)宙当中生命的诞(dàn)生，或(huò)者说是生(shēng)命进化的一(yī)个重要因素。

如果这一(yī)理论得到(dào)进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物(wù)质会不会意味着(zhe)人类并不孤(gū)单呢？或许(xǔ)在宇宙当中某(mǒu)个角落(luò)的行星上，暗物质正(zhèng)在通(tōng)过这样的效应创造生(shēng)命。当然，这些推论的(de)大(dà)前提是要(yào)先找到(dào)暗物质存在的实(shí)际证(zhèng)据。那么(me)小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质(zhì)到底存(cún)不(bù)存(cún)在呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你(nǐ)的(de)支持是我更新的动力(lì)！

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