宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存(cún)在科学(xué)无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的(de)证据，科(kē)学家们在过去的(de)几(jǐ)十年当中进(jìn)行了超过50次的(de)长期(qī)实验(yàn)，但是却没有发现任何的有效证据。除(chú)了一个地方，在1687年(nián)出版(bǎn)的自然哲学数(shù)学原理(lǐ)一书中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表(biǎo)了(le)万有(yǒu)引力定律，它揭(jiē)示了(le)宇宙中天体运动的规律。往(wǎng)后(hòu)的几(jǐ)百(bǎi)年来，当天(tiān)文学家(jiā)们发现(xiàn)某(mǒu)些(xiē)天体运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引力(lì)定律的时候，他们就会知道，周围(wéi)一定有未知的天(tiān)体通(tōng)过引(yǐn)力在(zài)摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过(guò)天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且(qiě)发现了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有引力定(dìng)律所取(qǔ)得重大天文成就的例子。但(dàn)是这(zhè)些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们(men)上升到星系(xì)或(huò)者是星团的尺(chǐ)度，事(shì)情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹(zī)威基(jī)正在研究和测(cè)量后(hòu)发(fā)星系团的质(zhì)量(liàng)。这是(shì)一个由(yóu)数千个星系所组(zǔ)成的巨大星系团，这些(xiē)星(xīng)系被引力束缚在一起。测量星系团的(de)质量一般会使用(yòng)到两种方(fāng)法(fǎ)，当(dāng)两种方法(fǎ)结果(guǒ)一致，就(jiù)可(kě)以确定其质量的范围。

第一种是(shì)获得其"光(guāng)度学的(de)质量"，需要的数据是测(cè)量各(gè)个(gè)星(xīng)系的光度(dù)。

第二种是动力学(xué)质量的计算，是利用光谱红移测(cè)量(liàng)星系团中的各个星(xīng)系(xì)相对于(yú)星系团的(de)运动速(sù)度(dù)。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动(dòng)力(lì)学(xué)质量(liàng)”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍(bèi)。这(zhè)意味着(zhe)，后发座星系(xì)团有99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的质量并(bìng)不以(yǐ)可见光的形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡(guǐ)异的是，在(zài)测量速度的过程中，兹威基发现星(xīng)系团(tuán)中很多星系的速度比(bǐ)理论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质(zhì)量所产生的引力(lì)是(shì)无法将它们(men)束(shù)缚在(zài)星系团内(nèi)的，它们早就(jiù)应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种神(shén)秘的力(lì)量(liàng)在起(qǐ)作用，这(zhè)种力量来源于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但是(shì)它(tā)们却(què)占据着宇(yǔ)宙中绝大部(bù)分的质量。只是当(dāng)时的人们对这样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现(xiàn)。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特在观测(cè)仙女座(zuò)星(xīng)系中的恒(héng)星运动。理论上来(lái)说，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨道(dào)上的运行(xíng)速度就会越慢。但(dàn)是他们(men)观测的结(jié)果却让人感到不可思议。

随着与中心距(jù)离的增加，恒(héng)星(xīng)的(de)旋转速度几(jǐ)乎保(bǎo)持不变。可(kě)是(shì)根据牛顿的万有引力(lì)定律(lǜ)，在星系当中如果没有足(zú)够大的质量来吸引它们，这些(xiē)外围的恒(héng)星早就(jiù)被甩到宇宙当中了(le)。基于这种现象，科学家(jiā)们会使(shǐ)用(yòng)一种相对标准的(de)方法来解释(shì)暗(àn)物质的存在，这种方法就是测量星系当中气体(tǐ)在X轴上(shàng)距(jù)离星系中心的距离(lí)，以及在Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果(guǒ)出现异常(cháng)的结果，就认为(wèi)是(shì)由暗物(wù)质(zhì)的力量进入其中。

于是科学家们通过射电望(wàng)远镜测量了距(jù)离星系中心(xīn)更远距(jù)离的(de)氢元素(sù)，发现它(tā)们的旋转速度并不符(fú)合牛(niú)顿(dùn)的力学定(dìng)律。我(wǒ)们的太(tài)阳(yáng)系也不例外，太(tài)阳(yáng)系位于银河系的(de)第三悬臂之上，距离银河系(xì)中心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太(tài)阳(yáng)系的(de)运行速(sù)度应该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实际(jì)上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于理论速度(dù)，那么产生以(yǐ)上这种向心加速(sù)度的原(yuán)因很可(kě)能就是存在着一种(zhǒng)我们看不到的(de)物质，是这些(xiē)暗物(wù)质的引(yǐn)力效应将星系聚集在了一起。

也是(shì)从这时开始，越(yuè)来(lái)越多的研究人员开始(shǐ)相信暗物(wù)质的(de)存在(zài)。科学家根据星系外恒星轨道的(de)速(sù)度，估算在星系当中暗物质(zhì)的(de)质量(liàng)占(zhàn)整个(gè)星(xīng)系质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释这个(gè)现象的原(yuán)因(yīn)。在一项新(xīn)的研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之间，也会出现(xiàn)速(sù)度(dù)上的微小差异。另外，天文学家还发(fā)现了一(yī)个(gè)反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大(dà)小和(hé)银河系不多，但是星系当中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系的千分之一。

所(suǒ)以在理论(lùn)上，该(gāi)星系(xì)必须存在暗物质，否(fǒu)则就会(huì)分(fēn)崩离析(xī)。但是科学家们使用最先进的望(wàng)远镜对其(qí)进行(xíng)了40个小时的详细测(cè)量之后，发现星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动是可(kě)以用(yòng)正常的(de)物质和力(lì)学定(dìng)律(lǜ)来解释的。那么又有(yǒu)人(rén)提出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗物(wù)质，已经被附近的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附(fù)近没有任何星系(xì)存在(zài)。造(zào)成这些(xiē)现象的除了暗(àn)物质(zhì)的(de)假说之(zhī)外，另一种可(kě)能就是(shì)人类对引力的理解还不(bù)够全面，引力(lì)很可能在(zài)不同尺度(dù)空间(jiān)中(zhōng)的工作方式(shì)是不同的，禁欲可以恢复性功能吗，禁欲多久可以恢复肾气这意味(wèi)着在行(xíng)星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它(tā)们的轨道，按照我们(men)所理解的(de)方式运动(dòng)。但(dàn)是上升到(dào)星(xīng)系和星团(tuán)的(de)尺(chǐ)度，引力之间的相互(hù)作用(yòng)则是不同的(de)方(fāng)式(shì)。对(duì)于在星系团之间(jiān)的相互作(zuò)用，科学家(jiā)还引(yǐn)入(rù)了(le)外(wài)部(bù)场效(xiào)应的概念，指的是(shì)在数百万光年的(de)规模(mó)上(shàng)，巨大的质量之间(jiān)会产生对彼此特(tè)殊(shū)的(de)效果(guǒ)，这(zhè)个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我们(men)需(xū)要对现在的物理定(dìng)律进行修正，这些发现也让很多人(rén)认为暗(àn)物质(zhì)假说理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗物(wù)质(zhì)存在的其他的理论证据，这些理(lǐ)论证(zhèng)据是蒙德理论所没法(fǎ)解释(shì)的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹星系(xì)团，由两个碰撞的星系团所组成，类似这样的星(xīng)团，它们大(dà)部分的普通质量都在星(xīng)系的气体当(dāng)中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰(pèng)撞的(de)时候，星际气体的(de)相互作用就会导致温度的(de)急剧升(shēng)高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将(jiāng)位于所有(yǒu)这些气体所在的中间区域(yù)。那么我们通过什(shén)么来验证它的质量区域(yù)到底(dǐ)是(shì)不是集中在中(zhōng)间(jiān)呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯(bó)太(tài)空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一张全彩的高(gāo)清照片(piàn)，在照(zhào)片中我们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大(dà)的形变。其实这些星系(xì)本身并不(bù)是真(zhēn)的(de)被扭曲(qū)了(le)，也不(bù)是(shì)韦伯望远镜(jìng)出了(le)什么问(wèn)题，而是这样极遥(yáo)远的天(tiān)体和我们地球(qiú)上的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量(liàng)的东西的引力(lì)，会使身(shēn)后更(gèng)遥(yáo)远星系的(de)光都发生了扭曲。这个现象就(jiù)是引力透(tòu)镜效(xiào)应。这(zhè)个巨大的天(tiān)体(tǐ)可能是超大质量(liàng)的黑洞或者是暗物质。

所以当(dāng)人们对(duì)子弹星系团(tuán)观测的时(shí)候，发(fā)现它的大(dà)质量(liàng)区域并不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好的解释方法(fǎ)就(jiù)是当星团(tuán)发生(shēng)全部(bù)的碰撞时，可(kě)被观测到(dào)的质量(liàng)气体被卡(kǎ)在(zài)了(le)中(zhōng)间，暗物质则直(zhí)接通过(guò)了这个(gè)区域，并在两边(biān)形成了引力透镜。对子弹星系(xì)团的(de)引力透镜研究(jiū)也被认为是暗物质(zhì)存在的迄今为止(zhǐ)最好(hǎo)的理论(lùn)证据。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙(zhòu)当中最古老的光。从(cóng)宇(yǔ)宙大(dà)爆炸(zhà)开始，38万年之(zhī)后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了(le)。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光在宇宙空(kōng)间背景上留下了各相(xiāng)同性的微波(bō)辐射。其中红(hóng)色的部分表示(shì)温度较高的(de)区域，蓝色则表示相对较冷的(de)区域，但实际上它们之间的温(wēn)差只(zhǐ)有万分之一(yī)。

科学家(jiā)们通过对前景背景分离后的(de)二(èr)值图像进行(xíng)连(lián)通域提取和标(biāo)记之后(hòu)发现，如果宇(yǔ)宙(zhòu)当中没有(yǒu)暗物质，图形看起来不应该是(shì)这样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一些(xiē)峰值(zhí)的幅(fú)度会(huì)减小(xiǎo)，才(cái)变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波背景辐射的测量值，我们需(xū)要(yào)的暗(àn)物质大约是普通物质(zhì)的5倍。这个数(shù)字与解释星系当中恒星运动所(suǒ)需要的暗物质比例(lì)是(shì)一致的。这就意味着。

用(yòng)了一个(gè)简单的(de)理论框架，就很好地解释了(le)很多(duō)不同的观测结(jié)果。而暗物(wù)质的本(běn)质就(jiù)是宇宙当(dāng)中存在(zài)着某种(zhǒng)类型的粒(lì)子，它们不参与(yǔ)任何其他的电(diàn)磁(cí)作用(yòng)，只通(tōng)过引(yǐn)力(lì)来(lái)相互作用。所以(yǐ)如果能够找(zhǎo)到这种(zhǒng)粒(lì)子的存(cún)在(zài)，就相当于(yú)找到(dào)了暗物质存(cún)在的实际证据。这种粒子(zi)到(dào)底是(shì)什(shén)么？科学家们已经提(tí)出了数(shù)十种的(de)假想目(mù)标，而要寻找这些不同的目(mù)标(biāo)粒子所需(xū)要(yào)的实验方式也(yě)不(bù)相同。在过去的几(jǐ)十年当中，人类为(wèi)了寻找这些看不见、摸不(bù)到(dào)，几乎不会(huì)与常规物(wù)质相(xiāng)互作用的(de)“暗物质”，科学家(jiā)们已经进(jìn)行了超过(guò)50次的实(shí)验(yàn)，却没(méi)有任(rèn)何实质性(xìng)的发现，除了一个(gè)地方(fāng)，意大利(lì)的格兰(lán)萨(sà)索山，隶属于阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉。

在(zài)山下(xià)1400米(mǐ)处的地下矿(kuàng)井当(dāng)中，藏着地球上最大的地学(xué)实验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的探测器，一直(zhí)致力于寻找暗物质粒(lì)子(zi)的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了某种信号。经过了20多年的数据(jù)收(shōu)集，人们(men)发(fā)现了(le)一个有(yǒu)趣的事情。探测率会在(zài)每年的(de)6月(yuè)份达(dá)到峰值，然后在11月(yuè)降(jiàng)到(dào)最低，而且在20年当中每(měi)年(nián)都(dōu)是(shì)一(yī)样。一些(xiē)科学家(jiā)认为这(zhè)可能是(shì)人(rén)类发现暗物质(zhì)的第一个直(zhí)接证(zhèng)据。

但是为(wèi)什么暗物质会产(chǎn)生周期性的年度信号(hào)呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕(rào)着银(yín)河系进行移(yí)动(dòng)，那么如果暗(àn)物质存在(zài)宇宙当中(zhōng)，这(zhè)意味着我们也在以这样的速(sù)度在穿越着暗物质流，这个过程中(zhōng)会产生相应(yīng)的振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的(de)速(sù)度围绕太阳进行旋(xuán)转。所(suǒ)以有半(bàn)年的时间，地球(qiú)围(wéi)绕(rào)太阳的方向与太阳环绕银(yín)河(hé)系的方向是一致的(de)，而另(lìng)外(wài)半(bàn)年则与(yǔ)之相反。

而在6月(yuè)份的时(shí)候，地(dì)球与太阳的方(fāng)向正(zhèng)好(hǎo)达到完全一致(zhì)，这是理论上地球穿越暗物质流最快(kuài)的(de)时(shí)段。而在11月份，又恰好达到了(le)最(zuì)慢值。尽(jǐn)管在实(shí)际(jì)的情(qíng)况中，太阳系相对银河(hé)系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科学家(jiā)认为这(zhè)可以(yǐ)用来解释，研究人员们所观测到的周期性信(xìn)号(hào)。当然也可能有其他的情况，造成(chéng)这种年度(dù)周(zhōu)期信号的差异也可能(néng)是温(wēn)度(dù)、湿(shī)度、土壤(rǎng)中的水分、高山(shān)上(shàng)的积雪，甚至连意大利游客的数量也(yě)符合(hé)这个周期的规律。

所以，科学家们(men)又在南半球建立了一(yī)个几乎(hū)相(xiāng)同(tóng)的实(shí)验室，这里(lǐ)的季(jì)节与之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质(zhì)流的运动特(tè)征(zhēng)和第一个(gè)实验室(shì)是(shì)一样的。

因(yīn)此，如果在这里可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为暗物质(zhì)所存(cún)在(zài)的非(fēi)常(cháng)有力的证据了。但是由于这(zhè)个实验室刚刚(gāng)建成不久，所以截至目前(qián)还无法(fǎ)提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同(tóng)，但它(tā)的(de)宽视场仪器提供(gōng)的视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼(màn)太空望(wàng)远镜(jìng)其中一个关(guān)键的用途就(jiù)是(shì)探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探禁欲可以恢复性功能吗，禁欲多久可以恢复肾气测的结果，我们(men)只能拭目以(yǐ)待了。费米(mǐ)实(shí)验室粒子天(tiān)体物(wù)理中(zhōng)心的科学家(jiā)丹琥(hǔ)珀和贾(jiǎ)森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另(lìng)一种神秘的效应，这种暗物(wù)质效应，会(huì)支持宇宙当中生命(mìng)的(de)诞(dàn)生(shēng)，或者(zhě)说(shuō)是生命进(jìn)化的一个重要因素(sù)。

如果(guǒ)这一(yī)理(lǐ)论得到进一步的证实，那么遍(biàn)布宇(yǔ)宙当(dāng)中的(de)暗物质会不会意味(wèi)着人(rén)类并不孤单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落(luò)的行星上(shàng)，暗物质正在通过(guò)这样的效应创造生(shēng)命。当然，这些推论的(de)大前提是要先找到暗物质(zhì)存在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物(wù)质到底存(cún)不存在呢(ne)？喜欢请点赞(zàn)，你的(de)支持是我更新的动力！

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