宇宙是(shì)“人为制造(zào)”的？为何会存在科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质(zhì)又究竟是(shì)什(shén)么？人类为(wèi)了寻找暗物质存在的证据(jù)，科学家们在过去的几十年当(dāng)中进行了超过50次(cì)的长期实验，但是却没有(yǒu)发现任(rèn)何的有效证据(jù)。除(chú)了一个地方，在(zài)1687年出版的(de)自然哲学数学(xué)原理一书中(zhōng)，埃萨克(kè)牛(niú)顿发表了万有引力定律，它揭(jiē)示了宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运动的规律。往后的几百年(nián)来，当天文学(xué)家们发现某些天体(tǐ)运行轨道出(chū)现异常，不符合万有引力定律的(de)时候，他(tā)们就会(huì)知道，周围一(yī)定有未知(zhī)的(de)天体通过引力在(zài)摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通过天王星运行轨(guǐ)道(dào)的(de)异常，推算并且发现了海王星(xīng)的存(cún)在。另(lìng)外，哈(hā)雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用万有引力定律所取(qǔ)得(dé)重大天文成就的例子。但是(shì)这些发现都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上升到星系(xì)或者是星团的(de)尺(chǐ)度，事情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学(xué)家弗(fú)里茨兹威基(jī)正在研究和测量(liàng)后发星系团(tuán)的质量。这是一(yī)个由数千个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这些星系被引力束缚在一起。测量星系(xì)团(tuán)的质量一般会使用到两种方法，当两种方法结(jié)果一致，就(jiù)可以(yǐ)确定其质(zhì)量的范围(wéi)。

第一种是获得(dé)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(èr)种是动(dòng)力学质量的计(jì)算，是利(lì)用光谱红移(yí)测量星(xīng)系团中的各个(gè)星系(xì)相对(duì)于星系团的(de)运动速度。当测量结(jié)果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后(hòu)发座星系团(tuán)有99%的质量(liàng)消失了(le)，或者说这99%的质(zhì)量并(bìng)不以可见(jiàn)光的形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡(guǐ)异(yì)的(de)是，在测量速度(dù)的过程(chéng)中，兹(zī)威基发现星系团中很多星系的速度(dù)比理论上要快得多，按(àn)照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这些可(kě)见星(xīng)系的质量所产生的引力(lì)是(shì)无法将它们束(shù)缚在星(xīng)系(xì)团内(nèi)的，它们(men)早就应(yīng)该被抛出星系团之外了，除非(fēi)有一种神秘的力量在起作用，这种力量来源于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样(yàng)部分不可(kě)见的暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当时的人们对这样的一种(zhǒng)说(shuō)法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再(zài)一次出现(xiàn)。天文学(xué)家(jiā)维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙女座星系中的恒星运动(dòng)。理论上来(lái)说，距离中心(xīn)越远(yuǎn)的恒(héng)星在其轨道上的运行速度就会越慢(màn)。但(dàn)是他们观测(cè)的结果却让人(rén)感到不可思议。

随(suí)着与中心(xīn)距离(lí)的增加，恒(héng)星的(de)旋(xuán)转(zhuǎn)速度(dù)几乎保(bǎo)持不变(biàn)。可是(shì)根(gēn)据牛顿的万(wàn)有引(yǐn)力定律，在星系当(dāng)中如(rú)果(guǒ)没有足够大的(de)质量来(lái)吸引它们，这(zhè)些外围的恒(héng)星早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这种现象，科学家(jiā)们(men)会使用(yòng)一种相对标准的方法来(lái)解释暗(àn)物(wù)质的存在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴上距离星(xīng)系(xì)中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度(dù)。如果(guǒ)出现异常的(de)结(jié)果，就认(rèn)为(wèi)是由暗物质的力量(liàng)进入其中。

于是(shì)科学家们通(tōng)过射(shè)电望远镜测量了距离星系(xì)中心更远(yuǎn)距(jù)离的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并不(bù)符合牛顿的(de)力学定律(lǜ)。我(wǒ)们(men)的太阳系也不例外(wài)，太(tài)阳(yáng)系位于银河系的第三悬臂之上(shàng)，距离银河系(xì)中心(xīn)2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定(dìng)律进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒(miǎo)的速度围绕银河(hé)系旋转，这个实际速度(dù)远(yuǎn)远大(dà)于理论速度，那么产生(shēng)以上(shàng)这种向心加速度的原因很可能就(jiù)是存在着一种我们看不到的(de)物质，是这些暗物质的引(yǐn)力效(xiào)应(yīng)将(jiāng)星系聚集在了一(yī)起(qǐ)。

也是从这时开(kāi)始，越(yuè)来越多(duō)的研(yán)究(jiū)人(rén)员开始相信暗(àn)物质的存在。科学家根据(jù)星系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物(wù)质的质量(liàng)占整个星系质量的85%。但是(shì)，暗物(wù)质并不是唯一可以解释这个现(xiàn)象的原因(yīn)。在一项新的研(yán)究(jiū)当中(zhōng)，科学家们发(fā)现，几(jǐ)乎没有引力(lì)效应的(de)遥远恒星之间，也会出(chū)现速(sù)度(dù)上的微小(xiǎo)差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿(yì)光年，大小(xiǎo)和(hé)银河系不多，但是(shì)星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)存在的恒星数(shù)量(liàng)却只有银河系(xì)的千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在理(lǐ)论上，该星(xīng)系必(bì)须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离析(xī)。但是科学家们使(shǐ)用最先进(jìn)的望远镜对其进行(xíng)了40个(gè)小时的(de)详细测量之(zhī)后，发现星系中的恒星运动是可以(yǐ)用正常的物质和(hé)力学定律来解(jiě)释的(de)。那么又有人(rén)提出(chū)，也许该(gāi)星(xīng)系(xì)的暗物质，已经被附近的另一(yī)个大(dà)星系剥离(lí)了。奇怪的(de)是，它的附近没(méi)有任(rèn)何星(xīng)系存在。造成这些现象(xiàng)的除(chú)了暗物质的假说之外(wài)，另(lìng)一种可能就(jiù)是人类对(duì)引力的(de)理解还(hái)不够(gòu)全面，引力(lì)很可能在不(bù)同尺(chǐ)度空间中的工作(zuò)方(fāng)式(shì)是不同的，这(zhè)意味着(zhe)在行(xíng)星(xīng)系尺度中的天体会沿(yán)着(z水密码适合什么年龄，水密码适合什么年龄段的女生使用he)它们的(de)轨(guǐ)道，按(àn)照我们所(suǒ)理(lǐ)解的方式运动(dòng)。但是上升到星系(xì)和星团的(de)尺度，引力之(zhī)间的相互作用(yòng)则是不(bù)同(tóng)的(de)方式(shì)。对于在星系团之间(jiān)的相互(hù)作用，科学家还(hái)引(yǐn)入了外部场效应的概(gài)念，指的是(shì)在数百万光年的规模上(shàng)，巨大(dà水密码适合什么年龄，水密码适合什么年龄段的女生使用)的质量之间会产生(shēng)对彼此特殊(shū)的效果，这个(gè)理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们需要对现在的物(wù)理定(dìng)律进行修正，这些(xiē)发现也让很多人认(rèn)为暗物质假说(shuō)理论就此(cǐ)终结。但是在(zài)宇宙当中(zhōng)还(hái)有关于暗物质存在的其他的理论(lùn)证(zhèng)据，这些(xiē)理论证(zhèng)据是蒙德理(lǐ)论所没法(fǎ)解释的(de)“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹星系(xì)团，由两(liǎng)个碰(pèng)撞的星(xīng)系团所组成，类似这样的星团，它们大部分的(de)普通质量都在(zài)星(xīng)系的(de)气体当中(zhōng)。当(dāng)星(xīng)团以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞的(de)时候，星际气体的相互(hù)作用(yòng)就会导致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在理(lǐ)论上，在碰(pèng)撞之后，子弹(dàn)星系团大部分的质量将(jiāng)位于所(suǒ)有这(zhè)些气体(tǐ)所在的中(zhōng)间区域(yù)。那么我们(men)通过(guò)什(shén)么(me)来验证(zhèng)它的质量(liàng)区域(yù)到底是(shì)不是(shì)集(jí)中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了宇宙当中第一张全彩(cǎi)的(de)高清照(zhào)片，在照(zhào)片中(zhōng)我们可(kě)以明(míng)显地看到很(hěn)多星系似(shì)乎被拉伸产生(shēng)了巨大(dà)的形变。其实这些(xiē)星系本身并不是(shì)真的被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了(le)什么问(wèn)题(tí)，而是这样极遥远的天体(tǐ)和我们地球上(shàng)的观测者之间。被(bèi)一(yī)个质量超(chāo)级(jí)巨(jù)大的(de)天体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使(shǐ)身后更遥远星系的(de)光都发(fā)生了扭曲。这个(gè)现(xiàn)象就是引力透(tòu)镜(jìng)效应。这(zhè)个巨大的(de)天体可能是超大质量(liàng)的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以(yǐ)当人(rén)们对子(zi)弹星系团观测的时候(hòu)，发现它(tā)的(de)大质量区域并不是在(zài)中间，而(ér)是在两侧。所(suǒ)以最(zuì)好的解(jiě)释(shì)方法就是当(dāng)星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体(tǐ)被卡在了中(zhōng)间，暗物质则(zé)直接通(tōng)过了(le)这个区域，并(bìng)在两边形成(chéng)了(le)引力透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研究(jiū)也被(bèi)认为是暗物质存在的迄今为止最好(hǎo)的理(lǐ)论(lùn)证据(jù)。

除(chú)此之外，还有(yǒu)来自宇(yǔ)宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地(dì)穿越在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中了。经(jīng)过了130多亿年之后，这(zhè)些(xiē)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)的部分表(biǎo)示温度(dù)较高的区域，蓝色(sè)则(zé)表(biǎo)示相对(duì)较冷的(de)区域，但实际上它们之(zhī)间的(de)温(wēn)差只有(yǒu)万分之一。

科学(xué)家们通(tōng)过对前景背景分离(lí)后(hòu)的二值图像进行连通域(yù)提取(qǔ)和标(biāo)记(jì)之(zhī)后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗(àn)物质，图形看起来不应该是这样的，而随着暗物质(zhì)的增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小(xiǎo)，才(cái)变(biàn)得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配(pèi)宇(yǔ)宙微(wēi)波背景辐(fú)射(shè)的(de)测(cè)量值，我们需要的暗(àn)物质(zhì)大约是普通物质的5倍。这个数字(zì)与解释星系当(dāng)中(zhōng)恒星运动所需(xū)要的暗物质比例是(shì)一致的。这(zhè)就意味着(zhe)。

用(yòng)了一个简单的理论框(kuāng)架，就很好(hǎo)地(dì)解释了很多不(bù)同的(de)观(guān)测结(jié)果。而暗物质的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其他的(de)电磁作用，只通过引(yǐn)力来相互作(zuò)用。所(suǒ)以如果能(néng)够找(zhǎo)到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际证据。这(zhè)种粒(lì)子到底是什么？科学家们已经提出了数(shù)十种的假想目标，而要(yào)寻找这些不同的目标粒(lì)子(zi)所需要的实验方式也不相同。在过(guò)去的几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这些看不(bù)见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不(bù)会与(yǔ)常(cháng)规物(wù)质相互作用的(de)“暗(àn)物质”，科学家(jiā)们已经进行了(le)超(chāo)过50次的实验，却(què)没有任何实质性的(de)发现，除了一个地方，意(yì)大利的格(gé)兰萨(sà)索山(shān)，隶属(shǔ)于阿(ā)尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米(mǐ)处的地下矿(kuàng)井当中，藏着地球上最(zuì)大的地学实(shí)验室，这个实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层(céng)楼高的探测器，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里(lǐ)的科学家声(shēng)称观测到(dào)了(le)某种信号。经(jīng)过了20多年(nián)的数据收集，人(rén)们发现(xiàn)了一(yī)个(gè)有趣的事情(qíng)。探测(cè)率会(huì)在(zài)每年的6月(yuè)份(fèn)达到峰值(zhí)，然后在11月降到最(zuì)低，而(ér)且在20年当中每(měi)年(nián)都(dōu)是一样(yàng)。一些(xiē)科(kē)学家认为这可能是人类发现暗(àn)物质(zhì)的(de)第(dì)一个直(zhí)接证据。

但是为什(shén)么暗物质会产生周期性的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳(yáng)系正(zhèng)在以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如(rú)果暗(àn)物(wù)质(zhì)存在宇宙(zhòu)当(dāng)中，这意味着我们也(yě)在以(yǐ)这样的速度在穿越着暗物质流(liú)，这个(gè)过(guò)程中会产生相应的振荡，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的速度围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有半年的时(shí)间，地(dì)球(qiú)围绕太(tài)阳的方(fāng)向与太阳环绕银河系的方向是一致的(de)，而另外(wài)半年(nián)则与(yǔ)之(zhī)相反(fǎn)。

而(ér)在6月份的时(shí)候，地球与(yǔ)太阳的(de)方向正好达(dá)到完全一(yī)致(zhì)，这是理论上地球穿越暗物质流最快(kuài)的时段。而在11月(yuè)份，又恰好达到(dào)了最慢(màn)值。尽(jǐn)管在实(shí)际的(de)情况(kuàng)中，太阳系相(xiāng)对银河(hé)系的平(píng)面呈(chéng)现了60度的(de)倾斜，但是(shì)这(zhè)并不影响这个理论(lùn)的有效性。

因(yīn)此(cǐ)科学家认为这(zhè)可(kě)以用(yòng)来解释，研究人员们(men)所观(guān)测到的周期(qī)性信(xìn)号。当然也可能有其他的情况，造(zào)成这种年度周期信号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高(gāo)山上(shàng)的积雪，甚至(zhì)连意大利(lì)游客的数量也符合这个周(zhōu)期(qī)的规律。

所以，科学(xué)家们又在南半球建(jiàn)立了一(yī)个几乎相同的(de)实验室，这里的季节(jié)与之(zhī)前的实验室(shì)正好相反(fǎn)，而在这里，地(dì)球穿过暗物质流的运(yùn)动特(tè)征和第(dì)一个实验室(shì)是一样的。

因(yīn)此(cǐ)，如果(guǒ)在这里可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为暗物质所(suǒ)存(cún)在的(de)非常(cháng)有(yǒu)力的证据了。但是由(yóu)于这个实验(yàn)室刚(gāng)刚建成不(bù)久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目前(qián)还无法提供相(xiāng)应的(de)数据支(zhī)持。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远镜，这(zhè)台太空望(wàng)远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜大小(xiǎo)跟哈勃(bó)望(wàng)远(yuǎn)镜相同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希(xī)格雷斯罗(luó)曼太空望(wàng)远镜其(qí)中一(yī)个关键的用途就是探索暗物(wù)质(zhì)背(bèi)后的奥(ào)秘，对于探测(cè)的结果，我们只能拭目以待了(le)。费米实验室(shì)粒子天体物(wù)理中心(xīn)的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现，如果暗(àn)物质存在，它们极有可能拥(yōng)有(yǒu)另一种神秘的效(xiào)应，这种暗物质(zhì)效(xiào)应(yīng)，会(huì)支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说是生(shēng)命进化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进(jìn)一步的证实，那么遍布(bù)宇(yǔ)宙当中的暗物质会不(bù)会意(yì)味着人类并不孤单呢？或(huò)许(xǔ)在宇宙当(dāng)中某(mǒu)个角落的行星上，暗(àn)物质正在通过(guò)这样的效(xiào)应创造生(shēng)命。当(dāng)然，这些水密码适合什么年龄，水密码适合什么年龄段的女生使用推论(lùn)的大前提是要先找到暗(àn)物(wù)质(zhì)存在(zài)的实际证据。那(nà)么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更新的(de)动力！

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