宇宙是(shì)“人为制造”的？为(wèi)何会存在(zài)科学无(wú)法(fǎ)解(jiě)释的“暗(àn)物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为了寻找(zhǎo)暗物质存在(zài)的证据(jù)，科学家们在过去的几十(shí)年当中(zhōng)进行了(le)超过50次的长(zhǎng)期实验，但是(shì)却没有发(fā)现任何的有效证(zhèng)据。除了一(yī)个(gè)地(dì)方，在(zài)1687年出版的自然哲(zhé)学数学原理一(yī)书(shū)中，埃萨(sà)克牛(niú)顿发表了万有引力定律(lǜ)，它揭示(shì)了宇宙中天体(tǐ)运动(dòng)的规律。往后的几百年(nián)来，当天文(wén)学家们发现某(mǒu)些天体(tǐ)运行轨道出现异(yì)常，不符合万有引(yǐn)力定律(lǜ)的时候，他(tā)们就会知(zhī)道，周围一定有未(wèi)知的天体通过引力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就(jiù)通(tōng)过天王星运行轨(guǐ)道的异常，推算并(bìng)且发现(xiàn)了海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都(dōu)是应用万有引(yǐn)力定律所取得重大天文成就(jiù)的例子。但是(shì)这些发现都(dōu)是在(zài)恒星系(xì)统的尺度当中(zhōng)，可(kě)当(dāng)我们上升到(dào)星系或者是(shì)星(xīng)团(tuán)的尺度，事情(qíng)就开始(shǐ)变(biàn)得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹(zī)威基正在(zài)研究和测量后发星系团(tuán)的质量。这是一(yī)个由数千个星系所组成的巨大星系(xì)团(tuán)，这些星系被引(yǐn)力(lì)束缚在(zài)一起。测量星(xīng)系团的质(zhì)量一般(bān)会使用(yòng)到两种方法，当两种方法(fǎ)结果一致，就可以确定其(qí)质量的范围。

第(dì)一种(zhǒng)是获(huò)得其"光度学的(de)质量"，需要的(de)数据(jù)是(shì)测量各个星(xīng)系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱红移测量星(xīng)系团中的各个星系(xì)相对于星系团的运(yùn)动速度。当(dāng)测量结果出(chū)来(lái)之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量(liàng)”的(de)400倍。这(zhè)意味着，后发座星(xīng)系团有99%的质(zhì)量消失(shī)了，或者说这(zhè)99%的质量并不以可(kě)见光的(de)形式所存在，我们无(wú)法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星(xīng)系团(tuán)中很多星系的速度(dù)比(bǐ)理(lǐ)论(lùn)上要快得多(duō)，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些可见星系(xì)的质量(liàng)所产(chǎn)生的(de)引(yǐn)力(lì)是无法将它(tā)们束(shù)缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该被(bèi)抛出(chū)星系团城野医生是哪里的品牌，城野医生是什么品牌之(zhī)外(wài)了，除非有一种神秘(mì)的力量在(zài)起作(zuò)用，这种力量来源于某种隐形(xíng)的(de)物(wù)质。

据此，兹维(wéi)基(jī)提出(chū)了这(zhè)样部(bù)分(fēn)不(bù)可(kě)见的暗(àn)质，它不发散(sàn)光、吸(xī)光、反射(shè)光，但(dàn)是它们却占据着宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部分的质量。只是(shì)当时的(de)人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再(zài)一次(cì)出现。天文学家(jiā)维(wéi)拉鲁宾和肯特福(fú)特(tè)在观测仙女(nǚ)座(zuò)星系中的恒星运动。理论(lùn)上来说，距(jù)离中(zhōng)心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运(yùn)行速度就会越慢。但是他们观测的结(jié)果却让人感到不可(kě)思议。

随着(zhe)与中心距离的(de)增(zēng)加，恒星的旋(xuán)转速度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在(zài)星系当(dāng)中如(rú)果没有(yǒu)足够大的质(zhì)量来吸引它们(men)，这些外围的恒星早就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙当(dāng)中了。基于这种(zhǒng)现象，科学家们会(huì)使用(yòng)一种相对(duì)标准的(de)方法来解释暗物质(zhì)的(de)存在，这种方法就是测(cè)量星系当中气体在X轴上距离(lí)星系(xì)中心的(de)距离(lí)，以及在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异常的结果，就认为是由暗(àn)物(wù)质的(de)力(lì)量进入其中。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜测量了距离星(xīng)系中心更远距离(lí)的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距(jù)离(lí)银(yín)河(hé)系(xì)中心2.6万光(guāng)年，根(gēn)据万有引力定律进行计(jì)算，太(tài)阳系的运行速(sù)度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系正在(zài)以220千米/秒的速度(dù)围绕(rào)银河(hé)系旋转，这个实际(jì)速度远远大于理论速度，那么(me)产生以上(shàng)这种向心加速度的原(yuán)因很可能就是存在着一种(zhǒng)我们看不到的(de)物质，是这些暗物质的引力效(xiào)应将(jiāng)星系聚集在了(le)一(yī)起。

也(yě)是从这时开始，越来越多(duō)的研究人员开始相信(xìn)暗物质的存在。科(kē)学家根据星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质(zhì)的(de)质量占(zhàn)整个星系质(zhì)量的(de)85%。但是(shì)，暗物质(zhì)并不(bù)是唯一可(kě)以(yǐ)解释这个(gè)现(xiàn)象的(de)原因。在一(yī)项新(xīn)的研究当中，科(kē)学家们(men)发现(xiàn)，几乎没(méi)有引力(lì)效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒星之间(jiān)，也(yě)会出现速度上的微小差(chà)异。另外，天文学家还发现了(le)一个反(fǎn)常(cháng)的星(xīng)系(xì)，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大(dà)小(xiǎo)和银(yín)河(hé)系不多，但(dàn)是星系当(dāng)中存(cún)在的恒(héng)星数量却只有(yǒu)银河系的(de)千分(fēn)之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上(shàng)，该星系必须存在暗(àn)物(wù)质，否则就(jiù)会分崩离析(xī)。但(dàn)是(shì)科学家们(men)使用最先(xiān)进(jìn)的望远镜对(duì)其进行了(le)40个小时的详(xiáng)细测量(liàng)之后，发现星系(xì)中(zhōng)的恒星运动是可以用正常的物质和力学定律来解释的。那么又有人提出(chū)，也(yě)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(jìn)没有任何星系(xì)存(cún)在。造成这些现(xiàn)象的除了(le)暗(àn)物质的假说之外，另一种可能就是人类对引力的理(lǐ)解还不够全(quán)面，引力很可能(néng)在不同(tóng)尺(chǐ)度空间中的(de)工作方式是(shì)不同的，这意味着在行星(xīng)系尺(chǐ)度中的天(tiān)体会沿着它们(men)的轨(guǐ)道(dào)，按(àn)照我们所(suǒ)理(lǐ)解的方式运动。但是上升(shēng)到星系和星团的尺度，引力之间的相互(hù)作用(yòng)则是不同的方式。对于在星系团之间的相(xiāng)互作用，科学家(jiā)还引(yǐn)入了外部场效应(yīng)的概念，指(zhǐ)的(de)是在(zài)数(shù)百万光(guāng)年的规模(mó)上，巨大(dà)的质量之间会产生对(duì)彼此(cǐ)特殊的效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫做(zuò)MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着我们需(xū)要对现(xiàn)在的物(wù)理定律进行修正，这些发现也让很多(duō)人认为暗物质假说理论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当中还有关(guān)于暗物(wù)质存在的其他的(d城野医生是哪里的品牌，城野医生是什么品牌e)理(lǐ)论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释的(de)“引力(lì)透镜”。

径向距(jù)离为(wèi)37亿光年的(de)子(zi)弹星系团(tuán)，由两个(gè)碰撞的星系团所(suǒ)组(zǔ)成，类(lèi)似(shì)这(zhè)样的星(xīng)团，它们大部分(fēn)的普通质量都(dōu)在星系的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小时发(fā)生碰撞的时候(hòu)，星际(jì)气体的相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在(zài)碰撞之(zhī)后，子(zi)弹星(xīng)系团(tuán)大部(bù)分的质量将位(wèi)于所(suǒ)有这些气体所(suǒ)在(zài)的(de)中(zhōng)间区域。那么我们通过什么(me)来验证它的质量(liàng)区域(yù)到底是不是集(jí)中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回(huí)了宇宙(zhòu)当中第(dì)一张(zhāng)全彩的高清照(zhào)片，在照片(piàn)中我(wǒ)们可以(yǐ)明显(xiǎn)地看到(dào)很多星系似(shì)乎被拉伸产(chǎn)生了(le)巨大(dà)的形变。其实这些星系本身(shēn)并不是真的被(bèi)扭曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是(shì)这样极遥远(yuǎn)的天体和我们(men)地球(qiú)上(shàng)的观测(cè)者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超(chāo)大质量的东西的引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这个(gè)现(xiàn)象就是引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星系(xì)团观测的时候(hòu)，发现它的大质量区域并不是在(zài)中间(jiān)，而是在(zài)两侧。所以最好的解释(shì)方法就(jiù)是当星团(tuán)发生全部(bù)的(de)碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在(zài)了中间，暗物质则直接通过了这(zhè)个区域，并在两边形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子弹(dàn)星系团的引力透镜研究也被认(rèn)为是暗物质存在的迄今为止最好的理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见(jiàn)光终于可(kě)以畅通(tōng)无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。经过(guò)了130多亿年之(zhī)后，这些光在宇宙空(kōng)间背景(jǐng)上(shàng)留下(xià)了各相同性的(de)微(wēi)波辐射。其中红色的部分表示(shì)温度较高的(de)区(qū)域，蓝色则(zé)表(biǎo)示(shì)相对(duì)较(jiào)冷的区域(yù)，但(dàn)实际上它们之(zhī)间的(de)温(wēn)差只有万分之一。

科学(xué)家们通(tōng)过对前景背景(jǐng)分(fēn)离(lí)后的二值图(tú)像进(jìn)行连通域提取和标记之后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有(yǒu)暗物(wù)质，图(tú)形看起来(lái)不应该是这样(yàng)的(de)，而随着暗(àn)物(wù)质的增加(jiā)，一(yī)些峰值的幅度会减小，才(cái)变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值，我们需要的暗物质大约是(shì)普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物(wù)质比例是一致(zhì)的。这(zhè)就意味着。

用(yòng)了一个简(jiǎn)单的理论框架，就(jiù)很好地解(jiě)释了很(hěn)多不(bù)同(tóng)的观(guān)测结果(guǒ)。而暗(àn)物质的本质就是(shì)宇宙当中存在着某种(zhǒng)类型的粒(lì)子，它们(men)不参与任(rèn)何其他(tā)的电磁作用，只通过引力(lì)来相(xiāng)互作用(yòng)。所(suǒ)以(yǐ)如果能够(gòu)找到(dào)这种粒(lì)子的存在，就相当(dāng)于找到了暗(àn)物质存在的(de)实际证(zhèng)据。这种粒(lì)子到(dào)底是什么？科学家们已(yǐ)经(jīng)提出了数(shù)十种的假想目标，而要(yào)寻找这些不(bù)同的目标粒子所需要的实(shí)验(yà城野医生是哪里的品牌，城野医生是什么品牌n)方式也不相同(tóng)。在(zài)过(guò)去(qù)的几(jǐ)十年当中，人(rén)类为了寻找(zhǎo)这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与常(cháng)规物质(zhì)相互作用的(de)“暗物(wù)质”，科学(xué)家们已经进行了超过50次的(de)实(shí)验，却没有任(rèn)何实质(zhì)性(xìng)的发现(xiàn)，除了一(yī)个地方，意大利的格兰(lán)萨索(suǒ)山，隶(lì)属于阿(ā)尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井当中，藏着地(dì)球(qiú)上(shàng)最大的地学实验室，这个实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的探测(cè)器，一(yī)直致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到(dào)了某种信号(hào)。经过了20多年的数据收(shōu)集，人们发现了一个有(yǒu)趣的事情(qíng)。探测(cè)率会在每年(nián)的6月份达(dá)到峰(fēng)值(zhí)，然(rán)后在11月降到最低，而且(qiě)在20年当中每年(nián)都是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗(àn)物质的第一个(gè)直接(jiē)证据(jù)。

但(dàn)是为什(shén)么(me)暗物(wù)质会产生(shēng)周期性(xìng)的年度(dù)信号呢(ne)？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的(de)速度围绕着银河系进行(xíng)移(yí)动，那么如(rú)果(guǒ)暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这(zhè)意味(wèi)着我(wǒ)们也在以这样的速度(dù)在穿越着暗物质流，这个过(guò)程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度(dù)围绕太(tài)阳进行旋转。所以(yǐ)有半年(nián)的时间(jiān)，地球围绕太阳(yáng)的方向与(yǔ)太阳(yáng)环绕银河系的方(fāng)向是一致(zhì)的，而另外半年(nián)则(zé)与(yǔ)之(zhī)相反(fǎn)。

而在6月份(fèn)的(de)时(shí)候，地球与太阳(yáng)的方向正好达到完全一(yī)致，这是理论上(shàng)地(dì)球穿越暗物质(zhì)流最快的时(shí)段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最(zuì)慢值(zhí)。尽管在实际的(de)情况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对(duì)银河系的平面呈现了60度的(de)倾斜(xié)，但是(shì)这并不影响这个理(lǐ)论(lùn)的(de)有效性。

因此科(kē)学家认为这可以用来解(jiě)释，研究(jiū)人员(yuán)们所观测到的周期性信号。当然也(yě)可能有(yǒu)其他的情况，造成这种(zhǒng)年度(dù)周期信号的差异(yì)也可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至连意大利游客的(de)数量也符(fú)合这(zhè)个周期的规律(lǜ)。

所以，科学家(jiā)们又(yòu)在南半(bàn)球建立了一(yī)个几乎相同的实验室，这里的季节与之(zhī)前的实(shí)验室正好相反，而在这里(lǐ)，地球(qiú)穿过暗物质流(liú)的运动特征和(hé)第一个实验(yàn)室是一(yī)样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这里可(kě)以(yǐ)得到相同的(de)信号，就(jiù)可以成为(wèi)暗物质所(suǒ)存在的非常有力的证据了。但(dàn)是由于这个实验室刚刚建(jiàn)成不久，所(suǒ)以截至目前还无法提供相(xiāng)应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新的(de)望远镜，这(zhè)台太(tài)空望远镜(jìng)叫做“南(nán)希格雷斯罗(luó)曼”，它(tā)的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的视(shì)野是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望(wàng)远镜其中(zhōng)一个(gè)关键的用途就是(shì)探索(suǒ)暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我们(men)只能拭目以待了(le)。费米实验室粒子天(tiān)体(tǐ)物理中心(xīn)的(de)科(kē)学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果暗物质存(cún)在，它们极有可能拥有(yǒu)另(lìng)一种神(shén)秘的效(xiào)应，这种暗(àn)物质效应，会支持宇宙当(dāng)中生(shēng)命的诞生，或者说是生命进化的(de)一(yī)个重(zhòng)要(yào)因素。

如(rú)果(guǒ)这一理论得到(dào)进一步的证实，那么(me)遍布宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)的(de)暗(àn)物质会不(bù)会意味着人类并不(bù)孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质(zhì)正在通过(guò)这(zhè)样的效应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是要先找到暗物质存(cún)在的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到底存不存在呢(ne)？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持是我(wǒ)更(gèng)新的动力！

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