宇宙是“人为(wèi)制造(zào)”的？为何会存在科学(xué)无(wú)法解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么？人(rén)类(lèi)为了寻找暗物质(zhì)存在的证(zhèng)据(jù)，科(kē)学(xué)家们在过去的几十年当中进行了超过50次(cì)的长(zhǎng)期实验，但是(shì)却没(méi)有发现任何的有(yǒu)效证据。除了一个地方，在1687年出版的(de)自(zì)然(rán)哲(zhé)学数(shù)学原理一书中(zhōng)，埃萨克(kè)牛(niú)顿发表了(le)万有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中天体运动的规律(lǜ)。往后的(de)几百(bǎi)年来，当天文(wén)学家们(men)发现某些(xiē)天体运行(xíng)轨道(dào)出现(xiàn)异(yì)常(cháng)，不符合(hé)万有引力(lì)定律的时(shí)候，他们就会知道，周围一定有未知(zhī)的天(tiān)体通过(guò)引(yǐn)力在摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星运(yùn)行轨道的(de)异常，推(tuī)算(suàn)并且发现了(le)海王星的(de)存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现(xiàn)都是应用万有引力定律所取(qǔ)得重(zhòng)大天文成就的例子。但(dàn)是这些发(fā)现都(dōu)是在恒星(xīng)系(xì)统的(de)尺度(dù)当中，可当(dāng)我们上(shàng)升到星系(xì)或(huò)者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事(shì)情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发星(xīng)系团的质(zhì)量。这是一个由数千个星系(xì)所组成的巨大(dà)星系团(tuán)，这些星系(xì)被引力(lì)束缚(fù)在一(yī)起。测量星系团的质量一(yī)般会使用到两种方(fāng)法，当两种方(fāng)法(fǎ)结果一致(zhì)，就可以确定其质量的(de)范围(wéi)。

第一种是获得其"光度学的质量(liàng)"，需(xū)要的数据(jù)是测量各(gè)个(gè)星系(xì)的光度(dù)。

第二种是动力学(xué)质量的计算，是利用光谱红(hóng)移测(cè)量星(xīng)系团(tuán)中的各(gè)个星系相对于(yú)星系团的运动(dòng)速(sù)度。当(dāng)测(cè)量(liàng)结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失了(le)，或者说这99%的质量并不以(yǐ)可(kě)见光的形式所(suǒ)存在，我们无法(fǎ)看到。最(zuì)诡异的是(shì)，在(zài)测量速度的过程中，兹威基发现星系(xì)团(tuán)中(zhōng)很多星系的速度比理论(lùn)上(shàng)要(yào)快(kuài)得多，按照(zhào)牛(niú)顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系(xì)的质量所产生的(de)引(yǐn)力是无法(fǎ)将(jiāng)它们束(shù)缚在星(xīng)系团(tuán)内的，它们早就应该(gāi)被抛出星系团之(zhī)外了，除(chú)非有一种(zhǒng)神(shén)秘的力量(liàng)在(zài)起作(zuò)用(yòng)，这种力(lì)量来源于某种隐形(xíng)的物质。

据此(cǐ)，兹维(wéi)基提出了(le)这样部分不可(kě)见的暗质，它不发(fā)散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它(tā)们(men)却(què)占据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质量(liàng)。只是当时的人们对这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之(zhī)后，“暗(àn)物质”这个(gè)词(cí)才再一(yī)次(cì)出现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上来(lái)说，距离中心越远的恒星在其轨道上的运行速度就会(huì)越慢。但是他们观测的(de)结(jié)果(guǒ)却(què)让(ràng)人感到不可(kě)思(sī)议。

随(suí)着(zhe)与中(zhōng)心距离的(de)增(zēng)加(jiā)，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持不变(biàn)。可是(shì)根据牛顿(dùn)的万有(yǒu)引(yǐn)力定律，在星系当中如(rú)果没有足(zú)够大(dà)的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的(de)恒星早就被甩到(dào)宇宙当中(zhōng)了(le)。基于这种现象，科学家们(men)会(huì)使用一(yī)种相(xiāng)对标准的方(fāng)法(fǎ)来解释暗物质的存在，这(zhè)种方法就是测量星系当中(zhōng)气(qì)体在(zài)X轴上(shàng)距(jù)离(lí)星系(xì)中心的距(jù)离，以(yǐ)及在Y轴上(shàng)气(qì)体的(de)旋转速度。如果出现异常的结果，就认(rèn)为是(shì)由暗物质的力量进入其中。

于是科学家们通过射电(diàn)望远镜测量(liàng)了距离星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的(de)力学定律。我(wǒ)们的太(tài)阳系也(yě)不例外，太阳系(xì)位于银河系(xì)的第(dì)三悬(xuán)臂之上(shàng)，距离(lí)银河(hé)系(xì)中心2.6万(wàn)光年，根(gēn)据万有引力定(dìng)律(lǜ)进行计算，太(tài)阳系的(de)运(yùn)行速度应(yīng)该是160千米(mǐ)/秒，但(dàn)实际上(shàng)，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转，这个实际(jì)速度远(yuǎn)远(yuǎn)大于理论(lùn)速度，那(nà)么产生以上这种向心(xīn)加速度(dù)的原因很可能就是存在着一种我们看不(bù)到的物质，是(shì)这些(xiē)暗物(wù)质(zhì)的引力效(xiào)应将星(xīng)系聚集在了一起。

也是(shì)从(cóng)这时(shí)开始，越来越多的研究人员(yuán)开始相信(xìn)暗物质的存在。科(kē)学(xué)家根据星(xīng)系外(wài)恒星轨道的(de)速度，估(gū)算(suàn)在星系当中暗物质(zhì)的(de)质(zhì)量(liàng)占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗(àn)物质并(bìng)不是唯一可以解释这个现(xiàn)象(xiàng)的(de)原因。在(zài)一项新的研究(jiū)当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速度上的(de)微小差异(yì)。另外，天文学家(jiā)还发现(xiàn)了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球(qiú)大约2.5亿光年(nián)，大小和银河系不(bù)多，但是星系当(dāng)中存在的恒星(xīng)数量(liàng)却只有银河系的(de)千分(fēn)之一。

所以在理论上(shàng)，该星系必须存(cún)在(zài)暗物质，否则就会分崩离(lí)析。但是科学家们使(shǐ)用最先进的望远镜对(duì)其(qí)进行了40个小时(shí)的详细测(cè)量之后(hòu)，发现星系中(zhōng)的恒星运动是可以用正常的(de)物质和力(lì)学定律来解释的。那么(me)又有(yǒu)人提出，也许(xǔ)该星系的暗物(wù)质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇(qí)怪的是，它(tā)的附近没(méi)有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外，另一种(zhǒng)可(kě)能就是人(rén)类对引力的(de)理解还(hái)不够(gòu)全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意味着在行星系尺度(dù)中(zhōng)的天体会沿着它们的轨道(dào)，按照(zhào)我们所理解的方(fāng)式运动(dòng)。但(dàn)是上升(shēng)到星系和(hé)星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间(jiān)的相互(hù)作用则是不(bù)同(tóng)的方式。对于(yú)在星系团(tuán)之(zhī)间的相互(hù)作用(yòng)，科(kē)学家还引入(rù)了外(wài)部(bù)场效应的概念，指的是在数百万(wàn)光(guāng)年的规模上，巨大的质量之间会产生对彼此特殊的效果(guǒ)，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙(méng)德理(lǐ)论成立，这意味着(zhe)我(wǒ)们需要对(duì)现在的物理定律进行修正，这些发现也让很多人认为(wèi)暗物质假(jiǎ)说理(lǐ)论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗(àn)物质(zhì)存在的(de)其他的理论证据(jù)，这些理论证据是(shì)蒙德(dé)理论所没法(fǎ)解(jiě)释的“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年(nián)的子弹星系(xì)团(tuán)，由两(liǎng)个(gè)碰撞的星系(xì)团所组成，类似这样的(de)星团，它们大部分的(de)普(pǔ)通(tōng)质量都(dōu)在星(xīng)系(xì)的气(qì)体当中。当星团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时(shí)候(hòu)，星(xīng)际气(qì)体(tǐ)的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有(yǒu)这些(xiē)气体所在的(de)中间区域。那么(me)我们通过什么(me)来验证它的(de)质(zhì)量区域到底是(shì)不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯(sī)韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇(yǔ)宙当中第一(yī)张全(quán)彩的高清照片，在照片(piàn)中我(wǒ)们可以明显地看到很多星系似(shì)乎被拉伸产(chǎn)生(shēng)了巨大的形变。其实这些星系本身(shēn)并(bìng)不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而(ér)是这样极(jí)遥远(yuǎn)的天体和(hé)我们地球(qiú)上的观测者(zhě)之(zhī)间。被一个质量(liàng)超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这(zhè)个超大质量的(de)东西的引力，会使身后更遥(yáo)远(yuǎn)星系(xì)的光都(dōu)发生(shēng)了扭曲(qū)。这个(gè)现象(xiàng)就是引力透镜(jìng)效应(yīng)。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质量的黑洞或者是(shì)暗(àn)物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团(tuán)观测的时候，发现它的大质(zhì)量区域并不(bù)是在(zài)中间，而是在两侧。所(suǒ)以最好(hǎo)的解释方法就是当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观(guān)测到(dào)的质量气(qì)体被卡在了中间，暗物质则直接通过了这个区(qū)域(yù)，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的(de)引力透镜(jìng)研(yán)究也被认(rèn)为是暗物(wù)质(zhì)存在的(de)迄今为止(zhǐ)最好的(de)理论证据。

除此之(zhī)外，还(hái)有来自宇宙当中最古老(lǎo)的光。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于可以畅通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中了。经过了130多亿(yì)年之后，这些光在宇(yǔ)宙空间背(bèi)景上留下了(le)各(gè)相同性的微波(bō)辐射。其(qí)中(zhōng)红色的部分表示温(wēn)度较高的区(qū)域，蓝色(sè)则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之间的温(wēn)差(chà)只有万分之一(yī)。

科学家们通过对(duì)前景背景分(fēn)离后(hòu)的二值(zhí)图像进行(xíng)连(lián)通域提取(qǔ)和(hé)标记之(zhī)后发(fā)现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来(lái)不应(yīng)该是这(zhè)样(yàng)的(de)，而随着暗(àn)物质的增加，一些峰值的(de)幅度会(huì)减小(xiǎo)，才变得(dé)看起(qǐ)来“和谐”。为(wèi)了匹配(pèi)宇宙(zhòu)微波背景(jǐng)辐射的测量(liàng)值，我们需要的暗物质大约(yuē)是普通物(wù)质的5倍。这个数(shù)字与(yǔ)解释星系当中恒星运动(dòng)所需要的暗物(wù)质(zhì)比(bǐ)例是一(yī)致(zhì)的(de)。这就意味(wèi)着。

用了一个(gè)简(jiǎn)单的理(lǐ)论框架(jià)，就(jiù)很好地(dì)解释了很多(duō)不(bù)同(tóng)的观测结(jié)果。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙(zhòu)当(dāng)中存在着某种(zhǒng)类(lèi)型的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作用(yòng)。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于找到(dào)了暗(àn)物(wù)质存(cún)在的实际证据。这种粒子到底是(shì)什(shén)么？科(kē)学(xué)家们已(yǐ)经(jīng)提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需要的实(shí)验方式也不相同。在过去的几十年当中，人类为了寻找这些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物(wù)质相互作(zuò)用(yòng)的(de)“暗物质”，科学家们(men)已经进(jìn)行了超(chāo)过50次的实验，却没有任(rèn)何实质(zhì)性的发现，除(chú)了一个(gè)地方(fāng)，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏(cáng)着地球上(shàng)最(zuì)大(dà)的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三(sān)层(céng)楼高的探测器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒子(zi)的周(zhōu)期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科(kē)学(xué)家声称观测到了某种信(xìn)号。经(jīng)过了20多年的数据收集，人们发现(xiàn)了一个(gè)有趣的事(shì)情。探测率(lǜ)会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到最(亲家公亲家母是什么意思，梦见亲家母是什么意思zuì)低(dī)，而(ér)且(qiě)在(zài)20年当中每年都是一样。一些科学(xué)家认为这可能是人(rén)类发现暗物(wù)质的第一个(gè)直接证据。

但是为(wèi)什(shén)么(me)暗物(wù)质会产生(shēng)周期性(xìng)的年度信号呢？刚才我(wǒ)们(men)讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系(xì)进行移动，那(nà)么(me)如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意味着(zhe)我们也在以(yǐ)这样的速度在(zài)穿越着(zhe)暗物质流，这个(gè)过程中会产生相应的振荡(dàng)，同时地(dì)球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳进(jìn)行旋转。所(suǒ)以有半年(nián)的时(shí)间，地球围绕太(tài)阳(yáng)的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的(de)方向是一(yī)致的，而另外半年则(zé)与之相(xiāng)反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太阳(yáng)的方向正好(hǎo)达到完全一致，这是理(lǐ)论上地(dì)球穿(chuān)越暗物质流最快的时段。而在11月(yuè)份，又(yòu)恰好达到了最(zuì)慢值(zhí)。尽管在实际(jì)的情况中，太阳(yáng)系相对银(yín)河系的平面呈(chéng)现(xiàn)了60度(dù)的倾斜，但(dàn)是(shì)这并(bìng)不影响这个理论的(de)有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科学家认为这可以用来(lái)解释(shì)，研究人员(yuán)们(men)所观测到的周期性信号(hào)。当然也可能(néng)有(yǒu)其(qí)他(tā)的(de)情况，造成这种年度周期信号的差异也可能是(shì)温度、湿(shī)度、土壤(rǎng)中的水分(fēn)、高(gāo)山上的积(jī)雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也符合这(zhè)个周期的(de)规律。

所以，科(kē)学(xué)家们又在南半球建立(lì)了(le)一个几乎相同的实验(yàn)室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而(ér)在这(zhè)里，地球(qiú)穿(chuān)过暗物质(zhì)流(liú)的运动(dòng)特征和第(dì)一个实验室是一(yī)样(yàng)的。

因此，如果在这里(lǐ)可(kě)以得到(dào)相同的信号(hào)，就可以(yǐ)成为暗物质所亲家公亲家母是什么意思，梦见亲家母是什么意思存在(zài)的非常有力的证据了。但是由于这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以(yǐ)截至目前还无法提供(gōng)相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台太空望远镜叫做“南(nán)希格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大(dà)小(xiǎo)跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它(tā)的宽视(shì)场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯罗(luó)曼(màn)太空望(wàng)远镜其(qí)中一(yī)个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对(duì)于探测的结果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米(mǐ)实验(yàn)室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研(yán)究发现，如果暗物质存(cún)在，它(tā)们极有可(kě)能拥有(yǒu)另(lìng)一种神(shén)秘的(de)效应，这种(zhǒng)暗物质(zhì)效应，会支持宇宙当(dāng)中生命(mìng)的(de)诞生(shēng)，或者说(shuō)是生(shēng)命进化的一(yī)个重(zhòng)要因素。

如果这一(yī)理(lǐ)论得(dé)到进一步(bù)的(de)证(zhèng)实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物(wù)质(zhì)会不会意味着人类(lèi)并不(bù)孤单呢？或许(xǔ)在宇(yǔ)宙当中某个角落的行星上(shàng)，暗物质正在通(tōng)过这(zhè)样的(de)效(xiào)应(yīng)创造生命。当然(rán)，这些推(tuī)论(lùn)的大前提是要先找到暗(àn)物质存(cún)在的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗(àn)物(wù)质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动(dòng)力(lì)！

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