宇宙是“人(rén)为制造”的？为何会存在科学无(wú)法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类(lèi)为了寻找暗物质存在的证据(jù)，科(kē)学家们在过去的几十(shí)年当中进行(xíng)了超(chāo)过(guò)50次的长期实(shí)验，但是却没(méi)有发现(xiàn)任何的有效(xiào)证据。除了一个地(dì)方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃(āi)萨克牛顿发(fā)表(biǎo)了(le)万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动(dòng)的规律。往后的几百年来，当天文学(xué)家(jiā)们发现(xiàn)某些天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引力(lì)定律(lǜ)的时(shí)候(hòu)，他们(men)就会知道，周围一定有未知的(de)天(tiān)体(tǐ)通过(guò)引(yǐn)力在摄动它的轨(guǐ)道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算(suàn)并(bìng)且发现(xiàn)了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都(dōu)是应用万有(yǒu)引力(lì)定律所取得重大天文成(chéng)就的例(lì)子。但是这些发现都(dōu)是在(zài)恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我们上升到星系或者是(shì)星团(tuán)的尺度，事情就开始变得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的(de)物理(lǐ)学(xué)家弗(fú)里茨(cí)兹威基(jī)正在研(yán)究和测量后发(fā)星系团的质量。这是一个(gè)由(yóu)数千个星(xīng)系(xì)所组(zǔ)成(chéng)的巨大星系(xì)团，这(zhè)些星(xīng)系被引(yǐn)力(lì)束(shù)缚在一(yī)起。测量星系团的质(zhì)量一般会使用(yòng)到(dào)两种方法，当两(liǎng)种方法结果(guǒ)一致，就可以确定(dìng)其质(zhì)量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其(qí)"光度学的质量"，需要的数据(jù)是测量(liàng)各个星系的光度。

第二种是动力学质(zhì)量的计算，是利(lì)用光谱红(hóng)移测(cè)量星系团中的各个星系相对于星系(xì)团(tuán)的运动速(sù)度(dù)。当测量结果(guǒ)出(chū)来之(zhī)后(hòu)，兹威(wēi)基(jī)彻(chè)底懵(měng)了，“动力学质量(liàng)”竟然是(shì)“光度学质量”的400倍。这(zhè)意(yì)味(wèi)着，后(hòu)发(fā)座(zuò)星系团有99%的质量(liàng)消失了，或者说这99%的质量并(bìng)不以可见(jiàn)光的(de)形式所(suǒ)存在(zài)，我们无(wú)法看(kàn)到(dào)。最诡异的是，在测量速(sù)度的(de)过程(chéng)中，兹威基发(fā)现星系团(tuán)中很多星系的速(sù)度比理(lǐ)论上要快得(dé)多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可(kě)见星(xīng)系的质量所产生(shēng)的(de)引力是无法将它们束(shù)缚(fù)在星(xīng)系团内的(de)，它们早就应该被抛出星系团(tuán)之外(wài)了，除非(fēi)有一种神秘的力量(liàng)在起(qǐ)作用，这(zhè)种(zhǒng)力量来(lái)源于某种隐(yǐn)形的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹(zī)维基提(tí)出了这(zhè)样(yàng)部分不可见的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却(què)占据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只是当时的人们对(duì)这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这(zhè)个词才再一次出现(xiàn)。天文(wén)学家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观测仙女座(zuò)星系中的恒星运动。理(lǐ)论(lùn)上来说，距离中(zhōng)心越远的(de)恒(héng)星(xīng)在其轨(guǐ)道上的运行(xíng)速度(dù)就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到(dào)不可(kě)思议(yì)。

随着与中心距离(lí)的(de)增(zēng)加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保(bǎo)持不变。可(kě)是根据牛顿的万有引(yǐn)力定律，在星系当中如(rú)果没有足(zú)够大的质(zhì)量来吸引它们，这些外围的恒星早就(jiù)被甩(shuǎi)到(dào)宇宙(zhòu)当中了。基于这种现(xiàn)象，科(kē)学家们会使用一种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的存(cún)在，这(zhè)种方法就是测量星系当中气体在X轴上(shàng)距离星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如(rú)果出现异常(cháng)的结果，就认为是(shì)由暗物质的力量进入其(qí)中(zhōng)。

于是科学(xué)家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距(jù)离星(xīng)系中心更远距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太阳系也不(bù)例外，太阳系(xì)位于(yú)银(yín)河系的第三悬臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年，根(gēn)据(jù)万有(yǒu)引力定律进行计算，太阳系的(de)运行速度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的(de)速度围(wéi)绕银河系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速(sù)度远远大(dà)于理论(lùn)速度，那么产(chǎn)生以上这种向心加速度的原因很可能(néng)就(jiù)是存在(zài)着一(yī)种我(wǒ)们看不到的物(wù)质，是(shì)这(zhè)些暗物质的引力效应将星系聚(jù)集在了一起。

也是从(cóng)这时(shí)开始，越来越(yuè)多的研究人(rén)员开始相信暗物质的存(cún)在。科学(xué)家根(gēn)据星系外恒星轨(guǐ)道的速度(dù)，估算在星系当中暗物(wù)质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一(yī)可以解释这个现象的(de)原因(yīn)。在一项新(xīn)的(de)研究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没(méi)有引力效应的(de)遥远恒(héng)星之间，也会出现速度上的(de)微小差异。另外，天(tiān)文学家(jiā)还发(fā)现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光年，大(dà)小(xiǎo)和银河系不多(duō)，但是(shì)星系当(dāng)中存(cún)在的恒(héng)星数量却(què)只有银河系的千(qiān)分之一。

所(suǒ)以在理论上，该星(xīng)系必须(xū)存在暗物质，否则(zé)就(jiù)会分崩(bēng)离析。但是科(kē)学(xué)家们使(shǐ)用(yòng)最先进的望(wàng)远镜(jìng)对其进行了40个小(xiǎo)时的详细测量之后，发现星系中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(me)又有人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗(àn)物质(zhì)，已经(jīng)被(bèi)附近(jìn)的另一个大星(xīng)系(xì)剥离了。奇怪的是，它的(de)附近没有(yǒu)任何星系存在。造(zào)成这些现象的除了暗(àn)物质的假说之(zhī)外，另一(yī)种可能就是人类对引力的理解还不够全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间中的工作方式是(shì)不同的，这意味着在行(xíng)星系(xì)尺度(dù)中的(de)天体会沿着(zhe)它们(men)的轨道，按(àn)照我们所理解的方式运动。但是上升(shēng)到星(xīng)系和星团的(de)尺(chǐ)度(dù)，引力之(zhī)间的相互作用则是不同的方式。对于在(zài)星(xīng)系团(tuán)之间的相(xiāng)互(hù)作用(yòng)，科(kē)学家还引入了外部场效应的概(gài)念，指的(de)是在(zài)数百(bǎi)万(wàn)光年的规模(mó)上，巨大的质量之间会(huì)产生对(duì)彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果(guǒ)MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们需(xū)要对(duì)现在的物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多(duō)人认(rèn)为暗(àn)物(wù)质假(jiǎ)说理论就此终结。但(dàn)是(shì)在宇宙当中还(hái)有(yǒu)关于(yú)暗(àn)物质存在的其他的理论证据(jù)，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由两(liǎng)个碰撞(zhuàng)的星系团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大部(bù)分的普通质量都在星系的(de)气体当(dāng)中(zhōng)。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞的时(shí)候，星(xīng)际气体的相(xiāng)互作用就会(huì)导(dǎo)致温度的急(jí)剧升高(gāo)，速度大幅降(jiàng)低。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大部(bù)分(fēn)的质量将位于(yú)所有(yǒu)这些气体所在的(de)中间区域。那(nà)么(me)我们通过什么来验证它的质量区域到底(dǐ)是不是集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远镜传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的高清照(zhào)片，在照片中我们(men)可以明(míng)显地看到很(hěn)多星(xīng)系似乎被拉(lā)伸(shēn)产生了巨大的形变。其实这(zhè)些星系本身并不(bù)是(shì)真的被扭(niǔ)曲了，也不(bù)是韦(wéi)伯望远镜出了什么问(wèn)题(tí)，而是(shì)这(zhè)样极遥远的天体和我们地(dì)球上的观测者之(zhī)间(jiān)。被(bèi)一个质(zhì)量超(chāo)级巨大的天体遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜(jìng)效应。这个巨(jù)大的天体可能是超大质(zhì)量的(de)黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对子(zi)弹(dàn)星系团观测(cè)的(de)时候，发现它的大质量(liàng)区(qū)域(yù)并不是在中间(jiān)，而(ér)是(shì)在两侧。所以最(zuì)好的解释方法就是(shì)当(dāng)星团(tuán)发生全部的(de)碰撞时(shí)，可被观测到(dào)的质量气体(tǐ)被卡在了中间，暗(àn)物(wù)质则直接通过了(le)这个区(qū)域，并在(zài)两边(biān)形(xíng)成了引力(lì)透镜(jìng)。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究(jiū)也被认(rèn)为(wèi)是暗物质存在的(de)迄今为止(zhǐ)最好的理论证据。

除(chú)此之外(wài)，还有来自(zì)宇宙当(dāng)中最(zuì)古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可(kě)见(jiàn)光(guāng)终于可以(yǐ)畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多(duō)亿年之后(hòu)，这些光在(zài)宇宙(zhòu)空(kōng)间背(bèi)景上留下(xià)了(le)各相同性的微波辐射。其中红色的部分(fēn)表示温度较高的区域，蓝色(sè)则表示(shì)相(xiāng)对较(jiào)冷的区域，但实(shí)际上它们之间的(de)温(wēn)差(chà)只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通(tōng)过对(duì)前(qián)景背景(jǐng)分离后(hòu)的二值图像进行(xíng)连通域(yù)提取和标(biāo)记之后发现，如果(guǒ)宇(yǔ)宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看起来不应该是这样的(de)，而随(suí)着暗物质的增(zēng)加，一(yī)些峰值(zhí)的(de)幅度会减(jiǎn)小(xiǎo)，才变得看起来(lái)“和谐(xié)”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背景(jǐng)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(zhè)个数字与解释星系当中恒星运动所(suǒ)需要的暗物(wù)质比(bǐ)例(lì)是一致的。这就意味着。

用了(le)一个简单的(de)理论框架，就很好地解(jiě)释了很多不同的观(guān)测结果。而暗物(wù)质(zhì)的本质就是宇宙(zhòu)当中存在(zài)着某种(zhǒng)类(lèi)型(xíng)的(de)粒子，它(tā)们(men)不参与任(rèn)何(hé)其(qí)他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互作(zuò)用。所以如果能够找到这(zhè)种(zhǒng)粒(lì)子的存(cún)在，就相当于找(zhǎo)到了暗(àn)物(wù)质存在的(de)实(shí)际(jì)证据。这种粒(lì)子到底是什么？科(kē)学家们已经提出了数十种的假想目标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这些不同(tóng)的目标粒(lì)子所需要的(de)实验方式也(yě)不相同。在过去的几十年当(dāng)中，人类为(wèi)了寻找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸不到(dào)，几乎(hū)不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行了(le)超过50次的(de)实验，却(què)没有任何实质性的发现，除了(le)一个(gè)地方，意大利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山(shān)脉(mài)。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着地球(qiú)上最大的地学(xué)实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探测(cè)器，一(yī)直致力(lì)于寻找暗(àn)物质粒子的周(zhōu)期(qī)性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声(shēng)称观测到了(le)某种信号。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集(jí)，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情(qíng)。探测率会在每年的6月(yuè)份达到(dào)峰(fēng)值，然后在11月(yuè)降(jiàng)到(dào)最低(dī)，而且(qiě)在20年当中每年都是一样(yà娱乐圈里的万人睡女星，娱乐圈睡得最多的女星ng)。一些科学家认为(wèi)这可(kě)能是人类发现暗物(wù)质的第一(yī)个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周期(qī)性的年度信号(hào)呢(ne)？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在(zài)以220公里/秒的速度围绕(rào)着银河系进(jìn)行移(yí)动(dòng)，那么(me)如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意味着我们(men)也在(zài)以这样(yàng)的速度在穿越着暗(àn)物质流，这(zhè)个过程中会产生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公(gōng)里/秒的速度围(wéi)绕太(tài)阳(yáng)进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向(xiàng)与太(tài)阳环绕银河系的方向是(shì)一致的，而另外(wài)半年则(zé)与之(zhī)相(xiāng)反。

而在6月(yuè)份(fèn)的时候，地球与太(tài)阳的方向正好达到完全一(yī)致，这(zhè)是(shì)理论上地球(qiú)穿越暗物质流最快的时段。而在11月(yuè)份，又恰好达到(dào)了最慢(màn)值。尽(jǐn)管在实际(jì)的情况中，太阳系相对银河系的(de)平面呈现(xiàn)了(le)60度的倾斜，但是这并不(bù)影响(xiǎng)这(zhè)个(gè)理(lǐ)论的有效性(xìng)。

因此科学家认为这可以用来解释，研(yán)究人员(yuán)们所观测到的(de)周期(qī)性(xìng)信(xìn)号(hào)。当然也可能有其他的情况，造成这种年度周期信(xìn)号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意(yì)大利游客的数量也(yě)符(fú)合这个周期的规律。

所以，科学家们又在南半球建(jiàn)立(lì)了一个(gè)几乎相同(tóng)的(de)实验室(shì)，这(zhè)里的季(jì)节与(yǔ)之前(qián)的实(shí)验室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质(zhì)流的运(yùn)动特征(zhēng)和第(dì)一(yī)个(gè)实验室是(shì)一样的。

因此，如果(guǒ)在这(zhè)里可(kě)以得到相同的(de)信(xìn)号，就(jiù)可以成(chéng)为暗物质所存在的非常(cháng)有力的(de)证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建(jiàn)成不久，所以截至目前还无法提供相(xiāng)应的数据支(zhī)持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜(jìng)叫做“南(nán)希(xī)格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相(xiāng)同，但它的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南(nán)希格雷(léi)斯罗(luó)曼(màn)太(tài)空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一个(gè)关键的(de)用途就是探索(suǒ)暗物质背后(hòu)的奥秘(mì)，对(duì)于探测的结果，我(wǒ)们(men)只(zhǐ)能拭目(mù)以待了。费米实验室粒子天体物(wù)理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物质(zhì)存(cún)在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神(shén)秘的效应，这种暗(àn)物质效应，会(huì)支持宇宙当(dāng)中生命的诞生(shēng)，或者说是(shì)生命(mìng)进化的一个重要因素。

如(rú)果这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)的暗物质会不会意味着人(rén)类并不孤(gū)单(dān)呢？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质(zhì)正在通过这样的效应创(chuàng)造生命。当然，这(zhè)些推论(lùn)的大(dà)前(qián)提是(shì)要先找到暗物质存在的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你们觉得(dé)暗(àn)物(wù)质(zhì)到底存不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我更新(xīn)的动力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 娱乐圈里的万人睡女星，娱乐圈睡得最多的女星