宇宙是“人(rén)为制造”的？为何会存在科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗(àn)物质(zhì)又究竟是什(shén)么？人(rén)类为了寻找(zhǎo)暗物质(zhì)存在的证(zhèng)据，科学(xué)家们(men)在过去(qù)的几十年(nián)当中进(jìn)行了(le)超(chāo)过50次的(de)长期(qī)实验，但是却没有发现任(rèn)何(hé)的有效(xiào)证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数(shù)学原理一书(shū)中(zhōng)，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表了(le)万有引(yǐn)力定律，它揭(jiē)示了宇宙中天体运动的规律。往(wǎng)后的(de)几百(bǎi)年(nián)来(lái)，当天文(wén)学(xué)家们发现某(mǒu)些天体运行(xíng)轨道出现异常，不符合万(wàn)有引力定律的时候，他们就会(huì)知道(dào)，周围(wéi)一定有未(wèi)知的天体通过(guò)引力在摄动它的(de)轨(guǐ)道(dào)。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥(ào)本(běn)勒维(wéi)耶就(jiù)通(tōng)过天王星(xīng)运行(xíng)轨道的(de)异(yì)常，推算并且发(fā)现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗(huì)星(xīng)、冥王(wáng)星的发现都是应(yīng)用万有引(yǐn)力定律所(suǒ)取得重大天文成就(jiù)的例子。但是这些发现都是在(zài)恒星系统的尺度当中(zhōng)，可当我(wǒ)们(men)上升到星系或者(zhě)是星(xīng)团的尺度(dù)，事情就开始变得诡(guǐ)异(yì)了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物理学(xué)家弗里茨兹威(wēi)基(jī)正在(zài)研究和测量后(hòu)发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千个星(xīng)系所组成的巨大星系团，这些星系(xì)被引(yǐn)力束缚在一起。测(cè)量星系(xì)团的质(zhì)量(liàng)一般会使用到两(liǎng)种方(fāng)法，当两(liǎng)种(zhǒng)方法(fǎ)结果一致，就可以确定其质量的范围。

第(dì)一种是获得其"光度学(xué)的(de)质量"，需要的数据(jù)是测量各个星系的光(guāng)度(dù)。

第二种是动力学质(zhì)量的计算(suàn)，是利用光(guāng)谱红移测量星系团中的各(gè)个(gè)星系相对于星系团(tuán)的运(yùn)动速度(dù)。当测(cè)量结(jié)果出(chū)来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力(lì)学质量”竟然是(shì)“光(guāng)度学(xué)质量”的(de)400倍。这意味(wèi)着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质(zhì)量并(bìng)不以可(kě)见光的形式所(suǒ)存在，我们无(wú)法看到。最诡异的(de)是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中很多星系的速度比理论(lùn)上要快得多，按照(zhào)牛(niú)顿的运(yùn)动(dòng)学定律，仅靠这些(xiē)可见星系的质量(liàng)所产生的引力是无(wú)法将它们束缚在(zài)星系(xì)团内的(de)，它们(men)早就应该被抛出星(xīng)系团之外了(le)，除非有一种神秘的(de)力量在(zài)起作用，这种力量(liàng)来源于某种隐形的物(wù)质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样部分不可见(jiàn)的(de)暗质，日本男生姓名大全霸气，日本男生的姓名它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但(dàn)是它们却占据(jù)着宇宙中绝大部(bù)分的(de)质量。只是当时的(de)人(rén)们对这(zhè)样的一(yī)种说法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物质”这个词才再一次出现。天文(wén)学家维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯特福特在观测(cè)仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中(zhōng)心越(yuè)远的(de)恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越慢。但是(shì)他们观(guān)测的结果却(què)让人(rén)感到不可(kě)思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎(hū)保持不变(biàn)。可是根(gēn)据牛顿的(de)万有引(yǐn)力定(dìng)律，在(zài)星系当(dāng)中如果没有足(zú)够(gòu)大的质量来吸引(yǐn)它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中(zhōng)了(le)。基于这种现象(xiàng)，科学家(jiā)们会使用一种相(xiāng)对标准的方(fāng)法来解(jiě)释暗物质(zhì)的存在，这种方(fāng)法就是测量星系当中(zhōng)气体在X轴上(shàng)距离星系中(zhōng)心的距(jù)离，以及在Y轴上气体的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度。如果(guǒ)出现异(yì)常的(de)结果，就认为(wèi)是由暗物质的力(lì)量(liàng)进入其中(zhōng)。

于是科(kē)学家们通过(guò)射电望远镜测量(liàng)了(le)距离星系(xì)中心(xīn)更远距离的氢元(yuán)素，日本男生姓名大全霸气，日本男生的姓名发现它们的(de)旋(xuán)转速(sù)度并不符合牛顿的(de)力学定律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳系(xì)也不(bù)例外，太阳系位于银河系的第三(sān)悬臂之上，距离(lí)银(yín)河系中心2.6万光(guāng)年，根据(jù)万有引力定律进行(xíng)计算，太阳系的运(yùn)行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际(jì)速度远远大于(yú)理论速度，那(nà)么产生以上这种向心加(jiā)速(sù)度的原因很可能就是存(cún)在着一种我们看不(bù)到的物质，是(shì)这些暗物质的引力效应将星系聚集在了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科(kē)学家根据(jù)星系外恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系当中暗(àn)物质的质量(liàng)占(zhàn)整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可以解(jiě)释这个现象的原(yuán)因。在一项新的研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没有引力效应的(de)遥远(yuǎn)恒星(xīng)之间(jiān)，也会(huì)出(chū)现速度上的(de)微小差(chà)异。另外，天文(wén)学家还发现了一个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球(qiú)大约2.5亿光年(nián)，大(dà)小和银河(hé)系不(bù)多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银(yín)河系的千分(fēn)之一。

所(suǒ)以在理论上(shàng)，该星(xīng)系(xì)必须存(cún)在暗物质(zhì)，否则就(jiù)会分崩(bēng)离析。但(dàn)是科学家们(men)使用(yòng)最先进的望远镜对其进行(xíng)了40个小(xiǎo)时的详细测量之后(hòu)，发现星系(xì)中的恒星(xīng)运(yùn)动是可以用正常(cháng)的物质和力(lì)学定律来解释的。那么又有人提出(chū)，也许(xǔ)该(gāi)星(xīng)系的(de)暗(àn)物(wù)质，已经(jīng)被附近的(de)另一(yī)个大星系剥离了(le)。奇怪的(de)是，它的附近没有任(rèn)何星系存(cún)在。造成(chéng)这些现象的除了暗物质(zhì)的假(jiǎ)说之(zhī)外，另(lìng)一种(zhǒng)可能就是人(rén)类(lèi)对(duì)引力的理解还(hái)不够全面，引(yǐn)力很可能(néng)在不同尺度空间中的(de)工作(zuò)方式是(shì)不同的，这意味着在行星系尺(chǐ)度(dù)中的天体会(huì)沿着它们(men)的轨(guǐ)道，按照(zhào)我们所理解(jiě)的方式(shì)运动(dòng)。但是(shì)上升到(dào)星系(xì)和星团的尺度，引力(lì)之间的相互作用则是不同的方(fāng)式。对(duì)于(yú)在(zài)星系团(tuán)之(zhī)间的(de)相(xiāng)互作(zuò)用，科学(xué)家还(hái)引(yǐn)入(rù)了外(wài)部场效应的(de)概(gài)念，指的(de)是在数百万光年(nián)的(de)规模上(shàng)，巨(jù)大的质量之间会产(chǎn)生对(duì)彼此特殊的效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙(méng)德(dé)理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立，这意味(wèi)着我(wǒ)们需要对现(xiàn)在(zài)的物理定律进行修正，这些发现也(yě)让(ràng)很(hěn)多人(rén)认为暗物质(zhì)假(jiǎ)说理论就此(cǐ)终结。但是(shì)在宇宙当(dāng)中还(hái)有关于暗物质(zhì)存在的(de)其他的理论证据，这些理论证据是蒙德(dé)理(lǐ)论所没(méi)法解释的“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距(jù)离为37亿光(guāng)年的子弹(dàn)星系(xì)团，由两(liǎng)个碰撞(zhuàng)的(de)星系团所(suǒ)组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大(dà)部分的普通质量都在星系的气体当(dāng)中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星(xīng)际(jì)气(qì)体的相互作用就会(huì)导致温度(dù)的急(jí)剧升高，速(sù)度大(dà)幅(fú)降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有(yǒu)这(zhè)些气体所(suǒ)在的中间区域。那么我们(men)通过什么来验证它的质量区域到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯(sī)韦(wéi)伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照片，在(zài)照片中我们可以明显地看到很(hěn)多星系似乎被拉伸产生了巨大的(de)形变。其实这些星系(xì)本身并不是真的(de)被扭曲了(le)，也不是韦伯望(wàng)远(yuǎn)镜出了(le)什么(me)问题，而是这样极遥(yáo)远的天体(tǐ)和我(wǒ)们地球(qiú)上的(de)观测(cè)者之(zhī)间。被一(yī)个(gè)质量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这(zhè)个超大质量的(de)东西的引力，会使身(shēn)后更(gèng)遥远(yuǎn)星系(xì)的光都发生(shēng)了扭(niǔ)曲。这个现象(xiàng)就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大的天体(tǐ)可能是超大质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星系团观测(cè)的时候，发(fā)现它的大质量区域(yù)并不是在中(zhōng)间(jiān)，而是在两(liǎng)侧。所以最好的解释方法(fǎ)就是当星(xīng)团发生全(quán)部的(de)碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体(tǐ)被卡在了中间，暗(àn)物(wù)质(zhì)则直接通过了这个区域，并(bìng)在两边形(xíng)成了引力(lì)透(tòu)镜。对子弹(dàn)星系(xì)团的引(yǐn)力透镜研(yán)究也被认为(wèi)是暗物质存在的迄今为(wèi)止最好(hǎo)的(de)理论证据。

除此之外，还(hái)有(yǒu)来自宇宙当(dāng)中最(zuì)古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可(kě)见光终于(yú)可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年(nián)之后(hòu)，这些光在宇宙空(kōng)间背(bèi)景上留下了(le)各相同性的微波(bō)辐射。其中红色的部分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色(sè)则(zé)表示相对较冷的区域，但实际上(shàng)它们之间的(de)温差(chà)只有(yǒu)万分之一(yī)。

科学家们通过对前(qián)景背景分离(lí)后(hòu)的二(èr)值图像进行连(lián)通域提取(qǔ)和标记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物质，图(tú)形看起来不应该是这样的，而(ér)随着暗物质的增(zēng)加，一些峰值(zhí)的幅度会减(jiǎn)小，才变得看(kàn)起来“和(hé)谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波背景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗物质(zhì)大约是普通物(wù)质的5倍。这个(gè)数字与(yǔ)解释星系当中恒(héng)星运动所需要的(de)暗物质(zhì)比例(lì)是一(yī)致(zhì)的。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解(jiě)释了很多不(bù)同的观(guān)测结果。而暗(àn)物质的本质就是宇宙(zhòu)当中(zhōng)存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其(qí)他的电磁作用，只通过(guò)引力来相互(hù)作用。所以如果能够找到这(zhè)种粒子的(de)存在，就相(xiāng)当于找到了暗物质存在(zài)的实(shí)际证据。这种粒子到底是什么？科学(xué)家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目标，而要(yào)寻找这(zhè)些不(bù)同的目(mù)标粒子(zi)所需要(yào)的实验方式也不相(xiāng)同。在过去的(de)几(jǐ)十(shí)年当中(zhōng)，人类为了寻找这些看不见、摸不(bù)到，几乎不会与(yǔ)常规物质相互(hù)作用的“暗物质”，科学(xué)家们已经进行(xíng)了超过50次的实验(yàn)，却(què)没有任何实(shí)质性的发现，除(chú)了一个(gè)地方，意大利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿(kuàng)井(jǐng)当中(zhōng)，藏(cáng)着地(dì)球上(shàng)最大的(de)地(dì)学实验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层(céng)楼(lóu)高的探测器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以(yǐ)来(lái)，这(zhè)里的科学家声称观(guān)测(cè)到(dào)了(le)某种(zhǒng)信号。经(jīng)过了20多年的数(shù)据收集，人(rén)们发(fā)现了一个有趣的事情(qíng)。探(tàn)测率会在(zài)每年的(de)6月份达到峰(fēng)值，然后(hòu)在(zài)11月降到最低，而且在20年当中每(měi)年都是一样(yàng)。一些(xiē)科学家(jiā)认为(wèi)这可能是人类发现暗物质的(de)第一个直(zhí)接证据(jù)。

但是(shì)为什么(me)暗物(wù)质会产(chǎn)生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒的速度围(wéi)绕着银(yín)河系进行移动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相应(yīng)的振荡，同(tóng)时(shí)地球又(yòu)以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有(yǒu)半年的时间，地(dì)球围绕(rào)太阳(yáng)的方向与太阳环绕银河系的方向是一(yī)致的，而另(lìng)外半年(nián)则与之相反。

而在6月(yuè)份的时候，地球与太阳的方向正好达到完(wán)全一致，这是理论上地球穿越暗物质(zhì)流最快的(de)时段。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰(qià)好达到了最慢值(zhí)。尽管在实际的情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系相(xiāng)对银河系(xì)的平面(miàn)呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理(lǐ)论的(de)有效性(xìng)。

因此科学(xué)家(jiā)认(rèn)为这可以用(yòng)来解(jiě)释(shì)，研究人(rén)员们(men)所观测(cè)到(dào)的周(zhōu)期(qī)性(xìng)信号。当然也(yě)可能(néng)有其他的情(qíng)况，造成这种年(nián)度周期信号的差异也可(kě)能是温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分(fēn)、高山上的积雪，甚(shèn)至连意大利游客的(de)数量也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以(yǐ)，科学家(jiā)们又在南半球(qiú)建(jiàn)立了一(yī)个(gè)几乎(hū)相同的实验室，这里的季(jì)节与之前(qián)的(de)实验室正好相反，而(ér)在这里，地球穿(chuān)过暗物质(zhì)流(liú)的运动(dòng)特征和(hé)第一个实验室是(shì)一(yī)样的。

因此，如果在这里可以得到相同的(de)信号，就可以成为暗物质所存在(zài)的非(fēi)常有(yǒu)力的证(zhèng)据了。但是(shì)由于这个实验室刚刚建成不久，所以(yǐ)截至目前还(hái)无法提供相应的数据支持。另(lìng)外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视(shì)场仪器提(tí)供的视野是哈勃红外仪(yí)器的(de)100倍。南希(xī)格(gé)雷斯罗曼(màn)太空望远镜其中一个关键的(de)用途就是探索暗物质背后的(de)奥秘，对于探测的结果，我们(men)只能拭目以待(dài)了。费米(mǐ)实验(yàn)室粒子天(tiān)体物理(lǐ)中心的科学家丹(dān)琥珀(pò)和(hé)贾森斯特芬研究发(fā)现，如果暗物质存在，它们极有(yǒu)可能(néng)拥有另一种神(shén)秘的效应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质(zhì)效应(yīng)，会支持(chí)宇宙当中生(shēng)命的诞(dàn)生，或者说是生命进化的一个重(zhòng)要因素。

如(rú)果这一(yī)理论(lùn)得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会(huì)不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个(gè)角落(luò)的行星上(shàng)，暗物(wù)质正在通过这样的效应创(chuàng)造生命。当(dāng)然，这(zhè)些(xiē)推论的大前提(tí)是要先找到(dào)暗物质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们(men)，你们(men)觉得暗(àn)物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的(de)支持是我更新(xīn)的(de)动(dòng)力！

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