宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何(hé)会存(cún)在科学无法解释的(de)“暗物质”？暗(àn)物质又(yòu)究竟是什么？人类为(wèi)了(le)寻找暗物(wù)质存在的证据，科学家们在过(guò)去的几十年当中进行(xíng)了超(chāo)过50次的长期(qī)实验，但是(shì)却没有(yǒu)发现任(rèn)何的有效证据。除了一个地方，在1687年(nián)出(chū)版的自然(rán)哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了(le)宇宙中天体运动(dòng)的规律(lǜ)。往(wǎng)后的(de)几百年来，当天(tiān)文(wén)学家们发现某些天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符(fú)合万有引力定律的时候，他们就会知道(dào)，周围一定有(yǒu)未知的(de)天体通(tōng)过引力(lì)在摄(shè)动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通(tōng)过天王星(xīng)运行轨道(dào)的异(yì)常，推算并且发现(xiàn)了海王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的(de)发现都是应用(yòng)万有引(yǐn)力(lì)定律所(suǒ)取得重大天文成(chéng)就(jiù)的例(lì)子。但是这些发(fā)现都是在恒星系统的尺度当中(zhōng)，可当我们上升(shēng)到星系或者是星团的尺度，事(shì)情(qíng)就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗(fú)里茨兹(zī)威基正在研究和测量后发星(xīng)系团的质量。这是一个(gè)由数千(qiān)个星系所(suǒ)组成的巨大星系团，这(zhè)些星系被引力束缚(fù)在一(yī)起。测(cè)量星(xīng)系团的(de)质量一般(bān)会使用到两种(zhǒng)方(fāng)法，当两种(zhǒng)方(fāng)法结果一(yī)致，就可以确定(dìng)其质量的范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的质量(liàng)"，需要的数据是测量各(gè)个星(xīng)系的(de)光度。

第二种(zhǒng)是(shì)动力学质(zhì)量(liàng)的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星系团中(zhōng)的(de)各个星系相对(duì)值此之际是什么意思春节，值此 之际于星系团的运动速(sù)度。当测(cè)量(liàng)结果出来之后，兹威基(jī)彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然(rán)是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后(hòu)发座星系团有99%的质(zhì)量(liàng)消失了(le)，或者说这99%的质量并不以可(kě)见光的形(xíng)式所(suǒ)存在，我们无法看(kàn)到。最诡异(yì)的是，在测量速(sù)度(dù)的过程(chéng)中，兹威基发现星系(xì)团中很(hěn)多星系(xì)的速度比理论(lùn)上要(yào)快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星(xīng)系的质(zhì)量所产生的引力是无(wú)法将它们(men)束缚在星系团内的，它们早就应该(gāi)被抛出星系团之(zhī)外了，除非有一种神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力(lì)量(liàng)来源于某种隐形的(de)物(wù)质(zhì)。

据(jù)此，兹维基提出了这样部分不可见(jiàn)的暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们却(què)占据着宇宙中绝大(dà)部分(fēn)的质量。只(zhǐ)是当时的(de)人们对这样的(de)一种说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才(cái)再一(yī)次出现。天文学家维拉(lā)鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福(fú)特在观(guān)测仙女座星系中的恒星运动。理论(lùn)上来说，距离(lí)中心(xīn)越远的恒星(xīng)在其轨道上的(de)运(yùn)行(xíng)速度(dù)就会越(yuè)慢。但是他们观测的结果却让人(rén)感(gǎn)到(dào)不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保(bǎo)持不变。可是(shì)根(gēn)据牛(niú)顿的(de)万(wàn)有引力定律，在星系当中如(rú)果没有足够大的质量来吸引它们(men)，这些外(wài)围的(de)恒星早就(jiù)被甩(shuǎi)到宇宙当中(zhōng)了(le)。基于这种现象，科学家(jiā)们会使用一种相对标准的方法来解(jiě)释暗物质的(de)存在，这种方法就是测量(liàng)星(xīng)系当中气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度(dù)。如果出现异(yì)常的结(jié)果，就(jiù)认为是由暗物质(zhì)的力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测量(liàng)了距离星系中心(xīn)更远距离的(de)氢(qīng)元(yuán)素，发现它们的旋转速度并(bìng)不符合(hé)牛顿的力学定律。我们的(de)太阳系也不例(lì)外，太(tài)阳系位于银河系(xì)的第三悬(xuán)臂之上，距离(lí)银河系中(zhōng)心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据(jù)万有引力定律进行计(jì)算(suàn)，太阳系的运(yùn)行速度(dù)应该是160千米/秒，但实(shí)际上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际速(sù)度远远大于理论速度，那么产生以上这种向心加速度的原因很可能(néng)就是存在着一种我(wǒ)们看(kàn)不到的物(wù)质(zhì)，是这些(xiē)暗物质的引力(lì)效应(yīng)将星系聚(jù)集在了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越多的(de)研究(jiū)人员开始相信暗物质的存在。科学家根据(jù)星系外恒(héng)星轨道的速度，估算在(zài)星系当(dāng)中(zhōng)暗物质的质量占(zhàn)整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释(shì)这个现象的原因。在一项新(xīn)的研究当中，科(kē)学家们(men)发现，几乎(hū)没(méi)有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会出现速度上的微小差异(yì)。另外，天(tiān)文学家还发现了一(yī)个反(fǎn)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)和银河系不多，但是星系当(dāng)中存在的恒星数量却只(zhǐ)有(yǒu)银河系的千分之一。

所(suǒ)以(yǐ)在理论上，该(gāi)星(xīng)系(xì)必(bì)须存在暗物质，否则就会分崩离析(xī)。但是科学家们使用最(zuì)先(xiān)进(jìn)的望远镜(jìng)对其进(jìn)行了40个小时(shí)的详细测(cè)量之后，发现星系中的恒星运动是(shì)可以用(yòng)正常的物质(zhì)和力学定(dìng)律来解释的。那么又(yòu)有人提出，也许该星系(xì)的暗物质，已经被附近的另一个大(dà)星(xīng)系(xì)剥离了(le)。奇怪的是，它(tā)的附(fù)近没有任何(hé)星系(xì)存在。造成(chéng)这些现象的(de)除了暗物质的(de)假说之外(wài)，另一种可能就是人类(lèi)对(duì)引(yǐn)力的理(lǐ)解还不够全面(miàn)，引(yǐn)力很(hěn)可能在不同尺(chǐ)度空间中的工(gōng)作方式是不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着(zhe)它(tā)们的(de)轨道，按照我(wǒ)们(men)所理解的方(fāng)式运(yùn)动(dòng)。但(dàn)是(shì)上升到星(xīng)系和星团的(de)尺度，引力(lì)之间的相互(hù)作用则是(shì)不同(tóng)的方式(shì)。对于在星系(xì)团之间的相(xiāng)互作用，科(kē)学家还引入了外部场效(xiào)应的概念，指的是(shì)在数(shù)百万光(guāng)年(nián)的规模上，巨(jù)大的(de)质量之间会产生对彼此特殊的(de)效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着(zhe)我们需要对现在的(de)物理定律进行修正，这些发(fā)现(xiàn)也(yě)让很(hěn)多人(rén)认为暗物质假说理论(lùn)就此(cǐ)终结。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存在的其他(tā)的理论证据，这些理论证据是蒙德理论所没法(fǎ)解释(shì)的(de)“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子(zi)弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星系团所(suǒ)组成，类似这样的(de)星团，它们大部分的普通(tōng)质量都(dōu)在星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公(gōng)里/小时(shí)发生碰撞的(de)时(shí)候，星际气体的相互作用(yòng)就会导致温度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在(zài)理论上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些气(qì)体所在(zài)的中(zhōng)间(jiān)区域。那(nà)么我们(men)通(tōng)过什么来验(yàn)证它的质量(liàng)区域到底是不是(shì)集(jí)中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)传回了(le)宇宙当中第(dì)一张(zhāng)全彩的(de)高清照(zhào)片，在照片中我(wǒ)们可以明显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸(shēn)产生了巨大的形变(biàn)。其实这些(xiē)星系本身并不(bù)是真的被扭曲了，也(yě)不是(shì)韦伯望远镜出了什么问题，而是(shì)这样极(jí)遥远的天体和我们(men)地球上(shàng)的观测者(zhě)之间。被一个质(zhì)量超级巨大的天(tiān)体遮(zhē)挡，这个超大质量的东西(xī)的引力，会使身(shēn)后更遥远星(xīng)系的光都(dōu)发(fā)生了扭曲。这个现(xiàn)象(xiàng)就是引力透镜(jìng)效应(yīng)。这个巨大的天体可能是超大质(zhì)量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以(yǐ)当(dāng)人们对(duì)子弹星(xīng)系团观(guān)测的(de)时候，发(fā)现它的大质量区域并不是在中间(jiān)，而(ér)是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被(bèi)卡在了中间，暗物(wù)质则(zé)直接通过了这个(gè)区(qū)域，并在两边(biān)形成了引力透镜(jìng)。对子(zi)弹星(xīng)系团的引力透镜研究也(yě)被认为是(shì)暗(àn)物质存在的迄今(jīn)为止最好的(de)理(lǐ)论(lùn)证据。

除(chú)此之外，还有来自宇宙(zhòu)当(dāng)中最(zuì)古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万(wàn)年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多(duō)亿年之后(hòu)，这些光在宇宙(zhòu)空间背景上留下(xià)了各相同(tóng)性(xìng)的微波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示(shì)温(wēn)度较高的区域(yù)，蓝色则表示相(xiāng)对(duì)较冷的区域，但实际上它们之间的温差只有万分之一。

科学家们通过对(duì)前景(jǐng)背(bèi)景(jǐng)分离后的二值图像进行连通域提取和标记(jì)之后(hòu)发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着暗物质的(de)增加，一些(xiē)峰值的幅度(dù)会减小，才变(biàn)得看起来“和(hé)谐”。为(wèi)了匹配(pèi)宇宙微波背景辐射(shè)的(de)测量值，我们(men)需要的暗(àn)物质大(dà)约是普通物质(zhì)的5倍。这个数字与解释(shì)星(xīng)系当中恒(héng)星运动所需要的暗(àn)物质(zhì)比例是一致的。这就意味着(zhe)。

用(yòng)了一(yī)个(gè)简单的理论框架(jià)，就(jiù)很好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当(dāng)中存(cún)在着某(mǒu)种类型的(de)粒子，它们(men)不(bù)参与(yǔ)任(rèn)何其(qí)他的电磁作用(yòng)，只通过引力(lì)来相互作用。所(suǒ)以如果能够找到这(zhè)种粒子的存在(zài)，就相(xiāng)当于找(zhǎo)到了(le)暗(àn)物质存在的(de)实际证据。这种(zhǒng)粒(lì)子到底是(shì)什么？科学家(jiā)们已经提出了数十(shí)种的假(jiǎ)想目标，而要(yào)寻找(zhǎo)这些不同的目标粒子(zi)所需要的实(shí)验方式也不(bù)相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为(wèi)了寻(xún)找这些(xiē)看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎不会(huì)与常(cháng)规(guī)物质相互作用的(de)“暗物质(zhì)”，科学家(jiā)们已(yǐ)经进(jìn)行了超(chāo)过(guò)50次的实验，却没(méi)有任(rèn)何(hé)实质性的发现，除了(le)一个(gè)地方(fāng)，意大利的格兰(lán)萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏(cáng)着地球(qiú)上最大的地学(xué)实验(yàn)室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探测器，一(yī)直致力于寻找暗(àn)物质粒(lì)子的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称观测到(dào)了某种信号(hào)。经过了20多年的数(shù)据(jù)收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率会在(zài)每(měi)年的6月份达(dá)到峰(fēng)值，然(rán)后在11月(yuè)降(jiàng)到最低，而且在20年当(dāng)中每年都是(shì)一(yī)样(yàng)。一(yī)些科学家认为(wèi)这可(kě)能是人类发现暗(àn)物质的(de)第一(yī)个直接(jiē)证(zhèng)据。

但是为什么暗(àn)物质会产(chǎn)生周期性的(de)年度(dù)信号呢(ne)？刚才我(wǒ)们讲了(le)太阳系(xì)正在以(yǐ)220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系进行移动(dòng)，那么如果暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意(yì)味着我们也在以这(zhè)样的速(sù)度(dù)在穿越着暗物质流(liú)，这个过程(chéng)中会产生(shēng)相(xiāng)应的振荡，同时(shí)地球(qiú)又以(yǐ)30公里/秒的(de)速度(dù)围绕太(tài)阳进行旋(xuán)转。所(suǒ)以(yǐ)有(yǒu)半(bàn)年(nián)的(de)时间(jiān)，地(dì)球围(wéi)绕(rào)太阳的方向与太阳环绕银河系(xì)的方向(xiàng)是一致的，而另外半(bàn)年则(zé)与之相反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太阳的方向正好(hǎo)达到(dào)完全(quán)一致，这是(shì)理论上地球穿越暗物质流最(zuì)快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的(de)情况中，太(tài)阳系相对银河系的(de)平面呈现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个(gè)理(lǐ)论的有效性。

因(yīn)此科学家(jiā)认为这可以(yǐ)用来解释，研究人员们所(suǒ)观测到(dào)的周期(qī)性(xìng)信(xìn)号。当然(rán)也(yě)可能有其他的情况，造成这种年度周期信号的差异(yì)也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客的数量(liàng)也(yě)符合这个周(zhōu)期的(de)规律。

所以，科学家们又在南半球建(jiàn)立(lì)了(le)一个几乎相同的实验室，这里的季(jì)节与之前(qián)的实验室正好相(xiāng)反(fǎn)，而在(zài)这里(lǐ)，地球穿过暗物质流(liú)的运动特征和第一个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得(dé)到相同的(de)信号，就可以成(chéng)为暗物(wù)质所存在的非常有力的证据了。但(dàn)是(shì)由(yóu)于这个(gè)实验(yàn)室刚刚建成不久，所以截(jié)至目前(qián)还无法提供相应的数(shù)据支持。另(lìng)外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷斯罗曼(màn)”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同，但它(tā)的(de)宽视场(chǎng)仪(yí)器(qì)提(tí)供(gōng)的视野是(shì)哈勃红外(wài)仪器的100倍。南(nán)希(xī)格(gé)雷斯罗曼太(tài)空望(wàng)远镜其中一个关键的用途(tú)就(jiù)是探索暗物(wù)质(zhì)背(bèi)后的奥秘，对于探测的(de)结果(guǒ)，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米(mǐ)实验(yàn)室粒子天(tiān)体物理中心的科学家(jiā)丹琥(hǔ)珀和(hé)贾森斯特芬研究发现，如果暗物(wù)质存在，它们极有可能拥有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗(àn)物质效应，会(huì)支(zhī)持宇(yǔ)宙当中生(shēng)命(mìng值此之际是什么意思春节，值此 之际)的诞生，或者(zhě)说是(shì)生(shēng)命进化(huà)的(de)一个(gè)重(zhòng)要因素。

如果(guǒ)这一理论(lùn)得(dé)到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物质会不会意味着人类(lèi)并不孤单呢？或(huò)许在宇宙(zhòu)当中某个角落的行星上(shàng)，暗(àn)物质正在(zài)通(tōng)过这样的(de)效应创造生命。当然，这些(xiē)推论的大前(qián)提是要先(xiān)找(zhǎo)到(dào)暗物(wù)质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜(xǐ)欢请点(diǎn)赞，你的支(zhī)持(chí)是(shì)我(wǒ)更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 值此之际是什么意思春节，值此 之际