宇宙是“人为制造”的？为何(hé)会存在科(kē)学无(wú)法(fǎ)解释的(de)“暗(àn)物质”？暗物质又究竟是什么(me)？人类为了寻找(zhǎo)暗(àn)物(wù)质存在的证据，科(kē)学家们在过去的几十(shí)年(nián)当(dāng)中进行了超过50次的长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学(xué)原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它(tā)揭示了宇宙中天体运动的规律(lǜ)。往(wǎng)后的几百年来，当天文学家们(men)发(fā)现(xiàn)某些天体运行轨道出(chū)现异常，不符合万有引(yǐn)力定律的时候，他们就会知道，周围一定(dìng)有未知的天体(tǐ)通过引(yǐn)力(lì)在摄动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过(guò)天王星(xīng)运(yùn)行(xíng)轨道的(de)异常，推算(suàn)并且发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发(fā)现都是应用万(wàn)有(yǒu)引力定(dìng)律所取(qǔ)得重(zhòng)大(dà)天文(wén)成就(jiù)的例(lì)子。但是(shì)这些发现都是在恒(héng)星系统(tǒng)的尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我们上升到星系或者是星团的尺度(dù)，事情(qíng)就(jiù)开始(shǐ)变(biàn)得诡异了(le)。

1933年，瑞士(shì)的(de)物理学(xué)家弗(fú)里茨兹(zī)威基正在研究和测量后(hòu)发(fā)星系团(tuán)的质量。这是一个由数千个星系所组(zǔ)成(chéng)的巨大星系团，这些星(xīng)系(xì)被引(yǐn)力束(shù)缚在一起。测量星(xīng)系团的质量一般会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法(fǎ)结果(guǒ)一致，就(jiù)可以(yǐ)确定其质量的范围。

第(dì)一种是获得其"光度学的质(zhì)量"，需(xū)要的数据是测量各个(gè)星系的光度。

第(dì)二种是动力学质量的计算，是利(lì)用光谱红移测量星系团中的各个星(xīng)系相对于星系团的运动速(sù)度。当测量结果出(chū)来之后(hòu)，兹(zī)威基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟(jìng)然是(shì)“光度学质量”的400倍。这意(yì)味着，后发座星系团有(yǒu)99%的质量(liàng)消失(shī)了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可见光的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们无(wú)法看(kàn)到。最(zuì)诡异的是(shì)，在测量速度的过(guò)程中，兹威基(jī)发现(xiàn)星系团中很多星(xīng)系的速度比理论(lùn)上要快(kuài)得多，按照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠(kào)这(zhè)些可见星系的(de)质量所产生的引力是无法将它们束缚在(zài)星系团内的，它(tā)们(men)早(zǎo)就应该被抛(pāo)出星系团之外了，除非有一种神(shén)秘的力量在起作(zuò)用(yòng)，这种力量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐(yǐn)形(xíng)的物(wù)质。

据此，兹维基(jī)提出了这样(yàng)部(bù)分不可见的(de)暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光(guāng)，但是它们(men)却(què)占据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是(shì)当时的人们(men)对这样的(de)一种说法(fǎ)不(bù)屑(xiè)一顾。

直到40年(nián)之后，“暗(àn)物质(zhì)”这个词(cí)才(cái)再(zài)一次出现。天(tiān)文学家维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯特福特(tè)在(zài)观测仙女座星(xīng)系(xì)中的恒星(xīng)运动(dòng)。理论(lùn)上来说，距离中心越(yuè)远的恒(héng)星(xīng)在(zài)其轨(guǐ)道上(shàng)的运行(xíng)速(sù)度就会越慢(màn)。但是(shì)他们观测的结果却(què)让人感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的(de)增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛(niú)顿的万有(yǒu)引(yǐn)力定律，在星系当中如果没有足够大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基(jī)于这种现象，科学家(jiā)们会使用(yòng)一种相(xiāng)对标准(zhǔn)的(de)方法来解释暗物质(zhì)的存在，这(zhè)种方法就是测量星系当中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的(de)距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速(sù)度。如果出现(xiàn)异常的结果，就认为是由暗(àn)物质(zhì)的力量(liàng)进入其中。

于(yú)是科学家们(men)通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星(xīng)系中心更远(yuǎn)距离的氢元素，发现它们(men)的旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂之(zhī)上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年(nián)，根(gēn)据万有引力定律进行计算，太阳系的运行速(sù)度(dù)应该是(shì)160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围(wéi)绕银河系(xì)旋转，这个实际速度(dù)远远大于(yú)理(lǐ)论(lùn)速(sù)度，那么产(chǎn)生以(yǐ)上这(zhè)种向心(xīn)加(jiā)速度的原因很(hěn)可(kě)能就是(shì)存在着(zhe)一种(zhǒng)我们看不到的物质(zhì)，是这(zhè)些暗物质的引力(lì)效(xiào)应将星(xīng)系聚集在了一起。

也(yě)是从这时(shí)开(kāi)始，越(yuè)来越多的研究人员开始相(xiāng)信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道(dào)的(de)速度，估(gū)算在星系当中暗物质的(de)质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可以解释这个现象的原因。在一项新的(de)研究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星(xīng)之间，也会出现速(sù)度上的(de)微小差异。另(lìng)外，天(tiān)文学家还发现了一个(gè)反常的(de)星系(xì)，叫做Agc1桃胶要怎么泡发最好吃，桃胶要怎么泡发最好吃窍门14905。这个星系距离地球大(dà)约2.5亿光(guāng)年，大(dà)小和银河系不多(duō)，但(dàn)是星系(xì)当(dāng)中存在(zài)的(de)恒星数(shù)量却(què)只(zhǐ)有银河系(xì)的千分之一。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则就会分崩离析。但是科学家(jiā)们(men)使用最(zuì)先进的(de)望远镜对其进行了40个小时(shí)的详细测量(liàng)之后，发现(xiàn)星系(xì)中的恒星运动是可以用正常的物质和(hé)力学定律(lǜ)来解释(shì)的。那么又有人提出，也许该星系的暗(àn)物(wù)质(zhì)，已经被(bèi)附近(jìn)的(de)另一(yī)个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它(tā)的附近没有任何星(xīng)系存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的除了(le)暗(àn)物(wù)质(zhì)的假说之外(wài)，另一种(zhǒng)可(kě)能就是人类对(duì)引力的(de)理解还不够全(quán)面，引力很可能(néng)在不同尺度(dù)空间中的工作方式(shì)是不同的，这意(yì)味(wèi)着在(zài)行星系(xì)尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的轨道，按照我们所(suǒ)理解(jiě)的方式运动。但是上(shàng)升(shēng)到星系和星(xīng)团(tuán)的尺度(dù)，引力之(zhī)间(jiān)的(de)相互作用(yòng)则是(shì)不同的方式(shì)。对于(yú)在(zài)星系团之(zhī)间的(de)相(xiāng)互作用，科学家还(hái)引入了(le)外部(bù)场效应的概念，指(zhǐ)的是在数(shù)百万光年(nián)的规模(mó)上，巨大的质量之间会产生对彼此特殊(shū)的效果，这个(gè)理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这(zhè)意味着我们需(xū)要对现在(zài)的物(wù)理定律(lǜ)进行修正(zhèng)，这些发现也让很多(duō)人认为暗物质假说理论就(jiù)此(cǐ)终结。但是在宇宙当中还桃胶要怎么泡发最好吃，桃胶要怎么泡发最好吃窍门有关(guān)于暗物质存在的其他的(de)理(lǐ)论证据，这些(xiē)理论证据是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系(xì)团，由两个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所组成(chéng)，类似(shì)这样的星团(tuán)，它们(men)大部(bù)分的普通质量(liàng)都在星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时(shí)发生(shēng)碰(pèng)撞的时候，星际气体的(de)相互作用就(jiù)会导致温度的(de)急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上，在(zài)碰撞之后，子(zi)弹星(xīng)系团大部(bù)分的质(zhì)量(liàng)将位于(yú)所(suǒ)有这些气体所在的中间区域(yù)。那么我们通(tōng)过(guò)什么来(lái)验证它的质量(liàng)区域到(dào)底(dǐ)是(shì)不是集(jí)中(zhōng)在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)传(chuán)回(huí)了宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高清照(zhào)片(piàn)，在照片中我们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨(jù)大的(de)形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不(bù)是(shì)韦伯望(wàng)远(yuǎn)镜出了什么问(wèn)题，而是这样(yàng)极遥远的天体(tǐ)和我(wǒ)们地球(qiú)上的观(guān)测(cè)者(zhě)之间。被(bèi)一个质量超级巨大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个(gè)超大(dà)质量的东西的引力，会使身(shēn)后更遥远(yuǎn)星系(xì)的光都发生了(le)扭曲。这(zhè)个现象就是引力透(tòu)镜(jìng)效(xiào)应。这(zhè)个巨(jù)大的(de)天(tiān)体可(kě)能是超大质量的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当人们对子(zi)弹(dàn)星系(xì)团观测的(de)时候(hòu)，发现它的大质量(liàng)区域并不是在中间，而是(shì)在两侧(cè)。所以最好的解(jiě)释方法就是当(dāng)星团(tuán)发(fā)生全部(bù)的碰撞时(shí)，可被(bèi)观(guān)测(cè)到的质(zhì)量气体被卡(kǎ)在(zài)了(le)中间，暗物(wù)质(zhì)则直接(jiē)通过了这(zhè)个区域，并在(zài)两边形成了引力透(tòu)镜。对子弹(dàn)星系团(tuán)的引力透镜研究(jiū)也(yě)被(bèi)认为(wèi)是(shì)暗物(wù)质(zhì)存在的迄今为止最好的理论(lùn)证据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸(zhà)开始(shǐ)，38万年之后，可见光(guāng)终于可以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇宙(zhòu)空(kōng)间背景上留下了各相同性的微(wēi)波辐(fú)射。其中红色的部(bù)分表示(shì)温度较(jiào)高(gāo)的区域，蓝色(sè)则表示相(xiāng)对(duì)较冷的区域，但实(shí)际上它(tā)们之间的温(wēn)差只有(yǒu)万分之一。

科学家们通过对前景背景分离(lí)后的二值图像进行(xíng)连通域提(tí)取和(hé)标记之后发现，如果宇宙当中(zhōng)没有(yǒu)暗物(wù)质，图形看(kàn)起来不应该是这样的，而随着暗物(wù)质的增加，一(yī)些峰值(zhí)的幅度会减(jiǎn)小(xiǎo)，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的测量值，我们(men)需要的(de)暗物质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒(héng)星运(yùn)动所(suǒ)需(xū)要(yào)的暗物(wù)质比例是一致的。这(zhè)就意(yì)味着(zhe)。

用了一个简单的理论框架(jià)，就很好地(dì)解释了(le)很多(duō)不(bù)同的(de)观测结果。而(ér)暗物质的本质就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子，它(tā)们不参与(yǔ)任(rèn)何其他的(de)电磁作用(yòng)，只(zhǐ)通过引力来相互作(zuò)用(yòng)。所以如果能够找(zhǎo)到这种粒子的存在，就相(xiāng)当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是(shì)什么？科学家(jiā)们已经提出了数(shù)十种的假想(xiǎng)目(mù)标，而要(yào)寻找这些不同的目标粒(lì)子(zi)所需要的(de)实(shí)验方(fāng)式(shì)也不相同。在过去的几十年(nián)当中，人(rén)类为了寻找这些看不(bù)见、摸不到，几(jǐ)乎(hū)不会与常规(guī)物(wù)质相(xiāng)互作(zuò)用的“暗(àn)物质”，科学家(jiā)们已经(jīng)进行了超(chāo)过50次的实验，却(què)没有任(rèn)何实质性(xìng)的(de)发现，除(chú)了一个地(dì)方，意(yì)大利(lì)的格兰(lán)萨索山(shān)，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的(de)地下(xià)矿(kuàng)井当中(zhōng)，藏(cáng)着地球上最大(dà)的地学实(shí)验室，这(zhè)个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一(yī)直(zhí)致力于寻找暗物质粒(lì)子(zi)的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测(cè)到了某种信号。经过了(le)20多年的数据(jù)收集，人们(men)发(fā)现(xiàn)了一个(gè)有趣的事情。探测(cè)率会在(zài)每(měi)年的(de)6月(yuè)份达(dá)到峰(fēng)值，然后(hòu)在11月降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年(nián)都是一样。一些科学家认(rèn)为这可能是人(rén)类发现暗物(wù)质的第一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生(shēng)周期(qī)性(xìng)的年度信号呢(ne)？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移(yí)动，那么(me)如果(guǒ)暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这(zhè)意味(wèi)着我(wǒ)们也在(zài)以(yǐ)这(zhè)样的速度在(zài)穿越着暗物质(zhì)流，这(zhè)个过程中会产(chǎn)生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的(de)速(sù)度围绕太阳进行旋转。所以有半年的(de)时间，地球围绕太阳的(de)方向与太阳环(huán)绕银河系的方(fāng)向是一致(zhì)的，而(ér)另外半年则(zé)与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候(hòu)，地球与太阳的(de)方(fāng)向正好达到完(wán)全一致(zhì)，这是(shì)理(lǐ)论(lùn)上地球穿越暗(àn)物(wù)质流最快的时(shí)段(duàn)。而在11月份，又(yòu)恰好达到(dào)了最慢值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系(xì)相(xiāng)对银河(hé)系的平面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不(bù)影(yǐng)响这个理论的(de)有效性。

因此科学家(jiā)认为这可(kě)以用来解释，研(yán)究(jiū)人员们所观测到的周期性信(xìn)号。当然也可能有其(qí)他(tā)的(de)情(qíng)况，造成这种年度周期信(xìn)号(hào)的差异(yì)也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山上的积雪，甚至连(lián)意大利游(yóu)客的数量也符合(hé)这(zhè)个周(zhōu)期的规律。

所以，科学(xué)家们(men)又在南(nán)半(bàn)球建立了一个几乎(hū)相同的实(shí)验(yàn)室，这里的季节与之(zhī)前(qián)的实验室正(zhèng)好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一(yī)个(gè)实验室是一样(yàng)的(de)。

因此，如果(guǒ)在这里(lǐ)可(kě)以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非常有(yǒu)力(lì)的(de)证据了(le)。但是由于(yú)这(zhè)个实(shí)验室刚(gāng)刚建成不(bù)久，所以截(jié)至目前还无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希(xī)格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它(tā)的(de)宽视场(chǎng)仪器提(tí)供的(de)视野是(shì)哈勃红外(wài)仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼(màn)太空望(wàng)远镜其中一(yī)个关键的(de)用途就是探(tàn)索暗物(wù)质背后的奥秘(mì)，对于探测(cè)的(de)结(jié)果(guǒ)，我们只能拭目(mù)以待了(le)。费米实验(yàn)室粒子天体物理中心的科(kē)学家丹琥(hǔ)珀和贾(jiǎ)森斯(sī)特芬(fēn)研究发现，如(rú)果暗物质存在，它(tā)们极(jí)有可能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效应(yīng)，会支持宇(yǔ)宙当中(zhōng)生命(mìng)的(de)诞生(shēng)，或者说是生(shēng)命进化的一个重(zhòng)要因素(sù)。

如果这一理论(lùn)得(dé)到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙当中的暗物(wù)质会不会意味着(zhe)人类并不孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星(xīng)上(shàng)，暗物质正在(zài)通过这样的效(xiào)应(yīng)创(chuàng)造生命。当然，这些(桃胶要怎么泡发最好吃，桃胶要怎么泡发最好吃窍门xiē)推论的大(dà)前(qián)提是(shì)要先找到暗物质存在(zài)的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你的(de)支(zhī)持是我(wǒ)更新(xīn)的动力！

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