宇宙是“人(rén)为制造(zào)”的(de)？为何会存在科(kē)学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找暗物质存在的证(zhèng)据，科学家们在过(guò)去的几十年当中进行了超过50次(cì)的(de)长期(qī)实(shí)验，但是却没(méi)有发现任何的有效证据。除了一个(gè)地(dì)方，在(zài)1687年出版(bǎn)的自然哲学(xué)数(shù)学原(yuán)理(lǐ)一书(shū)中，埃(āi)萨克牛(niú)顿发表(biǎo)了(le)万(wàn)有引(yǐn)力定律，它揭示(shì)了宇宙中(zhōng)天体运动的规律(lǜ)。往(wǎng)后的几(jǐ)百(bǎi)年来，当天(tiān)文学家(jiā)们发(fā)现某些天体(tǐ)运行轨道出现异常，不(bù)符合万(wàn)有引力定律(lǜ)的时(shí)候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未知(zhī)的天体通过引力在摄动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通(tōng)过天王星运行轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了(le)海王星的存(cún)在。另外，哈雷(léi)彗星、冥(míng)王星的发现都是应用万有引力定律所取得重大天(tiān)文成就(jiù)的例子(zi)。但是这些发现(xiàn)都(dōu)是(shì)在(zài)恒(héng)星系(xì)统的(de)尺泽连斯基身高是多少 泽连斯基有政治头脑吗度当中，可当我(wǒ)们上升(shēng)到星系(xì)或者是星团的尺度，事情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家(jiā)弗里(lǐ)茨(cí)兹威(wēi)基正(zhèng)在研究(jiū)和测量后发星系团的质量。这是一个(gè)由数千(qiān)个(gè)星系所组(zǔ)成的巨大星系(xì)团，这些星系被引力束(shù)缚在一起(qǐ)。测量(liàng)星(xīng)系团的质(zhì)量(liàng)一般(bān)会使用(yòng)到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就(jiù)可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要(yào)的数据是测(cè)量各(gè)个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用(yòng)光(guāng)谱红(hóng)移测量星系团中的各个星系相对(duì)于(yú)星系团的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵(měng)了(le)，“动力学质量”竟然(rán)是“光度(dù)学质量”的400倍。这意味着，后发座(zuò)星系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这(zhè)99%的质量并不以可(kě)见光的(de)形式所存(cún)在，我们(men)无法看到。最诡异的是，在(zài)测量速度的过程中，兹威基(jī)发现星系团中(zhōng)很多(duō)星系(xì)的速度(dù)比理论上(shàng)要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可(kě)见星系(xì)的(de)质量所(suǒ)产生的(de)引力是无法将(jiāng)它们(men)束(shù)缚在(zài)星系团(tuán)内的，它们(men)早就应该(gāi)被抛出星系团之外(wài)了，除(chú)非有一种神(shén)秘(mì)的力量在起作用(yòng)，这种力(lì)量(liàng)来源于某种隐形(xíng)的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了(le)这样部分不可见的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却(què)占据着宇宙中(zhōng)绝(jué)大部分的质量。只(zhǐ)是当时(shí)的人们(men)对这样的一种(zhǒng)说(shuō)法(fǎ)不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观测仙女座星(xīng)系中(zhōng)的恒星运动。理论上来说(shuō)，距(jù)离中心越远的恒星在其(qí)轨道上(shàng)的运行速度就会越慢。但是他们观测的(de)结果(guǒ)却让人感到不(bù)可思(sī)议(yì)。

随(suí)着与中(zhōng)心距离的增(zēng)加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛顿的万有引力定律，在(zài)星系(xì)当中(zhōng)如果没有足够大的质(zhì)量来吸引它们，这些外(wài)围的恒星早就被甩到(dào)宇宙当中(zhōng)了。基于(yú)这种现象，科学家们(men)会(huì)使用一(yī)种相对标准的方法泽连斯基身高是多少 泽连斯基有政治头脑吗来(lái)解释暗物质的存在，这种方法就是(shì)测量星系当(dāng)中气(qì)体在X轴上距离星(xīng)系中心的距(jù)离，以及(jí)在(zài)Y轴上气(qì)体(tǐ)的旋转速度(dù)。如(rú)果(guǒ)出现异常的结(jié)果，就认为是由暗物质的力量进入其中。

于是科学(xué)家们(men)通过(guò)射电望远(yuǎn)镜测量了距离星(xīng)系中心更(gèng)远距离的(de)氢(qīng)元素，发现它们的(de)旋转速度并不(bù)符(fú)合牛顿(dùn)的力学定律。我们的太阳系也(yě)不例外，太阳(yáng)系位于银河系的(de)第三悬臂之上，距离银(yín)河(hé)系中心2.6万(wàn)光年(nián)，根据万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运行速度应(yīng)该是160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳系正在以220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋转，这个实(shí)际速度远(yuǎn)远(yuǎn)大(dà)于理论(lùn)速(sù)度，那(nà)么产(chǎn)生以上这(zhè)种向(xiàng)心(xīn)加速度(dù)的原因很可能就(jiù)是(shì)存在着一种我们看不到的物质(zhì)，是这些(xiē)暗(àn)物质的引力(lì)效应将星系(xì)聚集在了(le)一起。

也是(shì)从这时开始，越来越多(duō)的(de)研究人员开始相信暗(àn)物质的存在。科学家(jiā)根(gēn)据星系外恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系当中(zhōng)暗物质(zhì)的质量占整个(gè)星(xīng)系质量(liàng)的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以解释这个现(xiàn)象的(de)原因。在一项新的研究当中，科学(xué)家们发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会(huì)出现(xiàn)速度(dù)上(shàng)的微小差异。另(lìng)外，天(tiān)文学家(jiā)还发现了(le)一(yī)个(gè)反常的星(xīng)系，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个星(xīng)系距离地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系当(dāng)中存(cún)在的恒星数量(liàng)却只有银河(hé)系的千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须存在暗物(wù)质，否则(zé)就会分(fēn)崩离析。但是科学家们使用最先进的望远镜对(duì)其进行了40个小时的详(xiáng)细测(cè)量之(zhī)后，发现星系中的(de)恒(héng)星运动是(shì)可以(yǐ)用(yòng)正常(cháng)的物(wù)质和力学定律来解释的。那(nà)么又(yòu)有人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它(tā)的附近(jìn)没有任何星系存在。造成(chéng)这些现象的除了(le)暗物质的(de)假说(shuō)之外，另一种可能(néng)就是人(rén)类对(duì)引力的理解还不够(gòu)全面，引力(lì)很(hěn)可能在不同(tóng)尺度空(kōng)间中(zhōng)的工作方式是(shì)不同的(de)，这意(yì)味(wèi)着在行(xíng)星系尺度中(zhōng)的(de)天(tiān)体会沿着它们的轨道(dào)，按照我(wǒ)们(men)所理解的方(fāng)式运动(dòng)。但是上升到星系(xì)和星团的尺度，引力之间的相互作用(yòng)则是不同的(de)方式。对于在星系团之间的相互(hù)作用，科学家还引入(rù)了外(wài)部场(chǎng)效(xiào)应的概念(niàn)，指的(de)是在数百万光年的规模上，巨大(dà)的质量之间会产生(shēng)对(duì)彼此特(tè)殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意(yì)味着我们需要对(duì)现在的物理定律进行(xíng)修正(zhèng)，这些发现也让(ràng)很多人认为暗物质(zhì)假说理论就此终结。但(dàn)是在宇宙当中(zhōng)还有(yǒu)关于(yú)暗物质存在的其他的理论(lùn)证据，这些理论证(zhèng)据是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子(zi)弹星系团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞的星系团所组成，类似(shì)这样的星团，它们(men)大(dà)部(bù)分的普通质(zhì)量都在星(xīng)系的气体(tǐ)当中(zhōng)。当星团以(yǐ)1000万(wàn)公里/小时发生碰(pèng)撞的时候，星际气体的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧(jù)升(shēng)高，速度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰(pèng)撞之后(hòu)，子弹星系(xì)团大部分的质量将(jiāng)位(wèi)于所有这(zhè)些气(qì)体所在的中间(jiān)区域。那(nà)么我们(men)通(tōng)过什么来(lái)验证它的(de)质量区域到底是不是集(jí)中在(zài)中(zhōng)间(jiān)呢？前不(bù)久，詹(zhān)姆斯(sī)韦伯太空望远镜(jìng)传回了(le)宇宙当(dāng)中第一张全彩(cǎi)的(de)高清(qīng)照片(piàn)，在照片中我们(men)可(kě)以明显地看(kàn)到很多星系似乎被(bèi)拉(lā)伸产生了巨大的形(xíng)变。其(qí)实这些星系本身并不是真的被扭(niǔ)曲(qū)了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而是这样(yàng)极遥远的天体和我们(men)地球上的观测者之间。被一个(gè)质量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西(xī)的(de)引力，会(huì)使身后更遥(yáo)远星系的光都发(fā)生了扭曲。这个现(xiàn)象就是(shì)引(yǐn)力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体(tǐ)可能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对(duì)子(zi)弹星系团观测的时候，发现(xiàn)它(tā)的大(dà)质量区域并不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以最(zuì)好的解(jiě)释方法就是当星团发(fā)生全部的碰撞时，可被(bèi)观测到的质量气体被(bèi)卡在了中间，暗物质则(zé)直接通过了(le)这个区域，并在两边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星(xīng)系团(tuán)的引力透镜研究也被认(rèn)为(wèi)是暗物(wù)质存在(zài)的迄今为止最好的理论证据(jù)。

除(chú)此之(zhī)外，还有(yǒu)来自宇(yǔ)宙当中最古(gǔ)老(lǎo)的光(guāng)。从宇宙(zhòu)大爆炸开(kāi)始(shǐ)，38万年之(zhī)后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)了。经过了(le)130多亿年(nián)之后，这(zhè)些光(guāng)在宇宙空间背景上(shàng)留下了(le)各相同性的微波辐射。其中红色的部分(fēn)表示(shì)温度较高的区域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之间的(de)温差只有万(wàn)分之一。

科学(xué)家们通(tōng)过对前(qián)景(jǐng)背景分离后的(de)二(èr)值图像进行(xíng)连通域提(tí)取和标记之后发现，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中(zhōng)没有(yǒu)暗物质(zhì)，图形看起来不应该是这样的，而随着暗物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度会减小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测(cè)量(liàng)值，我(wǒ)们需要(yào)的暗物(wù)质(zhì)大约是普通物质的5倍。这个数字与(yǔ)解(jiě)释星系泽连斯基身高是多少 泽连斯基有政治头脑吗当中恒星运动所需要的暗(àn)物(wù)质比(bǐ)例是一致的。这就意味(wèi)着。

用了一个简单的理(lǐ)论(lùn)框(kuāng)架，就很(hěn)好(hǎo)地(dì)解(jiě)释了很多不同的观测结(jié)果。而暗(àn)物质的本质(zhì)就是宇(yǔ)宙当中(zhōng)存在着某种(zhǒng)类型的(de)粒子，它们不(bù)参与任何其他的(de)电磁作用，只(zhǐ)通过(guò)引(yǐn)力来相互作(zuò)用(yòng)。所以如果能(néng)够找到这(zhè)种粒子(zi)的(de)存在(zài)，就相当于找到了暗物质存在的实际(jì)证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科(kē)学家们已经(jīng)提出了数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而(ér)要寻找这(zhè)些(xiē)不同的(de)目标粒子(zi)所需要的实验方(fāng)式也(yě)不相(xiāng)同(tóng)。在过(guò)去的几十(shí)年当(dāng)中(zhōng)，人类为(wèi)了寻(xún)找这些看不见、摸(mō)不到(dào)，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学(xué)家们(men)已经(jīng)进行(xíng)了超过50次(cì)的实验，却没(méi)有任何实质性的发现(xiàn)，除了一个地方，意大利的(de)格兰萨(sà)索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯(sī)山(shān)脉。

在(zài)山下(xià)1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的地(dì)学实(shí)验(yàn)室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼(lóu)高的探测器，一直(zhí)致(zhì)力于寻找暗(àn)物质粒(lì)子的周(zhōu)期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多年的数(shù)据(jù)收集(jí)，人(rén)们发现了一个有趣的(de)事情。探测率会在每年的6月份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而且在20年当中(zhōng)每(měi)年都是一(yī)样。一些科(kē)学家(jiā)认为这可能(néng)是人类发现暗物质(zhì)的第一个(gè)直(zhí)接证据。

但是(shì)为什么暗物质会产(chǎn)生周期性的年度信号(hào)呢？刚才我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河(hé)系(xì)进(jìn)行移(yí)动(dòng)，那么如果暗(àn)物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味(wèi)着(zhe)我们也在以(yǐ)这样的(de)速度在穿(chuān)越着暗物质流，这个(gè)过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时(shí)地球(qiú)又以30公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行(xíng)旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕银河(hé)系的方向(xiàng)是一致的(de)，而另外半年(nián)则与之相反。

而在6月份的时候，地球与(yǔ)太(tài)阳的方向正好达到(dào)完全一致，这是理论上地球(qiú)穿越(yuè)暗物质流最(zuì)快的时段。而(ér)在11月(yuè)份，又恰好达到了最慢值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是(shì)这并不影(yǐng)响这个理论的有效性。

因此科学家认为(wèi)这可以(yǐ)用(yòng)来解释，研究人员们所观测到的周(zhōu)期(qī)性信号。当然也(yě)可能(néng)有其他的(de)情况，造成(chéng)这种年度周期信号的(de)差异也可(kě)能是温度、湿度(dù)、土壤中的(de)水分、高山上的积雪，甚至连(lián)意大利(lì)游客的数量(liàng)也(yě)符合这个周(zhōu)期的规(guī)律(lǜ)。

所以(yǐ)，科学家们又在(zài)南半球(qiú)建(jiàn)立(lì)了一个几乎相(xiāng)同(tóng)的实验(yàn)室，这里(lǐ)的季(jì)节与之(zhī)前的实验室(shì)正(zhèng)好相反，而在这里(lǐ)，地(dì)球穿过暗(àn)物(wù)质(zhì)流的运动特征和(hé)第一个实验室是一样的。

因此，如果在(zài)这里可以得到相同的(de)信(xìn)号(hào)，就可以成为暗物质所(suǒ)存在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由于这个(gè)实验室刚刚建(jiàn)成不久，所以截至目前(qián)还无(wú)法(fǎ)提供相应的数(shù)据支(zhī)持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射(shè)一台(tái)新的望远镜，这台太(tài)空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供(gōng)的视野是哈勃(bó)红外仪器(qì)的(de)100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就是探索暗物质背后(hòu)的(de)奥秘，对于探测的结果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实(shí)验室粒子天体(tǐ)物理中心的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬研究(jiū)发现，如(rú)果暗物质存在，它们(men)极(jí)有可能拥有另一(yī)种神秘的(de)效(xiào)应(yīng)，这种暗(àn)物质效应，会(huì)支(zhī)持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是生命进化的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得(dé)到(dào)进一步(bù)的证实，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质会(huì)不会意味着人类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当(dāng)中某(mǒu)个角落(luò)的行星(xīng)上(shàng)，暗物质正(zhèng)在通过这样的(de)效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物质(zhì)存在的(de)实际(jì)证据。那么小伙伴们(men)，你们(men)觉得暗物质到底存(cún)不存(cún)在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支持是我更新的动力！

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