宇宙是“人为制造”的(de)？为(wèi)何(hé)会(huì)存(cún)在科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究(jiū)竟(jìng)是什(shén)么？人类(lèi)为了寻找暗物(wù)质存在的证据，科学家们在过去的几十(shí)年(nián)当中(zhōng)进行了超(chāo)过50次的长期实验，但是(shì)却没有发现(xiàn)任何的有效(xiào)证(zhèng)据(jù)。除了一个(gè)地方，在1687年出版的自然哲(zhé)学数(shù)学原理(lǐ)一(yī)书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万(wàn)有(yǒu)引力定(dìng)律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后的几百年(nián)来，当天文学家们发现某些天体运行轨(guǐ)道出(chū)现(xiàn)异常，不符合万有引力定律的时候，他们(men)就会知道，周围一(yī)定有未知的天体通过引力在摄动它的轨(guǐ)道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天王(wáng)星运行轨道(dào)的异常，推算并且发现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应(yīng)用万有(yǒu)引力定律所取得重(zhòng)大天(tiān)文成(chéng)就的例子。但(dàn)是这(zhè)些发现都是在恒(héng)星(xīng)系统的尺度当中，可当(dāng)我们上升到星(xīng)系或者是星团(tuán)的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学(xué)家弗里(lǐ)茨(cí)兹威基正在研究和测量后发星系团(tuán)的质量。这是一(yī)个由数千个星系所组成(chéng)的巨大星系(xì)团，这些星系被引力(lì)束缚在一起。测(cè)量星系(xì)团的质量一般会使用到两(liǎng)种方(fāng)法，当两种方法结果一致(zhì)，就(jiù)可以确定(dìng)其质(zhì)量的范围。

第(dì)一种是获(huò)得其"光(guāng)度学的(de)质量(liàng)"，需要(yào)的数据是测量各个星(xīng)系的(de)光度。

第二种是动力学质(zhì)量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星系团中(zhōng)的各(gè)个(gè)星系相对于星系(xì)团的运(yùn)动速(sù)度(dù)。当测量结果出来之(zhī)后(hòu)，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质(zhì)量”竟然(rán)是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意(yì)味着，后发座星系团(tuán)有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的(de)质(zhì)量并不以(yǐ)可见光的(de)形(xíng)式所(suǒ)存在，我们无法看到。最(zuì)诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系(xì)团中很多星系的(de)速(sù)度比理论上要快得多(duō)，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这些(xiē)可见星系的(de)质量(liàng)所(suǒ)产生的引力是(shì)无(wú)法将它们(men)束(shù)缚在星系团内的，它(tā)们广药董事长什么级别，广药集团董事长是什么级别早就应该(gāi)被(bèi)抛出星(xīng)系团之(zhī)外了，除非(fēi)有一种神秘的力量在起作用，这种力(lì)量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐形的物(wù)质。

据(jù)此(cǐ)，兹维基提出了(le)这样(yàng)部分(fēn)不可(kě)见的(de)暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反(fǎn)射光，但是它(tā)们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当(dāng)时的人们对这样的一(yī)种说法不屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词(cí)才再一次出现。天(tiān)文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特(tè)在观测(cè)仙(xiān)女座星(xīng)系中的恒星运动。理(lǐ)论上(shàng)来说，距离中心越远的(de)恒星在其轨道上的运行速(sù)度就会越慢。但(dàn)是他们观测(cè)的(de)结果却让人(rén)感到(dào)不可(kě)思议。

随着与(yǔ)中心距离的(de)增加，恒(héng)星的旋(xuán)转速(sù)度几乎(hū)保持不变(biàn)。可(kě)是根据牛顿的(de)万有引(yǐn)力定律，在星系当(dāng)中(zhōng)如果没有(yǒu)足够大的质量来吸(xī)引它们，这些外(wài)围的恒星早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于这种现象，科学家们会使用(yòng)一(yī)种相对(duì)标准的方法(fǎ)来解释暗物质的存在，这种方法(fǎ)就(jiù)是测量(liàng)星系当(dāng)中(zhōng)气体在X轴上(shàng)距(jù)离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气体的(de)旋转速度。如(rú)果出现异常的结果，就认(rèn)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了距离星系中心(xīn)更远距离的氢元(yuán)素，发现它们的旋转速(sù)度(dù)并不符合牛顿的力学定(dìng)律。我们的太阳(yáng)系也不(bù)例外(wài)，太阳(yáng)系位于银河系(xì)的第三(sān)悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有(yǒu)引(yǐn)力定律进(jìn)行计算，太阳系的(de)运行速度应该是160千米/秒，但实际(jì)上(shàng)，太阳系正(zhèng)在(zài)以(yǐ)220千米/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕(rào)银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大(dà)于理论速(sù)度，那么产(chǎn)生以(yǐ)上(shàng)这种(zhǒng)向心加(jiā)速度的原因很可能就(jiù)是(shì)存在着一种我(wǒ)们看(kàn)不到(dào)的物(wù)质，是这些(xiē)暗物质的引力效应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也(yě)是从这时开始(shǐ)，越(yuè)来越(yuè)多(duō)的研(yán)究人(rén)员开(kāi)始(shǐ)相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估(gū)算在(zài)星(xīng)系(xì)当中暗(àn)物质(zhì)的质量占整个星系质量的85%。但(dàn)是，暗物(wù)质并不是唯一可以(yǐ)解释这个现象的原因(yīn)。在一(yī)项新的研究当中，科学家们发(fā)现，几乎没有引力效应的(de)遥远恒星(xīng)之间，也会(huì)出现速度上的微小差异。另外，天文(wén)学家还发现了一个反常的星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和(hé)银河系不多，但是星系当中存(cún)在(zài)的恒星(xīng)数量却(què)只(zhǐ)有(yǒu)银(yín)河系的千分之一(yī)。

所以(yǐ)在理论(lùn)上，该星系(xì)必(bì)须存(cún)在暗物(wù)质(zhì)，否则就(jiù)会分崩离(lí)析(xī)。但(dàn)是(shì)科学家们使(shǐ)用最先进的望远镜对(duì)其进行了40个小时的详细测量之(zhī)后，发现星系(xì)中的恒星运动是可(kě)以用(yòng)正常的物质和力(lì)学(xué)定律(lǜ)来解释的。那么(me)又有人(rén)提出，也许该(gāi)星系的暗物质，已经被附近的另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附(fù)近没有(yǒu)任何星系(xì)存在。造(zào)成这些现象的(de)除了(le)暗物质的(de)假说(shuō)之外(wài)，另一种(zhǒng)可(kě)能就是人类对(duì)引力(lì)的理解还(hái)不够全面，引力很(hěn)可能在不同尺度(dù)空间中(zhōng)的工(gōng)作方(fāng)式是(shì)不(bù)同的，这(zhè)意味着在行(xíng)星系尺度(dù)中的天体会沿着它(tā)们的轨道，按照我们所理解的方式运(yùn)动。但(dàn)是(shì)上(shàng)升到(dào)星系和星团(tuán)的(de)尺(chǐ)度，引力之间的(de)相互作用则是(shì)不同的方式(shì)。对于在星系(xì)团之间的相互作用(yòng)，科学家还(hái)引入(rù)了外(wài)部场效应(yīng)的概念(niàn)，指(zhǐ)的是在数百万光年(nián)的规模(mó)上，巨大的质量之间会产生对彼此特(tè)殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味着(zhe)我们需要对现在的(de)物理定(dìng)律进行修正，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质(zhì)假说理(lǐ)论就此终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有关于(yú)暗物质(zhì)存在的其他的理论证据，这些理论证据(jù)是蒙德理(lǐ)论(lùn)所(suǒ)没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星(xīng)系团(tuán)，由两个(gè)碰(pèng)撞的星系团所组成(chéng)，类似(shì)这样的星团，它们大部分的普(pǔ)通质量都在星系的气(qì)体当(dāng)中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰(pèng)撞的时候，星(xīng)际气(qì)体的(de)相(xiāng)互作用(yòng)就会(huì)导致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理(lǐ)论上，在碰撞之后(hòu)，子弹星(xīng)系团大部分(fēn)的质量将位于所有这些气体所(suǒ)在的中间(jiān)区域。那么我们通过什么来验证它的质量区域到底(dǐ)是不是集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了(le)宇宙当中(zhōng)第一张全彩(cǎi)的高清照片，在(zài)照片中我(wǒ)们可以明显地看到很(hěn)多星系似(shì)乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨(jù)大的形变。其实这些星系本身并不是真的(de)被扭曲了，也(yě)不是韦伯望(wàng)远(yuǎn)镜出了什么问(wèn)题，而(ér)是这样(yàng)极遥远的天(tiān)体(tǐ)和我们(men)地球(qiú)上的(de)观测(cè)者之间(jiān)。被(bèi)一(yī)个质量(liàng)超(chāo)级(jí)巨大的天体遮(zhē)挡，这个超(chāo)大质(zhì)量的(de)东(dōng)西(xī)的引力，会(huì)使(shǐ)身后更遥远(yuǎn)星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜(jìng)效应。这(zhè)个巨大的天体可能(néng)是超(chāo)大质量(liàng)的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所(suǒ)以(yǐ)当人们对子弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)观(guān)测(cè)的时候，发现它的大质量区域并不是(shì)在中(zhōng)间，而是在两侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的解释方法就是当星团发生(shēng)全(quán)部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的质量气(qì)体被卡在了中间，暗物质则直接通过了这个(gè)区域，并在两边形成了引力(lì)透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜(jìng)研究也被(bèi)认为是暗物(wù)质存在的迄(qì)今为止最(zuì)好的理论证(zhèng)据。

除(chú)此之外(wài)，还有来自(zì)宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始(shǐ)，38万年之后，可见光(guāng)终(zhōng)于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间(jiān)背景(jǐng)上(shàng)留下了各相同性的(de)微波辐射。其中红(hóng)色的部分表示温(wēn)度较高(gāo)的区域，蓝色则表示相(xiāng)对(duì)较冷的区域，但实际上它们之间(jiān)的温差只有万分之一。

科(kē)学家们通过对前景背(bèi)景(jǐng)分离后的二值图(tú)像进(jìn)行连(lián)通域提取(qǔ)和标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有(yǒu)暗物质，图(tú)形看起来不应该(gāi)是这样的，而随着(zhe)暗(àn)物(wù)质的增加，一些峰值的幅(fú)度会减小，才变得看起来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配(pèi)宇宙(zhòu)微波背景辐射(shè)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(shù)字与解(jiě)释(shì)星系(xì)当(dāng)中(zhōng)恒星运(yùn)动所(suǒ)需(xū)要的暗物(wù)质比例是(shì)一致的。这就意味(wèi)着(zhe)。

用了(le)一个简单的理论框架，就很好地解(jiě)释了很多不同的(de)观(guān)测结(jié)果。而暗(àn)物质的本质就是宇宙当(dāng)中存在着某(mǒu)种类型的粒子，它们不参与任何(hé)其(qí)他的电(diàn)磁(cí)作用，只通过引力(lì)来(lái)相互(hù)作用。所以(yǐ)如果能够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当(dāng)于找(zhǎo)到(dào)了暗物(wù)质存在(zài)的实际证据。这种(zhǒng)粒子到(dào)底是什么？科学家(jiā)们已(yǐ)经提(tí)出了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这些不同的目(mù)标(biāo)粒子(zi)所需(xū)要的实验方(fāng)式也不(bù)相同。在过去的几十年当(dāng)中，人类为(wèi)了寻找这些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常(cháng)规物质相互(hù)作用的“暗(àn)物质”，科(kē)学家们已经进行了(le)超过(guò)50次(cì)的实验，却没(méi)有任何实质性(xìng)的发现(xiàn)，除了一个地方，意(yì)大利的格兰萨索山，隶(lì)属(shǔ)于阿(ā)尔(ěr)卑(bēi)斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿(kuàng)井当(dāng)中，藏(cáng)着地球上最大的地学实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的(de)探测器，一直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称(chēng)观测(cè)到(dào)了某种(zhǒng)信号。经过了(le)20多年(nián)的数据(jù)收集，人们发现了(le)一个(gè)有趣的事(shì)情。探测率会在每(měi)年(nián)的6月份达到峰(fēng)值，然后在11月降到(dào)最低，而且在(zài)20年当中(zhōng)每(měi)年(nián)都是一样。一些(xiē)科学家(jiā)认为这可能是人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为(wèi)什(shén)么暗物质会产(chǎn)生(shēng)周期(qī)性的年度信号呢(ne)？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了太(tài)阳(yáng)系正在以(yǐ)220公里/秒的速度(dù)围绕着(zhe)银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物(wù)质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着(zhe)我们(men)也(yě)在(zài)以这样的速度在穿越着(zhe)暗物质(zhì)流(liú)，这个(gè)过程(chéng)中会产生相应的振荡，同时地(dì)球又以30公里(lǐ)/秒的速度(dù)围(wéi)绕太阳(yáng)进行旋转。所以有半年(nián)的(de)时间，地(dì)球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球(qiú)与太阳的方向正好达到(dào)完全一致，这是理论(lùn)上(shàng)地球(qiú)穿越暗物质流最(zuì)快的时段(duàn)。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好达到了最(zuì)慢(màn)值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳系相对(duì)银河系的平面呈现了60度的(de)倾斜(xié)，但是(shì)这并不影响(xiǎng)这个(gè)理论的有效性。

因此科学(xué)家认(rèn)为(wèi)这可(kě)以用来解释，研(yán)究人员(yuán)们所(suǒ)观测到的周期性(xìng)信(xìn)号(hào)。当然也可(kě)能有其他(tā)的情况，造成这种年度(dù)周(zhōu)期(qī)信号的差异也可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大利游客(kè)的(de)数量也符合这个(gè)周期的(de)规(guī)律。

所以，科学家(jiā)们又在(zài)南(nán)半球(qiú)建立了一个几乎相(xiāng)同的实验(yàn)室，这里的季节(jié)与之前的(de)实验室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质流的运动特(tè)征和(hé)第一个实验室是(shì)一样的(de)。

因此，如果在这(zhè)里(lǐ)可以得到相同的信(xìn广药董事长什么级别，广药集团董事长是什么级别)号，就可以成(chéng)为暗物(wù)质所存在的非常(cháng)有力的证据了。但(dàn)是(shì)由于(yú)这个实验室(shì)刚刚建成不久，所以截至(zhì)目前还无(wú)法提供(gōng)相应的(de)数据支(zhī)持。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它(tā)的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器(qì)提(tí)供(gōng)的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空(kōng)望(wàng)远镜其中一个(gè)关(guān)键的用途就是探(tàn)索(suǒ)暗(àn)物质背后的奥(ào)秘，对(duì)于探测的结果(guǒ)，我(wǒ)们只能拭目以待了(le)。费米实验室粒(lì)子天体物理中心(xīn)的科(kē)学家丹琥(hǔ)珀和(hé)贾森(sēn)斯特(tè)芬研(yán)究发现，如果暗物质(zhì)存在，它(tā)们极有可能拥有另一种神秘(mì)的效应，这种暗(àn)物质(zhì)效应，会支持宇宙当(dāng)中生命的(de)诞生，或者说是生命进化的一个重要因(yīn)素(sù)。

如(rú)果(guǒ)这一理论得(dé)到进一步的证实，那么(me)遍布(bù)宇宙当中的(de)暗物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许在(zài)宇宙当中(zhōng)某个角落的行(xíng)星上(shàng)，暗物质正(zhèng)在(zài)通过这样的效应创造生命。当然，这些推论(lùn)的大前提是要(yào)先找到暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的实际证据。那么(me)小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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