宇(yǔ)宙是(shì)“人(rén)为制(zhì)造(zào)”的？为何会存在科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质(zhì)又(yòu)究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物质存在的证(zhèng)据(jù)，科(kē)学家们(men)在过去的几十年(nián)当中进(jìn)行(xíng)了超过50次的长期实验(yàn)，但是却(què)没有发现任何的有效证据。除了一个地方(fāng)，在1687年出(chū)版(bǎn)的自然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引(yǐn)力定律，它(tā)揭示了(le)宇宙中天体运动的规律。往后(hòu)的几百年(nián)来，当天文学家们(men)发现(xiàn)某些(xiē)天(tiān)体运行(xíng)轨道(dào)出(chū)现异常(cháng)，不符合(hé)万有引力定律的时候，他(tā)们(men)就会知道，周围一定有未知的天体通过引力(lì)在(zài)摄(shè)动它(tā)的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨道(dào)的异常，推算并且发(fā)现了(le)海王星的存在(zài)。另(lìng)外，哈(hā)雷彗星、冥(míng)王星的发现都是应(yīng)用万有引力定律所取得重大天文成就的例(lì)子。但(dàn)是(shì)这(zhè)些发现都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上(shàng)升到(dào)星系或者(zhě)是星团的尺(chǐ)度，事情就(jiù)开始变得诡(guǐ)异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后发星系团的(de)质(zhì)量。这是一(yī)个由(yóu)数千个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨大星系团(tuán)，这些星系被(bèi)引力束缚(fù)在(zài)一起(qǐ)。测量星系团(tuán)的(de)质量(liàng)一般会使用到两种(zhǒng)方法，当(dāng)两(liǎng)种方法(fǎ)结果(guǒ)一致，就可以确定其质量的范围。

第一种是获得其"光度(dù)学的(de)质量"，需要(yào)的数(shù)据是(shì)测量各个(gè)星系(xì)的(de)光度。

第二(èr)种是(shì)动(dòng)力学质量的计算，是(shì)利用(yòng)光(guāng)谱红(hóng)移测(cè)量星系团中的(de)各个星系相对于星系团的运(yùn)动速(sù)度。当测(cè)量结果(guǒ)出来(lái)之后，兹(zī)威基彻底懵了(le)，“动力学质(zhì)量”竟然是“光(guāng)度(dù)学质(zhì)量”的400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后发(fā)座(zuò)星系团(tuán)有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量并不以可见光(guāng)的形式(shì)所存在，我们(men)无法(fǎ)看(kàn)到。最诡异(yì)的是，在测量(liàng)速度(dù)的(de)过(guò)程中(zhōng)，兹威(wēi)基发现星系团中很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运(yùn)动(dòng)学定律，仅靠这些(xiē)可(kě)见星系(xì)的质量所产生的引力是无法将它们(men)束缚在星系(xì)团内的(de)，它们早就应该被抛出(chū)星系团之(zhī)外了，除非(fēi)有一种神(shén)秘(mì)的(de)力量在起作(zuò)用(yòng)，这种力量来源于某(mǒu)种隐形的物(wù)质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样部(bù)分(fēn)不可(kě)见的暗质，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但是它(tā)们却(què)占(zhàn)据着宇宙中绝(jué)大部(bù)分(fēn)的质量。只是当(dāng)时的人们对(duì)这样的一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年(nián)之后，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出现。天文(wén)学家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观(guān)测仙女(nǚ)座星系中的恒星(xīng)运动。理论(lùn)上(shàng)来说，距(jù)离中心越远的恒(héng)星在其轨道上的(de)运行速度就(jiù)会越慢。但(dàn)是他们(men)观测的结果却让人感到不可(kě)思(sī)议。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星的旋转(zhuǎn)速度(dù)几乎保(bǎo)持不变。可是根据牛(niú)顿的万有引力定律，在(zài)星系当中如果(guǒ)没(méi)有足(zú)够(gòu)大的质量(liàng)来(lái)吸引它们，这些外围的恒(héng)星早(zǎo)就被甩到宇(yǔ)宙当(dāng)中了。基于(yú)这(zhè)种现(xiàn)象，科学(xué)家们(men)会使用一种相(xiāng)对(duì)标准的方法来解释暗(àn)物质(zhì)的存在(zài)，这种方法就是测量星(xīng)系当中气(qì)体在(zài)X轴上距离星系(xì)中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转速(sù)度(dù)。如果出现异(yì)常的(de)结果，就认为是由(yóu)暗物质(zhì)的(de)力量进入其中。

于是(shì)科学(xué)家们通过射(shè)电望远镜测量了距离星系中心更远距离的氢元(yuán)素(sù)，发现它们的旋转速度并不(bù)符合(hé)牛顿的力学定律。我们的太(tài)阳系也不(bù)例外，太阳系位于银河系的第三悬(xuán)臂之上，距(jù)离银河系(xì)中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力(lì)定律进行计算，太阳系的运行速度应(yīng)该(gāi)是160千(qiān)米/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕银(yín)河系旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大于理论速度(dù)，那(nà)么产(chǎn)生以上这种向心加(jiā)速度(dù)的原因很可能就是存在着一(yī)种我们看不到的物质，是这些(xiē)暗物质的引力效应将星系聚集(jí)在(zài)了一起。

也是从这时(shí)开始，越(yuè)来越多的研究人员(yuán)开始相信(xìn)暗物质的存在。科(kē)学家根据星系外恒星轨道的速(sù)度，估算(suàn)在星系当中暗(àn)物质的质量占(zhàn)整个星系(xì)质量的85%。但是，暗(àn)物(wù)质(zhì)并不(bù)是唯一可以解释这个现象(xiàng)的原因(yīn)。在一项新的(de)研究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎没(méi)有引力效应的(de)遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异(yì)。另外，天文(wén)学家还(hái)发现了(le)一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大(dà)约2.5亿光年，大(dà)小和银(yín)河系(xì)不(bù)多(duō)，但是星(xīng)系(xì)当中存在的恒星数量却只(zhǐ)有银河系的千(qiān)分之一。

所以在理(lǐ)论(lùn)上，该(gāi)星系必(bì)须存(cún)在暗物质，否(fǒu)则就会分崩离析(xī)。但是科(kē)学(xué)家们使(shǐ)用(yòng)最先进的(de)望远镜对(duì)其进行了(le)40个(gè)小时的详细测量之后，发现星系中的(de)恒星(xīng)运动(dòng)是(shì)可以(yǐ)用正(zhèng)常的物质和力学定律来解释的。那么又有人提(tí)出，也许该(gāi)星系的暗(àn)物质，已经被附近的(de)另(lìng)一个(gè)大(dà)星系(xì)剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没有(yǒu)任何(hé)星系存在。造成这些现象(xiàng)的除了暗物质的假(jiǎ)说之外(wài)，另一(yī)种可能就是人类对引力的理(lǐ)解还不够全面，引(yǐn)力很可能在不(bù)同尺度空间中的工(gōng)作方式是不(bù)同(tóng)的，这意味(wèi)着(zhe)在行星系尺度(dù)中的天体会(huì)沿着它(tā)们的轨道，按(àn)照(zhào)我(wǒ)们所理解的(de)方式(shì)运动(dòng)。但(dàn)是上升到星系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引力之间的相(xiāng)互作用则(zé)是不(bù)同的方式。对于在(zài)星系团(tuán)之间的相互作用，科(kē)学家还引入了外部场效应的概念(niàn)，指的是(shì)在数百万光年的规(guī)模上(shàng)，巨大的质量之(zhī)间会(huì)产生对彼此特殊的效(xiào)果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立(lì)，这(zhè)意味着我们(men)需要对现在的物理定律进行(xíng)修正，这些发现也让(ràng)很多人认为暗物质假说理论就(jiù)此终结(jié)。但是在宇宙当中还有关于暗物质存(cún)在的其他的理论(lùn)证(zhèng)据，这些理论(lùn)证据是蒙德(dé)理论所没法解释(shì)的“引力透镜”。

径向距(jù)离(lí)为37亿光(guāng)年的子弹(dàn)星(xīng)系(xì)团，由两个碰撞的(de)星系团所组成，类(lèi)似这样(yàng)的星团，它(tā)们大部分(fēn)的普(pǔ)通(tōng)质量(liàng)都(dōu)在星(xīng)系的气体当中。当星团以1000万公里/小时(shí)发生碰撞的(de)时(shí)候，星(xīng)际气体的相互作用就(jiù)会导致温(wēn)度的急剧升高，速度(dù)大幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团(tuán)大部分(fēn)的质量(liàng)将位于(yú)所(suǒ)有这些气(qì)体(tǐ)所在的中间区域。那么我们通过什(shén)么来验(yàn)证它的质量区域到(dào)底是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远(yuǎn)镜(jìng)传回了(le)宇(yǔ)宙当中第一张全彩的(de)高清(qīng)照片，在照片中我们可以明显地看到很多(duō)星系似(shì)乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨大的形变。其(qí)实这些星系(xì)本身(shēn)并不(bù)是真的被扭(niǔ)曲了，也不是(shì)韦伯望(wàng)远镜出了什么问陈睿怎么了，b站陈睿事件题(tí)，而是这样极(jí)遥远的天体和我(wǒ)们地球上的(de)观测者之间。被(bèi)一个质量超级巨大的天体遮(zhē)挡，这(zhè)个(gè)超大质量(liàng)的(de)东西的引力，会使身后更遥远星(xīng)系的(de)光都发生了扭曲。这(zhè)个现象就是引力(lì)透镜效应。这个(gè)巨大的天体可能是超大陈睿怎么了，b站陈睿事件(dà)质(zhì)量的黑(hēi)洞或者(zhě)是暗物质。

所以当(dāng)人们对子弹(dàn)星系团观测的时候，发现它(tā)的大质量区域(yù)并不是在中间，而(ér)是(shì)在两侧(cè)。所以最好的解(jiě)释方法就是当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时(shí)，可(kě)被观测到的(de)质量气体(tǐ)被卡在了中间，暗物质则直接通过了这个(gè)区域(yù)，并在两边形成(chéng)了引(yǐn)力(lì)透镜。对(duì)子(zi)弹星系团的引力(lì)透镜(jìng)研究也(yě)被认为是暗物质存在的迄今为止最好(hǎo)的(de)理论证(zhèng)据(jù)。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的(de)光。从宇宙大爆炸(zhà)开始(shǐ)，38万年之后(hòu)，可见光(guāng)终于可以畅(chàng)通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之(zhī)后(hòu)，这些(xiē)光在宇宙空(kōng)间背景上留下了各相同(tóng)性的微波辐射(shè)。其中红色的(de)部(bù)分(fēn)表示温(wēn)度(dù)较高的区域，蓝(lán)色则(zé)表示相对较冷的区域(yù)，但实际(jì)上它(tā)们之间的温差只有万分之一。

科学家们通(tōng)过(guò)对前景背景分离后的二值图像进(jìn)行连通域提取和标记之(zhī)后发(fā)现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应该是(shì)这样(yàng)的，而随着暗(àn)物质的增加，一些峰值的幅(fú)度会减小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射的测量值，我们需要的暗物质大约(yuē)是普通(tōng)物质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系当中恒星运动所(suǒ)需要的暗物质比例(lì)是一致的。这就(jiù)意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论框架，就(jiù)很好(hǎo)地解释了(le)很多不同的观测结果(guǒ)。而暗(àn)物质的本质就是宇宙当中存(cún)在(zài)着某(mǒu)种类型的粒子(zi)，它们不参与任何(hé)其(qí)他的电(diàn)磁(cí)作用，只通过引力来(lái)相互作(zuò)用(yòng)。所以如果(guǒ)能够找到这种粒(lì)子的存在(zài)，就相当(dāng)于(yú)找(zhǎo)到了暗(àn)物质存在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是(shì)什么？科学(xué)家们(men)已(yǐ)经(jīng)提出了数(shù)十种的假想目标，而要寻找这些不同(tóng)的目标(biāo)粒子(zi)所(suǒ)需要的实验方式(shì)也不相同。在(zài)过(guò)去(qù)的几十年当中，人类(lèi)为了寻(xún)找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸(mō)不(bù)到，几乎不(bù)会与(yǔ)常规物(wù)质(zhì)相互(hù)作用的(de)“暗(àn)物质”，科(kē)学家们已经(jīng)进行了超过50次的实验，却没(méi)有(yǒu)任(rèn)何实质性的发现，除了一个地方，意大利的格(gé)兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处(chù)的(de)地下(xià)矿井当中，藏着(zhe)地球上最(zuì)大(dà)的(de)地学实验室(shì)，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层(céng)楼(lóu)高的探(tàn)测器(qì)，一直致力(lì)于寻找暗物(wù)质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以(yǐ)来，这里的科学(xué)家声称(chēng)观(guān)测(cè)到了(le)某(mǒu)种信号。经过了20多年的(de)数据收(shōu)集，人(rén)们(men)发现了一个(gè)有趣的事情。探测率会在(zài)每年(nián)的6月份(fèn)达(dá)到峰值，然后在11月降到最低，而(ér)且在20年当中每年都是一样。一(yī)些科学家认(rèn)为(wèi)这(zhè)可(kě)能是人类发现暗物质的第一个(gè)直(zhí)接证(zhèng)据。

但是为(wèi)什么暗物质会产生(shēng)周期性的(de)年度信号呢(ne)？刚才我们讲了太阳系(xì)正在(zài)以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银河系进(jìn)行移动，那么如果暗物(wù)质(zhì)存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在以这样(yàng)的速度(dù)在穿越着暗物质流，这(zhè)个(gè)过程中会产生相应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里(lǐ)/秒(miǎo)的速度(dù)围绕太阳进行旋转。所以有(yǒu)半年的(de)时(shí)间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳(yáng)环(huán)绕银河(hé)系的方(fāng)向是一致(zhì)的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而在6月份(fèn)的(de)时候，地球与太阳(yáng)的方(fāng)向正好达到(dào)完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越暗物质流(liú)最(zuì)快的(de)时段。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢(màn)值。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河系的平(píng)面呈(chéng)现了(le)60度的倾斜，但是这(zhè)并不影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科学(xué)家认为这(zhè)可以用(yòng)来解释，研究(jiū)人(rén)员们所观(guān)测到(dào)的周(zhōu)期(qī)性信号。当(dāng)然也可能有其他的(de)情况，造成这种年度周期信号(hào)的差异(yì)也可能是(shì)温度、湿度、土(tǔ)壤中(zhōng)的水分、高山上的积(jī)雪，甚至连意大利(lì)游(yóu)客的(de)数量也符合(hé)这个周期(qī)的(de)规(guī)律。

所陈睿怎么了，b站陈睿事件以，科(kē)学家们又在南半球(qiú)建立(lì)了(le)一(yī)个几(jǐ)乎相同的实验室，这(zhè)里(lǐ)的季节与之前的实验室正(zhèng)好相反，而在这里，地(dì)球穿(chuān)过暗物质流(liú)的(de)运动特(tè)征和第一个实验室(shì)是(shì)一(yī)样的。

因此，如果在这里可(kě)以得(dé)到(dào)相同的(de)信号(hào)，就(jiù)可以成为暗物(wù)质所存在的(de)非常有(yǒu)力的证据了。但是由于这(zhè)个(gè)实(shí)验室刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目前还(hái)无法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发(fā)射一(yī)台新的望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗(luó)曼(màn)”，它的(de)主镜大小跟哈(hā)勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场(chǎng)仪器(qì)提供的视野是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷(léi)斯(sī)罗(luó)曼太空望(wàng)远镜(jìng)其中一个(gè)关键的用途就是探索暗物质背(bèi)后的(de)奥秘，对于探测的(de)结果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子(zi)天体(tǐ)物(wù)理中心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗(àn)物质(zhì)存在，它们极有可(kě)能拥有另(lìng)一种神秘(mì)的(de)效应，这(zhè)种(zhǒng)暗物(wù)质(zhì)效应，会支持宇宙当(dāng)中(zhōng)生命的诞生，或者说是生命进化的(de)一个重(zhòng)要因素(sù)。

如果这(zhè)一理论得(dé)到(dào)进一(yī)步的证实，那么遍布(bù)宇(yǔ)宙当中的暗物(wù)质会不会意味着人(rén)类并不孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个(gè)角(jiǎo)落的(de)行星上，暗物质正在通过这(zhè)样的(de)效应创造生(shēng)命。当然，这些推论的大前提(tí)是要先找到(dào)暗物(wù)质存在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质(zhì)到底存(cún)不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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