宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制造(zào)”的？为(wèi)何(hé)会(huì)存在科学无(wú)法解释的“暗物质”？暗物(wù)质(zhì)又究竟是(shì)什么？人(rén)类为了寻找暗物质存在(zài)的证据(jù)，科(kē)学家们在(zài)过去的几十年当(dāng)中进行(xíng)了超(chāo)过50次的长期实验(yàn)，但是(shì)却(què)没有(yǒu)发现任(rèn)何的有效(xiào)证(zhèng)据。除了一个地(dì)方，在1687年(nián)出版的(de)自然哲学数学原理一(yī)书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引(yǐn)力定(dìng)律，它揭示(shì)了宇宙中天(tiān)体运动的规律。往后的(de)几百年来(lái)，当天文(wén)学(xué)家(jiā)们发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有引力定律的时(shí)候，他们就会知道，周围一定有未知(zhī)的天体通过(guò)引力在摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天(tiān)王星运行轨道的(de)异常，推算并且发现了海(hǎi)王(wáng)星(xīng)的存(cún)在(zài)。另(lìng)外，哈雷(léi)彗星、冥(míng)王星的(de)发(fā)现(xiàn)都是应用万有引力定律所取得重大天文成就(jiù)的例子。但是这些(xiē)发现都是在恒星系统(tǒng)的尺度当中，可当我们上升到星系或(huò)者是星团(tuán)的尺度，事情就开(kāi)始变(biàn)得诡(guǐ)异了(le)。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量后发星(xīng)系团的(de)质量(liàng)。这是一个由数(shù)千个星系所组(zǔ)成的巨(jù)大星系(xì)团，这(zhè)些(xiē)星系被引力束缚在一起。测量星系团的(de)质量一般会使用(yòng)到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一致，就可以确定其(qí)质量的范围。

第一种(zhǒng)是获(huò)得其"光度学的(de)质(zhì)量"，需要(yào)的数(shù)据是测(cè)量各个星系的光(guāng)度。

第(dì)二种是动力(lì)学质量的计(jì)算，是(shì)利(lì)用光(guāng)谱红(hóng)移测量星系团中的各个星系相对于星系团的运动速度。当测量(liàng)结果出(chū)来(lái)之(zhī)后，兹威(wēi)基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是(shì)“光(guāng)度(dù)学质量”的400倍。这意味着，后发座星(xīng)系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者(zhě)说这(zhè)99%的(de)质量并不以可见(jiàn)光的形(xíng)式所(suǒ)存在(zài)，我(wǒ)们无法看(kàn)到(dào)。最诡异的(de)是，在测量速度的过程中，兹威基(jī)发现星系团(tuán)中很多星系的速度比理(lǐ)论(lùn)上要快(kuài)得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所(suǒ)产生的引力(lì)是无(wú)法(fǎ)将(jiāng)它们束缚在星系(xì)团内(nèi)的(de)，它们早就应该被抛出(chū)星(xīng)系团(tuán)之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力量(liàng)来源于某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基(jī)提出了(le)这样部分不可见的暗质，它不发散光(guāng)、吸(xī)光、反射(shè)光，但是它们却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是当时(shí)的人们对这样的一(yī)种(zhǒng)说法不屑一(yī)顾。

直到40年(nián)之(zhī)后(hòu)，“暗(àn)物质”这个词才再(zài)一(yī)次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙女座(zuò)星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论(lùn)上(shàng)来说，距(jù)离中(zhōng)心越远(yuǎn)的恒星在其轨(guǐ)道上(shàng)的(de)运行速度就会越慢。但(dàn)是他们(men)观测(cè)的(de)结果却让人感到不可思议。

随(suí)着(zhe)与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保(bǎo)持不变。可(kě)是根据牛顿的(de)万有(yǒu)引(yǐn)力定律，在星系当中(zhōng)如果没(méi)有足够大的质量来吸引(yǐn)它们，这些(xiē)外围的恒星早就(jiù)被(bèi)甩到宇宙当(dāng)中了。基(jī)于这种现象(xiàng)，科学家们会使用一(yī162邮箱怎么登陆，162邮箱登录登录入口)种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方法就是(shì)测(cè)量(liàng)星系当中气体(tǐ)在X轴上距(jù)离(lí)星系中(zhōng)心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如果出(chū)现异常(cháng)的结果(guǒ)，就认为(wèi)是由暗物质(zhì)的力量(liàng)进入其中(zhōng)。

于是科学家们(men)通过射电望远(yuǎn)镜测(cè)量了距离星系中心更远距离的氢元素(sù)，发现它们的旋转速度并不符(fú)合牛顿的力(lì)学定律。我(wǒ)们的太阳(yáng)系(xì)也不例外，太阳系位于银(yín)河系(xì)的第(dì)三悬臂之(zhī)上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进(jìn)行计算，太(tài)阳系的(de)运行速度(dù)应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的(de)速(sù)度围绕(rào)银(yín)河系(xì)旋(xuán)转，这个实(shí)际(jì)速度远远大于(yú)理论速(sù)度(dù)，那么(me)产生以上这种(zhǒng)向心加速度的原(yuán)因(yīn)很可能就(jiù)是存在着一种我(wǒ)们看不(bù)到的(de)物质，是这些暗物(wù)质的引力(lì)效应将(jiāng)星系(xì)聚集在(zài)了一起。

也是从这(zhè)时(shí)开始，越来越多的研究人(rén)员开(kāi)始相信暗物质的存在。科学(xué)家根据星(xīng)系外恒星轨道的(de)速(sù)度，估算在星系(xì)当中暗物(wù)质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质162邮箱怎么登陆，162邮箱登录登录入口并不是(shì)唯一(yī)可(kě)以解释这个现象的原因(yīn)。在一项新的研究当(dāng)中(zhōng)，科(kē)学(xué)家们发现，几乎没(méi)有引力(lì)效应的遥远恒星之(zhī)间(jiān)，也会出现(xiàn)速度上的(de)微小(xiǎo)差异。另外，天(tiān)文(wén)学(xué)家还(hái)发现了一个(gè)反常(cháng)的星系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约2.5亿(yì)光年，大(dà)小和银162邮箱怎么登陆，162邮箱登录登录入口河系(xì)不多，但是(shì)星系(xì)当中存在的恒星数量却只有(yǒu)银河(hé)系的千分之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在(zài)暗(àn)物质，否则就会分崩离析(xī)。但是(shì)科学家们使(shǐ)用最先(xiān)进的望(wàng)远镜对(duì)其进行(xíng)了40个(gè)小(xiǎo)时的详细(xì)测量之后，发现星系(xì)中的恒(héng)星运动是可以(yǐ)用正常的物(wù)质(zhì)和力学定(dìng)律来解释(shì)的。那么又有人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗物(wù)质(zhì)，已经被(bèi)附近的另一个大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它(tā)的附近没有任何(hé)星系存在(zài)。造成这些现(xiàn)象的(de)除(chú)了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人(rén)类(lèi)对引力的(de)理解还不够全面(miàn)，引力很可(kě)能在不同尺度空间中的(de)工作方式是不同的，这意味着在(zài)行星系(xì)尺度(dù)中的(de)天体会沿着它们的(de)轨道，按照我们(men)所理解的(de)方式(shì)运动。但是上升到(dào)星系和(hé)星团的尺度，引(yǐn)力之(zhī)间(jiān)的相互作用则是不同的方式(shì)。对于在星系团(tuán)之(zhī)间(jiān)的相互作用(yòng)，科学家(jiā)还引入了外部(bù)场效(xiào)应的概念(niàn)，指的是在数百万光年的规模上(shàng)，巨大的(de)质量之间会(huì)产生对彼此特(tè)殊的效果，这(zhè)个(gè)理论叫做MOND蒙德(dé)理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我们需(xū)要对现在的物(wù)理定律进(jìn)行修正，这些发现也(yě)让很(hěn)多(duō)人认为暗物(wù)质假说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还有关于暗物(wù)质存在的其他的理论证据(jù)，这些理论证(zhèng)据是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为(wèi)37亿光年的子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的(de)星系团所组成，类似这样的星团，它们大部分的普通(tōng)质量都在星系的(de)气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时(shí)候，星际气体的相互作用就会(huì)导(dǎo)致温度(dù)的(de)急(jí)剧升高，速度大幅(fú)降低(dī)。所以在理论上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系(xì)团(tuán)大部分的质量(liàng)将位于所(suǒ)有这些气体所在的中间区域。那么(me)我(wǒ)们通过什么来验(yàn)证它的质量区域到(dào)底(dǐ)是(shì)不(bù)是(shì)集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传(chuán)回了宇宙当中第(dì)一张全彩的高清照片，在照片中我们(men)可以明显地看(kàn)到很多(duō)星系似乎被拉伸产生了巨大的(de)形变。其实这(zhè)些星(xīng)系本身并不是真的被扭曲了(le)，也不是(shì)韦伯(bó)望远镜出了什么问题，而是(shì)这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观测者之间。被一个质量超级巨(jù)大的天体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会(huì)使身后更遥远星系(xì)的光都发生了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力(lì)透镜(jìng)效应。这个(gè)巨大的天(tiān)体(tǐ)可能是超大(dà)质量的黑洞或(huò)者是暗(àn)物质。

所以当(dāng)人们对子弹星系团(tuán)观测的时候，发现它的大质量区域(yù)并不是在(zài)中(zhōng)间(jiān)，而是(shì)在两侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的解释方法就是当(dāng)星团发生(shēng)全部的(de)碰撞时，可(kě)被(bèi)观测(cè)到(dào)的质(zhì)量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则(zé)直(zhí)接通(tōng)过(guò)了这(zhè)个区(qū)域，并在两(liǎng)边形成(chéng)了引力(lì)透(tòu)镜。对(duì)子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也被(bèi)认为是暗(àn)物质存在的迄今为止(zhǐ)最好的理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通无阻地(dì)穿(chuān)越在(zài)宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些(xiē)光(guāng)在宇宙空间背景上留下了(le)各相同性(xìng)的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域(yù)，但实际上它们之间的(de)温差只有(yǒu)万分之一(yī)。

科学家们通过对前景背景分(fēn)离(lí)后(hòu)的二(èr)值图像(xiàng)进(jìn)行连通域提取和标记之后发(fā)现，如果宇(yǔ)宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看(kàn)起来不应该是这样(yàng)的，而(ér)随着暗物质的(de)增加，一些峰(fēng)值的(de)幅度会减小(xiǎo)，才变得看(kàn)起(qǐ)来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测(cè)量值，我们需要的暗物(wù)质大约是(shì)普通物(wù)质(zhì)的5倍(bèi)。这个数(shù)字与解(jiě)释(shì)星系(xì)当中恒星(xīng)运动所需(xū)要的暗物质比例是一致的(de)。这(zhè)就意味着。

用了一个简单(dān)的理论框架(jià)，就很好地解(jiě)释了很多不同的观测结果(guǒ)。而暗物(wù)质的(de)本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子(zi)，它们不参与任何其他的(de)电磁作用，只通过(guò)引力来相互作用。所以(yǐ)如(rú)果能够找(zhǎo)到这种(zhǒng)粒子的存(cún)在，就相当于(yú)找(zhǎo)到了暗物质存在的实(shí)际证据。这(zhè)种粒子到底是什(shén)么？科学家(jiā)们已经提出(chū)了数十种的假想目标，而要(yào)寻(xún)找这些不同的目标(biāo)粒子所需要的实验方式也不(bù)相(xiāng)同。在过去的几十年(nián)当中，人类(lèi)为了(le)寻找这(zhè)些看不(bù)见、摸(mō)不(bù)到，几乎不会与常规(guī)物(wù)质相互作用的(de)“暗物(wù)质”，科学家们已经进行了(le)超过(guò)50次的实(shí)验，却没有任何实质性的发现，除了(le)一个地方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在(zài)山下1400米(mǐ)处的地下(xià)矿井当中，藏着地球上最大的地学实验室(shì)，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)直致力于寻找暗物(wù)质粒子(zi)的周期(qī)性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学家(jiā)声称观测到了某种信号。经过了20多年的(de)数据收集(jí)，人们发现了一个有趣的事情(qíng)。探测率会在每年的6月份达(dá)到(dào)峰值，然后(hòu)在11月(yuè)降到最低，而且在(zài)20年当中每年都是一样(yàng)。一些科学家认为这可能是(shì)人类(lèi)发(fā)现暗物质的第一个直接证据。

但是为什(shén)么暗物质会产生(shēng)周期性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳(yáng)系正在以220公里/秒的速(sù)度围(wéi)绕着银河(hé)系进(jìn)行(xíng)移(yí)动，那么如果暗物质(zhì)存在(zài)宇(yǔ)宙当(dāng)中，这意味(wèi)着我们也在以(yǐ)这样的(de)速度在穿越(yuè)着暗物质流(liú)，这(zhè)个过(guò)程中会产生(shēng)相应的振荡(dàng)，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳进行(xíng)旋转。所以有半年的(de)时间，地球围绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕银河系的方向是一致(zhì)的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的时(shí)候(hòu)，地球(qiú)与太阳的方向正好达到完全一致，这是(shì)理论上地(dì)球穿越暗物质流(liú)最快(kuài)的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影(yǐng)响这个理论的(de)有效性(xìng)。

因此科学(xué)家认为这可以用来解(jiě)释(shì)，研(yán)究人员们所观测(cè)到的周(zhōu)期性信号。当然也可能(néng)有其他的情况，造(zào)成(chéng)这(zhè)种(zhǒng)年(nián)度周期信号(hào)的(de)差异也可能(néng)是温度、湿(shī)度、土壤中的水分、高(gāo)山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这个周期的(de)规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球建立了一个(gè)几乎相同的实验室(shì)，这里的季节与之前(qián)的实验室正好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物质流的(de)运动特征和第一个实验室(shì)是一样的。

因此(cǐ)，如果在这里(lǐ)可以得(dé)到相同的信号(hào)，就可以(yǐ)成为暗(àn)物质所(suǒ)存在的非常有力的证据了。但(dàn)是由于(yú)这个实(shí)验室刚刚建成(chéng)不久，所以截至目前还无法(fǎ)提(tí)供相应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射(shè)一台新的(de)望(wàng)远镜，这台太空(kōng)望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈(hā)勃望(wàng)远镜(jìng)相(xiāng)同，但它的宽视场仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希(xī)格雷(léi)斯罗曼太空望远镜(jìng)其(qí)中(zhōng)一个(gè)关键的用途(tú)就是探(tàn)索(suǒ)暗物质(zhì)背(bèi)后的奥秘，对(duì)于探测的(de)结(jié)果，我们(men)只能拭目以待了。费米(mǐ)实(shí)验室粒子天体物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀(pò)和贾(jiǎ)森斯特芬研究(jiū)发现，如(rú)果暗物质存在(zài)，它们极有(yǒu)可能拥有另一种神秘的(de)效应，这种暗物质效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或(huò)者说是(shì)生命进化的一个重要因素。

如果这(zhè)一理论得(dé)到进一步的证(zhèng)实，那(nà)么遍布(bù)宇宙当中(zhōng)的暗物(wù)质(zhì)会不会意味着人类并(bìng)不孤(gū)单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某(mǒu)个角(jiǎo)落的行星上，暗物(wù)质正在通(tōng)过(guò)这(zhè)样的效应(yīng)创造生(shēng)命。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你(nǐ)们觉(jué)得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更新的动力！

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