宇宙是“人为制(zhì)造”的(de)？为何会存在科(kē)学(xué)无法解(jiě)释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟(jìng)是什(shén)么？人类为了寻找暗物(wù)质(zhì)存在的证据，科学家们在过去的几十年当中进(jìn)行了超过50次的长期实验，但是却没有发现任何(hé)的有(yǒu)效证(zhèng)据。除了一个地方，在1687年出(chū)版的自(zì)然哲(zhé)学数学(xué)原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示(shì)了(le)宇宙中天体运动的规律(lǜ)。往后的几(jǐ)百年来，当(dāng)天文学家们发现某些天体运行轨道(dào)出(chū)现(xiàn)异常，不符合万有(yǒu)引力定律(lǜ)的(de)时(shí)候，他(tā)们就会(huì)知道，周围一定有未知的天(tiān)体通过引(yǐn)力在摄(shè)动(dòng)它(tā)的轨(guǐ)道(dào)。比如在(zài)1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行(xíng)轨道的(de)异常，推算并(bìng)且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有引(yǐn)力定律(lǜ)所取(qǔ)得(dé)重大天文成就的例子。但(dàn)是这些发现(xiàn)都是在恒星系统的尺度(dù)当中，可当我们上升(shēng)到星(xīng)系(xì)或者(zhě)是(shì)星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理(lǐ)学(xué)家弗里茨(cí)兹(zī)威基正在(zài)研究和测量后(hòu)发星系(xì)团的(de)质量。这是一个(gè)由(yóu)数千个星系(xì)所(suǒ)组成的巨(jù)大(dà)星(xīng)系团(tuán)，这些星系被引力束缚(fù)在一起。测量星系(xì)团的质(zhì)量一(yī)般会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果(guǒ)一致，就可以(yǐ)确定其质(zhì)量的范围(wéi)。

第(dì)一(yī)种是(shì)获得其"光度学(xué)的质量(liàng)"，需要(yào)的数据是测量各(gè)个星(xīng)系的(de)光(guāng)度。

第二(èr)种(zhǒng)是动力学质(zhì)量的计算，是利用(yòng)光谱红移测量星系团中的各个星系相对于星(xīng)系团的运动速(sù)度。当测(cè)量结果(guǒ)出来之后，兹威基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团(tuán)有(yǒu)99%的质量消(xiāo)失(shī)了，或(huò)者说(shuō)这99%的质量并不以可(kě)见光(guāng)的形式所存在(zài)，我们(men)无法看到(dào)。最诡异(yì)的(de)是，在测量速度的过程中，兹威(wēi)基(jī)发现星系团中很多星系的速度(dù)比理论(lùn)上(shàng)要快(kuài)得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系(xì)的质量所产生的引力是无法将(jiāng)它们束缚在星系(xì)团(tuán)内的，它们早就应(yīng)该被(bèi)抛出(chū)星系团之外(wài)了，除非有一种神秘的力量在起(qǐ)作(zuò)用，这种力(lì)量来源于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基(jī)提出了这样部分不可见(jiàn)的暗质，它不(bù)发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是当时的人们对这样的一(yī)种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词(cí)才再一次出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙女(nǚ)座星系中的(de)恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)。理论(lùn)上来说，距(jù)离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的(de)运行速度就会越慢。但(dàn)是他们观测的结果却(què)让人(rén)感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增加(jiā)，恒星的旋转速(sù)度几乎保持(chí)不变。可(kě)是(shì)根据牛(niú)顿(dùn)的万有引力(lì)定律，在星系当(dāng)中如果没有足够大的质量来(lái)吸引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种现象，科学家们会使用一(yī)种相对标准(zhǔn)的方法来解释暗(àn)物(wù)质的存(cún)在，这种方(fāng)法就是测量星系当中气(qì)体在X轴(zhóu)上距离星系中心的距离(lí)，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度(dù)。如果出(chū)现异常(cháng)的结果(guǒ)，就认(rèn)为(wèi)是由暗物质的力量进入其中。

于是(shì)科学家们通过射电望远镜测量(liàng)了距离星系中心(xīn)更远(yuǎn)距离(lí)的氢元素，发现它们的旋转速度(dù)并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳(yáng)系也(yě)不(bù)例外，太(tài)阳系(xì)位于银河系的第(dì)三悬(xuán)臂之(zhī)上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年(nián)，根据万有引力定律进(jìn)行(xíng)计算(suàn)，太阳系的运行速度(dù)应该(gāi)是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的(de)速度围绕(rào)银河(hé)系旋转，这(zhè)个实(shí)际速度(dù)远远大(dà)于理论(lùn)速(sù)度，那(nà)么产生以(yǐ)上这种向心加(jiā)速度的原因(yīn)很可(kě)能(néng)就是存在着(zhe)一种我们看不到的物(wù)质，是(shì)这些暗物质的引力效应将星系聚集(jí)在了(le)一起。

也(yě)是(shì)从这时开始，越来越多的研究人员开(kāi)始(shǐ)相信暗物质的存在。科(kē)学家根据星系外恒(héng)星轨道的速(sù)度，估(gū)算在星系当中暗(àn)物质的质量占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个(gè)现象的原因(yīn)。在一项新的(de)研(yán)究当中，科学家们发(fā)现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的(de)微(wēi)小差异(yì)。另外，天文学家还发现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多(duō)，但(dàn)是星系当中存在(zài)的(de)恒星(xīng)数(shù)量(liàng)却只有银河系的千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系(xì)必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科学(xué)家们使用最先进的(de)望远镜对其进行了40个(gè)小时的详细(xì)测量(liàng)之(zhī)后，发(fā)现星系中的恒星(xīng)运动(dòng)是可以用正常的物质和力学定(dìng)律(lǜ)来解释的。那(nà)么又有人提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附(fù)近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没(méi)有任(rèn)何星(xīng)系(xì)存(cún)在。造成(chéng)这些现象的除(chú)了暗物质的假说之外，另(lìng)一(yī)种可能就是人(rén)类对(duì)引力(lì)的理解还(hái)不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度(dù)空间中的(de)工(gōng)作方式是不(bù)同的，这意(yì)味着在行星系尺度中(zhōng)的天(tiān)体会(huì)沿着它们的(de)轨道，按照我们所理(lǐ)解(jiě)的(de)方式运动。但是上(shàng)升到星系和星团的(de)尺度，引(yǐn)力之间的相(xiāng)互作用(yòng)则是(shì)不(bù)同的(de)方式。对(duì)于在星系团之间的相互作用，科学家(jiā)还引入(rù)了外部场效应(yīng)的概念，指的是(shì)在数百万光(guāng)年(nián)的规(guī)模上，巨大的质(zhì)量(liàng)之间会产生对(duì)彼(bǐ)此特(tè)殊(shū)的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现在(zài)的物(wù)理定律(lǜ)进行修(xiū)正，这些(xiē)发现也(yě)让很多人认(rèn)为暗物(wù)质假说(shuō)理论就此终(zhōng)结。但是在(zài)宇宙当中还有关于暗物质(zhì)存在的其(qí)他(tā)的理论证据(jù)，这些理论证据是蒙德理论所没法解(jiě)释(shì)的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年(nián)的子弹星系团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类(lèi)似(shì)这样的(de)星(xīng)团，它们大(dà)部(bù)分的普通质(zhì)量都(dōu)在星(xīng)系的气体当中(zhōng)。当星团以1000万公(gōng)里/小时(shí)发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的(de)相互作(zuò)用(yòng)就(jiù)会导(dǎo)致温度的(de)急剧升高(gāo)，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部(bù)分的质量将位(wèi)于所有这些气体所在(zài)的(de)中间区域。那么我们通过什么来验证它的质量区域到(dào)底是不是(shì)集中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙当中(zhōng)第一(yī)张全彩的高清照片，在照(zhào)片中我们可以明显地看到很(hěn)多(duō)星系似乎被拉伸产生了(le)巨(jù)大(dà)的(de)形变。其实这些星(xīng)系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦(wéi)伯望远镜出了什么问题，而是这样(yàng)极遥远的天体和我们地(dì)球上的观测者之间。被一个质(zhì)量超级巨大的天(tiān)体遮(zhē)挡，这个超大质量的(de)东西的引力，会使身(shēn)后更遥远星(xīng)系的光(guāng)都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨(jù)大(dà)的天体(tǐ)可能是超(chāo)大(dà)质量的黑洞或(huò)者是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹星(xīng)系团观测(cè)的时候，发现(xiàn)它的(de)大质量区域并不是在(zài)中间，而是在(zài)两侧。所以(yǐ)最好的解释方法(fǎ)就是当星团(tuán)发生全部(bù)的碰撞时，可被观测到的(de)质量(liàng)气(qì)体被卡在了中间，暗物(wù)质则(zé)直接通过了这个区域，并在(zài)两(liǎng)边(biān)形成了(le)引力透镜。对(duì)子(zi)弹星系团的引力透镜研究也被认为(wèi)是暗物质(zhì)存在的迄今为止最好的理论证(zhèng)据(jù)。

225是多大码的鞋子女，225是多大码的鞋子io="0.5929919137466307" data-type="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/3b484d043bd3430.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

除(chú)此之外(wài)，还有来自(zì)宇宙当中(zhōng)最古老的光(guāng)。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之(zhī)后，可(kě)见光终于可以畅通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。经过了(le)130多亿年之后，这些光在宇宙(zhòu)空(kōng)间背景上(shàng)留下了各(gè)相同性(xìng)的微波辐射。其中红色的部(bù)分表示(shì)温度较高的区(qū)域，蓝色则表示(shì)相对较冷的区域，但实际上它们之(zhī)间的温差(chà)只有万(wàn)分之一。

科学家们(men)通过对前(qián)景背景分离(lí)后的二值图(tú)像进行连通(tōng)域(yù)提(tí)取(qǔ)和标记之后(hòu)发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形(xíng)看起来不(bù)应该是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微(wēi)波背景辐射的测量(liàng)值(zhí)，我们(men)需要的暗物质大(dà)约是普通物(wù)质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系当中(zhōng)恒星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是(shì)一致(zhì)的。这就意味(wèi)着(zhe)。

用(yòng)了(le)一个简单的理论(lùn)框架，就很好地解释了(le)很多不同(tóng)的观测结果。而暗(àn)物质的本质(zhì)就是宇宙当中存在(zài)着某种类(lèi)型的(de)粒子(zi)，它(tā)们不(bù)参与任何其(qí)他的电磁作用，只通(tōng)过(guò)引(yǐn)力来相互作用。所以如果(guǒ)能够找到这种(zhǒng)粒(lì)子的存在，就相(xiāng)当于找到了暗(àn)物质存在的实际证据(jù)。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了(le)数十(shí)种的假想目标(biāo)，而要寻(xún)找这些不同(tóng)的(de)目标粒子所需要的实验方式(shì)也不相(xiāng)同。在过(guò)去的(de)几十年当中，人类为了寻(xún)找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质(zhì)相(xiāng)互(hù)作用的“暗物质”，科学家们已经进(jìn)行了(le)超(chāo)过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意大利的(de)格(gé)兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏(cáng)着地球(qiú)上最大的地学实验室(shì)，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个(gè)三层楼高(gāo)的探测器，一直致力于寻找暗物质粒(lì)子(zi)的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里(lǐ)的科学家声称观测(cè)到(dào)了某种信号。经过(guò)了20多年(nián)的(de)数据(jù)收集，人们发(fā)现了一个有趣的事情。探测率会在每年(nián)的6月份(fèn)达到峰值，然后(hòu)在11月降到(dào)最低，而且在(zài)20年当中每年都是一样。一些科(kē)学家(jiā)认(rèn)为这可(kě)能是人类发现暗物(wù)质的(de)第一个直(zhí)接证据。

但是为什么(me)暗物质会产(chǎn)生周期(qī)性的年度信(xìn)号(hào)呢？刚才我(wǒ)们讲了(le)太(tài)阳系正(zhèng)在以220公里/秒的(de)速度围绕着银河系进行移动(dòng)，那么如果暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在以这(zhè)样的速度在(zài)穿越着暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同时地(dì)球又以(yǐ)30公里/秒的速度(dù)围绕太阳进行(xíng)旋转。所以有(yǒu)半年的时间，地(dì)球围绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕银(yín)河系(xì)的方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的(de)时(shí)候，地球(qiú)与太阳的(de)方向正好达到完全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗(àn)物质流最(zuì)快的时段。而在(zài)11月份，又恰好达到(dào)了(le)最慢(màn)值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银(yín)河系的平面呈(chéng)现(xiàn)了60度的倾斜(xié)，但(dàn)是(shì)这并(bìng)不(bù)影响这个理论的有效(xiào)性。

因此科学(xué)家认为这可以用来(lái)解释，研(yán)究人(rén)员们所观测到的(de)周(zhōu)期性(xìng)信(xìn)号。当(dāng)然也可能有其他的情况，造成(chéng)这(zhè)种年(nián)度周期信号(hào)的差(chà)异也(yě)可能(néng)是温度、湿度、土壤中的(de)水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大(dà)利游客的(de)数量也符合这个周期(qī)的(de)规律。

所以，科学家(jiā)们(men)又在(zài)南半球建立了一(yī)个(gè)几乎(hū)相同的实验室，这里的(de)季节与(yǔ)之前的(de)实验室(shì)正好相反，而在这里，地球穿过暗(àn)物(wù)质(zhì)流(liú)的运动特征和第一个实验(yàn)室是(shì)一(yī)样的。

因此(cǐ)，如果在这里可以(yǐ)得到相同(tóng)的信号，就(jiù)可以成为(wèi)暗物质(zhì)所(suǒ)存在的(de)非常(cháng)有(yǒu)力的证据了。但是由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目前还无(wú)法(fǎ)提供相应的数据(jù)支持(chí)。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远(yuǎn)镜(jìng)，这台(tái)太空望(wàng)远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它(tā)的宽视场仪器提供的视野是(shì)哈勃红外(wài)仪(yí)器的(de)100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望远(yuǎn)镜其中一(yī)个关(guān)键(jiàn)的用途就是(shì)探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于(yú)探测(cè)的(de)结果，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭目(mù)以待(dài)了(le)。费米实验室粒子天体物理(lǐ)中(zhōng)心(xīn)的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们(men)极(jí)有可能拥有另一种神(shén)秘的效应，这种暗物(wù)质效(xiào)应(yīng)，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生命的诞(dàn)生，或(huò)者说是(shì)生(shēng)命进化的一(yī)个重要因(yīn)素(sù)。

如果(guǒ)这一(yī)理(lǐ)论得到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗(àn)物质会不(bù)会意味着人类并(bìng)不孤单呢(ne)？或(huò)许在宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)某(mǒu)个(gè)角(jiǎo)落的行(xíng)星上，暗物质正在通过(guò)这样的(de)效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论(lùn)的大前提是要(yào)先找到暗(àn)物质存在的(de)实际(jì)证据。那么小伙225是多大码的鞋子女，225是多大码的鞋子伴们，你们觉得暗物(wù)质(zhì)到(dào)底存不存(cún)在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动(dòng)力！

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