宇宙是“人(rén)为(wèi)制造”的？为何会存在科学(xué)无法解(jiě)释的“暗(àn)物质”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人类为了寻找暗物(wù)质存(cún)在的证据，科(kē)学家们在过去的几十年当(dāng)中进行了超过50次的长期实(shí)验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲(zhé)学数学原理一书中，埃(āi)萨克(kè)牛顿发表了万有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙中天体运(yùn)动的规(guī)律。往(wǎng)后的几百年来，当天文学家(jiā)们发现某些天体运行轨道(dào)出现异常，不(bù)符合(hé)万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律的(de)时候，他们就会知(zhī)道，周(zhōu)围一(yī)定有未知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通过天(tiān)王星运行轨道的异(yì)常，推算并(bìng)且发现了海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发现(xiàn)都(dōu)是应(yīng)用万有引力定律(lǜ)所取得重大天(tiān)文成就的例(lì)子(zi)。但是这些发(fā)现(xiàn)都(dōu)是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗(fú)里茨兹威(wēi)基正在研(yán)究和测(cè)量(liàng)后发星系团(tuán)的质量。这是(shì)一个(gè)由数(shù)千个星系所组(zǔ)成的巨(jù)大(dà)星(xīng)系团，这些星(xīng)系被引力束缚在一起。测量星系团的(de)质量一(yī)般(bān)会使用到两种方(fāng)法，当两种(zhǒng)方法结(jié)果(guǒ)一致(zhì)，就可(kě)以确(què)定其质(zhì)量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度(dù)学的质(zhì)量"，需(xū)要(yào)的(de)数据是测(cè)量(liàng)各(gè)个星(xīng)系(xì)的光度。

第二种是动力(lì)学质量的计算，是(shì)利用光谱(pǔ)红移测量星系团中的各(gè)个星系相对于星系团的运动速度。当测量结果出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟(jìng)然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意(yì)味着(zhe)，后发座星系团有(yǒu)99%的质量消失了(le)，或(huò)者说这(zhè)99%的质(zhì)量并不以可见光的(de)形式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系(xì)团中很(hěn)多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可(kě)见(jiàn)星系的质(zhì)量所(suǒ)产生的引力(lì)是(shì)无法将它们(men)束缚在星(xīng)系团内的(de)，它们早就应该被抛出星系团(tuán)之外了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的力量在起(qǐ)作用，这种(zhǒng)力(lì)量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维基提出了(le)这样(yàng)部(bù)分不可(kě)见的暗质(zhì)，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占据着宇宙(zhòu)中绝大(dà)部分的质量。只是(shì)当(dāng)时(shí)的人们对这样的一种说(shuō)法不屑一顾(gù)。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物质”这个词才再一次出(chū)现(xiàn)。天文学(xué)家维(wéi)拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福(fú)特在观测仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其(qí)轨(guǐ)道上(shàng)的(de)运行速度就会越(yuè)慢。但是他们(men)观测的(de)结(jié)果却让人感到不可(kě)思议(yì)。

随着与中(zhōng)心距离的增(zēng)加，恒星的旋(xuán)转(zhuǎn)速度(dù)几乎(hū)保持不(bù)变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定(dìng)律，在星系当中如果(guǒ)没有足(zú)够大的质量来(lái)吸引(yǐn)它们，这些外围的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这(zhè)种现象，科(kē)学家们会使(shǐ)用(yòng)一种相对标准的方(fāng)法(fǎ)来解(jiě)释(shì)暗(àn)物(wù)质的存在，这种(zhǒng)方法就(jiù)是测量(liàng)星(xīng)系(xì)当中(zhōng)气体在X轴上(shàng)距离星系中(zhōng)心的距离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出现(xiàn)异常的结果(guǒ)，就认为是(shì)由暗物质(zhì)的力量进入(rù)其中。

于(yú)是(shì)科学(xué)家们通(tōng)过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离(lí)的氢元素，发现(xiàn)它们(men)的旋转速度并(bìng)不符合牛顿的(de)力学定律。我们的太(tài)阳系也不例外，太阳(yáng)系位于银河系的第三悬臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年(nián)，根据万有引力(lì)定律(lǜ)进行(xíng)计算，太阳(yáng)系的运(yùn)行速度应(yīng)该是(shì)160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以220千(qiān)米(mǐ)/秒的速度围绕银河(hé)系旋(xuán)转，这个实(shí)际速度远(yuǎn)远大于理论速度，那(nà)么产生以上这种(zhǒng)向(xiàng)心(xīn)加速度的原因(yīn)很(hěn)可能(néng)就是存在(zài)着一(yī)种我们看(kàn)不到(dào)的物质，是这些暗物(wù)质(zhì)的引力效应(yīng)将星系(xì)聚集在了(le)一起。

也是从这时开始(shǐ)，越来越多(duō)的(de)研(yán)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(dào)的速度，估算在(zài)星系当中暗物质的质(zhì)量(liàng)占整(zhěng)个星系质量的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释这(zhè)个现象的原(yuán)因。在(zài)一(yī)项新的研究(jiū)当中，科(kē)学家们发现，几乎没(méi)有引力效(xiào)应(yīng)的遥(yáo)远恒星之间，也会(huì)出(chū)现速度上的微(wēi)小(xiǎo)差(chà)异。另外(wài)，天(tiān)文学(xué)家还(hái)发现了(le)一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约2.5亿(yì)光年，大小和银河(hé)系不多，但(dàn)是星系当(dāng)中存(cún)在的恒星数量却只有银河系(xì)的千分之(zhī)一。

所以在(zài)理(lǐ)论上，该星(xīng)系必须存在暗物质(zhì)，否(fǒu)则就会分崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先进的望远镜对其(qí)进行了40个小时(shí)的详细测量之后，发现星系中(zhōng)的恒星运动是(shì)可以(yǐ)用正常(cháng)的物(wù)质和力学定律(lǜ)来解释的(de)。那么又有人提出，也许该星系(xì)的(de)暗物质，已经被附近的另(lìng)一个大星系(xì)剥离(lí)了。奇怪的是，它的附近没有任何星(xīng)系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之(zhī)外，另一种(zhǒng)可能就(jiù)是(shì)人类对引(yǐn)力的理解(jiě)还(hái)不(bù)够全面，引力很(hěn)可能在(zài)不同尺度(dù)空间中的(de)工作方式是不同(tóng)的，这(zhè)意味着在(zài)行星系尺度(dù)中的天(tiān)体会沿着它们(men)的轨道(dào)，按照我们所理解的方式运动。但(dàn)是上升到(dào)星系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引力之间的相互作用则是不同的方式。对于在星系(xì)团之间(jiān)的相(xiāng)互作用，科学家还引(yǐn)入了外部场效应的概念(niàn)，指(zhǐ)的是在数百万光年的规模上，巨大的质(zhì)量(liàng)之间会产生(shēng)对彼此特殊(shū)的(de)效果，这个理(lǐ)论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我们(men)需要对现在(zài)的(de)物理定律进行修正(zhèng)，这些发现也(yě)让很多人(rén)认为暗物质假说理论就此(cǐ)终结(jié)。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于(yú)暗物质(zhì)存在的其(qí)他(tā)的理论证据，这些理论证(zhèng)据(jù)是(shì)蒙德理论所没法解(jiě)释的“引(yǐn)力透(tòu)镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年的子(zi)弹星系团，由(yóu)两(liǎng)个碰撞的星系(xì)团所组(zǔ)成，类(lèi)似这样的星团，它们大部分的普通质量都在星系的气体当中(zhōng)。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星际气(qì)体的(de)相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)就(jiù)会导致温度的急剧升高(gāo)，速度大(dà)幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后(hòu)，子弹星系(xì)团大部分的质量将位(wèi)于所有这(zhè)些气体(tǐ)所(suǒ)在的(de)中(zhōng)间区域。那么我们通过什么来验证它的质(zhì)量(liàng)区域到(dào)底(dǐ)是(shì)不是集(jí)中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远(yuǎn)镜传回了宇(yǔ)宙当(dāng)中第一张全(quán)彩的高(gāo)清照(zhào)片，在照片中我们可以明显地看(kàn)到很多星系(xì)似乎被(bèi)拉伸(shēn)产生(shēng)了巨大(dà)的(de)形(xíng)变。其实这些(xiē)星系本身并(bìng)不是真(zhēn)的被(bèi)扭(niǔ)曲了，也(yě)不是(shì)韦(wéi)伯望远镜出了什么(me)问题，而是(shì)这样极遥(yáo)远的(de)天体和(hé)我们地球上的观测者之间。被一个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量(liàng)的东西的引力(lì)，会使身后更遥远星系的光都发生(shēng)了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天体可能是(shì)超大质(zhì)量的黑洞或者(zhě)是(shì)暗(àn)物质。

所(suǒ)以当人们(men)对(duì)子(zi)弹(dàn)星系团观测的(de)时(shí)候，发(fā)现它(tā)的(de)大质量区域并不是在(zài)中间(jiān)，而是在两侧。所(suǒ)以最好的(de)解释方法就是当星团发生全(quán)部的碰撞时，可被观测到(dào)的质量气体被卡在了中间，暗物质则直接通过了这个区(qū)域，并(bìng)在两边形(xíng)成了引力透镜。对子弹星系团(tuán)的引力透镜研(yán)究也被认为是暗物质存在的迄(qì)今(jīn)为止(zhǐ)最(zuì)好的理论证(zhèng)据。

除此安康可以用来祝福吗 祝你全家安康是骂人的之(zhī)外，还(hái)有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之(zhī)后，可见光终于(yú)可以畅(chàng)通无阻地(dì)穿越在宇宙当(dāng)中了。经(jīng)过(guò)了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空间背景上(shàng)留(liú)下了各相同(tóng)性的(de)微(wēi)波辐射(shè)。其中红色的部分表示温度较高的区域(yù)，蓝色(sè)则表示(shì)相对较(jiào)冷的区域，但(dàn)实际上它们之(zhī)间的温差只有万分之(zhī)一。

科学家(jiā)们(men)通过对前景(jǐng)背(bèi)景分离后的二值图像进行连通域提取和标记之后发现，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中没有暗物(wù)质，图(tú)形看(kàn)起来不(bù)应该(gāi)是这样的(de)，而随着(zhe)暗物(wù)质的(de)增加，一些峰值的幅度会减小，才变得看(kàn)起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波(bō)背(bèi)景辐射的测量(liàng)值，我们需要(yào)的暗(àn)物质(zhì)大(dà)约是普通(tōng)物质的5倍。这个数字与解(jiě)释星(xīng)系当中恒星运动(dòng)所需要的暗物质比例是一致的(de)。这就意味着。

用(yòng)了一个(gè)简单的理论框(kuāng)架(jià)，就很好(hǎo)地解(jiě)释(shì)了很多不同的观测结果。而暗物(wù)质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒(lì)子，它们不参与任何其(qí)他的电(diàn)磁(cí)作用，只通过引力(lì)来(lái)相互作(zuò)用。所(suǒ)以如果能够(gòu)找(zhǎo)到这种粒子的存(cún)在，就相当(dāng)于找到了暗物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒(lì)子到底是(shì)什(shén)么(me)？科学(xué)家们已经提出(chū)了数十(shí)种的(de)假想(xiǎng)目标，而要寻找这(zhè)些不同的目标粒子(zi)所需要的实验方式也(yě)不相(xiāng)同。在(zài)过去(qù)的几十年当中，人类为了(le)寻(xún)找这些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎(hū)不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了(le)超过50次的实验(yàn)，却没有任何实质(zhì)性的发现，除了一个地(dì)方，意大利的格(gé)兰(lán)萨索山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山(shān)脉(mài)。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地(dì)球上最(zuì)大(dà)的地学(xué)实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探测器(qì)，一(yī)直致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自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多年的数据(jù)收集，人们发现了一(yī)个有趣的事(shì)情。探测率会在每年(nián)的6月(yuè)份达(dá)到(dào)峰值，然后在(zài)11月降(jiàng)到(dào)最低(dī)，而且在(zài)20年当(dāng)中每(měi)年都是(shì)一样。一些(xiē)科学家认为这(zhè)可能(néng)是(shì)人类发现暗物质的第一个直(zhí)接证据(jù)。

但是(shì)为(wèi)什么暗(àn)物质会产(chǎn)生周(zhōu)期性的(de)年度信号(hào)呢？刚(gāng)才(cái)我们讲了(le)太(tài)阳(yáng)系正(zhèng)在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意(yì)味着我们也在以这样的(de)速度在穿(chuān)越(yuè)着暗(àn)物质(zhì)流，这个过程(chéng)中会产生(shēng)相应的振荡，同(tóng)时(shí)地球又以30公里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕(rào)太阳进行旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的方(fāng)向(xiàng)与太阳(yáng)环绕银(yín)河系的方(fāng)向是(shì)一致的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地(dì)球与太阳(yáng)的方(fāng)向正好达到完全一致，这是理论上(shàng)地球(qiú)穿越暗物质流(liú)最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽(jǐn)管在(zài)实际(jì)的(de)情况中，太(tài)阳系相对银河系的平(píng)面呈(chéng)现了60度(dù)的倾斜，但是这(zhè)并不影(yǐng)响这(zhè)个理(lǐ)论(lùn)的有效性。

因此科学家(jiā)认为这可以用(yòng)来解释，研究(jiū)人员们所观测到(dào)的周期(qī)性信号(hào)。当(dāng)然(rán)也可能有其(qí)他的情况，造成这种(zhǒng)年度周期信号的(de)差异(yì)也可能(néng)是(shì)温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分(fēn)、高山上(shàng)的(de)积(jī)雪，甚(shèn)至连意(yì)大利游(yóu)客的(de)数量(liàng)也符合这个周(zhōu)期(qī)的规律。

所以，科学(xué)家们又在(zài)南半球(qiú)建立了一个几(jǐ)乎相同的实验(yàn)室，这里的(de)季节(jié)与之前的实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实(shí)验室是一(yī)样的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在这(zhè)里(lǐ)可安康可以用来祝福吗 祝你全家安康是骂人的(kě)以(yǐ)得到相同的信号，就可(kě)以成为暗(àn)物质所存在的非(fēi)常有力(lì)的(de)证据了(le)。但(dàn)是由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目(mù)前还无法提供相应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发(fā)射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南希(xī)格(gé)雷斯罗曼(màn)”，它的(de)主镜(jìng)大小跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相同，但它的(de)宽视场仪器提供的视野(yě)是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太空望远镜其(qí)中(zhōng)一(yī)个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只能拭目(mù)以待了。费米实验室粒子天体物理中(zhōng)心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种(zhǒng)神秘的(de)效(xiào)应，这种暗物质效应，会支(zhī)持(chí)宇宙(zhòu)当(dāng)中生命的(de)诞生，或者说是生命进化的(de)一个重要(yào)因素。

如(rú)果(guǒ)这(zhè)一理(lǐ)论(lùn)得到(dào)进一步的证实，那么遍布宇(yǔ)宙(zhòu)当中的暗物质会(huì)不会意味着人类(lèi)并(bìng)不(bù)孤(gū)单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在通(tōng)过这样的效应(yīng)创造生命。当然，这些推论(lùn)的大(dà)前提(tí)是要(yào)先找到暗物质存在的实际证据。那(nà)么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的支(zhī)持(chí)是我更新的动力！

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