宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会存在科学(xué)无法(fǎ)解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找暗物质存在的证据(jù)，科学家们(men)在过去的(de)几十年当中进行了超(chāo)过(guò)50次的长(zhǎng)期实(shí)验，但是却没有发现任何的有效证(zhèng)据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自(zì)然哲学数学(xué)原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引力定律(lǜ)，它揭(jiē)示(shì)了宇宙(zhòu)中天体运动的规律。往(wǎng)后的几(jǐ)百年来，当(dāng)天文(wén)学家们发现(xiàn)某些天体运(yùn)行轨道出(chū)现异常(cháng)，不(bù)符合万有引力定律的时候，他们就会知道(dào)，周围一(yī)定有未知的天(tiān)体通过(guò)引力在(zài)摄动它的轨(guǐ)道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒(lēi)维(wéi)耶就(jiù)通过天王星运(yùn)行轨(guǐ)道的异常(cháng)，推算并且(qiě)发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星(xīng)的发现都是应用万有引力定律所取(qǔ)得重(zhòng)大(dà)天文成就(jiù)的例子。但是这(zhè)些(xiē)发(fā)现都是在恒星系统的尺度当(dāng)中，可(kě)当我们上升(shēng)到星(xīng)系或者是星团的尺度，事(shì)情就开(kāi)始变得诡异(yì)了。

1933年(nián)，瑞士的(de)物理学家(jiā)弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后发星(xīng)系团(tuán)的质量(liàng)。这是(shì)一个(gè)由数(shù)千个星系所组成的巨大(dà)星系团，这(zhè)些星系被(bèi)引力束缚在一起(qǐ)。测量(liàng)星系团的质量(liàng)一(yī)般会(huì)使(shǐ)用到(dào)两种方法，当(dāng)两种方法(fǎ)结果一(yī)致，就(jiù)可以确(què)定其质量的范围。

第一(yī)种(zhǒng)是获得其"光度学的质量(liàng)"，需要的数据是(shì)测(cè)量各(gè)个(gè)星系(xì)的光(guāng)度。

第二(èr)种(zhǒng)是动力(lì)学质量的计算，是利用光(guāng)谱(pǔ)红移测量星(xīng)系团中的各个(gè)星系(xì)相对(duì)于星(xīng)系团的运(yùn)动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质(zhì)量(liàng)”竟然(rán)是“光度学质(zhì)量(liàng)”的400倍。这意味(wèi)着，后(hòu)发座星(xīng)系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说(shuō)这99%的质量并不(bù)以可见光(guāng)的(de)形式所存在，我们(men)无法(fǎ)看到。最诡异的(de)是，在(zài)测量(liàng)速度(dù)的过程中，兹威基发(fā)现星系(xì)团中很多星系的速度比理论上(shàng)要快得(dé)多(duō)，按照牛顿的运动学定律，仅靠(kào)这(zhè)些可见(jiàn)星系的质(zhì)量所产生的引(yǐn)力(lì)是(shì)无法将它们束缚在星系团内(nèi)的，它们早(zǎo)就应该被抛(pāo)出星系团之(zhī)外(wài)了，除非有一种神秘(mì)的力(lì)量(liàng)在起作用，这种力量来源于某种隐形的(de)物(wù)质(zhì)。

据此，兹维基(jī)提出了这样部分不(bù)可(kě)见的(de)暗(àn)质(zhì)，它不发(fā)散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝(jué)大(dà)部分的质(zhì)量。只(zhǐ)是当时的人们(men)对这样(yàng)的一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年(nián)之后，“暗(àn)物质”这个(gè)词(cí)才(cái)再(zài)一次出现。天文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观测仙女座星系中的恒(héng)星运(yùn)动。理论上来说，距离(lí)中心越远的(de)恒星在其轨(guǐ)道(dào)上的运(yùn)行(xíng)速度就会(huì)越慢。但(dàn)是他们观测(cè)的结果却让人(rén)感到不可思议。

随着与中心距离的(de)增(zēng)加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保持不变。可是根据牛顿的(de)万有引力(lì)定律，在星(xīng)系当中(zhōng)如(rú)果(guǒ)没有足够(gòu)大(dà)的质量来吸引它们，这些外(wài)围(wéi)的(de)恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当(dāng)中了(le)。基于这种现象，科学家们会使用(yòng)一种相(xiāng)对标(biāo)准的(de)方法(fǎ)来解释暗物(wù)质的(de)存在，这种方法就(jiù)是(shì)测量星系(xì)当中气体在X轴上距(jù)离星系中心的(de)距(jù)离，以及在Y轴上气体的旋转速(sù)度(dù)。如果(guǒ)出现(xiàn)异(yì)常的结果，就认(rèn)为是(shì)由暗物质(zhì)的(de)力量进入其(qí)中(zhōng)。

于是科(kē)学(xué)家们(men)通过射(shè)电望远镜测量了距(jù)离星(xīng)系中心更远距离(lí)的(de)氢元素，发现(xiàn)它们的(de)旋转速度(dù)并不符合牛(niú)顿(dùn)的力学定律。我们的(de)太阳系也不例外，太阳(yáng)系位于银河系的(de)第三悬臂之上，距离银(yín)河系中心(xīn)2.6万(wàn)光年，根据万有引力定律进(jìn)行(xíng)计算(suàn)，太阳系的运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在(zài)以220千米(mǐ)/秒的速(sù)度围绕(rào)银河系旋转，这(zhè)个(gè)实际速度远远大于理(lǐ)论速度，那么产(chǎn)生以上(shàng)这种(zhǒng)向心加(jiā)速度(dù)的原因(yīn)很可能就(jiù)是存在着一种我们看不到的物质，是(shì)这(zhè)些暗(àn)物质的引力效应将星系聚集在了(le)一起(qǐ)。

也是从这(zhè)时开始，越来(lái)越多的研(yán)究人员开始相信(xìn)暗物质的存(cún)在。科学家根据星系外恒星轨道(dào)的(de)速(sù)度，估算在(zài)星系(xì)当中暗物质的质(zhì)量(liàng)占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释这个现象的(de)原(yuán)因。在一项(xiàng)新的研(yán)究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应的(de)遥远恒星之间，也(yě)会出(chū)现速度上的微小差(chà)异。另外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常的(de)星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银(yín)河系的千(qiān)分之一。

所以在理论上，该星(xīng)系必(bì)须存在暗物质，否则(zé)就(jiù)会分(fēn)崩离析。但是(shì)科学(xué)家们使用最(zuì)先(xiān)进的望远镜对其进行(xíng)了40个小时(shí)的详(xiáng)细测量(liàng)之后，发现星系(xì)中的恒星运动是可以用正常(cháng)的物质和力学定律来解(jiě)释(shì)的(de)。那么又有人提出，也许该星(xīng)系的暗物(wù)质(zhì)，已(yǐ)经(jīng)被附(fù)近的另一个大星系剥(bō)离了(le)。奇怪的是，它(tā)的(de)附近没有(yǒu)任何(hé)星系存在。造成这些现象(xiàng)的除(chú)了暗物质的假说之外，另一(yī)种可(kě)能就是人类对引力(lì)的理解还不够全面，引力很可能(néng)在不同尺度(dù)空间中(zhōng)的工(gōng)作方式(shì)是不同的，这意味着(zhe)在行(xíng)星系尺(chǐ)度中的天体会沿着它(tā)们的轨(guǐ)道，按照我们所理解的(de)方式运动。但是上升(shēng)到星(xīng)系和星团(tuán)的尺度，引力(lì)之间的相互作用则是不(bù)同(tóng)的方式。对于(yú)在星系团(tuán)之间的相互(hù)作用，科学(xué)家还引(yǐn)入了外(wài)部场效应的概念，指的是在数百万光年的(de)规模上，巨大的质(zhì)量(liàng)之间会产生对(duì)彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德(dé)理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立，这意味着我们需要对(duì)现(xiàn)在的物理定(dìng)律进行修正(zhèng)，这些发现也让很(hěn)多人(rén)认为暗物质假说理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的其他(tā)的理论证(zhèng)据，这些理论证据是(shì)蒙德理(lǐ)论所没(méi)法解(jiě)释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光年(nián)的子(zi)弹星系团(tuán)，由两(liǎng)个(gè)碰(pèng)撞的星系团所(suǒ)组成，类似(shì)这样(yàng)的星团，它们大部分的普通质量都在星(xīng)系的气体当中。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公里/小(xiǎo)时发生(shēng)碰(pèng)撞的时候，星际气体的相互作用就会导致(zhì)温度的急(jí)剧升高，速度大幅(fú)降低。所(suǒ)以在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的(de)质量将位于所(suǒ)有这(zhè)些(xiē)气体所在的中间区域。那(nà)么我们(men)通过什么来验证它的(de)质量区(qū)域(yù)到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯(bó)太(tài)空望远镜(jìng)传回了(le)宇(yǔ)宙当(dāng)中第(dì)一张全彩(cǎi)的高清照片，在(zài)照片中我们可以明显地(dì)看到很多(duō)星系似乎被拉伸(shēn)产生了(le)巨大的(de)形变。其实这些星系(xì)本身并不是(shì)真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出(chū)了(le)什么问题，而是这样极遥远的天体和我们(men)地球上的观测者(zhě)之间。被(bèi)一个质(zhì)量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质量的(de)东西的(de)引力，会使身后更遥远星系的(de)光都发生了扭曲。这(zhè)个现(xiàn)象就是引力透镜效应(yīng)。这个巨大的天体可能是超大质量的黑(hēi)洞(dòng)或者(zhě)是暗物质。什么是因果论证举例说明句子，什么是因果论证举例说明的方法

所以当人们对子弹(dàn)星(xīng)系(xì)团观(guān)测(cè)的时候，发现它的大质量区域并不是在中(zhōng)间，而(ér)是在两侧。所以最好的解释方法就是当星(xīng)团发生(shēng)全部的(de)碰(pèng)撞时，可(kě)被观测到的质(zhì)量(liàng)气(qì)体被卡在了中间(jiān)，暗物质则直接通过了这个区(qū)域(yù)，并在两边形成(chéng)了引力透镜。对子弹星(xīng)系团(tuán)的引力透镜研(yán)究也被认(rèn)为是(shì)暗物质存在(zài)的迄今为止(zhǐ)最好的理(lǐ)论证据。

除(chú)此之外，还有(yǒu)来自(zì)宇宙当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆(bào)炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终于可(kě)以畅通无阻地穿(chuān)越在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留下(xià)了各相(xiāng)同性的(de)微(wēi)波辐射。其(qí)中红色的(de)部分表示温度较(jiào)高(gāo)的区(qū)域，蓝(lán)色则表示(shì)相(xiāng)对较冷的区域，但(dàn)实际上它(tā)们之间的(de)温差(chà)只有万分(fēn)之(zhī)一。

科(kē)学(xué)家们通过对前景背(bèi)景分离(lí)后的(de)二(èr)值图(tú)像进行连通域提取和标记之(zhī)后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起(qǐ)来不(bù)应该是这(zhè)样的，而随着暗物(wù)质的增(zēng)加，一(yī)些(xiē)峰值的(de)幅度(dù)会(huì)减小，才(cái)变得(dé)看起来“和谐(xié)”。为(wèi)了(le)匹配宇(yǔ)宙微波背景(jǐng)辐射的测量值，我们需(xū)要的暗物质(zhì)大约是普通物质的5倍。这个数(shù)字(zì)与解(jiě)释(shì)星系当(dāng)中恒星运动所需要的暗物质比(bǐ)例(lì)是一(yī)致的。这(zhè)就意味着(zhe)。

用了一个简单(dān)的理论框架，就很好地解释了很多(duō)不同的(de)观测(cè)结(jié)果。而暗(àn)物质的(de)本(běn)质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子，它们(men)不参(cān)与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互(hù)作用。所(suǒ)以如(rú)果(guǒ)能够找到这种(zhǒng)粒子(zi)的存在，就相当(dāng)于找(zhǎo)到(dào)了暗物质存在的实(shí)际证据。这(zhè)种粒子到底是什(shén)么？科学家们已经提出了数十种的假想目(mù)标，而要寻找这些不(bù)同的目标(biāo)粒子所需(xū)要的(de)实验方式也不相同(tóng)。在过去的几十(shí)年(nián)当中，人(rén)类为了寻找这些(xiē)看(kàn)不见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎不会与(yǔ)常规物质相互作用的“暗物质(zhì)”，科学家们(men)已经(jīng)进行(xíng)了超过50次的实(shí)验，却没有任(rèn)何(hé)实质性的发现，除了一个地方，意大利(lì)的(de)格兰萨(sà)索(suǒ)山，隶什么是因果论证举例说明句子，什么是因果论证举例说明的方法(lì)属于阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿井当中(zhōng)，藏着地球上最大的地学实验室，这个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的(de)探测器，一直致(zhì)力(lì)于寻找暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学(xué)家声称观测到了某种信号。经过(guò)了(le)20多年的(de)数据收集，人们发(fā)现了一(yī)个有趣(qù)的(de)事(shì)情(qíng)。探测率会在(zài)每年的6月份达到峰值(zhí)，然后在11月(yuè)降(jiàng)到最低(dī)，而且在(zài)20年当(dāng)中每年都是一样。一些(xiē)科(kē)学家认为这可能是人类发现暗物质的第一个(gè)直(zhí)接(jiē)证据。

但是为什(shén)么暗物质(zhì)会产生周期性的年度(dù)信号呢？刚才我(wǒ)们(men)讲了太阳系正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒的速(sù)度围绕着银河系进行移动，那(nà)么如果暗(àn)物质(zhì)存在宇宙当中(zhōng)，这意味着我们也在以这样的速度在穿越着(zhe)暗物(wù)质(zhì)流，这个过程(chéng)中会产(chǎn)生相(xiāng)应的振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度围绕太(tài)阳进行(xíng)旋(xuán)转。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳环绕(rào)银河系的(de)方向(xiàng)是一(yī)致的，而另外半年则与之(zhī)相反。

而在6月(yuè)份(fèn)的(de)时(shí)候，地球与太阳的(de)方向正好达到完全一(yī)致，这是理论上(shàng)地球穿(chuān)越暗物质流最快(kuài)的(de)时段。而在(zài)11月(yuè)份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管在(zài)实(shí)际的情(qíng)况中，太阳系(xì)相对银河(hé)系(xì)的(de)平(píng)面呈(chéng)现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影(yǐng)响这个理论的有效(xiào)性。

因此(cǐ)科学(xué)家认为这可(kě)以用来(lái)解(jiě)释，研究人员们所(suǒ)观测到的周期性信号(hào)。当然也可能有其他(tā)的情(qíng)况，造成这种年度周期信号的差异也可能(néng)是(shì)温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这个周(zhōu)期的(de)规律。

所以(yǐ)，科学家(jiā)们(men)又在南(nán)半(bàn)球(qiú)建立了一个(gè)几乎相(xiāng)同的(de)实验室，这(zhè)里的(de)季节与(yǔ)之(zhī)前的实验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特征和第一个实验室是一样的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这里可以(yǐ)得(dé)到(dào)相同(tóng)的信号，就可以成(chéng)为暗物质所(suǒ)存在的非常有力的(de)证据了。但是(shì)由于这个实(shí)验室刚刚(gāng)建成(chéng)不(bù)久，所以截(jié)至目前还无法提供相应的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会(huì)发射一台(tái)新(xīn)的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫(jiào)做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大(dà)小跟哈勃望(wàng)远镜相同(tóng)，但它的宽视(shì)场仪器提供的(de)视野(yě)是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远镜其中一(yī)个关键(jiàn)的用途就是探索暗物(wù)质背(bèi)后的奥(ào)秘(mì)，对于(yú)探测的结果(guǒ)，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒子天体物理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在(zài)，它们极有可能拥有另一(yī)种神秘的效应，这种(zhǒng)暗(àn)物质效应，会支(zhī)持(chí)宇宙当(dāng)中生命的(de)诞生，或者说是生命进(jìn)化的一(yī)个重(zhòng)要(yào)因素。

如(rú)果这一理论得到进一(yī)步的证(zhèng)实，那(nà)么遍(biàn)布宇宙(zhòu)当中的(de)暗(àn)物质会不会意(yì)味(wèi)着人类并不孤单呢？或(huò)许(xǔ)在宇宙当中某个(gè)角(jiǎo)落的行星上，暗物(wù)质正(zhèng)在通(tōng)过这样的效应创造(zào)生命。当(dāng)然，这些推论(lùn)的大前(qián)提是要(yào)先(xiān)找到暗物质存(cún)在的实际证据(jù)。那么(me)小伙伴(bàn)们，你(nǐ)们觉(jué)得暗物质(zhì)到底存不存(cún)在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支持是我更新的动力！

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