宇宙是“人(rén)为(wèi)制造”的？为(wèi)何(hé)会存在科学(xué)无法解释的(de)“暗(àn)物质”？暗(àn)物质(zhì)又究竟是什么？人(rén)类为了寻(xún)找(zhǎo)暗(àn乌苏里江在哪，乌苏里江在俄罗斯叫什么)物(wù)质(zhì)存在的证据(jù)，科(kē)学家(jiā)们在过去的几十年当(dāng)中进(jìn)行了超(chāo)过(guò)50次的(de)长期实验，但是(shì)却(què)没有发(fā)现任何的(de)有效(xiào)证据。除了一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然(rán)哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运(yùn)动的规律。往(wǎng)后的(de)几百年来，当天(tiān)文(wén)学家们发现(xiàn)某(mǒu)些天体运行轨道出现异常，不(bù)符合万有引(yǐn)力定律的时候，他(tā)们就会知(zhī)道，周(zhōu)围一定(dìng)有未知(zhī)的天体通过引力在摄动它的(de)轨(guǐ)道(dào)。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥本(běn)勒维耶(yé)就(jiù)通过天(tiān)王星(xīng)运行(xíng)轨道的异常，推算并且发(fā)现了海王星的存在(zài)。另(lìng)外，哈(hā)雷彗星、冥王星(xīng)的(de)发现都(dōu)是应用万有引力定律所取(qǔ)得重(zhòng)大天文成就(jiù)的(de)例子。但(dàn)是这(zhè)些发现都是(shì)在(zài)恒星系(xì)统的尺度当中，可当我们上升(shēng)到星系(xì)或者是(shì)星团的尺(chǐ)度，事(shì)情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家弗里茨兹威(wēi)基(jī)正在研究和测(cè)量后发星系团的质量。这是一个(gè)由数千个星系所组成的(de)巨大星系团，这(zhè)些星系被(bèi)引力束缚(fù)在一起。测(cè)量星系(xì)团(tuán)的(de)质量一般会使用到两种(zhǒng)方(fāng)法，当两(liǎng)种方法结(jié)果一致，就(jiù)可以(yǐ)确定其质量(liàng)的(de)范围(wéi)。

第一(yī)种是获得其(qí)"光度(dù)学的质量"，需(xū)要的数据是测量(liàng)各个星系的光度。

第二种是动力(lì)学质(zhì)量的计算，是利用光谱红移(yí)测(cè)量星系团中的各个星系相对(duì)于星系团的运动速度。当测量结果出(chū)来之后，兹威基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学(xué)质量”的(de)400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后发座(zuò)星(xīng)系团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的(de)质(zhì)量(liàng)并不以可见光的(de)形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在测量速度的(de)过程中，兹威(wēi)基(jī)发现星系(xì)团中很多星(xīng)系的速度比理论上要快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些(xiē)可(kě)见星系的质量所产生(shēng)的引力(lì)是无法(fǎ)将它们束缚(fù)在(zài)星系团内的，它们(men)早就应该被抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一(yī)种(zhǒng)神秘的力量在(zài)起作(zuò)用，这种力量来源于某种隐形的物(wù)质。

据(jù)此，兹维(wéi)基提出(chū)了这(zhè)样部分(fēn)不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大(dà)部分的质量。只是当时的人们对这(zhè)样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个(gè)词才再一次出现。天文学家维拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯(kěn)特福特(tè)在观测仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说(shuō)，距离(lí)中心越远的恒星(xīng)在其轨道上(shàng)的运(yùn)行速度就会越慢。但是他(tā)们观(guān)测(cè)的结果却让人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星系当中如(rú)果没(méi)有(yǒu)足够大的质量来吸引它们，这些外围的恒(héng)星早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这(zhè)种现象，科学家(jiā)们会使用一种相对(duì)标准的方法(fǎ)来解释暗物质的存在，这(zhè)种方法就是(shì)测量星(xīng)系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系(xì)中心(xīn)的(de)距(jù)离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果(guǒ)出现异(yì)常的(de)结果，就认为是由暗(àn)物质的力(lì)量进(jìn)入其中。

于是(shì)科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系(xì)中心(xīn)更远距离的(de)氢元(yuán)素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们(men)的(de)太阳(yáng)系也不例外，太阳系(xì)位于银河系的第三(sān)悬臂之上，距离银(yín)河系中心(xīn)2.6万光年，根据万有(yǒu)引力(lì)定律进行(xíng)计算(suàn)，太阳系的(de)运行速度应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米/秒的速度(dù)围(wéi)绕银河系旋转，这个实际(jì)速(sù)度远远大于理论速(sù)度，那么产生以上这(zhè)种(zhǒng)向心加速度(dù)的原因(yīn)很可能(néng)就(jiù)是存在着(zhe)一种我(wǒ)们看不到的物质，是这些暗(àn)物质的引力效(xiào)应将星系(xì)聚(jù)集在了一起。

也是从这时开始，越来越多的研(yán)究人员(yuán)开(kāi)始(shǐ)相信暗物质的(de)存(cún)在。科学家(jiā)根据星(xīng)系外恒星(xīng)轨道(dào)的速度，估(gū)算在星(xīng)系当(dāng)中暗物质的质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可(kě)以(yǐ)解释(shì)这个现象的(de)原因。在一项新(xīn)的研究当(dāng)中，科学家(jiā)们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引力效应的遥(yáo)远恒(héng)星之间，也会出现速(sù)度上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发现了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大(dà)约2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多(duō)，但(dàn)是星(xīng)系(xì)当中存在的恒星数量却(què)只有银(yín)河(hé)系的(de)千分(fēn)之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上(shàng)，该星系必须存在暗物质，否则就会分(fēn)崩(bēng)离析。但是科学家们使用最先进的(de)望远镜(jìng)对其进行了(le)40个小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系中(zhōng)的恒(héng)星运(yùn)动是可(kě)以(yǐ)用正(zhèng)常的物质和力学(xué)定律来解释(shì)的。那么又有人提出，也(yě)许该星(xīng)系的暗物质，已(yǐ)经被附近的(de)另一个(gè)大(dà)星系剥离了。奇怪(guài)的(de)是，它(tā)的(de)附近没有任何星系存(cún)在。造成这(zhè)些现象的除了暗物质的假说之外(wài)，另一种可能(néng)就是人(rén)类对(duì)引力的理解还不够全(quán)面，引力很(hěn)可能(néng)在(zài)不同尺(chǐ)度空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意(yì)味着在行星系尺度(dù)中的(de)天体会沿(yán)着它们的轨道，按照我们所理解的方式(shì)运动。但(dàn)是上(shàng)升(shēng)到星系和星团的尺度，引(yǐn)力(lì)之间的相互作用则是不同的(de)方式。对(duì)于在星系(xì)团之间的相(xiāng)互作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是在数百万光年(nián)的规模上，巨大的质量之间(jiān)会(huì)产生(shēng)对彼此特(tè)殊的(de)效(xiào)果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需(xū)要对现在的物理定律进(jìn)行修正，这些发现也让(ràng)很多人认(rèn)为暗物质假说(shuō)理论就(jiù)此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗物(wù)质(zhì)存在(zài)的(de)其他的理论证据，这些理论证据是蒙德理论(lùn)所没法(fǎ)解释的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹(dàn)星系(xì)团，由两个碰撞的(de)星系团所组成，类似(shì)这样(yàng)的星团，它们(men)大部(bù)分的普通质量(liàng)都(dōu)在星系的气体当中。当(dāng)星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞的(de)时候(hòu)，星际气体(tǐ)的相互(hù)作用就会导致温度(dù)的急剧升(shēng)高，速度大(dà)幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹(dàn)星系(xì)团大部分的质量将位于所有(yǒu)这些气(qì)体所在的(de)中间区域。那(nà)么(me)我们(men)通过(guò)什么来验证它的质量(liàng)区(qū)域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照(zhào)片(piàn)中我们可以明显地看到很(hěn)多星系似乎被(bèi)拉(lā)伸产(chǎn)生(shēng)了巨大的形(xíng)变。其(qí)实这些星(xīng)系本身并不(bù)是真的(de)被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这(zhè)样极遥远的天(tiān)体和我(wǒ)们地球(qiú)上的观测(cè)者(zhě)之(zhī)间。被一个(gè)质(zhì)量超(chāo)级巨大(dà)的天体遮挡(dǎng)，这个超大质量的(de)东西的引力，会使身后更遥远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是引力(lì)透镜效(xiào)应。这(zhè)个巨大的天体(tǐ)可能是超大质量的(de)黑(hēi)洞(dòng)或(huò)者(zhě)是暗物质(zhì)。

所以当人们对(duì)子弹(dàn)星系团观测(cè)的(de)时候，发现(xiàn)它(tā)的大质量(liàng)区域(yù)并不是在中(zhōng)间，而是(shì)在两侧。所(suǒ)以最好的解释(shì)方(fāng)法就是当(dāng)星团发生全部的碰(pèng)撞时，可(kě)被观测到(dào)的(de)质量(liàng)气体被卡在了中间，暗(àn)物质则直接通(tōng)过了这(zhè)个(gè)区(qū)域(yù)，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系团(tuán)的引力透镜(jìng)研究(jiū)也被认为(wèi)是暗物质存在的(de)迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外(wài)，还有(yǒu)来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之(zhī)后，可(kě)见(jiàn)光终(zhōng)于可以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年之后，这些(xiē)光(guāng)在宇宙(zhòu)空(kō乌苏里江在哪，乌苏里江在俄罗斯叫什么ng)间背景上留下(xià)了各相(xiāng)同(tóng)性的微波辐射。其中红色的部分表示(shì)温度较高的(de)区域(yù)，蓝色则表(biǎo)示相(xiāng)对较冷的区(qū)域，但实(shí)际上(shàng)它(tā)们之间(jiān)的(de)温差只有万分之一。

科学家们通过对(duì)前景背景分离后的二(èr)值图像(xiàng)进行连通域提取和(hé)标记之(zhī)后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起(qǐ)来(lái)不应(yīng)该是这样的，而随着暗物质(zhì)的增加(jiā)，一些峰值的(de)幅度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微(wēi)波(bō)背(bèi)景辐(fú)射的测量值，我们需要的暗物质大(dà)约是普通物质的5倍。这(zhè)个数字与解(jiě)释星系当中恒星运动所(suǒ)需要的(de)暗物质比(bǐ)例是一致的。这就意味着(zhe)。

用(yòng)了(le)一个简单的理论框架，就很好地解释了很多(duō)不同的观测结果。而(ér)暗物(wù)质的本(běn)质就(jiù)是宇宙(zhòu)当中存(cún)在着某(mǒu)种类(lèi)型的粒子，它们不参与任何其他的(de)电磁作(zuò)用，只通过引力(lì)来(lái)相(xiāng)互(hù)作用(yòng)。所(suǒ)以如果能够(gòu)找到这种粒子(zi)的(de)存在，就相当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证(zhèng)据。这种粒子到(dào)底是什么？科学家(jiā)们(men)已经提出了数十(shí)种的假(jiǎ)想目标，而(ér)要寻找(zhǎo)这些(xiē)不(bù)同(tóng)的目标粒子所(suǒ)需要的实(shí)验方式(shì)也(yě)不(bù)相(xiāng)同。在过去(qù)的(de)几十年(nián)当中，人类为了寻找这些看不见、摸(mō)不到，几(jǐ)乎不会与常规物质(zhì)相互作用的(de)“暗物(wù)质”，科学家(jiā)们(men)已经进行了超过50次的实验(yàn)，却(què)没(méi)有任(rèn)何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地球上最大的地学实(shí)验室，这个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼(lóu)高的探(tàn)测器，一直致(zhì)力于寻(xún)找暗物质(zhì)粒子的(de)周期性震荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这(zhè)里的科(kē)学家(jiā)声称观测到了某(mǒu)种(zhǒng)信(xìn)号。经过了(le)20多年(nián)的数据收集(jí)，人们发现了(le)一(yī)个有(yǒu)趣的事情(qíng)。探(tàn)测率会在每年的6月份达到(dào)峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家(jiā)认为这可能(néng)是人类发现暗物质的第(dì)一个直接(jiē)证据。

但是为(wèi)什么(me)暗(àn)物质会产生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银河系进(jìn)行移动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在以(yǐ)这样的速度在穿越着暗物(wù)质流，这个(gè)过程(chéng)中会产(chǎn)生相(xiāng)应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳进行旋转。所以有(yǒu)半年的时间(jiān)，地(dì)球围(wéi)绕太阳(yáng)的方向与太阳环绕银河系(xì)的方向是一致的(de)，而另外半年则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与太(tài)阳的方向正好(hǎo)达(dá)到完全一(yī)致，这是(shì)理论上(shàng)地球穿越(yuè)暗物质流最(zuì)快(kuài)的时(shí)段。而在11月份，又恰(qià)好达到了最(zuì)慢值。尽管在实(shí)际(jì)的情(qíng)况(kuàng)中，太阳系相对银河系的平(píng)面(miàn)呈乌苏里江在哪，乌苏里江在俄罗斯叫什么(chéng)现了(le)60度(dù)的倾斜，但是这并不影响(xiǎng)这个理论的有(yǒu)效性。

因此科学(xué)家认为这可(kě)以用来解(jiě)释(shì)，研究人员们(men)所观测到(dào)的(de)周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他的情(qíng)况，造成这种年(nián)度周期信号的(de)差异也可能(néng)是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也(yě)符合这个周期的规律。

所以，科学家们又在(zài)南(nán)半球建(jiàn)立了一个几(jǐ)乎相同的实(shí)验室，这(zhè)里的季节(jié)与(yǔ)之前的实验(yàn)室(shì)正好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物质流的运动(dòng)特征(zhēng)和第一个实(shí)验室是一样的。

因(yīn)此(cǐ)，如果在这里可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成(chéng)为(wèi)暗物质所(suǒ)存在的非常有(yǒu)力的证据了。但是由于这个(gè)实验室刚刚建成不久，所以(yǐ)截至(zhì)目前还无法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这(zhè)台(tái)太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼(màn)”，它的(de)主(zhǔ)镜大(dà)小跟(gēn)哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器提供的视野是(shì)哈勃红(hóng)外仪(yí)器的100倍。南(nán)希格雷斯罗曼(màn)太(tài)空望远镜其中一(yī)个关键的用途就是(shì)探(tàn)索暗物质背后(hòu)的(de)奥秘(mì)，对于探测(cè)的结果(guǒ)，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗(àn)物质(zhì)存在(zài)，它们(men)极有可能(néng)拥有另一种(zhǒng)神秘的效应(yīng)，这种(zhǒng)暗(àn)物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的(de)诞生，或者说是生命进化的一个(gè)重要因素(sù)。

如果这(zhè)一理论得到(dào)进(jìn)一步(bù)的证(zhèng)实，那(nà)么(me)遍布(bù)宇宙当(dāng)中的暗物质会不会(huì)意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中某个角落的(de)行(xíng)星上，暗物(wù)质正(zhèng)在通(tōng)过这样的(de)效应创造生命(mìng)。当然，这些推论(lùn)的(de)大(dà)前提是要先找到暗物质存在的(de)实际(jì)证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 乌苏里江在哪，乌苏里江在俄罗斯叫什么