宇宙是(shì)“人(rén)为制造”的？为何会存在科学(xué)无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟(jìng)是什(shén)么？人类为了(le)寻找暗物质存在的证据，科学家们在过(guò)去的几十年(nián)当中进(jìn)行了超(chāo)过50次的(de)长(zhǎng)期实(shí)验，但是却(què)没(méi)有(yǒu)发现任何的(de)有(yǒu)效证(zhèng)据。除了一个地方，在1687年出版的(de)自然哲学数学原理一书中，埃(āi)萨克牛(niú)顿发表了万(wàn)有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙中天(tiān)体运(yùn)动的(de)规律(lǜ)。往后的(de)几百年来，当(dāng)天文学(xué)家们(men)发(fā)现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有引(yǐn)力(lì)定律的(de)时候，他(tā)们就会(huì)知道，周围一定(dìng)有未知的(de)天体通过引力在(zài)摄(shè)动它(tā)的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算(suàn)并且(qiě)发现了海(hǎi)王星的存在(zài)。另外(wài)，哈雷彗星、冥王(wáng)星(xīng)的发现都是(shì)应(yīng)用万有引力定律所取得重大(dà)天文成(chéng)就(jiù)的例子。但是这些发现都是(shì)在恒星系统的尺度当中，可当我(wǒ)们上升到(dào)星(xīng)系或(huò)者是星团(tuán)的尺(chǐ)度，事(shì)情就开始(shǐ)变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家(jiā)弗里茨兹威基正在(zài)研究和测(cè)量后发星系(xì)团的质量。这(zhè)是一个由数千个(gè)星系(xì)所组成的巨大星系团，这(zhè)些星系被(bèi)引力(lì)束缚在(zài)一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法，当两种方(fāng)法结果一致，就可(kě)以(yǐ)确定(dìng)其质量的范围(wéi)。

第一种是获(huò)得其"光(guāng)度(dù)学的质量"，需(xū)要(yào)的数据(jù)是测(cè)量(liàng)各个星系的光度(dù)。

第二种是动力学质量(liàng)的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星(xīng)系团中的(de)各个(gè)星系相对(duì)于星(xīng)系团的运动速度。当测量结果出来(lái)之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光(guāng)度学(xué)质量”的400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了(le)，或者说这99%的质量并不(bù)以可见光的形式(shì)所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异(yì)的是，在测量速(sù)度的过程中(zhōng)，兹威基发现星系(xì)团中很多(duō)星系的速度比(bǐ)理(lǐ)论上要快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的(de)引力是无(wú)法将它们束缚在星系团(tuán)内(nèi)的，它们早就(jiù)应该被抛(pāo)出星系团之外了，除非(fēi)有一种神秘(mì)的力(lì)量在(zài)起作用，这种力量(liàng)来源于某(mǒu)种隐形(xíng)的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹(zī)维(wéi)基提(tí)出了这(zhè)样部(bù)千树万树梨花开的上一句是什么，千树万树梨花开的上一句是什么古诗分不可见的暗质(zhì)，它不(bù)发散(sàn)光、吸光(guāng)、反射光(guāng)，但(dàn)是它们却(què)占(zhàn)据着宇宙中绝大部分的(de)质量。只是当(dāng)时的人们对这样的一(yī)种说(shuō)法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物(wù)质”这(zhè)个词才再一次出(chū)现。天文学家维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯特(tè)福(fú)特在观测仙女座星系中的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论上来说，距离中心越远的(de)恒星(xīng)在其轨道上的运行速度就(jiù)会越慢。但是他(tā)们观测的结果却让人感到不可思议。

随着与中心距(jù)离(lí)的增加(jiā)，恒星的旋(xuán)转速度几(jǐ)乎保持(chí)不变。可是(shì)根据牛(niú)顿的万有(yǒu)引力定律(lǜ)，在(zài)星系(xì)当中如果(guǒ)没有足够大(dà)的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早就(jiù)被(bèi)甩(shuǎi)到宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。基于这种现象，科学家们会使用一种相对(duì)标(biāo)准的(de)方法来解释暗物质的存在，这(zhè)种(zhǒng)方法就是测量星(xīng)系当中气体(tǐ)在X轴(zhóu)上距离星系中心的距离，以及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的(de)旋转速(sù)度。如(rú)果出现异(yì)常的结果(guǒ)，就认为(wèi)是由暗物(wù)质的(de)力量进(jìn)入其中。

于是科学(xué)家们(men)通过(guò)射电(diàn)望远镜测量了距(jù)离星(xīng)系中心更远(yuǎn)距离(lí)的氢元素，发现(xiàn)它(tā)们(men)的旋转速度并不符(fú)合(hé)牛顿(dùn)的(de)力学定律。我们的太阳(yáng)系也不(bù)例(lì)外，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年(nián)，根据万有引(yǐn)力定律进行计算，太(tài)阳系的运行(xíng)速度(dù)应该是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳(yáng)系正(zhèng)在(zài)以(yǐ)220千(qiān)米(mǐ)/秒的速(sù)度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速(sù)度远远大于(yú)理论速度(dù)，那么产(chǎn)生(shēng)以上这种向心加速度的(de)原因很可能就是存在(zài)着一种我们看不到的物质，是这些暗(àn)物质的引(yǐn)力效应将星系聚集在了一起。

也是从(cóng)这时开(kāi)始，越来越多的研究(jiū)人员开始(shǐ)相(xiāng)信暗物质的存(cún)在(zài)。科(kē)学家根据星系外(wài)恒星轨道的(de)速度(dù)，估算在星系当中暗物质的(de)质(zhì)量占整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物质并不是(shì)唯一可以解释这个现象的原因(yīn)。在(zài)一项(xiàng)新的研究(jiū)当(dāng)中(zhōng)，科(kē)学家们发现，几(jǐ)乎没(méi)有引(yǐn)力(lì)效应的遥远恒星之(zhī)间(jiān)，也会出现速(sù)度上的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星(xīng)数量却只有银河系的千分(fēn)之一。

所以在理论上，该(gāi)星系必(bì)须存在暗(àn)物质，否则(zé)就会分崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先进(jìn)的望(wàng)远镜对其进行了40个小时的详细测量(liàng)之后，发现星系中的恒(héng)星运动是(shì)可以用正常的物质和(hé)力学定(dìng)律来解释的。那么(me)又有人提出，也许该星系的暗物质，已经被附近(jìn)的另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附近没有任何星系存(cún)在。造成这些现象的除了暗物(wù)质的假(jiǎ)说(shuō)之外，另一(yī)种可能(néng)就是人类对引力的理解还不够全面，引力很可(kě)能在不同尺(chǐ)度空间中(zhōng)的工作方式(shì)是不同的，这意味着在(zài)行星(xīng)系尺度中的天体(tǐ)会沿着它们的轨道(dào)，按(àn)照我们所理(lǐ)解的方(fāng)式(shì)运动。但是上升到星系(xì)和星团(tuán)的尺度(dù)，引力之(zhī)间的(de)相互(hù)作用则是不同(tóng)的(de)方式。对于在星系(xì)团(tuán)之间(jiān)的相互作用，科(kē)学家还(hái)引(yǐn)入了外部(bù)场(chǎng)效应的(de)概念(niàn)，指的是在(zài)数百万(wàn)光年的规模上，巨大(dà)的质量之间(jiān)会产生对彼(bǐ)此(cǐ)特殊的(de)效果(guǒ)，这个(gè)理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们(men)需要(yào)对(duì)现在的物理定律进行修正，这(zhè)些发(fā)现也让(ràng)很(hěn)多人认为暗(àn)物质(zhì)假说理论就此终结。但是在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中还(hái)有关(guān)于暗物质存在的其(qí)他的理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离(lí)为37亿(yì)光年的子弹星(xīng)系团，由(yóu)两(liǎng)个(gè)碰撞的星(xīng)系团所组成，类似这(zhè)样(yàng)的星团(tuán)，它们大部分(fēn)的普通质量(liàng)都在星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体的相互(hù)作用就会导(dǎo)致温度的急(jí)剧升(shēng)高(gāo)，速度大幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在理(lǐ)论上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之(zhī)后，子弹星(xīng)系团大部分的质量将位于所有(yǒu)这(zhè)些气体所在的中(zhōng)间区域。那么我(wǒ)们(men)通(tōng)过(guò)什么来(lái)验证它(tā)的(de)质量区域到底是(shì)不(bù)是(shì)集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太(tài)空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的(de)高清照片，在照片(piàn)中(zhōng)我们(men)可以明显地看到很多星(xīng)系(xì)似乎(hū)被拉伸产生(shēng)了巨大的形(xíng)变。其实这些星(xīng)系本身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望(wàng)远镜出了什么问题，而(ér)是这(zhè)样极遥远(yuǎn)的天体(tǐ)和我们(men)地球上的(de)观测者之(zhī)间(jiān)。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超(chāo)大质量的东西的引(yǐn)力(lì)，会(huì)使身后更遥远星(xīng)系的光(guāng)都发生了扭(niǔ)曲。这个(gè)现(xiàn)象就(jiù)是(shì)引力透镜效应。这个(gè)巨大的天体可能是超(chāo)大(dà)质量(liàng)的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹星系团(tuán)观测的(de)时(shí)候，发现它(tā)的大质量区(qū)域并(bìng)不是在中间，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释方(fāng)法就(jiù)是当(dāng)星团发生(shēng)全部的碰(pèng)撞时，可被观测到的质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物质则直接通过了这(zhè)个区域，并在(zài)两边形成了引(yǐn)力透镜。对子(zi)弹星(xīng)系团的引(yǐn)力(lì)透镜研究也被认为是暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的迄今为止最好的理论(lùn)证据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可(kě)以畅(chàng)通无阻地穿(chuān)越在宇宙当中了。经过了130多亿年之(zhī)后(hòu)，这些(xiē)光在(zài)宇宙(zhòu)空间背(bèi)景上留下了各相同性的微波辐射。其中红(hóng)色的部(bù)分(fēn)表示温(wēn)度较高的区域(yù)，蓝(lán)色则表(biǎo)示相对(duì)较冷(lěng)的(de)区(qū)域，但实际(jì)上(shàng)它们之间的(de)温差只有万分之一。

科学家们通(tōng)过对前(qián)景背景(jǐng)分(fēn)离后的(de)二值图像进行连通域(yù)提(tí)取和(hé)标记(jì)之后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起来(lái)不应该是这样的，而随着暗物质的(de)增加，一些峰值的(de)幅度会减(jiǎn)小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙(zhòu)微(wēi)波背景辐射的(de)测量值，我们需(xū)要的暗物质(zhì)大约是(shì)普通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中恒(héng)星运动所需(xū)要的(de)暗物质比例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的理论框架(jià)，就很好地解释了很多(duō)不同的观测结(jié)果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就是(shì)宇(yǔ)宙当中存(cún)在着某种类(lèi)型的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引(yǐn)力来相互作用。所以如果能够找到(dào)这种粒(lì)子的(de)存在，就相当于找到了暗物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒(lì)子到底是什么？科(kē)学家们(men)已(yǐ)经提出了数十种的(de)假想目(mù)标，而要寻找这些(xiē)不同的目(mù)标粒子(zi)所需要的实验方式也不相同。在(zài)过去(qù)的(de)几十年当中，人类为了寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会(huì)与常规物质相互作用的“暗(àn)物质”，科学家们已经进行了(le)超过50次的实(shí)验(yàn)，却没(méi)有任何实质(zhì)性的发(fā)现，除了一个地方(fāng)，意大利的格兰萨(sà)索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地(dì)球上最大的地学实验室，千树万树梨花开的上一句是什么，千树万树梨花开的上一句是什么古诗这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力于(yú)寻找暗(àn)物(wù)质(zhì)粒子的周(zhōu)期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家(jiā)声称观测到(dào)了某种信号。经(jīng)过了20多年(nián)的数据收集，人们(men)发现了一个有趣的(de)事(shì)情(qíng)。探测率会在每年的(de)6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样(yàng)。一些科(kē)学家认为这可能是(shì)人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生(shēng)周期(qī)性(xìng)的年度信号呢(ne)？刚才我们讲了(le)太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着银(yín)河(hé)系进行移动(dòng)，那么如(rú)果(guǒ)暗物(wù)质存在宇宙当中，这(zhè)意(yì)味(wèi)着我(wǒ)们也在以(yǐ)这样的速度(dù)在(zài)穿越着暗物质流(liú)，这个过程(chéng)中会产生(shēng)相应的振荡，同(tóng)时(shí)地球(qiú)又以30公里/秒的速度围绕太(tài)阳进行旋转。所以有(yǒu)半年的时间，地球围(wéi)绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外(wài)半年则与之(zhī)相反。

而在(zài)6月份的(de)时候(hòu)，地球与太(tài)阳的方向正好达到完(wán)全一致，这是理论上地球穿(chuān)越暗物质流最快的时段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好达(dá)到了(le)最慢值。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河(hé)系的平面呈(chéng)现了60度(dù)的倾(qīng)斜，但(dàn)是这并不影响这个理(lǐ)论(lùn)的有效(xiào)性。

因(yīn)此科(kē)学家认为(wèi)这(zhè)可(kě)以用(yòng)来解释(shì)，研究人员们所观测到的周期性信号。当然也可能有其他(tā)的情况，造(zào)成(chéng)这种年度(dù)周期信号的差(chà)异也可(kě)能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大利游(yóu)客(kè)的数量也(yě)符(fú)合(hé)这(zhè)个(gè)周期的(de)规律。

所(suǒ)以，科(kē)学家们又在南半球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季节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(hé)第一个实验室是一样的(de)。

因此，如果(guǒ)在这里可(kě)以(yǐ)得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所存在(zài)的非常有力的证(zhèng)据了。但(dàn)是由于这个(gè)实验室刚刚(gāng)建成(chéng)不久，所以截至目前(qián)还无法(fǎ)提供相应的(de)数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射一台新的(de)望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南(nán)希格雷斯罗(luó)曼(màn)”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望(wàng)远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪(yí)器提供的(de)视野是哈勃红(hóng)外仪(yí)器(qì)的(de)100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望远(yuǎn)镜其中(zhōng)一个关键的(de)用途(tú)就是探索(suǒ)暗(àn)物质背后的奥秘，对(duì)于(yú)探测(cè)的结(jié)果(guǒ)，我们(men)只能拭目以待了。费米实验室(shì)粒子(zi)天体物理(lǐ)中心的科(kē)学家丹琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯特芬研究发(fā)现，如(rú)果(guǒ)暗物质存在，它们极(jí)有可(kě)能拥有另一种神秘的(de)效(xiào)应(yīng)，这种暗物(wù)质(zhì)效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命(mìng)的诞生，或者说(shuō)是生命进化的一个重(zhòng)要(yào)因素。

如果(guǒ)这一(yī)理论得(dé)到进一步的(de)证实(shí)，那么遍布宇(yǔ)宙当中的暗物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个(gè千树万树梨花开的上一句是什么，千树万树梨花开的上一句是什么古诗)角落的行星上，暗物质正在通过这样(yàng)的效应(yīng)创造生命。当然，这些推(tuī)论的大前提是要(yào)先找到暗物质存(cún)在的(de)实际证据(jù)。那么小伙伴(bàn)们，你们(men)觉得暗物质到(dào)底存不存在(zài)呢(ne)？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是我更(gèng)新(xīn)的动(dòng)力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 千树万树梨花开的上一句是什么，千树万树梨花开的上一句是什么古诗