宇(yǔ)宙是“人(rén)为(wèi)制造”的？为何(hé)会(huì)存在(zài)科学(xué)无(wú)法解释的“暗物质”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人(rén)类为了寻(xún)找暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的证据，科学(xué)家们在过去的几十年当(dāng)中进(jìn)行了超过50次(cì)的(de)长期实验，但是却没有发现任(rèn)何的有效证(zhèng)据(jù)。除(chú)了一个地方，在1687年出版的自(zì)然哲学数(shù)学原理(lǐ)一书中，埃萨克(kè)牛顿发(fā)表了(le)万有引力定律，它揭示了宇宙中天(tiān)体运(yùn)动(dòng)的规律(lǜ)。往(wǎng)后的几百年来，当(dāng)天文学(xué)家(jiā)们发现(xiàn)某些天体运行轨(guǐ)道(dào)出(chū)现异常，不符合万有引力(lì)定律的时候，他(tā)们就会知道(dào)，周围一定有(yǒu)未知的天体通(tōng)过引力在摄(shè)动它的轨(guǐ)道(dào)。比如在1846年，奥(ào)本勒(lēi)维耶就通过天(tiān)王星运行(xíng)轨道的异常(cháng)，推算并(bìng)且(qiě)发现了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷(léi)彗(huì)星、冥王星的发(fā)现都是应用万有引(yǐn)力定律所取得(dé)重大天文成就的例(lì)子。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的(de)尺度当中，可当我(wǒ)们上升到星系或者是(shì)星团的尺度，事情就开始变(biàn)得(dé)诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物(wù)理(lǐ)学家弗里茨兹威(wēi)基(jī)正在(zài)研究(jiū)和测量后发星系团(tuán)的质量。这是一个由数千(qiān)个星系所(suǒ)组成的巨大星(xīng)系团，这(zhè)些星系被(bèi)引力束缚在一起。测量(liàng)星系(xì)团的质量一般(bān)会使用(yòng)到两种方法，当两种方法结果一致，就可以确(què)定其质量的范围。

第一(yī)种是获(huò)得其"光度学(xué)的质量"，需要的数据是测量各个(gè)星系的(de)光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动力学(xué)质量的计算，是利用(yòng)光(guāng)谱红(hóng)移测量(liàng)星系团中的各个星系相对于星系团的运动速度(dù)。当测量结果出来(lái)之后(hòu)，兹威(wēi)基彻(chè)底懵了(le)，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后发(fā)座星系(xì)团有(yǒu)99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的质量并不(bù)以(yǐ)可见光的形式所存在，我们无法看到。最(zuì)诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星(xīng)系团中很多星系(xì)的速度比理(lǐ)论上要(yào)快得多，按照牛顿(dùn)的运动学定律(lǜ)，仅靠这(zhè)些可见星系的质(zhì)量所产生的引(yǐn)力是(shì)无法(fǎ)将它们束(shù)缚在星(xīng)系(xì)团内的，它们早(zǎo)就(jiù)应该被抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力(lì)量在起作用(yòng)，这种(zhǒng)力量(liàng)来源于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了这(zhè)样部分(fēn)不可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反(fǎn)射光，但是它们却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分的(de)质量(liàng)。只(zhǐ)是当(dāng)时(shí)的(de)人们对这样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直(zhí)到40年(nián)之后，“暗物质”这(zhè)个词才再(zài)一次出现。天文学家维拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯(kěn)特(tè)福特在(zài)观(guān)测仙女(nǚ)座星系中的(de)恒星运动(dòng)。理论上来说(shuō)，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒(héng)星在其轨道上的运行速度就(jiù)会越慢。但是他们观(guān)测的结(jié)果(guǒ)却(què)让人(rén)感(gǎn)到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不变。可是(shì)根据牛(niú)顿的万有引力定律，在(zài)星系当中(zhōng)如(rú)果没(méi)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(zhōng)了。基于(yú)这(zhè)种现象，科学家们会(huì)使用(yòng)一种相对标(biāo)准的方法来解(jiě)释暗物质的存在，这种(zhǒng)方(fāng)法就(jiù)是(shì)测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系中(zhōng)心(xīn)的(de)距离，以及在Y轴上气(qì)体的旋转速度。如果出现(xiàn)异(yì)常的结(jié)果，就认为是由暗物质的力(lì)量进(jìn)入其(qí)中。

于是科(kē)学(xué)家们通过射(shè)电(diàn)望远镜测(cè)量了(le)距离星系(xì)中心更(gèng)远(yuǎn)距(jù)离(lí)的氢元(yuán)素(sù)，发现它们的旋转速度并不(bù)符合牛(niú)顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳系也不例外，太阳系(xì)位于银河系的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根据万有(yǒu)引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是(shì)160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银(yín)河系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大(dà)于理论速度，那(nà)么产生以上(shàng)这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就是存在着(zhe)一种我们看不到的物质，是这些(xiē)暗物质(zhì)的引(yǐn)力效(xiào)应将星系聚集在了一(yī)起。

也是从这时开(kāi)始，越来越(yuè)多的(de)研究人(rén)员开始相信暗物质的(de)存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量的(de)85%。但是(shì)，暗物质并不是唯(wéi)一可以解释这个现象(xiàng)的(de)原因。在一项新的研究当中，科学家们(men)发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒星之(zhī)间，也(yě)会出现(xiàn)速度上的微小差异。另外(wài)，天文学家还发现(xiàn)了(le)一个(gè)反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距离地(dì)球大约(yuē)2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒(héng)星(xīng)数量却只有(yǒu)银河系的千(qiān)分(fēn)之(zhī)一。

所以在(zài)理(lǐ)论上，该(gāi)星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先(xiān)进的望远镜对其进行了(le)40个(gè)小时的(de)详细(xì)测量之(zhī)后，发现星系中的恒(héng)星运动是可以用正(zhèng)常的物质和(hé)力学定律来解释的。那么又有人提(tí)出，也许该星系的暗物质，已经(jīng)被附近的(de)另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没(méi)有任(rèn)何星系存(cún)在。造成这些现(xiàn)象的除了暗(àn)物(wù)质(zhì)的假(jiǎ)说之外，另一种(zhǒng)可能就(jiù)是人类(lèi)对(duì)引(yǐn)力的理(lǐ)解还(hái)不够(gòu)全(quán)面，引力很可能在不同尺度空间(jiān)中的工作(zuò)方(fāng)式(shì)是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度中(zhōng)的(de)天体会沿着它(tā)们的轨道，按照我们所理(lǐ)解的方式运(yùn)动。但是上升到星(xīng)系和星(xīng)团的尺度，引(yǐn)力(lì)之间的(de)相互作用(yòng)则是不同的方式。对于在(zài)星系(xì)团之间(jiān)的相互作(zuò)用，科学(xué)家还引入了外部场(chǎng)效应的概念(niàn)，指的是在数百万光年的规模(mó)上，巨(jù)大的质量(liàng)之(zhī)间会产生(shēng)对彼此特(tè)殊的效果，这个理论(lùn)叫(jiào)做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德(dé)理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现(xiàn)在的物理定律进行修正，这(zhè)些发现也(yě)让很多人认(rèn)为暗物质假(jiǎ)说(shuō)理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当(dāng)中还有关于暗物(wù)质存在(zài)的其他的理(lǐ)论证据，这些理论证据是蒙(méng)德(dé)理论所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年(nián)的子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞(zhuàng)的(de)星(xīng)系团所(suǒ)组成，类似这样的星团，它们大部分的普通(tōng)质量(liàng)都在星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万(wàn)公里/小时发(fā)生碰撞的(de)时候，星际气体的相互作用(yòng)就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降低。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的(de)质量将(jiāng)位(wèi)于(yú)所有这些气体所在的中(zhōng)间区域。那么(me)我们通过什(shén)么来验证它的质量区域到(dào)底(dǐ)是不是集中在中间呢？前(qián)不久，詹(zhān)姆斯韦(wéi)伯太(tài)空望远(yuǎn)镜传(chuán)回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高清照(zhào)片，在照片中我们可以(yǐ)明显地看到很多(duō)星系似乎被(bèi)拉(lā)伸产生了巨大的形变(biàn)。其实这些星系本身并不是真(zhēn)的(de)被扭曲了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问(wèn)题，而是这样极遥远的天体和我们(men)地球上的观测(cè)者之间。被一(yī)个质量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个(gè)超大质量的东西(xī)的引力，会使身后更(gèng)遥远(yuǎn)星系(xì)的(de)光都发(fā)生了扭曲(qū)。这(zhè)个(gè)现象(xiàng)就(jiù)是引力透镜效(xiào)应(yīng)。这个(gè)巨大(dà)的(de)天体可能是超大质(zhì)量的(de)黑洞(dòng)或(huò)者(zhě)是(shì)暗物质。

所以当人们(men)对子弹星(xīng)系团观测的时候，发现(xiàn)它的大质量区域并(bìng)不是在中间(jiān)，而(ér)是在两(liǎng)侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的(de)解释(shì)方法就是当星团发生全部的(de)碰(pèng)撞时，可被观测(cè)到的质量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则(zé)直接(jiē)通过(guò)了这个区(qū)域，并在两边(biān)形成(chéng)了(le)引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认(rèn)为(wèi)是暗物质存在的迄今为止最好的理(lǐ)论证据。

除此之外(wài)，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙当中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光在宇宙空间背景上(shàng)留下(xià)了各相同性(xìng)的微(wēi)波辐射。其中红(hóng)色的(de)部分表示温度较高的区域(yù)，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实际上它(tā)们(men)之间的温差(chà)只有万分(fēn)之(zhī)一。

科学(xué)家们通过(guò)对前景背景分离后(hòu)的二值图(tú)像(xiàng)进行连(lián)通域(yù)提取和标记之(zhī)后(hòu)发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形看起来(lái)不(bù)应该是这(zhè)样的，而随着(zhe)暗(àn)物质的(de)增加(jiā)，一些(xiē)峰(fēng)值的幅(fú)度会减小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为(w没事吃点护肝片好不好，女人吃护肝片的好处èi)了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们没事吃点护肝片好不好，女人吃护肝片的好处需要的暗物质(zhì)大约是普通(tōng)物(wù)质的(de)5倍。这个数字与解释星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质(zhì)比例是一致的。这(zhè)就(jiù)意味(wèi)着。

用了一个(gè)简单的理论(lùn)框架，就很好(hǎo)地解释(shì)了(le)很多不同(tóng)的观测(cè)结果。而暗物质的本质就是宇宙当中(zhōng)存在着(zhe)某种(zhǒng)类型的粒(lì)子，它们不参(cān)与任(rèn)何(hé)其他(tā)的电磁(cí)作用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所(suǒ)以(yǐ)如果能够(gòu)找到这种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相当于(yú)找到(dào)了暗物质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。这种粒子(zi)到(dào)底(dǐ)是什么(me)？科(kē)学家们已(yǐ)经提(tí)出了数十种(zhǒng)的假想目标(biāo)，而要寻找这些(xiē)不同的目(mù)标粒(lì)子所需要的实验方式也(yě)不(bù)相同(tóng)。在(zài)过去的(de)几(jǐ)十年当中，人类(lèi)为了(le)寻找这些看(kàn)不见、摸(mō)不到，几乎不会(huì)与常规(guī)物(wù)质相互作用(yòng)的“暗物(wù)质”，科学家(jiā)们已(yǐ)经进行(xíng)了超(chāo)过50次的实验，却没有任何实(shí)质性的发(fā)现，除了一个(gè)地方，意大利的(de)格(gé)兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑(bēi)斯(sī)山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井当(dāng)中(zhōng)，藏着地球上(shàng)最大的地(dì)学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探(tàn)测器，一直致力于寻(xún)找暗物质粒子(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)到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数(shù)据收集，人们发(fā)现了一个有趣的(de)事情(qíng)。探测率(lǜ)会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低(dī)，而且在(zài)20年当(dāng)中(zhōng)每年(nián)都是(shì)一样。一些科学家认(rèn)为这可(kě)能是人类发现暗物质的第一个直接证(zhèng)据。

但(dàn)是为什么暗物质(zhì)会产(chǎn)生周(zhōu)期(qī)性的年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的(de)速(sù)度(dù)围(wéi)绕着银河系进行移(yí)动，那么如(rú)果暗物(wù)质存在(zài)宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度(dù)在穿越着暗物质流，这个过(guò)程中会产生相应的振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以有(yǒu)半年的时间，地球(qiú)围(wéi)绕太阳的方向与(yǔ)太阳环(huán)绕(rào)银河系的方向是一(yī)致的，而另(lìng)外半年则与之(zhī)相反(fǎn)。

而在6月份(fèn)的时候，地(dì)球(qiú)与太(tài)阳的方向正好(hǎo)达到完全一致，这是理论上地球穿越暗物(wù)质流(liú)最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好(hǎo)达到了(le)最慢值。尽管在实(shí)际的情况中，太(tài)阳系相对(duì)银河系的(de)平(píng)面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影(yǐng)响这个理论的(de)有效(xiào)性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来(lái)解释(shì)，研究人员(yuán)们所(suǒ)观测到的周期性信号。当然也(yě)可能(néng)有其(qí)他的情况，造成这种年度周期信号的差异也可能是(shì)温度、湿度、土(tǔ)壤中的水(shuǐ)分、高山上的(de)积(jī)雪，甚至连意大利游客的(de)数量也符(fú)合这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家们又在南(nán)半球(qiú)建(jiàn)立了(le)一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的(de)季节与之前的实验室正(zhèng)好相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗(àn)物(wù)质(zhì)流的运动特征和(hé)第一(yī)个实验室是(shì)一样的。

因此(cǐ)，如(rú)果(guǒ)在这里(lǐ)可(kě)以(yǐ)得到相同的(de)信号，就可以(yǐ)成(chéng)为(wèi)暗物(wù)质所存在的非常(cháng)有力的证据了(le)。但是由于这(zhè)个实验室刚刚(gāng)建成不久，所以截至目前还无法提供相应的(de)数(shù)据(jù)支持。另外(wài)，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望(wàng)远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但(dàn)它(tā)的宽视场仪器提(tí)供的(de)视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的(de)用途就(jiù)是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对于(yú)探测的结果，我(wǒ)们只能拭目(mù)以待(dài)了(le)。费米(mǐ)实验室粒子(zi)天(tiān)体物理中心的科学家(jiā)丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗物(wù)质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙当(dāng)中生命的(de)诞生，或(huò)者说是生(shēng)命进化的一个重要因(yīn)素。

如(rú)果这一理论得到进一(yī)步(bù)的(de)证实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的暗物质(zhì)会不(bù)会意味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的(de)行星上，暗物(wù)质正在(zài)通(tōng)过这样的效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要先找(zhǎo)到暗物质存(cún)在(zài)的实际证据。那么(me)小伙伴们，你们觉得(dé)暗(àn)物质到底(dǐ)存不存(cún)在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的(de)支持(chí)是我更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 没事吃点护肝片好不好，女人吃护肝片的好处