宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学(xué)无(wú)法解释的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质又究竟是什(shén)么？人类为(wèi)了寻(xún)找(zhǎo)暗物质存在(zài)的证据，科(kē)学(xué)家们(men)在过去的几(jǐ)十年(nián)当中进行了超过50次的长期实验，但是却(què)没(méi)有发现任何的有效证据(jù)。除了一(yī)个(gè)地方(fāng)，在1687年出版的自(zì)然哲学数(shù)学原(yuán)理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万(wàn)有引力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运动(dòng)的(de)规律。往后的几(jǐ)百年来，当天(tiān)文(wén)学家们发现某些天(tiān)体运行轨道出现异常，不符合万(wàn)有引力定(dìng)律的时候，他们就会知道，周围一定有未知的天体通过(guò)引力在摄动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通(tōng)过天(tiān)王星运(yùn)行轨道的异常，推算(suàn)并且发现了海(hǎi)王星的存在(zài)。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万(wàn)有引(yǐn)力定律所取得重大天(tiān)文成(chéng)就的例(lì)子。但是这些发现都是在恒星(xīng)系统的(de)尺度当中，可当(dāng)我(wǒ)们上升到星系或者是星团的尺度，事情(qíng)就开(kāi)始(shǐ)变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理(lǐ)学家弗里(lǐ)茨(cí)兹威基正在研究和测量(liàng)后发(fā)星系(xì)团(tuán)的质量。这是一个由数千(qiān)个星系所(suǒ)组成(chéng)的巨大星系(xì)团，这(zhè)些星系(xì)被引力(lì)束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其(qí)质量的(de)范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的质量"，需(xū)要的数(shù)据是测(cè)量各个星系(xì)的光度。

第二种是动力学质量的计算，是(shì)利(lì)用光谱红移测(cè)量星系团中的各个星系(x每天晚上都要弄我，天天晚上想弄我怎么办ì)相对于星系团的(de)运动速(sù)度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座(zuò)星(xīng)系团有99%的质(zhì)量(liàng)消失了(le)，或者说(shuō)这99%的质量(liàng)并不以(yǐ)可见光(guāng)的形式所存在，我们无法看到。最诡异(yì)的是，在测(cè)量速(sù)度(dù)的过程中，兹威基发现星(xīng)系(xì)团中很(hěn)多星系的速度比理论(lùn)上要(yào)快得多，按照(zhào)牛顿(dùn)的(de)运(yùn)动学定律，仅靠(kào)这些可见星系的(de)质量所产生的引力是无法(fǎ)将它们(men)束缚在星系团(tuán)内的(de)，它们早(zǎo)就应该(gāi)被(bèi)抛(pāo)出星系团之外(wài)了，除非有一种神(shén)秘的(de)力量在起作用，这种力量来源(yuán)于某(mǒu)种隐形的(de)物质。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分不可见的(de)暗(àn)质，它不(bù)发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝大部分的(de)质(zhì)量。只是当时的(de)人(rén)们对每天晚上都要弄我，天天晚上想弄我怎么办(duì)这样(yàng)的一种说法(fǎ)不屑(xiè)一顾。

直到40年(nián)之后，“暗(àn)物质”这(zhè)个词才再一(yī)次出现。天文学家(jiā)维拉(lā)鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙女座星系中的(de)恒星运动。理论(lùn)上来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的(de)恒星在(zài)其轨(guǐ)道(dào)上的运行速度就(jiù)会越慢。但(dàn)是他们观测的结果却让人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随(suí)着与中心距离的增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不(bù)变。可(kě)是根据牛顿的万有引力定律，在星系当中如果没有足够(gòu)大的(de)质量来吸(xī)引它们，这(zhè)些外围的恒星(xīng)早(zǎo)就被甩到宇宙当中了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学家们会使用一种相对(duì)标准的方(fāng)法来解(jiě)释暗物(wù)质的存在，这种方法就是测(cè)量星系当中气体(tǐ)在X轴上距(jù)离(lí)星(xīng)系(xì)中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的旋(xuán)转速度。如果出现(xiàn)异常(cháng)的结果，就认为是由(yóu)暗(àn)物质(zhì)的力量进入其(qí)中。

于是(shì)科(kē)学家们通过射电望远镜测量(liàng)了距离星(xīng)系中心更远距离的氢元(yuán)素，发现它(tā)们(men)的(de)旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿(dùn)的力学定(dìng)律。我们(men)的太阳系也(yě)不例外，太(tài)阳系位于银河系的第三(sān)悬臂之(zhī)上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实(shí)际(jì)上(shàng)，太(tài)阳(yáng)系正(zhèng)在(zài)以220千米/秒的速度围绕银河(hé)系旋转，这个实际速度远远大于理论速(sù)度，那(nà)么产(chǎn)生以上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就是(shì)存在着(zhe)一(yī)种我们(men)看不到的物质，是这(zhè)些暗(àn)物质的引力效应将星系(xì)聚集在了一起。

也(yě)是(shì)从(cóng)这时开始，越来越多的(de)研究人员开始(shǐ)相信(xìn)暗物质的存在。科学家根据星系外恒(héng)星轨道的速度(dù)，估算在(zài)星系(xì)当中(zhōng)暗物质(zhì)的质量占整个星(xīng)系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗(àn)物质并不是唯一可以(yǐ)解释这个现象的原因。在一项新的研究当中，科学(xué)家们发现，几乎没有引(yǐn)力(lì)效应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之(zhī)间(jiān)，也会(huì)出现速度上的微(wēi)小差异。另外，天文学家还发现了一(yī)个反常(cháng)的星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和银(yín)河系不(bù)多，但是(shì)星系当中存在的恒星(xīng)数(shù)量却只有(yǒu)银(yín)河系的千分之一。

每天晚上都要弄我，天天晚上想弄我怎么办e="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/a67445eab7c8392.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以在(zài)理论上，该(gāi)星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析(xī)。但(dàn)是(shì)科学家们使用最先进(jìn)的(de)望远镜对其(qí)进行了40个小时的详细测(cè)量之后(hòu)，发现星系(xì)中的恒星运动(dòng)是(shì)可以用正常(cháng)的(de)物质和(hé)力学定律来解(jiě)释(shì)的。那么又有人提出，也许该星系的暗(àn)物质，已经被附(fù)近的另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附(fù)近没有(yǒu)任(rèn)何星系存在。造(zào)成这些现象(xiàng)的除了暗物质的假说之(zhī)外，另一种可能就是(shì)人(rén)类对(duì)引力的理解还不(bù)够全面，引力很可能在不同尺度空间(jiān)中(zhōng)的工作方式是(shì)不同(tóng)的，这(zhè)意味着在行(xíng)星系尺度中(zhōng)的天(tiān)体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照我(wǒ)们所理(lǐ)解的方式运动。但(dàn)是上升到星系和(hé)星团的(de)尺度，引力之间的相互(hù)作用则是不同的方式(shì)。对于(yú)在(zài)星系团之间的相互作用，科学家还引入了外部场效(xiào)应的概(gài)念，指的(de)是在数百万光年的规(guī)模上(shàng)，巨大(dà)的质量之(zhī)间(jiān)会产生对彼此特(tè)殊的效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意(yì)味着我们需(xū)要对(duì)现在的物理定律(lǜ)进行修正，这(zhè)些(xiē)发现也让很(hěn)多人(rén)认为暗物(wù)质假(jiǎ)说(shuō)理论就(jiù)此终结(jié)。但是(shì)在宇宙当(dāng)中还(hái)有关于暗物质存在(zài)的其他的理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引力(lì)透(tòu)镜(jìng)”。

径向距离(lí)为(wèi)37亿光(guāng)年的(de)子弹星(xīng)系(xì)团，由两(liǎng)个碰撞(zhuàng)的星系团(tuán)所(suǒ)组成，类似这样的星团(tuán)，它们大部分的普通质(zhì)量都在星(xīng)系(xì)的气(qì)体当中。当星团以1000万公里/小时(shí)发(fā)生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧升高，速(sù)度大(dà)幅降低。所以在理(lǐ)论(lùn)上(shàng)，在碰撞之后(hòu)，子(zi)弹星系(xì)团大部分的质量将位于(yú)所有这些气体所(suǒ)在的中间区域。那么我(wǒ)们通过什么来验证它的质量区域到(dào)底是不(bù)是集中在中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯(bó)太(tài)空望远镜传回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高清(qīng)照片，在照片(piàn)中(zhōng)我(wǒ)们可(kě)以(yǐ)明显地看到很多星系(xì)似乎(hū)被拉伸产(chǎn)生(shēng)了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了(le)什么问(wèn)题，而是这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之(zhī)间(jiān)。被一个(gè)质(zhì)量超(chāo)级巨大的天体(tǐ)遮(zhē)挡，这个超大质量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系(xì)的(de)光都发生了扭曲。这个(gè)现象就是(shì)引(yǐn)力透镜(jìng)效应(yīng)。这个巨(jù)大的天体(tǐ)可能(néng)是超大质(zhì)量的黑洞或者是(shì)暗(àn)物质(zhì)。

所以(yǐ)当人(rén)们对子弹(dàn)星系团(tuán)观测(cè)的时(shí)候(hòu)，发现它的大质量(liàng)区域并不(bù)是在中(zhōng)间，而是(shì)在两侧。所以(yǐ)最好的解释方法就是当星团发生全部的碰(pèng)撞(zhuàng)时，可被(bèi)观测到的质量(liàng)气体(tǐ)被卡(kǎ)在了中间，暗(àn)物质则直(zhí)接通过了这个区(qū)域，并在两边形成了(le)引力(lì)透镜。对子(zi)弹星(xīng)系团(tuán)的引力透(tòu)镜研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今为止(zhǐ)最好的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之外，还(hái)有来自(zì)宇宙当中最古老的(de)光。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开始，38万年(nián)之后，可见光终于(yú)可(kě)以畅(chàng)通无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空间背景上(shàng)留下了各相同(tóng)性的微波辐射。其中红色(sè)的部分表示温度较高(gāo)的区(qū)域，蓝色则表(biǎo)示(shì)相对较(jiào)冷的区域，但实际上(shàng)它们之间的温(wēn)差只有(yǒu)万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后的(de)二值图像进行(xíng)连通域提取和标记之(zhī)后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质(zhì)，图形看起来不(bù)应该是(shì)这样的，而随着(zhe)暗物质的(de)增加，一些峰值(zhí)的(de)幅度(dù)会减(jiǎn)小(xiǎo)，才变(biàn)得(dé)看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量值(zhí)，我们需(xū)要(yào)的暗(àn)物质大约(yuē)是普通物质(zhì)的5倍。这个数字与解(jiě)释星系当中(zhōng)恒星运(yùn)动所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用(yòng)了(le)一个简单的理(lǐ)论框架，就很(hěn)好地(dì)解(jiě)释(shì)了很多不同(tóng)的观测(cè)结果。而暗物质(zhì)的(de)本质就是(shì)宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它们不参与任何其他的电(diàn)磁作(zuò)用(yòng)，只通(tōng)过(guò)引(yǐn)力来相互作(zuò)用。所以如果能够找到(dào)这种粒(lì)子的存在，就相(xiāng)当于(yú)找到了暗物质存在的实际证据(jù)。这种(zhǒng)粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出了数十种(zhǒng)的(de)假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的目标粒(lì)子所需要的(de)实验方式也不相同。在(zài)过去的几十年当(dāng)中，人类为了寻找这些(xiē)看(kàn)不见、摸不到，几乎不会与常规物(wù)质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科(kē)学家们已经进行(xíng)了超过(guò)50次(cì)的实验(yàn)，却没有任(rèn)何实质性的发(fā)现，除(chú)了一个地方(fāng)，意(yì)大(dà)利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在(zài)山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏(cáng)着地球上最大的地学实验室，这个实(shí)验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三层(céng)楼高的探测器(qì)，一直致力(lì)于寻(xún)找(zhǎo)暗物质(zhì)粒(lì)子的(de)周期性震荡(dàng)。

自(zì)1997年(nián)以(yǐ)来，这里的(de)科学家(jiā)声称观测到了某种信号(hào)。经(jīng)过了20多年的(de)数据收(shōu)集(jí)，人们(men)发(fā)现了一个(gè)有趣的事情。探测率会(huì)在每年的6月份(fèn)达到峰值(zhí)，然后在11月(yuè)降到(dào)最低，而且在20年当中每年都(dōu)是一样。一些(xiē)科学家认为这可能是人类发现暗物(wù)质(zhì)的第(dì)一个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会产(chǎn)生(shēng)周期性的(de)年度信(xìn)号(hào)呢？刚(gāng)才我们讲了太(tài)阳系(xì)正在以(yǐ)220公里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)着银河系进行移动，那么(me)如果暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意(yì)味(wèi)着我们也在以这样的速(sù)度(dù)在穿(chuān)越(yuè)着暗物(wù)质流(liú)，这个过程中会产(chǎn)生相(xiāng)应的振荡，同时(shí)地球(qiú)又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年的(de)时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳(yáng)环绕(rào)银(yín)河系的方向(xiàng)是一致的，而另外(wài)半年则与之(zhī)相(xiāng)反。

而在(zài)6月份的时候，地球(qiú)与(yǔ)太阳的方向正好达(dá)到完全一致(zhì)，这(zhè)是理(lǐ)论上地球穿越(yuè)暗(àn)物质流最快的(de)时(shí)段。而在(zài)11月份(fèn)，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管(guǎn)在(zài)实际的情况中，太阳系相对(duì)银河系的平面呈现了60度的(de)倾(qīng)斜(xié)，但(dàn)是(shì)这并不影响这个理(lǐ)论的有(yǒu)效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用来解释，研究人员们(men)所观测(cè)到的周期性信号。当然也可(kě)能有其他的情况，造成这种(zhǒng)年度(dù)周(zhōu)期信号的差(chà)异也可能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山(shān)上(shàng)的(de)积雪(xuě)，甚至连意大利游客(kè)的数量也(yě)符合这(zhè)个周期的(de)规(guī)律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同的(de)实验(yàn)室，这里(lǐ)的季(jì)节(jié)与之前的实验室(shì)正好相(xiāng)反，而在(zài)这里(lǐ)，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特征和第一个(gè)实(shí)验(yàn)室是一样的(de)。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在这里可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为暗物质所存(cún)在的非常有力(lì)的证据了。但是由于这个实验室刚刚建成不(bù)久，所以截至目(mù)前(qián)还无法提供相(xiāng)应(yīng)的(de)数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南(nán)希格雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它(tā)的宽视场仪器提供的视(shì)野是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中一(yī)个关(guān)键的用途就是探索暗物质背后的(de)奥秘，对于探测的结(jié)果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实验(yàn)室粒子天体(tǐ)物理中心的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研(yán)究发现，如果暗物质存在，它们极有可能(néng)拥有(yǒu)另一(yī)种(zhǒng)神秘的(de)效应，这(zhè)种暗(àn)物质效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中生(shēng)命(mìng)的诞生，或(huò)者说(shuō)是生(shēng)命(mìng)进化的一个重要因(yīn)素。

如果这一理(lǐ)论(lùn)得(dé)到进(jìn)一步(bù)的证实，那(nà)么遍(biàn)布宇宙当中(zhōng)的暗物质(zhì)会不会意味(wèi)着人(rén)类并不(bù)孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角落的行星上(shàng)，暗物质正在(zài)通过这样的效应创造生命(mìng)。当然，这些推(tuī)论的大前提是要先(xiān)找到暗(àn)物质存(cún)在的实际(jì)证据。那(nà)么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到底(dǐ)存不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我(wǒ)更(gèng)新的动力！

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