宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为了(le)寻找暗物质(zhì)存在的证据，科学家们在过(guò)去的几十年(nián)当中进行了超过50次的长期实验(yàn)，但是却没有(yǒu)发现任何的有效证据。除(chú)了一(yī)个地方，在1687年出版的自然(rán)哲学数(shù)学原理一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿(dùn)发表(biǎo)了万有引力定(dìng)律(lǜ)，它(tā)揭示了宇宙中天(tiān)体(tǐ)运动的规律。往后的几百年没事吃点护肝片好不好，女人吃护肝片的好处来，当天(tiān)文学家们发现(xiàn)某(mǒu)些天体运行(xíng)轨道出现(xiàn)异常，不(bù)符合万(wàn)有引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王星运行轨道的异常(cháng)，推算并且发现(xiàn)了海王星的存在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是(shì)应用万(wàn)有引力(lì)定律(lǜ)所取得重(zhòng)大天(tiān)文(wén)成就的例子。但是这些发现都是在恒星系(xì)统的尺度当(dāng)中(zhōng)，可(kě)当我们上升到(dào)星(xīng)系或(huò)者是(shì)星(xīng)团的尺(chǐ)度，事情就开始(shǐ)变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士(shì)的(de)物(wù)理学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测(cè)量后发星系团的(de)质量。这是一(yī)个(gè)由数千个星(xīng)系所(suǒ)组(zǔ)成的(de)巨大星系团，这(zhè)些星系被(bèi)引(yǐn)力束缚在一起。测量星系团的质量一般(bān)会使用到两种方(fāng)法(fǎ)，当(dāng)两种方(fāng)法结果一致，就可以确定其质量的范围。

第一种是获(huò)得其"光度(dù)学的(de)质(zhì)量"，需(xū)要(yào)的(de)数据是(shì)测量(liàng)各个星系的(de)光度。

第(dì)二种是(shì)动力学质量的计算，是利用光谱红移(yí)测量星系团中(zhōng)的(de)各个(gè)星系(xì)相对于星系团(tuán)的运动速(sù)度(dù)。当测量结果出来之后，兹(zī)威(wēi)基(jī)彻底懵了(le)，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学(xué)质量(liàng)”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团有99%的(de)质量消失了(le)，或者说(shuō)这99%的质量并不以可见光的(de)形式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测量速(sù)度的过程(chéng)中，兹威基发现(xiàn)星系团中很多(duō)星系的速度比理论上要快得(dé)多，按照牛(niú)顿(dùn)的运(yùn)动(dòng)学定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些可见星(xīng)系的质(zhì)量所产生的引力(lì)是无法将它们束缚在星系团内的，它们(men)早就(jiù)应(yīng)该被(bèi)抛出(chū)星系(xì)团之(zhī)外(wài)了(le)，除(chú)非有(yǒu)一种神秘的力量在起作用(yòng)，这(zhè)种(zhǒng)力量来(lái)源于某种隐形(xíng)的物质。

没事吃点护肝片好不好，女人吃护肝片的好处ing="async" data-ratio="0.6186612576064908" data-type="jpeg" data-w="1479" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/46f985a9e4c3e7e.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

据此，兹维基提出(chū)了这(zhè)样(yàng)部分不可见(jiàn)的(de)暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时(shí)的人们(men)对这样的一种说(shuō)法不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯特(tè)福(fú)特在观测仙女座星系(xì)中的恒(héng)星(xīng)运动(dòng)。理论(lùn)上来说(shuō)，距离中心越远的(de)恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越(yuè)慢。但是他们观测的结果却让(ràng)人感(gǎn)到(dào)不可思议。

随(suí)着(zhe)与中心距(jù)离的增加，恒星的旋转速度几乎保持(chí)不变(biàn)。可是根据(jù)牛顿的万有引力定律，在星系当中如果(guǒ)没有足够大的(de)质(zhì)量(liàng)来吸引它们，这些(xiē)外(wài)围(wéi)的恒(héng)星早(zǎo)就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基(jī)于(yú)这种现象，科学家们会使(shǐ)用一种相对标(biāo)准的(de)方法(fǎ)来解释暗物质的(de)存(cún)在，这种方法就是(shì)测量星系当(dāng)中气体在X轴上距离(lí)星系中(zhōng)心(xīn)的(de)距离，以(yǐ)及在(zài)Y轴上气体的(de)旋转速(sù)度(dù)。如果出(chū)现异常(cháng)的(de)结(jié)果(guǒ)，就(jiù)认为是(shì)由(yóu)暗物质的力量(liàng)进入其中(zhōng)。

于是科学家们通过射(shè)电(diàn)望远镜测量了(le)距(jù)离星系中(zhōng)心更远距离的(de)氢元素(sù)，发现它(tā)们的(de)旋转速度并不(bù)符(fú)合(hé)牛(niú)顿的力学(xué)定律(lǜ)。我们的(de)太阳系也(yě)不(bù)例外(wài)，太(tài)阳系(xì)位于银河系的第(dì)三悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定律进行计(jì)算(suàn)，太阳系的运行速(sù)度应该是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系正(zhèng)在以220千米/秒(miǎo)的(de)速度围绕银河(hé)系(xì)旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度，那么产生(shēng)以上这种向心加(jiā)速度的原因很可能就是存在(zài)着一种(zhǒng)我们(men)看不到(dào)的物质，是这些暗物质(zhì)的引力效(xiào)应将星系聚集在了一起。

也是(shì)从这时开始，越来(lái)越多的研究人员(yuán)开始(shǐ)相(xiāng)信暗(àn)物质的存在。科学家根据星(xīng)系(xì)外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物(wù)质(zhì)的质量(liàng)占整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并(bìng)不(bù)是唯一可以解释这个现象的原因。在一(yī)项新的研究当(dāng)中，科学家们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引力(lì)效应的遥远恒星(xīng)之间，也会出现速(sù)度上的微小差异。另外，天文学(xué)家还(hái)发现了(le)一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年(nián)，大小和(hé)银河系不多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量(liàng)却只有银河系的千分之一(yī)。

所以在理论上，该(gāi)星系必须(xū)存在暗物(wù)质，否则(zé)就会分崩离析。但是科(kē)学家们(men)使(shǐ)用最先进的望远(yuǎn)镜对其进(jìn没事吃点护肝片好不好，女人吃护肝片的好处)行了40个小时的详细测(cè)量(liàng)之后，发(fā)现星系中的(de)恒星运动是可以用正常的(de)物质和力学定律来(lái)解释的(de)。那么(me)又有人提出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗物质，已经被附近的另一(yī)个大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附(fù)近没有(yǒu)任(rèn)何星系存在(zài)。造(zào)成这些(xiē)现象的除(chú)了暗物(wù)质的假说之外，另一种可能(néng)就是人类对(duì)引力的理解还不(bù)够全面，引(yǐn)力很可(kě)能在不同尺度空间中(zhōng)的工作方式(shì)是不同的，这意味(wèi)着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但是上升到星系和星团的(de)尺度，引力之间(jiān)的相互作用则(zé)是不同的方式。对于在星系团之间的(de)相互作用(yòng)，科学(xué)家还引入了外部场效应的概念，指的是在(zài)数百万光年(nián)的规模(mó)上(shàng)，巨大的质量(liàng)之间会(huì)产生对(duì)彼此特(tè)殊的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)。如果MOND蒙(méng)德(dé)理论成立，这意(yì)味着我们需要对现在(zài)的物理定律进(jìn)行修正，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质(zhì)假说理论就此(cǐ)终结。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗(àn)物质存在的其(qí)他的(de)理(lǐ)论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年(nián)的(de)子弹星系团(tuán)，由两个碰(pèng)撞的星系(xì)团所组成(chéng)，类似这样(yàng)的星团(tuán)，它们大部分(fēn)的(de)普通质量(liàng)都在星系的气(qì)体(tǐ)当(dāng)中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相互作(zuò)用(yòng)就(jiù)会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在(zài)理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹(dàn)星系团大部分的质(zhì)量将位于所有(yǒu)这些气体所在的中(zhōng)间区域。那么我们通(tōng)过什么来验证它(tā)的质量区域到底是不是集中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空望远镜传回了(le)宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照片(piàn)中我们可以明显(xiǎn)地看到(dào)很多星系似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些(xiē)星(xīng)系本身(shēn)并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而(ér)是这样极遥(yáo)远的天体(tǐ)和我们地球上的观测者之(zhī)间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量(liàng)的(de)东西的引力，会(huì)使(shǐ)身后(hòu)更遥远星系的光都发生了扭(niǔ)曲。这个(gè)现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨(jù)大(dà)的天体可能是超(chāo)大质量的(de)黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现它的大质量区域并不是在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解(jiě)释方法就是当星团(tuán)发生全(quán)部的碰撞时，可被观测到的质量气体(tǐ)被(bèi)卡(kǎ)在了中(zhōng)间，暗(àn)物质(zhì)则(zé)直接通(tōng)过了这个区域(yù)，并在两边(biān)形(xíng)成了引力透镜(jìng)。对子弹星(xīng)系团的引(yǐn)力透镜研究(jiū)也被认为是暗物质(zhì)存在的迄今为止(zhǐ)最(zuì)好的(de)理论证据。

除此之(zhī)外(wài)，还有(yǒu)来自(zì)宇宙当中(zhōng)最古(gǔ)老的(de)光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见(jiàn)光终于(yú)可(kě)以(yǐ)畅(chàng)通(tōng)无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了(le)。经(jīng)过了130多(duō)亿年之后，这些(xiē)光在宇(yǔ)宙空间(jiān)背(bèi)景上留下了各(gè)相同(tóng)性的微(wēi)波辐射(shè)。其中红色的部分(fēn)表(biǎo)示温度较高(gāo)的区域，蓝(lán)色则表示相(xiāng)对较冷的(de)区域，但实(shí)际上(shàng)它们之(zhī)间(jiān)的温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家(jiā)们通过对前景背景(jǐng)分离后的(de)二(èr)值图像进行连通域提取和标记之(zhī)后发现，如果(guǒ)宇宙当中(zhōng)没有暗(àn)物质(zhì)，图形看起来不(bù)应该(gāi)是这样的(de)，而随着暗物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度会减小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波(bō)背景辐射的测量值，我们需要的暗物(wù)质(zhì)大约是普通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星系当中恒(héng)星运动(dòng)所(suǒ)需(xū)要的暗物(wù)质比例是一致的。这就(jiù)意味着。

用了(le)一个简(jiǎn)单的理论框架(jià)，就(jiù)很好地解释(shì)了很(hěn)多不(bù)同的观测结(jié)果。而暗(àn)物(wù)质的本质就是(shì)宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子，它们不参与(yǔ)任何其他(tā)的电(diàn)磁作用，只通过(guò)引(yǐn)力来(lái)相互作用(yòng)。所以(yǐ)如果能(néng)够找到这种粒子的(de)存在，就相(xiāng)当于找到了暗物(wù)质存在的实际证据。这种粒子(zi)到底(dǐ)是什么？科(kē)学家(jiā)们已经提出(chū)了数十种的假想目标，而要寻找这些不同(tóng)的目标粒子所需要(yào)的实验方式也不相同。在过去(qù)的几十年当中，人(rén)类(lèi)为(wèi)了寻找这(zhè)些看不见、摸不(bù)到，几乎不会与常(cháng)规物质相互(hù)作(zuò)用的“暗物质”，科学(xué)家们已(yǐ)经进行了超(chāo)过(guò)50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了一个地(dì)方，意(yì)大利的格(gé)兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中(zhōng)，藏着(zhe)地球上(shàng)最大的地学实验室，这(zhè)个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直(zhí)致力于(yú)寻找暗物质粒子的周期性(xìng)震荡(dàng)。

自1997年以来，这里(lǐ)的(de)科学家声称(chēng)观测到了(le)某种信号(hào)。经(jīng)过了20多年(nián)的数据收(shōu)集，人们(men)发现了一个有趣的事情。探测率会在(zài)每(měi)年的6月份达到峰(fēng)值(zhí)，然后在11月降(jiàng)到(dào)最低(dī)，而且在(zài)20年当中每年都是(shì)一(yī)样。一些(xiē)科学家认为这可(kě)能(néng)是(shì)人类发(fā)现暗物质的第一个直接证据(jù)。

但是为什(shén)么暗物质会产生(shēng)周期性的年度(dù)信号(hào)呢？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在(zài)以220公(gōng)里/秒的(de)速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质(zhì)存(cún)在宇宙当中，这意味着我们也在以(yǐ)这样的速度在穿越(yuè)着暗(àn)物(wù)质(zhì)流，这(zhè)个过程中(zhōng)会(huì)产生相(xiāng)应的(de)振荡，同(tóng)时地球又(yòu)以30公里/秒(miǎo)的速(sù)度围(wéi)绕太阳进行(xíng)旋转。所以(yǐ)有半年的时间(jiān)，地球围(wéi)绕太阳的方向与太阳环绕(rào)银河系的方向是一(yī)致的，而另外(wài)半年则与之(zhī)相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球(qiú)与太阳的方向正好达到完全一致，这是理(lǐ)论上(shàng)地球穿越暗物质流(liú)最(zuì)快的时段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰(qià)好达到(dào)了最慢值(zhí)。尽(jǐn)管(guǎn)在实际的情(qíng)况(kuàng)中，太(tài)阳系相对银河系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理(lǐ)论的有效性(xìng)。

因此科(kē)学家认为这可以用来解释，研究人(rén)员们所观测到(dào)的周期性(xìng)信(xìn)号。当然也可能(néng)有其(qí)他的(de)情况，造(zào)成这种年(nián)度(dù)周期信(xìn)号的差异也可能是(shì)温(wēn)度、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上(shàng)的积雪(xuě)，甚至连意大利游客的(de)数量也(yě)符合(hé)这(zhè)个周期的规律。

所以，科学家们又在南(nán)半球(qiú)建立(lì)了一个(gè)几乎相同的(de)实验室，这里(lǐ)的(de)季节与之前的实验(yàn)室(shì)正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第(dì)一个(gè)实(shí)验室是一样的(de)。

因此，如果在这里可以得到相同的(de)信号，就可以(yǐ)成为暗物质所存(cún)在的非常有力的证(zhèng)据了。但是由于这个实验室(shì)刚刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至目前还无法提供相应(yīng)的(de)数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一(yī)台新的望远镜，这台(tái)太空(kōng)望远镜(jìng)叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它(tā)的主镜(jìng)大小跟哈(hā)勃望远镜相(xiāng)同(tóng)，但(dàn)它的宽(kuān)视场仪器提供(gōng)的(de)视野是(shì)哈勃红外仪器的(de)100倍(bèi)。南希格(gé)雷斯罗曼太空望远镜其(qí)中一个关(guān)键的用(yòng)途就是探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭(shì)目以(yǐ)待(dài)了。费(fèi)米(mǐ)实验室(shì)粒子(zi)天体物(wù)理中心(xīn)的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯(sī)特芬研究发(fā)现，如果(guǒ)暗物质存(cún)在，它们极有可能拥有(yǒu)另一(yī)种神秘的效应，这种暗物质(zhì)效应，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说是生命进化(huà)的一个重要因素。

如果这(zhè)一(yī)理(lǐ)论得到(dào)进一(yī)步的证实，那么(me)遍(biàn)布宇(yǔ)宙(zhòu)当中的暗(àn)物(wù)质会不会意(yì)味着人类并不孤单呢(ne)？或许(xǔ)在宇宙(zhòu)当中(zhōng)某(mǒu)个角落的(de)行(xíng)星(xīng)上，暗物质正在通过这样的效(xiào)应创造(zào)生命。当然(rán)，这些推论(lùn)的大前提是要先找到暗(àn)物质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物(wù)质到(dào)底存不存(cún)在(zài)呢(ne)？喜(xǐ)欢请点赞(zàn)，你的(de)支持(chí)是我更新的动力！

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