宇宙是(shì)“人为(wèi)制造”的？为何(hé)会存在(zài)科学(xué)无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找暗(àn)物(wù)质存(cún)在的证据，科学家们在过去的几十(shí)年(nián)当中进行了超过50次的长期(qī)实验，但(dàn)是却(què)没有发现任何的(de)有效证据。除(chú)了一(yī)个地(dì)方，在1687年出版的(de)自然(rán)哲(zhé)学数学原理一书中，埃(āi)萨(sà)克牛(niú)顿发表了万(wàn)有(yǒu)引力定律(lǜ)，它(tā)揭示了(le)宇(yǔ)宙中天体运动(dòng)的规律。往后的几百(bǎi)年来，当(dāng)天文学家们发现某(mǒu)些天体运行(xíng)轨道出(chū)现异常(cháng)，不符合万有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律的时候(hòu)，他们就会知道，周围一定有未知的天体通过(guò)引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通过(guò)天王(wáng)星(xīng)运行(xíng)轨(guǐ)道的异常，推算(suàn)并且(qiě)发现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都(dōu)是应用(yòng)万(wàn)有引力定律所取得重大(dà)天(tiān)文成(chéng)就的例子。但是这些发(fā)现都是在恒星(xīng)系统的尺度当中，可当我们上升到星系或(huò)者是星团(tuán)的尺度，事(shì)情(qíng)就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学(xué)家(jiā)弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后发星系团的质量(liàng)。这是一个由数千(qiān)个星系所组成(chéng)的巨(jù)大星系团，这些星系被引力(lì)束缚(fù)在一起。测量星系团的质量一般会使用(yòng)到(dào)两种(zhǒng)方法，当两(liǎng)种(zhǒng)方(fāng)法结果一致(zhì)，就可(kě)以确(què)定其质量的范围(wéi)。

第一种(zhǒng)是获(huò)得其"光度学的质(zhì)量"，需(xū)要的数(shù)据是(shì)测量各个(gè)星系的光度。

第(dì)二种是动力学质量的计算，是利用光谱红移测(cè)量星系(xì)团(tuán)中的各个星系相对于星系团的运(yùn)动速度。当(dāng)测量结果出来之(zhī)后，兹(zī)威基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后(hòu)发座星系团(tuán)有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的(de)质量并不以(yǐ)可见光的形式所存在，我们无(wú)法看到。最诡异的(de)是(shì)，在(zài)测(cè)量速度的过程(chéng)中，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星系的速度比理(lǐ)论上要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠(kào)这些(xiē)可(kě)见(jiàn)星(xīng)系的质量所产生的引力是无法将(jiāng)它们束缚在星(xīng)系团内的(de)，它们(men)早就应(yīng)该被(bèi)抛出星(xīng)系团之(zhī)外了，除(chú)非有一种神秘的力量在起作(zuò)用，这种力量来(lái)源于某种隐形的物(wù)质(zhì)。

据(jù)此(cǐ)，兹维基(jī)提出了这样部(bù)分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光(guāng)，但是它们却占据着宇宙中绝大部(bù)分的质量。只是当时的人(rén)们对这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才(cái)再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯(kěn)特福特(tè)在观测(cè)仙女座(zuò)星系中的恒星(xīng)运(yùn)动。理论上来说(shuō)，距(jù)离中(zhōng)心越(yuè)远台湾swag是什么，swag是什么意思什么梗的恒星在其轨道上(shàng)的运行速度就会(huì)越慢。但是他(tā)们观测的(de)结果(guǒ)却(què)让人感到(dào)不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加(jiā)，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保(bǎo)持不变。可是根据牛顿(dùn)的万有(yǒu)引力(lì)定律，在星系(xì)当中(zhōng)如果没有足够(gòu)大的质量(liàng)来吸(xī)引它们，这些外围的(de)恒(héng)星早就被甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。基于这种现象，科学家们(men)会(huì)使(shǐ)用(yòng)一种相对标准的方法来(lái)解释(shì)暗物质(zhì)的(de)存在(zài)，这种方法就是测量星(xīng)系当中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以及在(zài)Y轴上气体的(de)旋(xuán)转速度。如果(guǒ)出现异常的结(jié)果(guǒ)，就认为是由暗(àn)物质的力量进入其中。

于是科学家们(men)通过射电望远镜测量了距离星系中心更(gèng)远距离的(de)氢元素，发现它们的旋转速(sù)度(dù)并不(bù)符(fú)合牛顿的力(lì)学定律。我(wǒ)们的(de)太阳(yáng)系也(yě)不例外，太(tài)阳系位于银河(hé)系的第三悬臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年(nián)，根据万(wàn)有引力定律(lǜ)进行(xíng)计(jì)算，太(tài)阳(yáng)系的运行速度应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理论速度(dù)，那么产(chǎn)生以上这(zhè)种向(xiàng)心加速度的原因很可(kě)能(néng)就(jiù)是存在着一种(zhǒng)我们看不到(dào)的物质，是(shì)这些(xiē)暗物(wù)质(zhì)的引力效应(yīng)将星(xīng)系聚集(jí)在了一(yī)起。

也是从这时开始，越(yuè)来越多的研究人(rén)员开始相(xiāng)信暗物(wù)质(zhì)的存在(zài)。科学家根(gēn)据星系(xì)外恒(héng)星(xīng)轨道(dào)的速度(dù)，估算在星系当中(zhōng)暗物(wù)质(zhì)的(de)质量占整(zhěng)个星系(xì)质量的85%。但是，暗物(wù)质并不是唯一可以解(jiě)释这(zhè)个(gè)现象的原因。在一项新的研究当中，科学家们(men)发现，几乎没有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会(huì)出现速度上的(de)微小差(chà)异。另外(wài)，天文学家还发现了一个(gè)反常(cháng)的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球(qiú)大约2.5亿光年(nián)，大(dà)小和银河系不多，但是(shì)星系(xì)当中存在的恒星(xīng)数量却只有银河系的千分之一(yī)。

所(suǒ)以在理论(lùn)上，该星系必(bì)须存在暗物(wù)质，否则就会分(fēn)崩离析。但是科学家们(men)使用最先进的(de)望远(yuǎn)镜对其进(jìn)行了40个小(xiǎo)时(shí)的详(xiáng)细测量之后，发现星系中的恒(héng)星运动是可以用正常的物质和力(lì)学(xué)定律来解释的。那么又有(yǒu)人提出，也(yě)许该星系(xì)的暗(àn)物质，已经被附近的另一(yī)个大星(xīng)系(xì)剥离(lí)了。奇怪的(de)是，它的附近没有任何星系存在(zài)。造成这(zhè)些现象的除了暗物(wù)质的假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可能就是(shì)人类对引力(lì)的理解(jiě)还不够全面，引力很可(kě)能在不同尺度空间中的工(gōng)作方式是不同的，这意味着在行星系尺度中的(de)天(tiān)体(tǐ)会沿着(zhe)它们的轨道(dào)，按(àn)照我(wǒ)们所(suǒ)理解的方式(shì)运(yùn)动。但是上升到星系和星(xīng)团的尺度，引力之间的相互作用则是不同(tóng)的(de)方式。对于在星系团之间的相互(hù)作(zuò)用(yòng)，科学家还引入了外部场效应的概念(niàn)，指的(de)是在数百万光(guāng)年的规模上，巨(jù)大的质量之(zhī)间会产(chǎn)生对(duì)彼此特殊的(de)效果，这个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意(yì)味(wèi)着我(wǒ)们(men)需要对现(xiàn)在(zài)的物理定律进行修正，这些(xiē)发现也让很(hěn)多人(rén)认为暗(àn)物质(zhì)假说理论就此(cǐ)终结(jié)。但是在宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)还有关于暗物质存在的其他的理(lǐ)论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理(lǐ)论所(suǒ)没法解释的(de)“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的(de)子弹星系团，由两个(gè)碰撞的星系团所组成，类似(shì)这样的(de)星团(tuán)，它们大部分的普通质量都(dōu)在星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发(fā)生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体的相互作(zuò)用(yòng)就会(huì)导致温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星(xīng)系团大(dà)部分的质量将位(wèi)于所(suǒ)有这些气体所在的中间(jiān)区域。那么(me)我们通过什么来(lái)验证(zhèng)它(tā)的质量区域到底是不是集中在中间(jiān)呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了(le)宇宙(zhòu)当(dāng)中第一张全彩的高清(qīng)照(zhào)片，在(zài)照片中我(wǒ)们(men)可以明(míng)显地看到很(hěn)多星系似(shì)乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨大(dà)的形变。其实这些星系本身并不(bù)是真(zhēn)的被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问题(tí)，而(ér)是(shì)这样(yàng)极(jí)遥远的天(tiān)体(tǐ)和我们地(dì)球(qiú)上(shàng)的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超大质(zhì)量(liàng)的东西的引(yǐn)力(lì)，会使身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这(zhè)个(gè)现象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨(jù)大的天体可能(néng)是超大质量的黑洞或(huò)者是暗物(wù)质。

所(suǒ)以当人(rén)们对子(zi)弹星系团(tuán)观测的时候(hòu)，发(fā)现(xiàn)它的大质量(liàng)区域(yù)并不(bù)是在中间(jiān)，而是在两侧。所以(yǐ)最好的解释(shì)方(fāng)法就是当星团发生(shēng)全(quán)部的碰撞(zhuàng)时，可被观(guān)测到的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物质则(zé)直接通过了(le)这个区域(yù)，并在(zài)两边形成了引力透镜。对(duì)子弹星系团的引力(lì)透镜研究也(yě)被认为是(shì)暗物质存在(zài)的迄今为止最(zuì)好的理论证据。

除此之(zhī)外(wài)，还(hái)有来自宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之(zhī)后，可见光终(zhōng)于可(kě)以(yǐ)畅通无阻地穿越(yuè)在(zài)宇宙当中了。经(jīng)过(guò)了(le)130多亿(yì)年之后，这(zhè)些光(guāng)在宇宙空间(jiān)背(bèi)景上留下了各相同(tóng)性的微(wēi)波辐射(shè)。其中红色的部分表示温(wēn)度(dù)较(jiào)高的区(qū)域，蓝色则表示相对(duì)较(jiào)冷的区域，但实际上它们之间的(de)温(wēn)差(chà)只(zhǐ)有万分之(zhī)一(yī)。

科学家(jiā)们通(tōng)过对前景背(bèi)景分离后的二值图像进行连通(tōng)域提取和标记之后(hòu)发(fā)现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看(kàn)起来不应该是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值(zhí)的幅度会减小，才变得(dé)看起来“和谐(xié)”。为了(le)匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射的(de)测(cè)量值，我们需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这(zhè)个(gè)数字与解释星系当中恒(héng)星运动所需要的暗物质比例是一致的(de)。这就(jiù)意味着。

用了一个(gè)简单的(de)理论框架，就很好(hǎo)地解释了很多不同(tóng)的观(guān)测结果(guǒ)。而暗物质的本质就是宇宙当中存(cún)在着某种类型的粒子，它们不参与(yǔ)任(rèn)何其他的(de)电磁作用，只通过引力来(lái)相(xiāng)互(hù)作用(yòng)。所(suǒ)以(yǐ)如果能够(gòu)找(zhǎo)到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于(yú)找到了暗物质存在的实际(jì)证据。这(zhè)种粒子到底是什么？科学家(jiā)们已(yǐ)经(jīng)提出了数十(shí)种的假想(xiǎng)目标，而要寻(xún)找这(zhè)些不同的目标(biāo)粒(lì)子所需要的实验方(fāng)式(shì)也不相(xiāng)同。在过去的几十年当中，人类为了寻找这些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不(bù)会与常规物(wù)质相互作(zuò)用(yòng)的“暗物(wù)质(zhì)”，科学家们已经进行了超(chāo)过50次的实(shí)验，却没有任(rèn)何实质性的发现，除了一(yī)个地方，意大(dà)利(lì)的(de)格(gé)兰(lán)萨(sà)索(suǒ)山(shān)，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下(xià)1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球(qiú)上最大的(de)地学实验室，这个实(shí)验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年(nián)以来(lái)，这里的科学家(jiā)声称(chēng)观测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收(shōu)集，人们发(fā)现了一个有趣的事(shì)情。探测率(lǜ)会在每年的6月(yuè)份(fèn)达到峰值，然后(hòu)在(zài)11月降到台湾swag是什么，swag是什么意思什么梗最低，而且在20年当中每年都(dōu)是一样。一些科学家认为这(zhè)可能(néng)是人类(lèi)发现暗(àn)物(wù)质的第一(yī)个直(zhí)接证据(jù)。

但是为什么暗物质会(huì)产生(shēng)周期性的(de)年度信号呢(ne)？刚才我们讲了(le)太(tài)阳系正(zhèng)在以220公里(lǐ)/秒的(de)速度(dù)围绕着银河(hé)系进(jìn)行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们(men)也在以这样的速(sù)度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这个过(guò)程中会产生相应(yīng)的振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围(wéi)绕太阳的方向与太(tài)阳环绕银河系的(de)方(fāng)向(xiàng)是一致的，而另外半年(nián)则(zé)与(yǔ)之相反。

而在(zài)6月份的(de)时候，地(dì)球与太阳的方向正好达到完(wán)全一致，这是(shì)理论(lùn)上地球穿越暗物(wù)质流最快(kuài)的时段。而在11月份，又恰(qià)好达到了最慢值(zhí)。尽管在实际的(de)情(qíng)况中，太阳系相对银(yín)河系的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并(bìng)不(bù)影响这个理(lǐ)论(lùn)的(de)有(yǒu)效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用来解(jiě)释，研究人员们所(suǒ)观(guān)测(cè)到的周期性信号。当然也可能有其他(tā)的情况，造成这种年度周(zhōu)期信号(hào)的(de)差异(yì)也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的(de)水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量(liàng)也符合这个周期的(de)规律。

所以，科(kē)学家们又在南半球建立了一个(gè)几乎相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前(qián)的实验(yàn)室正(zhèng)好相(xiāng)反，而(ér)在这(zhè)里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实(shí)验室是一(yī)样的。

因(yīn)此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非(fēi)常有(yǒu)力的证据(jù)了。但是由于这(zhè)个实验室刚刚(gāng)建成(chéng)不(bù)久(jiǔ)，所以截至目前还(hái)无法提供相应的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼(màn)”，它的主(zhǔ)镜大小跟(gēn)哈(hā)勃望远镜相同，但它的(de)宽(kuān)视场仪(yí)器提供的视野是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)其中一(yī)个关键的(de)用(yòng)途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果，我们(men)只能拭(shì)目以待了。费米实(shí)验室粒子(zi)天体物理中心的科学家丹(dān)琥珀和贾森斯特(tè)芬研究发(fā)现(xiàn)，如果暗(àn)物(wù)质(zhì)存(cún)在，它们极有可能拥(yōng)有(yǒu)另一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说(shuō)是生命(mìng)进化的一个重要因(yīn)素(sù)。

如果这一理论得到进一步的证(zhèng)实，那(nà)么遍布(bù)宇宙当(dāng)中(zhōng)的暗物质(zhì)会(huì)不会意味(wèi)着人(rén)类并不(bù)孤单呢(ne)？或许(xǔ)在宇宙当中某个角落的(de)行星上，暗(àn)物(wù)质正在通过这样的(de)效应创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这些推(tuī)论的大前提是要先找到暗物质存在的实际证(zhèng)据(jù)。那么(me)小伙伴们(men)，你们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢请(qǐng)点(diǎn)赞，你的支(zhī)持是(shì)我(wǒ)更新的动(dòng)力！

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