宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为(wèi)何(hé)会存在(zài)科学(xué)无法解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了(le)寻找暗物(wù)质存在的证据(jù)，科学(xué)家们在过去的几十年当中(zhōng)进行了超过50次的(de)长(zhǎng)期实验，但是(shì)却没有(yǒu)发现任何的有效(xiào)证据。除(chú)了一个地(dì)方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛(niú)顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的(de)规律。往后(hòu)的(de)几百年来(lái)，当天文学家(jiā)们发现某些天(tiān)体(tǐ)运行轨道出现(xiàn)异常，不符合(hé)万有引(yǐn)力定律的时候，他们就会(huì)知道，周围一定有未知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨(guǐ)道。比如(rú)在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运行(xíng)轨道的异(yì)常(cháng)，推算并且发现了(le)海王星的(de)存在。另(lìng)外(wài)，哈(hā)雷彗星、冥王星的发现都是应用万有(yǒu)引力定律(lǜ)所取得重大天文成(chéng)就(jiù)的(de)例子。但是这些(xiē)发现都(dōu)是(shì)在恒(héng)星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上升到星系(xì)或者是星团的(de)尺度(dù)，事情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的(de)物(wù)理学家弗里茨兹威基正(zhèng)在(zài)研究和测量后发星系团的质量(liàng)。这是一个由(yóu)数千个星(xīng)系(xì)所组成(chéng)的巨大星(xīng)系团(tuán)，这些(xiē)星系被(bèi)引力(lì)束缚在一起。测量星系团的(de)质量一般会使(shǐ)用到两种方法，当两(liǎng)种(zhǒng)方法(fǎ)结果一(yī)致，就可以(yǐ)确定(dìng)其(qí)质(zhì)量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要的数据是(shì)测量各个星系的(de)光(guāng)度。

第二种是(shì)动力学(xué)质量的计算(suàn)，是利用光(guāng)谱红移测量(liàng)星系团中的各个星系相对(duì)于星系团的运动速度。当测量结果出(chū)来之(zhī)后(hòu)，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是(shì)“光(guāng)度学质量”的400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后(hòu)发座星系(xì)团(tuán)有99%的质量消失了(le)，或者说这(zhè)99%的质(zhì)量并不以可(kě)见光的形(xíng)式所存在，我们无法看(kàn)到。最(zuì)诡异的是，在测量速度的过程(chéng)中，兹威基(jī)发现星系团中(zhōng)很多星系的速度(dù)比理论上要快得(dé)多，按照牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力是无法将它们束缚在(zài)星系团内的(de)，它们早就应(yīng)该被抛出星(xīng)系团之外了，除(chú)非有一种神秘的(de)力量(liàng)在起(qǐ)作用，这(zhè)种(zhǒng)力量来(lái)源(yuán)于某种(zhǒng)隐形的物质。

据(jù)此，兹维基提出(chū)了这样部分(fēn)不可(kě)见的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但(dàn)是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是(shì)当时的人们对这样的一(yī)种说法不(bù)屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗(àn)物质”这个词才再一次(cì)出(chū)现(xiàn)。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯(kěn)特福特在观测仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说(shuō)，距离(lí)中(zhōng)心越(yuè)远的恒星在其轨(guǐ)道上(shàng)的运行速度(dù)就会越慢。但是他们观(guān)测(cè)的结果却让人感(gǎn)到(dào)不可思议。

随着(zhe)与中心距(jù)离的(de)增加，恒(héng)星的旋转速度(dù)几乎保持(chí)不(bù)变。可是根据牛顿的万有引力定律，在星系(xì)当(dāng)中如果没有足够大的质量来(lái)吸(xī)引它们，这些外围(wéi)的恒星早(zǎo)就被(bèi)甩到宇宙当(dāng)中了。基(jī)于这种现象，科学家们会使(shǐ)用(yòng)一种相对(duì)标准的方法来解释(shì)暗物质的存(cún)在，这种方法就是测量星系当中气(qì)体在X轴上距离星系中心(xīn)的距(jù)离，以及在Y轴上气体的(de)旋(xuán)转速度(dù)。如(rú)果出(chū)现异常的结果，就认为是由暗物质的力量进(jìn)入其中(zhōng)。戴choker就是m吗，戴choker什么意思>

于是科学家们通过射(shè)电望(wàng)远镜测量了距(jù)离星系(xì)中心(xīn)更(gèng)远(yuǎn)距离的氢元素，发(fā)现它们的旋转速度并不符合牛(niú)顿的力(lì)学定律。我们(men)的(de)太(tài)阳(yáng)系也不例外，太(tài)阳系位于银河系的(de)第三悬臂之(zhī)上，距离银河系(xì)中(zhōng)心2.6万光(guāng)年(nián)，根据万有引力定律(lǜ)进行(xíng)计算，太阳系的运(yùn)行(xíng)速(sù)度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个(gè)实际速(sù)度远远(yuǎn)大于(yú)理论速度，那(nà)么产生以上这种向心(xīn)加速度的(de)原因很可(kě)能就是(shì)存在(zài)着一种我们看不到(dào)的物质，是这些暗物质的引力效应将(jiāng)星系聚(jù)集在(zài)了一起。

也(yě)是从这时开始，越来越多的研究(jiū)人(rén)员开始相(xiāng)信(xìn)暗物质的存在。科学家根(gēn)据星系外恒(héng)星轨道的速度，估(gū)算在星系当中(zhōng)暗物质的质(zhì)量占整个星系(xì)质(zhì)量的85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一可以解释这个现象的(de)原因。在(zài)一项新的研(yán)究当(dāng)中，科学家们发现，几(jǐ)乎(hū)没有引力效应(yīng)的遥远恒星之间，也(yě)会(huì)出现速度上的微小差异(yì)。另(lìng)外，天文学家还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河(hé)系(xì)不多(duō)，但是(shì)星系当中存在的恒星数量(liàng)却(què)只有(yǒu)银(yín)河系的千分之一。

所以(yǐ)在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗(àn)物质，否(fǒu)则就会分崩离(lí)析。但是科学家们使(shǐ)用最先(xiān)进的望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)对其进行了40个小时(shí)的详细测量之后，发现星系中的恒星(xīng)运动是可以(yǐ)用正常的物质和(hé)力学定律来解释的。那么又有人提出，也许(xǔ)该星系的(de)暗物质，已经被附近的(de)另一个大星(xīng)系剥(bō)离(lí)了(le)。奇怪的是，它(tā)的附近没有任何(hé)星系存在。造(zào)成这些现象的除(chú)了暗(àn)物质的假说之外，另一种可能就是人类对引力的理解(jiě)还不够全面，引(yǐn)力(lì)很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的(de)，这意味着在行星系(xì)尺度中的(de)天体(tǐ)会沿着(zhe)它(tā)们的轨道，按照我们所理解(jiě)的方式(shì)运动。但是上(shàng)升到(dào)星系(xì)和(hé)星团(tuán)的尺度，引力之间的相互作用则是不(bù)同的方式。对于在星系团之间(jiān)的相互作用，科学家还引入(rù)了(le)外部场效应的概念，指的是在数百万(wàn)光年的(de)规(guī)模上，巨大的(de)质量之间会产生对彼(bǐ)此特(tè)殊的效果，这(zhè)个理论(lùn)叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意(yì)味着我们(men)需要对现(xiàn)在的物理定律进(jìn)行修正(zhèng)，这些发现也让很多(duō)人(rén)认为暗(àn)物质(zhì)假说理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当中(zhōng)还(hái)有关于戴choker就是m吗，戴choker什么意思暗(àn)物质存在的其他(tā)的理论证据，这些理论证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离(lí)为37亿(yì)光年的子弹星系(xì)团(tuán)，由(yóu)两个碰撞的星系团所组成(chéng)，类似这(zhè)样的星(xīng)团，它(tā)们大部(bù)分的(de)普通质量(liàng)都在星系的气(qì)体当中。当星(xīng)团(tuán)以1000万(wàn)公里/小时发生(shēng)碰撞(zhuàng)的时候，星际气体的相互作用就会导致温度(dù)的急剧升高，速(sù)度(dù)大幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之(zhī)后(hòu)，子弹星系团大部分(fēn)的质量将位于(yú)所有(yǒu)这些气体所在的中间区域。那么(me)我们(men)通过什(shén)么来验证它的质(zhì)量区域到底是(shì)不(bù)是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空(kōng)望远镜传回了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照片中我们可以明显地看到很(hěn)多星系似乎被拉(lā)伸产生了(le)巨大的形变。其实这(zhè)些(xiē)星系本身并不是(shì)真(zhēn)的被(bèi)扭曲了(le)，也(yě)不是韦伯望远镜出了(le)什么(me)问题，而是(shì)这样(yàng)极遥远的天体和(hé)我们地球上的观测者(zhě)之间。被一(yī)个质量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这(zhè)个超大质量的(de)东(dōng)西的引力，会使身后更遥远(yuǎn)星(xīng)系的光都发生了(le)扭(niǔ)曲。这个现象(xiàng)就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的(de)天体可能是超大质量(liàng)的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物质。

所以当人们(men)对子弹星系团观测的时候，发现它的大(dà)质(zhì)量区域并不是在中间(jiān)，而是在两(liǎng)侧。所以最好(hǎo)的(de)解(jiě)释方法就是当(dāng)星团发生全部的(de)碰撞(zhuàng)时，可被观测到(dào)的质(zhì)量气(qì)体被卡在了中(zhōng)间(jiān)，暗物质则直(zhí)接通过了这个区域，并(bìng)在两边(biān)形成了引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认(rèn)为是暗(àn)物质存在的迄今为(wèi)止最好(hǎo)的理论证(zhèng)据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中(zhōng)最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空(kōng)间背景(jǐng)上留下了各相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色的部(bù)分表(biǎo)示温度较高的区(qū)域，蓝(lán)色则表示相对较(jiào)冷的区域(yù)，但实(shí)际(jì)上它们之间(jiān)的(de)温差(chà)只(zhǐ)有万分(fēn)之(zhī)一。

科学家(jiā)们通过对前景背景分离后的二值图像进行(xíng)连通域提取(qǔ)和(hé)标(biāo)记之后发现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形看(kàn)起(qǐ)来不(bù)应该是这(zhè)样的(de)，而随着暗物质的(de)增加(jiā)，一些峰值的幅度(dù)会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量值(zhí)，我们需要(yào)的暗物质(zhì)大约是普通物质的5倍。这个数字与解(jiě)释星系(xì)当中恒星运动(dòng)所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单的(de)理论框(kuāng)架，就很好地解释了很(hěn)多不同(tóng)的观测结(jié)果。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是宇宙当中存(cún)在着某(mǒu)种(zhǒng)类型(xíng)的(de)粒子(zi)，它们不(bù)参与任何其他的电磁作(zuò)用，只通过(guò)引力来相互作用(yòng)。所(suǒ)以如(rú)果(guǒ)能够找到这种粒子的存(cún)在，就相当于(yú)找(zhǎo)到了暗物质存(cún)在(zài)的实际证据(jù)。这种粒(lì)子到底是什么？科学家(jiā)们已经提出了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找(zhǎo)这些(xiē)不同的目标(biāo)粒(lì)子所需要的实验方式也不相同。在过去(qù)的几十年当(dāng)中，人类(lèi)为了(le)寻找这些看不(bù)见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规(guī)物质相(xiāng)互(hù)作用的“暗物质”，科学家们(men)已经(jīng)进行了(le)超过50次的实验，却(què)没有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意(yì)大利的(de)格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最(zuì)大的地学实验室，这(zhè)个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层(céng)楼高的探测器(qì)，一直(zhí)致(zhì)力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学家声称(chēng)观测到了某种信号。经(jīng)过(guò)了20多(duō)年(nián)的数据(jù)收集，人们发现了一个有(yǒu)趣的事情。探(tàn)测率会在每(měi)年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月降到(dào)最(zuì)低，而且在20年当中每年都是一样(yàng)。一些(xiē)科(kē)学家认为这(zhè)可能是人类(lèi)发现暗物质的第一个直(zhí)接证据。

但(dàn)是为(wèi)什么暗物质会产生周(zhōu)期(qī)性的(de)年度(dù)信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银河系进行(xíng)移动，那么(me)如果暗物质存在(zài)宇(yǔ)宙当(dāng)中，这(zhè)意味着我(wǒ)们也(yě)在以这(zhè)样(yàng)的(de)速度在穿越(yuè)着暗物质流(liú)，这个过程中会产生相应的(de)振荡，同时(shí)地球(qiú)又(yòu)以30公(gōng)里/秒(miǎo)的(de)速度围绕太(tài)阳进行旋(xuán)转。所以(yǐ)有半年的时间，地(dì)球围绕太阳的方向与太(tài)阳环绕(rào)银河系(xì)的方向是一致的，而另外半年(nián)则(zé)与之相(xiāng)反。

而在(zài)6月份(fèn)的(de)时候，地(dì)球与(yǔ)太(tài)阳的方向正好达到(dào)完(wán)全(quán)一致，这是(shì)理论上地球穿越暗物质流最(zuì)快的时段。而在11月份，又恰好(hǎo)达(dá)到(dào)了最慢(màn)值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太(tài)阳系相对银河系的平面呈现(xiàn)了60度的(de)倾(qīng)斜，但是(shì)这并不(bù)影响这个理论(lùn)的有效(xiào)性(xìng)。

因此科学家认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的周期(qī)性信号。当然也可能有其他(tā)的情况，造成这种年度周期信(xìn)号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的(de)积雪(xuě)，甚至连意大利游客(kè)的数量也符合(hé)这个周期(qī)的规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学(xué)家们又(yòu)在南半球建立了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季节与之(zhī)前(qián)的实(shí)验室正好相反(fǎn)，而(ér)在这里，地球(qiú)穿过(guò)暗物质流的运动特征和第一(yī)个实(shí)验(yàn)室是一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这里(lǐ)可以得到相同(tóng)的(de)信号(hào)，就(jiù)可以(yǐ)成(chéng)为暗物(wù)质所存在的非常有力的证据了。但是由于(yú)这个实验(yàn)室刚刚建(jiàn)成不久，所以截至(zhì)目前还无法提供相应的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜(jìng)，这台太(tài)空望远镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷(léi)斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大小跟(gēn)哈(hā)勃望(wàng)远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器提供的(de)视野是(shì)哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远(yuǎn)镜其中一(yī)个关键的用途就是探索(suǒ)暗物质背后的(de)奥秘，对于探(tàn)测的结果，我(wǒ)们(men)只能拭目以待了。费米实验(yàn)室(shì)粒子天体物理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯(sī)特芬(fēn)研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它们极有可能(néng)拥有另一种神秘的效(xiào)应(yīng)，这种暗物(wù)质效(xiào)应，会支(zhī)持(chí)宇宙当中(zhōng)生命的诞生，或者说是(shì)生(shēng)命进(jìn)化的一(yī)个重要因素。

如(rú)果这一理论(lùn)得到进(jìn)一(yī)步的证实(shí)，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质会(huì)不会(huì)意味着人类并不孤(gū)单呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当中某(mǒu)个角落的行星(xīng)上(shàng)，暗物质(zhì)正在通过这样的效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要先(xiān)找到(dào)暗(àn)物质(zhì)存在的实际证据(jù)。那(nà)么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在(zài)呢？喜欢请(qǐng)点赞(zàn)，你的(de)支持是我更新的动(dòng)力！

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