宇宙是“人为制(zhì)造(zào)”的？为何会存在科学无法解释(shì)的“暗(àn)物质”？暗物质又究竟是什(shén)么(me)？人类为(wèi)了寻(xún)找暗(àn)物质存在的(de)证据，科学家(jiā)们在过去(qù)的几十年(nián)当中进行了超过(guò)50次的(de)长期实验，但是却没有发现(xiàn)任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然(rán)哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发(fā)表(biǎo)了万有引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天体运动的(de)规律(lǜ)。往后(hòu)的几百年来，当天文学家们发(fā)现某些天(tiān)体运行轨道(dào)出现(xiàn)异常，不(bù)符合万有引(yǐn)力定律的时候，他(tā)们(men)就会知道，周围一定有未知的天体通过(guò)引力在摄(shè)动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王星运行轨道的异(yì)常(cháng)，推算并且(qiě)发现(xiàn)了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王(wáng)星的发现都是(shì)应用万(wàn)有(yǒu)引力定律所(suǒ)取得重大天文成就的例子。但是(shì)这些发现都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中，可当我们上升到星系或者是星团的尺度，事情就(jiù)开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞(ruì)士(shì)的物理学家(jiā)弗里茨兹(zī)威基正在(zài)研究和测量后发星系团(tuán)的(de)质量。这是(shì)一个(gè)由(yóu)数千个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这些星(xīng)系被引(yǐn)力束(shù)缚在(zài)一(yī)起。测量星系团的质量(liàng)一般会使用到(dào)两种方法，当两种方法(fǎ)结果一(yī)致，就可(kě)以确定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是(shì)获得其(qí)"光度学的质(zhì)量"，需要(yào)的数据是测量各个星系的光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是(shì)动力学质量的计算，是利用光(guāng)谱红移(yí)测(cè)量星系团中的各个(gè)星系相对于星(xīng)系团的运动速(sù)度(dù)。当测量结(jié)果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量(liàng)”竟然(rán)是“光度学质量”的400倍(bèi)。这(zhè)意味着，后发(fā)座星系团有99%的质量消失(shī)了，或者说(shuō)这(zhè)99%的质量并不以(yǐ)可(kě)见光的形式所存(cún)在，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在测量(liàng)速度的过(guò)程中，兹威基发现星系团中很多星系的速(sù)度比理论(lùn)上要(yào)快得(dé)多，按照牛顿的运(yùn)动(dòng)学定律，仅靠这(zhè)些可见(jiàn)星系的质(zhì)量所产生的引力是无法将它(tā)们束缚在星系团内的，它们(men)早就应该被抛出(chū)星系团之外了(le)，除非(fēi)有一种神秘的力量在(zài)起作用，这种力(lì)量来源于某种(zhǒng)隐形的物(wù)质。

据此，兹(zī)维基提出了这样部分不(bù)可见的暗(àn)质(zhì)，它不发散光(guāng)、吸光、反射光，但是(shì)它们却占据着宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部(bù)分的质(zhì)量。只是(shì)当时的人们对(duì)这样的(de)一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物(wù)质”这个词才(cái)再(zài)一次(cì)出现。天文(wén)学家维拉鲁宾(bīn)和肯(kěn)特(tè)福特在观测仙女(nǚ)座(zuò)星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动(dòng)。理论上(shàng)来说，距离中心(xīn)越远的恒(héng)星(xīng)在其轨道上的运行速度(dù)就(jiù)会越慢。但是他(tā)们观测的结果却(què)让人感(gǎn)到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增(zēng)加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎(hū)保持不变。可(kě)是根据牛(niú)顿(dùn)的万有引(yǐn)力定律，在星系当中如果(guǒ)没有足够大的质量来(lái)吸引(yǐn)它们(men)，这(zhè)些外围(wéi)的恒星早(zǎo)就被甩到(dào)宇宙当中了。基于这种现象，科学(xué)家们会(huì)使(shǐ)用一种(zhǒng)相对(duì)标准的方法来解(jiě)释(shì)暗(àn)物(wù)质的存在，这种(zhǒng)方法就是测量星(xīng)系(xì)当中气体在X轴(zhóu)上距离(lí)星系中心(xīn)的(de)距(jù)离(lí)，以(yǐ)及在Y轴上气体(tǐ)的(de)旋转速度。如(rú)果出现异常的结果，就认为(wèi)是(shì)由暗物(wù)质的力量(liàng)进入其(qí)中。

于(yú)是科(kē)学家们通过射(shè)电望远镜测(cè)量了距(jù)离星(xīng)系中心(xīn)更远距离的氢元素，发现(xiàn)它(tā)们(men)的旋转(zhuǎn)速度并不符合(hé)牛顿的(de)力(lì)学定(dìng)律。我们的太(tài)阳系也不例外，太阳系(xì)位(wèi)于银河系的第三悬(xuán)臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定律进行(xíng)计算，太阳系(xì)的运行速度应该(gāi)是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系(xì)正在(zài)以220千米(mǐ)/秒的(de)速度围绕(rào)银河系旋转，这(zhè)个实际速(sù)度(dù)远远大于理论速(sù)度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加(jiā)速度的原因很可能就是存在着一种(zhǒng)我们(men)看(kàn)不到的物质，是这些暗物质(zhì)的引力效应将星(xīng)系聚集在(zài)了一起(qǐ)。

也(yě)是从这时开始，越(yuè)来越多的研(yán)究(jiū)人员开始相信(xìn)暗物(wù)质的存在。科(kē)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(zhěng)个星系质量的(de)85%。但是(shì)，暗物(wù)质并不是唯一可以解释这个现象的(de)原因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎(hū)没(méi)有引力(lì)效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度上的微小(xiǎo)差异。另(lìng)外，天文学(xué)家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光年(nián)，大小(xiǎo)和银河系(xì)不多(duō)，但是星系(xì)当(dāng)中存在的恒星数量却只有银(yín)河系(xì)的千分之一。

所以在(zài)理(lǐ)论上，该星系(xì)必须存在暗物质(zhì)，否则就(jiù)会分崩离析。但是(shì)科学家(jiā)们使用最先进(jìn)的望远镜对其进行了40个(gè)小时的详细测量之后，发现星系中(zhōng)的(de)恒星运(yùn)动是可以用(yòng)正常(cháng)的物质和力学定(dìng)律(lǜ)来解释的。那么又有人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗物质，已经被(bèi)附(fù)近(jìn)的另一(yī)个大(dà)星(xīng)系(xì)剥(bō)离了。奇怪的是(shì)，它的附近(jìn)没有任何(hé)星系存在(zài)。造成这些现象(xiàng)的除了暗物质的(de)假说之外，另一种(zhǒng)可能就是人类对引力的理解(jiě)还不够全面，引(yǐn)力很可能在不同尺度(dù)空间中的工(gōng)作(zuò)方(fāng)式是不同的，这(zhè)意味着在行星系(xì)尺度中的天体会沿(yán)着它们的轨道，按照(zhào)我们所(suǒ)理(lǐ)解的方式运动。但是(shì)上升到星系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引力之间(jiān)的相互作用则是不(bù)同的方式。对于(yú)在(zài)星系团(tuán)之间的相互作用，科学家还引(yǐn)入了外部场(chǎng)效应的(de)概念，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨大的(de)质量之间会产(chǎn)生对彼此(cǐ)特殊的效(xiào)果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味着我(wǒ)们(men)需(xū)要对现在的(de)物(wù)理(lǐ)定律进行修正，这(zhè)些发现也让(ràng)很多人认(rèn)为(wèi)暗(àn)物质假说理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中还有(yǒu)关(guān)于暗(àn)物(wù)质存在的(de)其他的理论证据，这些(xiē)理论证据(jù)是(shì)蒙德理论所没法(fǎ)解释(shì)的“引力透镜(jìng)”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的(de)星系团所(suǒ)组成，类似(shì)这样的(de)星团，它们大(dà)部分的普通(tōng)质量都在(zài)星系(xì)的气体当中。当星(xīng)团以1000万公里/小时(shí)发生碰撞的时候，星际气体的相互作用就会导(dǎo)致温(wēn)度的急剧(jù)升高，速度(dù)大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大部分的质量(liàng)将(jiāng)位于所(suǒ)有这(zhè)些气体所在的中间区域。那么我们通(tōng)过什么来验证它的质(zhì)量区域到底是不是集中在中间(jiān)呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了宇宙当中(zhōng)第一(yī)张全彩的高清照片，在(zài)照片中我们可以明显地看(kàn)到(dào)很多星系(xì)似乎被拉(lā)伸(shēn)产生了巨(jù)大的形变。其实这些星系本身并(bìng)不(bù)是真的被扭(niǔ)曲了，也不(bù)是韦伯望远镜出了什么问(wèn)题，而是这样极遥(yáo)远的天体和我们(men)地(dì)球(qiú)上的观测(cè)者之间。被一个质量超(chāo)级巨大(dà)的天体(tǐ)遮挡，这个超(chāo)大质量的东西的(de)引(yǐn)力，会使身(shēn)后更(gèng)遥(yáo)远星系(xì)的光都(dōu)发生(shēng)了(le)扭曲。这个现象就(jiù)是引力(lì)透镜效应。这(zhè)个巨大的天(tiān)体(tǐ)可能是(shì)超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当(dāng)人们对子弹星(xīng)系团观(guān)测的(de)时候，发现(xiàn)它的(de)大质量(liàng)区域并不(bù)是在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好的解释方(fāng)法就(jiù)是当星团发生全部的碰(pèng)撞时，可被观测(cè)到的质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物质(zhì)则直接(jiē)通过了这个区域，并在两边形成了(le)引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被认为是(shì)暗物(wù)质存在(zài)的迄今为止最好的理论证据。

除此(cǐ)之外，还有来(lái)自宇宙(zhòu)当中(zhōng)最古(gǔ)老的(de)光。从宇宙(zhòu)大(dà)爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了(le)。经过(guò)了130多(duō)亿年(nián)之后，这些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(jiào)高的区域(yù)，蓝色则(zé)表示相对较冷(lěng)的区域，但(dàn)实际(jì)上它们之间的(de)温差(chà)只(zhǐ)有万(wàn)分之一。

科学(xué)家们通过(guò)对前景(jǐng)背景分离后(hòu)的二值图像进行连通域(yù)提取和标记之后发现，如(rú)果宇宙当(dāng)中没(méi)有暗物(wù)质，图(tú)形(xíng)看起来不应(yīng)该(gāi)是这样的，而随(suí)着暗物(wù)质(zhì)的增加，一些峰值的幅度(dù)会减小，才(cái)变(biàn)得(dé)看起来“和谐(xié)”。为了匹配(pèi)宇(yǔ)宙微波(bō)背景辐射的测量(liàng)值，我们(men)需要的暗物质大约是普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系当(dāng)中恒(héng)星运动所需要(yào)的暗(àn)物质比(bǐ)例是一致的。这就(jiù)意味着。

用了一个简单(dān)的(de)理论框架，就很(hěn)好地解(jiě)释了(le)很多不同的观测结果(guǒ)。而(ér)暗物(wù)质的本(běn)质(zhì)就是(shì)宇宙当(dāng)中存在着某种类型的(de)粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互(hù)作用(yòng)。所(suǒ)以如果(guǒ)能够找到这种粒子的存在，就(jiù)天兵天将指哪个生肖，天兵天将指哪个生肖的动物相当(dāng)于找(zhǎo)到(dào)了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学(xué)家们已经提(tí)出了(le)数(shù)十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所(suǒ)需(xū)要的(de)实验方式也不相同(tóng)。在(zài)过去的几十年(nián)当中，人类为了寻找这些看不见、摸(mō)不(bù)到，几乎不会与常规物质相互作(zuò)用的(de)“暗物质”，科学家们(men)已经进行(xíng)了超过(guò)50次(cì)的(de)实验，却没(méi)有任何(hé)实(shí)质(zhì)性(xìng)的发现，除了一个地方(fāng)，意大(dà)利的格兰萨(sà)索山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下(xià)1400米处(chù)的(de)地(dì)下矿井(jǐ天兵天将指哪个生肖，天兵天将指哪个生肖的动物ng)当中，藏着地球上最大的(de)地学实验室，这个实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周期性震(zhèn)荡。

天兵天将指哪个生肖，天兵天将指哪个生肖的动物"async" data-ratio="0.7504051863857374" data-type="jpeg" data-w="1234" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/82fd8b93a96870b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

自1997年以来，这(zhè)里的科学(xué)家(jiā)声称观测到了某种信号。经过了(le)20多年(nián)的数据收集，人(rén)们发(fā)现了一个有趣的事(shì)情。探测率会(huì)在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在(zài)20年当中每年都是一样(yàng)。一些(xiē)科学家认为这可能是人(rén)类(lèi)发现暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但是为什么暗物(wù)质会产生周期性的年度信号呢(ne)？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公(gōng)里/秒(miǎo)的速度(dù)围(wéi)绕(rào)着银河系(xì)进行移(yí)动，那么如果暗物质存在(zài)宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也在(zài)以这样的速度在穿越着(zhe)暗物质流，这个过程中(zhōng)会(huì)产生(shēng)相(xiāng)应(yīng)的振荡，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有半年的时(shí)间，地球围绕太阳的方向与太阳(yáng)环(huán)绕(rào)银河系的方向(xiàng)是一致的，而另外半(bàn)年则与(yǔ)之相反(fǎn)。

而在6月份(fèn)的时候(hòu)，地球(qiú)与太(tài)阳的方向(xiàng)正好达(dá)到(dào)完全一致，这是(shì)理论上(shàng)地(dì)球穿越暗物质流(liú)最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最慢(màn)值。尽管(guǎn)在实际的(de)情(qíng)况中，太阳(yáng)系(xì)相对银河(hé)系的平(píng)面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响(xiǎng)这个理论(lùn)的有效性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来解释，研(yán)究人员们所观测到(dào)的周期(qī)性信号。当然也可能有其他的情况，造成这种年(nián)度周期信号(hào)的差异也可能是温(wēn)度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山上(shàng)的积(jī)雪，甚至(zhì)连意大利游客的数(shù)量也(yě)符合这个周期(qī)的规律(lǜ)。

所以，科学(xué)家(jiā)们(men)又在南半(bàn)球建立了一个几乎相同的实验室，这(zhè)里的季(jì)节与之前(qián)的实验室正好相反，而在这里，地(dì)球穿过(guò)暗物质流的运动特征和第一(yī)个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的(de)信号(hào)，就可以成为(wèi)暗(àn)物质所存在(zài)的非常有力的证据了。但(dàn)是由(yóu)于这个实验室刚刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至目前(qián)还无法提供(gōng)相应的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发(fā)射一(yī)台新的望远镜(jìng)，这台太空望远镜(jìng)叫做(zuò)“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的(de)主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的宽(kuān)视(shì)场仪器提供的视野是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼(màn)太(tài)空望远镜(jìng)其中一个关(guān)键的用(yòng)途就是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对于探(tàn)测的结果(guǒ)，我们只能拭目以待了。费米(mǐ)实验室(shì)粒子天体物理中心的科(kē)学家(jiā)丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发(fā)现，如(rú)果暗(àn)物质存在，它们极有可能拥(yōng)有另(lìng)一种(zhǒng)神秘(mì)的效应，这种(zhǒng)暗(àn)物质(zhì)效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的(de)诞生，或(huò)者说是生命进化的一个(gè)重(zhòng)要(yào)因(yīn)素。

如果这一(yī)理论(lùn)得到进(jìn)一步的证实，那么(me)遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不(bù)会意味着人(rén)类并(bìng)不孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中某(mǒu)个(gè)角落的(de)行星上，暗(àn)物质正在通过这样的效应创(chuàng)造生(shēng)命。当然(rán)，这些推论的(de)大(dà)前提是要先找(zhǎo)到(dào)暗物(wù)质存在(zài)的实际证据。那(nà)么(me)小伙伴(bàn)们，你(nǐ)们觉(jué)得暗物质到(dào)底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你的支持(chí)是我更新(xīn)的动力(lì)！

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