宇宙(zhòu)是(shì)“人为制造(zào)”的？为何会存(cún)在科学无(wú)法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究(jiū)竟(jìng)是(shì)什么(me)？人类为了寻找暗物质存(cún)在的证据，科学家(jiā)们在过去的几十年当中进行了超过50次的(de)长期实验，但是却(què)没(méi)有(yǒu)发现(xiàn)任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自(zì)然哲学数学原理一书中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭(jiē)示(shì)了宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后的几百年来，当(dāng)天文学(xué)家们发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有引力定律的时候，他们(men)就会(huì)知道，周围一定有未知的天体通过(guò)引力(lì)在(zài)摄动它的轨(guǐ)道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天王星(xīng)运行轨(guǐ)道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现都是应用万有引力(lì)定律所取得重大(dà)天文(wén)成就的例(lì)子。但是(shì)这些发现(xiàn)都是在恒星系(xì)统的尺度(dù)当(dāng)中，可当我们上升到星系(xì)或(huò)者是星团的(de)尺度(dù)，事情(qíng)就开始(shǐ)变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士(shì)的物理(lǐ)学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千(qiān)个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨大星系团，这些星系被引力束缚在一(yī)起。测量星(xīng)系团的质量一般(bān)会(huì)使用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果(guǒ)一致，就可以(yǐ)确(què)定其质量的范围。

第一种是获(huò)得其(qí)"光度学(xué)的(de)质量(liàng)"，需(xū)要(yào)的数据是测量各(gè)个星系的光度(dù)。

第二种(zhǒng)是动力学质(zhì)量的计算，是利(lì)用光谱红移测量(liàng)星系团中(zhōng)的各个星系(xì)相对(duì)于星系团的运(yùn)动速度。当测量结果出来之后，兹威基(jī)彻(chè)底懵(měng)了，“动力学(xué)质量(liàng)”竟然(rán)是“光度学(xué)质量”的400倍。这(zhè)意味着，后(hòu)发座星系团有99%的质(zhì)量(liàng)消失了，或者说这99%的(de)质量(liàng)并不以可见光的形式(shì)所存(cún)在，我们无法看到。最诡异的是，在测量(liàng)速度(dù)的过程中，兹(zī)威(wēi)基发现星系团中很多星系的速(sù)度比理论上要(yào)快得(dé)多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的(de)引力是无(wú)法将它们束缚在星系(xì)团内(nèi)的(de)，它(tā)们早就应该(gāi)被抛出星系团之外了(le)，除非有一种神秘的力量在起(qǐ)作用，这种(zhǒng)力量来源于某种(zhǒng)隐形的物质(zhì)。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部(bù)分不可见(jiàn)的暗质，它不(bù)发散光、吸(xī)光(guāng)、反射光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对这样的一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再(zài)一(yī)次(cì)出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测(cè)仙女座星系中的恒(héng)星运(yùn)动。理论上来说(shuō)，距离中心越远(yuǎn)的恒星在(zài)其轨道上的运行速度(dù)就会越(yuè)慢(màn)。但是他(tā)们(men)观测(cè)的结果却让人(rén)感到不可思议。

随着与中心(xīn)距(jù)离的(de)增加，恒星的旋转速度几乎保持(chí)不变(biàn)。可是根据牛顿(dùn)的万有引力定律，在星系当中如果没有足够大的(de)质量来(lái)吸引它们，这些外(wài)围(wéi)的(de)恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这(zhè)种现象(xiàng)，科学家们(men)会(huì)使(shǐ)用一(yī)种相对标准的方(fāng)法来解释暗(àn)物质(zhì)的(de)存在，这种方法就是(shì)测量星系当中气体在(zài)X轴上距离(lí)星(xīng)系(xì)中(zhōng)心(xīn)的距离，以(yǐ)及(jí)在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度(dù)。如果出现异常的结果，就(jiù)认为(wèi)是由暗物质的(de)力量进入其中。

于(yú)是科(kē)学家们通过射电望远(yuǎn)镜(jìng)测(cè)量了(le)距离星系中(zhōng)心更(gèng)远距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转(zhuǎn)速度并不(bù)符合牛顿的(de)力学定律(lǜ)。我们(men)的太阳系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年(nián)，根(gēn)据万有(yǒu)引力定律进行计算(suàn)，太(tài)阳(yáng)系的运行速(sù)度应该是160千米/秒，但(dàn)实际上，太阳系(xì)正在(zài)以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河(hé)系旋转，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度，那么(me)产生以(yǐ)上这种向心加速度的原(yuán)因很可(kě)能(néng)就是存在着一种我们(men)看不(bù)到的物质(zhì)，是这些(xiē)暗物质的引力效应(yīng)将(jiāng)星系聚集在了一(yī)起。

也是从(cóng)这时开始，越来越多的(de)研究人员开始(shǐ)相(xiāng)信(xìn)暗(àn)物质的存在。科学家(jiā)根据星系外(wài)恒(héng)星轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物质的(de)质量(liàng)占(zhàn)整个星系(xì)质(zhì)量的85%。但是，暗(àn)物质并不是唯(wéi)一(yī)可以(yǐ)解释这个现象的原因。在一项新的(de)研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引(yǐn)力效应的遥远恒星(xīng)之间(jiān)，也会出现(xiàn)速度上的微(wēi)小差异。另外，天(tiān)文学家还发现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但(dàn)是(shì)星系当中存(cún)在的恒星数量却(què)只有银河系的千分之一。

所(suǒ)以在理(lǐ)论上(shàng)，该(gāi)星系必须存(cún)在暗物质，否则就会(huì)分(fēn)崩(bēng)离析。但是(shì)科学(xué)家们使用(yòng)最先进的(de)望远(yuǎn)镜对其进(jìn)行了40个小时的详细测量之后，发(fā)现星系(xì)中的恒星运动是可以用正常的物(wù)质和力学定律来解释的。那么(me)又有(yǒu)人提出，也许该星系(xì)的暗物质(zhì)，已经被附近的另一(yī)个大星(xīng)系剥(bō)离(lí)了。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何(hé)星系(xì)存在。造成这些现象的(de)除了(le)暗物质的假说之外，另(lìng)一种可能就是(shì)人(rén)类对(duì)引力的理解还不(bù)够全面，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的(de)，这意味着在行星(xīng)系尺度中(zhōng)的天体会(huì)沿着它们(men)的轨道(dào)，按照我们(men)所理解的方式运(yùn)动(dòng)。但是上升(shēng)到星系(xì)和星团的尺度，引(yǐn)力之间的相互作用则是(shì)不(bù)同的(de)方式。对于在星(xīng)系团之间的相(xiāng)互作用，科学(xué)家还引入了外部场效应的概念(niàn)，指的是(shì)在数百(bǎi)万(wàn)光(guāng)年(nián)的规(guī)模上，巨(jù)大的质量之间会产生对彼此特殊的效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙(méng)德理(lǐ)论成立，这意味着我们(men)需要对现在的物理定律进(jìn)行修正，这些发现也让(ràng)很(hěn)多人认为暗物质假说(shuō)理论就(jiù)此终结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存在的其(qí)他的理论证(zhèng)据，这些理论证据是(shì)蒙(méng)德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两(liǎng)个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所(suǒ)组成，类似这(zhè)样(yàng)的星团，它们大部分的普通质量都在星系(xì)的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞的时(shí)候，星际(jì)气(qì)体的(de)相互作用就会导致(zhì)温度(dù)的急(jí)剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团(tuán)大部分的(de)质量将位(wèi)于所有这些气(qì)体所在的中间(jiān)区(qū)域(yù)。那么我们通过什么来(lái)验证(zhèng)它(tā)的(de)质量区(qū)域到底是不是(shì)集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜传回了宇(yǔ)宙(zhòu)当中第一张全彩的高清照片，在照片中(zhōng)我们可(kě)以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形(xíng)变。其实这些星系(xì)本身并不是真(zhēn)的被(bèi)扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出(chū)了什么(me)问题(tí)，而是这(zhè)样极遥远的天(tiān)体和我们地球上的观测者之间。被一个质量超级巨大(dà)的天体(tǐ)遮挡(dǎng)，这个超大质量的东西的(de)引力，会使身后(hòu)更遥远(yuǎn)星(xīng)系的光都(dōu)发生了扭曲。这(zhè)个现象就是(shì)引力透镜效(xiào)应。这个巨大的天体可能是超大质量的黑洞或(huò)者是暗物(wù)质。

所以当人们对子(zi)弹(dàn)星(xīng)系团观测的(de)时候，发现(xiàn)它(tā)的(de)大质(zhì)量区域(yù)并(bìng)不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以(yǐ)最好的解释方法就是当(dāng)星团(tuán)发生(shēng)全部的碰撞时，可被观测到的质量气(qì)体(tǐ)被卡在了中间，暗(àn)物(wù)质则直接(jiē)通过(guò)了这个区域，并在两边形成了引力透镜(jìng)。对子弹(dàn)星系(xì)团的引力透镜研究也(yě)被认为是暗(àn)物质存在的迄今为止最好(hǎo)的理论证据。

广西属于哪个省份，广西属于哪个省哪个市哪个区c="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/3b484d043bd3430.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

除此之外，还(hái)有来自宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年(nián)之后，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过(guò)了(le)130多亿年之后(hòu)，这些(xiē)光(guāng)在宇(yǔ)宙空(kōng)间(jiān)背景(jǐng)上留下了各(gè)相同性的(de)微波辐射。其(qí)中红色的部分表示温度较高的区(qū)域(yù)，蓝色则(zé)表示相对较冷的(de)区(qū)域，但实际上它们之间的温差只(zhǐ)有万(wàn)分之(zhī)一(yī)。

科学家们通过对前(qián)景背景分离后的二值图(tú)像进行连通(tōng)域(yù)提取和(hé)标(biāo)记之(zhī)后(hòu)发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物(wù)质，图形看起来不(bù)应该是这样的，而随(suí)着暗物(wù)质的(de)增加，一些峰值的幅度会减小，才变得看起来“和谐(xié)”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇宙(zhòu)微波背景(jǐng)辐射的测量值(zhí)，我们需要的(de)暗物质大约是普通(tōng)物(wù)质(zhì)的5倍。这个数字与解释星(xīng)系(xì)当中(zhōng)恒星(xīng)运动所需(xū)要的暗物质比(bǐ)例(lì)是一致的。这就意味着。

用(yòng)了(le)一(yī)个简(jiǎn)单的理论(lùn)框架，就很好地解(jiě)释了很多不同的观测(cè)结果。而暗物质的本质就是(shì)宇宙当中存在着某种类(lèi)型的粒子，它们不参与任何其他的电磁作(zuò)用，只通(tōng)过引力(lì)来(lái)相(xiāng)互作(zuò)用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于(yú)找到了暗物质(zhì)存(cún)在的实际证据。这种粒(lì)子到(dào)底是什么？科学家们已经提出了数十种的(de)假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要寻找这些(xiē)不同的(de)目标粒子所需要的实(shí)验方式也不相同。在过(guò)去的几十年(nián)当中，人类为了(le)寻找这些看(kàn)不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学(xué)家们已经进行了(le)超过(guò)50次的实验，却没有任(rèn)何(hé)实质性的(de)发现，除(chú)了(le)一个(gè)地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉。

在山下(xià)1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着(zhe)地(dì)球上最(zuì)大的地学实验(yàn)室，这个实验(yàn)室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)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(dàng)。

自(zì)1997年以来，这里的科学家(jiā)声(shēng)称观测到了某(mǒu)种信号(hào)。经(jīng)过了(le)20多年的数(shù)据(jù)收集，人们发现(xiàn)了一(yī)个有趣的事情(qíng)。探测率会在每年(nián)的6月(yuè)份达(dá)到(dào)峰值，然后在11月降到最低，而(ér)且(qiě)在20年当(dāng)中(zhōng)每(měi)年都是一样。一些科学家认为(wèi)这可能是人类发(fā)现暗物质的第(dì)一(yī)个直接证据。

但是(shì)为(wèi)什么暗(àn)物质会产(chǎn)生周期性的年度(dù)信号呢(ne)？刚才我们讲了太(tài)阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银(yín)河系(xì)进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味(wèi)着我(wǒ)们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相(xiāng)应的(de)振(zhèn)荡，同时(shí)地球又以(yǐ)30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年(nián)的时间，地球围(wéi)绕太阳的方向与太阳环绕(rào)银河(hé)系的方向是一致(zhì)的，而另外半(bàn)年(nián)则与之相反。

而(ér)在6月(yuè)份(fèn)的(de)时(shí)候，地球与太阳(yáng)的方向正好达到完全(quán)一致，这是理论上地(dì)球穿越(yuè)暗物质(zhì)流(liú)最快的(de)时(shí)段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际的情(qíng)况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是(shì)这并不影响这(zhè)个理论的有效性(xìng)。

因此科(kē)学家认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的周期性信(xìn)号。当然也可能有(yǒu)其他的情况(kuàng)，造(zào)成这(zhè)种(zhǒng)年(nián)度周(zhōu)期信号的(de)差异也(yě)可(kě)能(néng)是温度、湿(shī)度、土(tǔ)壤(rǎng)中(zhōng)的(de)水分、高(gāo)山上的积雪，甚(shèn)至连意大利游客的数量也符合这个(gè)周期的规律。

所以，科学家们(men)又在南半广西属于哪个省份，广西属于哪个省哪个市哪个区球建立了一个几乎(hū)相同的实验室，这里的季节与之前的实验(yàn)室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流(liú)的运动特征和第一(yī)个实验室(shì)是一样的。

因(yīn)此(cǐ)，如(rú)果在这里可以得到相(xiāng)同的信号，就可以(yǐ)成为(wèi)暗物质所存(cún)在(zài)的(de)非常有(yǒu)力的(de)证据(jù)了。但是由于这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至(zhì)目前还(hái)无法提供(gōng)相(xiāng)应的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一(yī)台(tái)新(xīn)的望远镜，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷斯罗曼”，它(tā)的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的(de)宽视场仪器提(tí)供的视野是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗(luó)曼太空(kōng)望远镜其中一个关键的用途就是探(tàn)索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果，我们只(zhǐ)能拭目以待(dài)了(le)。费(fèi)米实验室粒子天体物理中心的(de)科学家丹琥珀(pò)和贾(jiǎ)森(sēn)斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物(wù)质存(cún)在，它们极有可(kě)能拥有另(lìng)一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的(de)诞生，或者说是生(shēng)命进化的一个重要因(yīn)素(sù)。

如果这(zhè)一理论得到进一步的证实(shí)，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质会不会意(yì)味(wèi)着人类并不孤单呢？或(huò)许在(zài)宇宙当中某个(gè)角落(luò)的行星上，暗物质正在通过这(zhè)样的效(xiào)应创造(zào)生(shēng)命。当然(rán)，这些推论的大前(qián)提是要先找(zhǎo)到暗物质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴(bàn)们，你们觉得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢(huān)请点(diǎn)赞(zàn)，你的支(zhī)持是(shì)我更新的动力！

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