宇宙是“人为制(zhì)造”的(de)？为何会存在科学无(wú)法解释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质又(yòu)究(jiū)竟(jìng)是(shì)什(shén)么？人类(lèi)为了寻找暗物质存在的(de)证据，科学家(jiā)们在过去的几十年当中进行了超过(guò)50次的长(zhǎng)期实验，但是却(què)没有发现(xiàn)任何的有效(xiào)证据。除(chú)了一个(gè)地方，在1687年出(chū)版(bǎn)的自然(rán)哲学数学原(yuán)理一(yī)书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛(niú)顿发表(biǎo)了万有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)，它揭示了宇宙中天体运动(dòng)的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天文学家(jiā)们发现某些天体运行轨道(dào)出现异(yì)常，不符合(hé)万有引力定(dìng)律(lǜ)的时候，他们(men)就(jiù)会(huì)知道，周围一定(dìng)有(yǒu)未知的天体通(tōng)过引力在(zài)摄(shè)动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星(xīng)运行轨道的异常，推算并且发现了(le)海王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现都(dōu)是应(yīng)用万(wàn)有引力(lì)定律(lǜ)所(suǒ)取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统(tǒng)的尺度当中，可(kě)当我们上升到星(xīng)系或者是星团的尺度，事情就开(kāi)始(shǐ)变(biàn)得诡(guǐ)异(yì)了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士(shì)的物理学家弗里茨兹威基正在研(yán)究(jiū)和测量后(hòu)发星系团的质量。这是一(yī)个由数(shù)千个星(xīng)系所组成的巨大星系团(tuán)，这些星系被引(yǐn)力(lì)束缚在一起。测量星系团(tuán)的质量一般(bān)会使用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就可以确定(dìng)其质(zhì)量的(de)范围。

第一种是(shì)获得其(qí)"光度学的质量"，需要的(de)数据是测量各个星(xīng)系的(de)光度。

第二种是动力学质(zhì)量(liàng)的计算，是(shì)利用(yòng)光(guāng)谱红(hóng)移测量星系团中的各个(gè)星系相对于星(xīng)系(xì)团的运动速度。当(dāng)测量结(jié)果出来之后，兹威基彻底懵了(le)，“动力(lì)学质量”竟(jìng)然是(shì)“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍(bèi)。这意味着，后发(fā)座(zuò)星系团(tuán)有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以可见光(guāng)的形式所存在，我们无(wú)法看到(dào)。最诡异的是(shì)，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基发现星(xīng)系团中(zhōng)很多星系的速度比理论上要快(kuài)得多，按(àn)照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所(suǒ)产生的引力是(shì)无法(fǎ)将它们(men)束(shù)缚在星系(xì)团内的，它(tā)们早就应该(gāi)被抛(pāo)出星系团之外了，除非(fēi)有一种神(shén)秘的力量在起(qǐ)作用(yòng)，这(zhè)种力量来源于某种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹维(wéi)基提出了这样部(bù)分不可见的暗质(zhì)，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但(dàn)是(shì)它们却占据(jù)着(zhe)宇(yǔ)宙中(zhōng)绝大部分(fēn)的质(zhì)量。只是当时的人们对这(zhè)样的一种说(shuō)法不(bù)屑一顾。

直到40年之(zhī)后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个词才(cái)再一次出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中的恒星运动。理(lǐ)论上来说(shuō)，距离中(zhōng)心越远的恒星在其轨道上的运(yùn)行速(sù)度(dù)就会(huì)越慢。但是他们(men)观测(cè)的(d猕猴桃要公母一起种吗，猕猴桃一公一母怎么种e)结果却让人感到不可思(sī)议。

随着与中心距离的增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎(hū)保持不变。可是根(gēn)据牛顿的万有(yǒu)引力定(dìng)律，在星系当中如果没有足(zú)够大(dà)的质量(liàng)来(lái)吸引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基于这种(zhǒng)现象，科学家(jiā)们(men)会使用一种相对标准的方(fāng)法来解释暗(àn)物质的存(cún)在(zài)，这种方法就是测量(liàng)星系当中气体在(zài)X轴上距(jù)离星(xīng)系中心的距离(lí)，以及(jí)在Y轴上(shàng)气体的(de)旋(xuán)转速(sù)度。如果(guǒ)出(chū)现异(yì)常的结果(guǒ)，就(jiù)认(rèn)为是由暗物(wù)质(zhì)的力量进入其中。

于是科(kē)学家们通(tōng)过射电望远镜测(cè)量了距离星系中心更远(yuǎn)距离的氢元(yuán)素(sù)，发现它们(men)的旋转速度并不符合(hé)牛顿(dùn)的力学定律。我(wǒ)们的(de)太阳系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距离银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万(wàn)光年，根(gēn)据万有引力定律(lǜ)进行计算(suàn)，太(tài)阳系的运(yùn)行速度应(yīng)该(gāi)是160千米/秒，但实(shí)际上(shàng)，太阳系(xì)正(zhèng)在以220千米/秒的速度围绕银(yín)河系(xì)旋转，这个实际速(sù)度远(yuǎn)远大于理论速度，那么产生以上这种向心加速度的(de)原因很(hěn)可能就是(shì)存在着(zhe)一种我们看不到的(de)物质，是(shì)这些暗物质的引力效应将星系聚集在了一(yī)起。

也是(shì)从这时开始(shǐ)，越来(lái)越多的研究人(rén)员开始(shǐ)相(xiāng)信(xìn)暗(àn)物质的存在。科(kē)学家根据星系外恒(héng)星(xīng)轨道的速度(dù)，估算在(zài)星系当(dāng)中(zhōng)暗物(wù)质的(de)质量占整个(gè)星系质(zhì)量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物质并(bìng)不(bù)是唯(wéi)一可以解释这(zhè)个现(xiàn)象的原(yuán)因。在一项新(xīn)的(de)研究当(dāng)中，科(kē)学家们(men)发现，几乎(hū)没有引(yǐn)力效应的(de)遥远恒星之间，也会(huì)出现速(sù)度上的微小差(chà)异(yì)。另外，天文学家还发现(xiàn)了(le)一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系(xì)距(jù)离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不(bù)多，但是(shì)星系当中存(cún)在(zài)的恒(héng)星数量却只(zhǐ)有银河系(xì)的千分之一(yī)。

所(suǒ)以在理(lǐ)论(lùn)上，该(gāi)星系必须存在暗物质，否则就(jiù)会分崩离析。但是(shì)科学家们使用最先进的(de)望远镜对其进行了(le)40个(gè)小时的(de)详细测(cè)量(liàng)之后，发现星系中的(de)恒星运动(dòng)是(shì)可以用(yòng)正常的物质(zhì)和(hé)力学定律来解(jiě)释的(de)。那么又有人提出，也(yě)许该星系的暗物(wù)质，已经被(bèi)附近的另一个(gè)大星(xīng)系(xì)剥离了。奇怪的是，它的附近没有(yǒu)任何星系存在。造成这些现象的除(chú)了暗物质的假(jiǎ)说之(zhī)外(wài)，另一种可能就是人类对(duì)引力的(de)理解还不够全面(miàn)，引力很可(kě)能在不同(tóng)尺度(dù)空间中的工作方式是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺度中的天体会沿着它们的轨道(dào)，按照我们(men)所理解的(de)方式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力(lì)之间的相互作(zuò)用则是不(bù)同的方(fāng)式(shì)。对(duì)于在星系团(tuán)之(zhī)间的相互作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是(shì)在数百万光年(nián)的规模(mó)上(shàng)，巨大(dà)的质量之间会产生(shēng)对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理论(lùn)成立(lì)，这(zhè)意味着我们需要对现在的物理定律进行修正，这些发现也让很多人认为暗物质假说理(lǐ)论(lùn)就(jiù)此终结(jié)。但是在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中还(hái)有关于暗(àn)物质存在的其他的理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释(shì)的“引力透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距离为(wèi)37亿(yì)光年的子(zi)弹星系团，由两个(gè)碰撞的星系团所组成，类似这样(yàng)的(de)星团，它(tā)们(men)大部分的普通质(zhì)量都在星系(xì)的气(qì)体当中。当星团(tuán)以1000万公(gōng)里(lǐ)/小时发生(shēng)碰撞的时候，星际气体的相互(hù)作用就会导致(zhì)温(wēn)度的急剧升高，速度大幅降低。所(suǒ)以在(zài)理论上，在(zài)碰(pèng)撞之后(hòu)，子弹星系团大部(bù)分的质量将位于所有(yǒu)这些气体所(suǒ)在(zài)的(de)中间(jiān)区域。那么我们通过什么(me)来验(yàn)证它的质量区域到底是不是集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了宇宙当中第一(yī)张全彩的高清照片，在(zài)照片中我(wǒ)们可以(yǐ)明(míng)显地看到(dào)很多星(xīng)系似(shì)乎被拉伸产生了巨大(dà)的形变。其(qí)实这些星系本身并不(bù)是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出(chū)了(le)什么问题(tí)，而(ér)是这(zhè)样极遥远(yuǎn)的天体和我们地球上的观测者之间。被(bèi)一个(gè)质量超级巨大的(de)天体遮挡(dǎng)，这个超大质量的东西的引力，会使身后更遥远星系(xì)的光都发生了扭曲。这(zhè)个现(xiàn)象就是引力透镜效应(yīng)。这个(gè)巨大的天体可(kě)能是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗(àn)物质。

所(suǒ)以当(dāng)人们对(duì)子弹(dàn)星(xīng)系团观测的时候，发现它的大质(zhì)量(liàng)区域并不是在(zài)中(zhōng)间，而(ér)是(shì)在(zài)两侧(cè)。所以最好的(de)解释方法就是当星团发生全(quán)部的碰(pèng)撞(zhuàng)时，可被观测到的质量气体被卡在(zài)了中间(jiān)，暗物(wù)质则直接通过了这个区(qū)域，并在两边形(xíng)成了引力(lì)透镜。对子弹星系(xì)团的引力(lì)透镜研究也被(bèi)认(rèn)为是(shì)暗物质存(cún)在(zài)的迄今为止最好的理论证(zhèng)据。

除(chú)此(cǐ)之外，还有来自宇宙当(dāng)中最古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光终于可以畅(chàng)通无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这(zhè)些光在(zài)宇(yǔ)宙空间(jiān)背景上(shàng)留下(xià)了各相同性的微波(bō)辐射。其中红色的部分表(biǎo)示温度较高的区域，蓝(lán)色则(zé)表示相对较冷的(de)区(qū)域，但实际上它们之(zhī)间的温差(chà)只有万分(fēn)之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背景分(fēn)离(lí)后(hòu)的二值图(tú)像进行连(lián)通域提取和标记之后发现，如(rú)果(guǒ)宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看起(qǐ)来不应该是这样的(de)，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了(le)匹配宇(yǔ)宙(zhòu)微波背景辐射(shè)的测(cè)量(liàng)值，我们需要的暗物质大约是(shì)普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这(zhè)个数(shù)字与解释星(xīng)系当中恒星运动(dòng)所需要的(de)暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简(jiǎn)单(dān)的理论框架，就很好地解释了很多不(bù)同的观测结果。而暗物质的本(běn)质就(jiù)是宇宙当中(zhōng)存在着某(mǒu)种类型(xíng)的粒子(zi)，它们(men)不参与(yǔ)任(rèn)何(hé)其他的电磁(cí)作用，只(zhǐ)通过引(yǐn)力来相互作用。所以(yǐ)如果能够(gòu)找到(dào)这种粒子的存在(zài)，就相当于找到(dào)了(le)暗(àn)物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是(shì)什么？科学家们已经(jīng)提出了数十(shí)种的(de)假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需(xū)要的实验方式也不相同。在过(guò)去的几(jǐ)十年当中，人(rén)类为了寻找(zhǎo)这些看不(bù)见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物(wù)质相互作(zuò)用的(de)“暗物质(zhì)”，科(kē)学(xué)家们已经进行了超过50次的(de)实验，却没(méi)有任何(hé)实质性(xìng)的(de)发现，除了(le)一个地方(fāng)，意(yì)大利的格(gé)兰萨(sà)索山(shān)，隶(lì)属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的(de)地下矿井当中(zhōng)，藏着地球上(shàng)最大的地学(xué)实(shí)验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的探测(cè)器(qì)，一直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的(de)周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的(de)科学家(jiā)声称观(guān)测到了(le)某种信号。经过了20多年的(de)数(shù)据收集，人们发(fā)现了一(yī)个有(yǒu)趣的事情。探(tàn)测(cè)率(lǜ)会在每年的6月份达到峰值，然后在(zài)11月(yuè)降到最低，而(ér)且(qiě)在20年当中每(měi)年(nián)都是一样。一些科(kē)学家(jiā)认(rèn)为这可能是(shì)人类发(fā)现暗物(wù)质的第(dì)一个直接证(zhèng)据。

但是(shì)为什么(me)暗(àn)物质(zhì)会产生周期性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚(gāng)才(cái)我(wǒ)们讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度(dù)围(wéi)绕着银河系进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意味着(zhe)我(wǒ)们也在(zài)以(yǐ)这样的速(sù)度在穿越着暗物(wù)质(zhì)流，这(zhè)个过程中会产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳环绕银(yín)河系的方向是一(yī)致的(de)，而另外半年(nián)则与(yǔ)之相反。

而(ér)在(zài)6月(yuè)份的时候，地球与太(tài)阳的方向正好(hǎo)达到完全一致，这是(shì)理论上(shàng)地球穿越暗(àn)物质流最(zuì)快(kuài)的(de)时段。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰好(hǎo)达(dá)到了最慢值。尽管在实际的(de)情(qíng)况中，太阳系相对银(yín)河系(xì)的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为(wèi)这可以用来(lái)解释，研究人员们(men)所观测到的周期性信号(hào)。当然也(yě)可能有其他的情况，造成(chéng)这种年度周期(qī)信号(hào)的差异(yì)也可能是温度、湿度、土壤中的(de)水分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游(yóu)客的数(shù)量(liàng)也(yě)符合这个(gè)周期的规(guī)律。

所以，科(kē)学家们又在南半球建(jiàn)立了一个几乎相同的实(shí)验室，这里(lǐ)的季节与之前的实验室正好(hǎo)相反，而在(zài)这(zhè)里，地球穿(chuān)过暗物质(zhì)流的运(yùn)动特征和第一(yī)个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果(guǒ)在这里可(kě)以得到(dào)相同(tóng)的信号，就可以成为(wèi)暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但(dàn)是由于这个实验(yàn)室刚刚建(jiàn)成不久，所以截至目前还(hái)无(wú)法提(tí)供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发(fā)射一台新的(de)望远镜(jìng)，这(zhè)台(tái)太空望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯(sī)罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的宽视场仪器提供(gōng)的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗(luó)曼太空望远镜(jìng)其(qí)中一个关键(jiàn)的(de)用途就是探索(suǒ)暗物质背后的(de)奥秘，对于探测的结果，我(wǒ)们(men)只(zhǐ)能(néng)拭(shì)目以待了。费米实验室粒子天体物(wù)理中心的(de)科学家丹琥(hǔ)珀和(hé)贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗(àn)物(wù)质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另一(yī)种神秘的效(xiào)应(yīng)，这种暗物(wù)质(zhì)效应(yīng)，会支持宇(yǔ)宙(zhòu)当中生命的诞(dàn)生，或者(zhě)说(shuō)是生命(mìng)进(jìn)化的(de)一个重(zhòng)要因(yīn)素。

如果这(zhè)一理论得到进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙当中(zhōng)的(de)暗物质会不会意味(wèi)着(zhe)人类并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角(jiǎo)落的行星(xīng)上，暗(àn)物质(zhì)正在通过这样的效应猕猴桃要公母一起种吗，猕猴桃一公一母怎么种创造生命。当然，这些推论的(de)大前提是要先找到暗(àn)物质(zhì)存在的(de)实(shí)际证据(jù)。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉(jué)得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的(de)动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 猕猴桃要公母一起种吗，猕猴桃一公一母怎么种