宇宙是“人为制造(zào)”的？为(wèi)何会(huì)存在科学无(wú)法解释的(美瞳最长一天可以戴多久，美瞳能戴多久一天de)“暗物质”？暗物(wù)质又(yòu)究竟是什么(me)？人类(lèi)为了寻找(zhǎo)暗物质存在(zài)的证(zhèng)据，科学家们在过(guò)去(qù)的几十年当中进行了超过50次的长期实(shí)验，但(dàn)是却(què)没有发现任何的有效(xiào)证据。除了一个地方，在(zài)1687年(nián)出版的(de)自然哲学数(shù)学(xué)原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表了万有引(yǐn)力(lì)定律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家(jiā)们发现某些天体(tǐ)运行轨(guǐ)道出现异常(cháng)，不符合(hé)万有(yǒu)引力定律(lǜ)的(de)时候，他们就(jiù)会知(zhī)道，周(zhōu)围一定有未知(zhī)的(de)天体(tǐ)通过引力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星(xīng)运行轨道(dào)的异常，推算并且(qiě)发现了(le)海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现都(dōu)是(shì)应用万有引力定律所取得重大天文成就(jiù)的例子。但是这(zhè)些发现都是在(zài)恒星系统(tǒng)的(de)尺度当中，可(kě)当我(wǒ)们上(shàng)升到星系或者是星(xīng)团的(de)尺度，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威基正在(zài)研究和测量后发(fā)星系(xì)团的(de)质量。这是一个(gè)由数千个星(xīng)系所(suǒ)组成的(de)巨大星系团，这些星系(xì)被引力束缚在(zài)一(yī)起。测量星系(xì)团的质量一(yī)般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方法结果一致(zhì)，就可(kě)以确(què)定其质量的范围(wéi)。

第一种是获得其(qí)"光度学的质量"，需要(yào)的数据是测量(liàng)各(gè)个星系的光度(dù)。

第二种是(shì)动力学质(zhì)量的计(jì)算，是(shì)利用(yòng)光谱红移测(cè)量星系团(tuán)中的各(gè)个(gè)星(xīng)系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威(wēi)基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团有99%的质(zhì)量(liàng)消失了，或者说这(zhè)99%的质量(liàng)并不以(yǐ)可见光(guāng)的形式所存在，我们无法(fǎ)看(kàn)到。最诡(guǐ)异的(de)是，在测(cè)量速度的过程中，兹威(wēi)基(jī)发现星系团中很多(duō)星系(xì)的速度比(bǐ)理论(lùn)上(shàng)要快得多，按照牛顿(dùn)的(de)运动学(xué)定律，仅靠这些可见星系的质量(liàng)所产生(shēng)的引力是(shì)无法将它们(men)束缚在星(xīng)系团内的，它们早(zǎo)就应该被抛(pāo)出星系团之(zhī)外了(le)，除非有一种(zhǒng)神(shén)秘的力量在起作(zuò)用，这种力量(liàng)来源(yuán)于(yú)某(mǒu)种隐形的物质(zhì)。

据(jù)此，兹维基提出了(le)这(zhè)样部分不可见的暗质，它不发(fā)散(sàn)光(guāng)、吸光、反射光，但是它们却(què)占(zhàn)据着(zhe)宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当(dāng)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(cái)再一(yī)次出现(xiàn)。天文学家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙女(nǚ)座(zuò)星系(xì)中的恒星运动。理论(lùn)上来(lái)说，距离中心越远的(de)恒星在其轨道上的(de)运行速度就会越慢。但(dàn)是他们(men)观测的结果却让(ràng)人感到不可(kě)思议(yì)。

随着与中心距离的增加(jiā)，恒(héng)星的旋转速度几乎(hū)保持不变。可(kě)是根据牛顿的万有引力定(dìng)律，在星(xīng)系当中如果(guǒ)没有足够大(dà)的(de)质量来吸引它们，这些外围的(de)恒(héng)星早就被(bèi)甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。基于这(zhè)种现象，科学家们美瞳最长一天可以戴多久，美瞳能戴多久一天会使用一种相对标准(zhǔn)的(de)方法来解释暗(àn)物质的存在，这种方法就是测量星(xīng)系当中(zhōng)气体在X轴上距离(lí)星系中(zhōng)心的距离(lí)，以及(jí)在Y轴上气(qì)体的旋转速度。如果出现异常(cháng)的结果(guǒ)，就认为是由暗物(wù)质的(de)力(lì)量进入(rù)其中(zhōng)。

于是科学家(jiā)们通过射电望远镜测量(liàng)了(le)距离星系中心更远距离的氢元素，发现它们(men)的旋(xuán)转速度并不(bù)符合(hé)牛顿(dùn)的力学定(dìng)律(lǜ)。我(wǒ)们(men)的太阳(yáng)系也不例外，太阳系(xì)位于银河系的第三悬臂之上(shàng)，距离银河(hé)系中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律(lǜ)进行计算，太阳系(xì)的(de)运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但(dàn)实际(jì)上(shàng)，太阳系(xì)正(zhèng)在以220千米/秒的速(sù)度围(wéi)绕银河系旋(xuán)转，这(zhè)个实际速(sù)度远远大(dà)于理(lǐ)论速(sù)度(dù)，那么产(chǎn)生以上这种向心加速度的原因很可能(néng)就是存在(zài)着一(yī)种我们看(kàn)不到的物质，是这些暗物质的引(yǐn)力效应将(jiāng)星系聚集在了一起。

也(yě)是(shì)从(cóng)这时开始，越来越(yuè)多(duō)的研究人员(yuán)开(kāi)始相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在星系当中暗物(wù)质的质(zhì)量占整(zhěng)个星系质量的85%。但是，暗物质并不是(shì)唯(wéi)一(yī)可以解释这个现象的原因(yīn)。在一项新的(de)研究当中(zhōng)，科学家们(men)发现，几乎(hū)没有引力效应的(de)遥(yáo)远恒星之(zhī)间，也(yě)会出现速度上(shàng)的微小差异(yì)。另外，天文学家还发现了(le)一(yī)个(gè)反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这(zhè)个星(xīng)系距离地球大约2.5亿光年(nián)，大(dà)小(xiǎo)和(hé)银河系不多，但是(shì)星(xīng)系当中(zhōng)存(cún)在的恒星数量却只(zhǐ)有银河系(xì)的千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是(shì)科学家们使用(yòng)最先进的(de)望远镜对其进行了(le)40个(gè)小时的详细测量之后，发现星(xīng)系(xì)中(zhōng)的恒星运(yùn)动是可以用正常的物质(zhì)和力学(xué)定律(lǜ)来解释的。那么又有人提(tí)出，也(yě)许该星系的暗物质，已经被附(fù)近的另(lìng)一(yī)个大星系剥(bō)离了。奇怪的(de)是(shì)，它的(de)附(fù)近(jìn)没有任何星(xīng)系存(cún)在。造(zào)成这些现(xiàn)象的除了暗物质的假说之外(wài)，另一种可(kě)能就是人类(lèi)对引力的(de)理解还不够(gòu)全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间(jiān)中的工作方(fāng)式(shì)是不同的，这意味着在行星系(xì)尺度中的天体会沿(yán)着它(tā)们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但是上升到星系和(hé)星(xīng)团的尺度，引(yǐn)力之间的相互作用则(zé)是(shì)不同的方式。对(duì)于在(zài)星系团之间的相互作(zuò)用(yòng)，科(kē)学家(jiā)还引入(rù)了外部场(chǎng)效应的概(gài)念，指的是(shì)在数百(bǎi)万(wàn)光(guāng)年的规(guī)模上，巨(jù)大的质(zhì)量之间会产生对彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)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(duō)人认为暗物质(zhì)假说理论就此终结。但是(shì)在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中还有关于(yú)暗物(wù)质存在(zài)的其他的(de)理论证据，这些(xiē)理论(lùn)证据(jù)是蒙德理(lǐ)论所(suǒ)没法解释的“引(yǐn)力透镜”。

径向距离为37亿光年的子(zi)弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的星(xīng)系(xì)团所组成，类(lèi)似这(zhè)样的星团(tuán)，它们大部分的普通质量都(dōu)在星(xīng)系的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候(hòu)，星际(jì)气体的(de)相互(hù)作用(yòng)就会导致(zhì)温度的急剧升高(gāo)，速度大(dà)幅(fú)降低。所以在(zài)理(lǐ)论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些气体所在的中间(jiān)区域。那么我们通过什(shén)么来验(yàn)证它的质量区域到底是不是集中在中间(jiān)呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯太(tài)空望远镜传回了宇宙(zhòu)当中第一张全彩的(de)高(gāo)清照片，在照(zhào)片(piàn)中我们可以明显地看(kàn)到很(hěn)多星系似(shì)乎被拉伸产生了(le)巨大的形变。其(qí)实这些星系本身并不(bù)是真的(de)被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出了什么(me)问题(tí)，而是这样极遥远(yuǎn)的天体和我们(men)地球上的观测(cè)者之间(jiān)。被(bèi)一(yī)个质量(liàng)超(chāo)级巨大(dà)的(de)天体遮挡，这个超大(dà)质(zhì)量的东西(xī)的引力，会使(shǐ)身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体可能(néng)是超(chāo)大质量(liàng)的(de)黑洞(dòng)或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团(tuán)观测(cè)的时(shí)候，发现它的大质量区(qū)域(yù)并不(bù)是在(zài)中间(jiān)，而是在两侧(cè)。所以最好的解释方法就是当星团发生全(quán)部的碰撞时，可被观测到的质量(liàng)气体被(bèi)卡在了中间(jiān)，暗物质(zhì)则直接通过(guò)了这个区域(yù)，并在(zài)两边形(xíng)成了引力透镜。对(duì)子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究(jiū)也被认(rèn)为是暗物质存在(zài)的迄今为止最好(hǎo)的理论证据。

除此之外(wài)，还有(yǒu)来自宇宙当中最古老的光(guāng)。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇(yǔ)宙当(dāng)中了(le)。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间(jiān)背景上(shàng)留下了各相同(tóng)性的微波辐(fú)射。其中红色的部分表示温度(dù)较高(gāo)的区域(yù)，蓝(lán)色则表(biǎo)示相对(duì)较冷的(de)区(qū)域(yù)，但(dàn)实际上它们之间的温差只有万(wàn)分之一。

科学家(jiā)们通过对前(qián)景背景分离后的二值图(tú)像进(jìn)行连通域提(tí)取和标(biāo)记(jì)之后发现，如(rú)果宇宙(zhòu)当(dāng)中没有暗物质，图(tú)形看起来不应(yīng)该是(shì)这(zhè)样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的(de)幅(fú)度(dù)会减小，才(cái)变得看起来“和(hé)谐”。为(wèi)了(le)匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射(shè)的测(cè)量值，我(wǒ)们(men)需(xū)要(yào)的(de)暗物质大约是(shì)普通(tōng)物(wù)质的5倍。这(zhè)个数字与(yǔ)解释(shì)星(xīng)系(xì)当(dāng)中恒星运动所需要的(de)暗物质比例是一(yī)致的。这就意味(wèi)着。

用了一(yī)个简单的理论框(kuāng)架，就很好地解释了很多不同的观测(cè)结果。而暗(àn)物质的本质就(jiù)是宇宙当中存在着某种类型(xíng)的粒子，它(tā)们不参与任何(hé)其他(tā)的(de)电磁作用，只(zhǐ)通过引力来(lái)相互作用(yòng)。所以(yǐ)如果(guǒ)能够(gòu)找到这种(zhǒng)粒(lì)子的存(cún)在，就相当于找(zhǎo)到(dào)了(le)暗(àn)物质存在的实际证据。这种粒子到底是(shì)什么？科(kē)学(xué)家们已(yǐ)经提出了数(shù)十种的假想目标，而(ér)要寻(xún)找这些不(bù)同(tóng)的目标(biāo)粒子(zi)所需(xū)要的实验方式也不相同。在(zài)过(guò)去的几十(shí)年当中(zhōng)，人类(lèi)为了寻找这些看不见、摸不到，几乎(hū)不(bù)会与常规物质相(xiāng)互(hù)作用的(de)“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶(lì)属于阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿(kuàng)井(jǐng)当(dāng)中(zhōng)，藏(cáng)着地球上(shàng)最大的地学实验室，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的探测器(qì)，一直致力(lì)于寻找暗物质粒(lì)子的周期性(xìng)震荡。

自(zì)1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观测到了某(mǒu)种信号。经(jīng)过了20多年的数据收(shōu)集，人们发现了一个有趣的(de)事情。探测(cè)率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降到最低，而且在20年(nián)当中每年都是一样。一些科学家认(rèn)为这可能是(shì)人类发现暗物(wù)质的(de)第一个(gè)直接证据。

但是为什(shén)么暗物质会(huì)产(chǎn)生周期(qī)性的年度信号(hào)呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正在(zài)以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕着(zhe)银(yín)河系(xì)进(jìn)行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意味着我(wǒ)们也在以这样的速度在(zài)穿越着暗物质(zhì)流，这个过程中会产生相应的振荡，同时(shí)地球又以30公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕(rào)太阳进(jìn)行旋转。所以有(yǒu)半年的时间，地球围绕太阳的方向(xiàng)与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另(lìng)外半年则(zé)与之相反。

而在6月(yuè)份(fèn)的时(shí)候，地球与太(tài)阳的方向正好达(dá)到完全一致，这是理论上地(dì)球穿越暗物(wù)质流最快的(de)时(shí)段。而在11月份，又(yòu)恰好(hǎo)达到了(le)最慢值。尽管在实(shí)际的(de)情况中，太阳(yáng)系相(xiāng)对银河(hé)系(xì)的平面(miàn)呈(chéng)现了60度的(de)倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理(lǐ)论(lùn)的有效性。

因此(cǐ)科学家(jiā)认为这可以用来解释，研究人(rén)员(yuán)们所观测到的周期性信号。当然也可能有其他(tā)的(de)情况，造成(chéng)这种年(nián)度周(zhōu)期(qī)信号的差异也可(kě)能是温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也符合这个周期(qī)的规律。

所以，科学家(jiā)们又在南半球建立(lì)了一个几(jǐ)乎相同的实验室，这里的(de)季节与(yǔ)之前的实验室正好相反，而在(zài)这里，地(dì)球(qiú)穿(chuān)过暗物(wù)质流的运(yùn)动特征(zhēng)和第一个实验(yàn)室(shì)是一样(yàng)的。

因此(cǐ)，如果在(zài)这里(lǐ)可以得(dé)到(dào)相同的(de)信号，就可以成为暗物质所存在的非常(cháng)有(yǒu)力的证据了。但(dàn)是由于(yú)这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以(yǐ)截至目(mù)前还无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台新(xīn)的望远镜(jìng)，这台(tái)太(tài)空望远镜(jìng)叫做“南希格雷斯(sī)罗曼(màn)”，它的主(zhǔ)镜大(dà)小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但(dàn)它的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈(hā)勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望(wàng)远镜其中一个关键的用途就(jiù)是探索(suǒ)暗物质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于探测的结果(guǒ)，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实(shí)验室粒子(zi)天体物理中心的科学(xué)家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗物质(zhì)存在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神(shén)秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或(huò)者说(shuō)是生命进(jìn)化的一个重要(yào)因素。

如(rú)果这一理论(lùn)得(dé)到进(jìn)一步的证实(shí)，那么(me)遍(biàn)布(bù)宇(yǔ)宙当中的(de)暗物质会不会意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中(zhōng)某个角落(luò)的行星上，暗物(wù)质正(zhèng)在通过这样的(de)效(xiào)应(yīng)创造生(shēng)命。当(dāng)然(rán)，这些推论的大前提是要先找到暗物质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们(men)，你们觉得暗物质到底存不存在(zài)呢(ne)？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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