宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物质(zhì)又(yòu)究竟是什么？人(rén)类为了寻找暗(àn)物质存在的证据，科(kē)学(xué)家们在过去(qù)的几(jǐ)十年当中进行了(le)超过50次的长期实验，但是却没(méi)有发现任何的(de)有(yǒu)效证据(jù)。除(chú)了(le)一个地方，在1687年(nián)出版(bǎn)的(de)自然哲学数学(xué)原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中天(tiān)体运动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当(dāng)天文(wén)学家们(men)发现某些天体运(yùn)行轨道出(chū)现异常，不(bù)符合万有(yǒu)引力定律(lǜ)的(de)时(shí)候，他们就会知(zhī)道，周围一定有(yǒu)未知的天体通过引力在摄动它(tā)的轨道。比(bǐ)如(rú)在1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶就通过天(tiān)王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在(zài)。另(lìng)外，哈(hā)雷彗(huì)星(xīng)、冥王星的(de)发(fā)现都是应(yīng)用万有引力定律所取得重大天文成就的(de)例子(zi)。但是这些(xiē)发现都是在恒(héng)星系(xì)统的尺度当中，可当我们上升到星系或(huò)者(zhě)是(shì)星团的尺度，事情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究(jiū)和测量后发星(xīng)系团(tuán)的质(zhì)量。这是一(yī)个由(yóu)数千个星系所组成的(de)巨(jù)大星系团，这(zhè)些星系(xì)被(bèi)引(yǐn)力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用(yòng)到两(liǎng)种方法，当两(liǎng)种(zhǒng)方法结果(guǒ)一致，就(jiù)可以确定其质量(liàng)的范(fàn)围。

第一种(zhǒng)是获(huò)得其"光度学的质量"，需要的(de)数据是测(cè)量各个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是(shì)利用光谱红移(yí)测量星系团中(zhōng)的各个(gè)星系相对于(yú)星系团的运动速度。当测量结果(guǒ)出(chū)来之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学质量(liàng)”的400倍(bèi)。这意(yì)味着，后发(fā)座星系团有(yǒu)99%的(de)质(zhì)量消失了，或(huò)者说这(zhè)99%的质量(liàng)并不以可见(jiàn)光的(de)形式所存在(zài)，我们(men)无法看到(dào)。最(zuì)诡异的是，在测量速度(dù)的过程(chéng)中(zhōng)，兹(zī)威基发现星系团中很多星(xīng)系的速度比理论上要快得多，按照牛(niú)顿(dùn)的运动(dòng)学(xué)定(dìng)律，仅(jǐn)靠这(zhè)些可见星系(xì)的质量所产生的引力(lì)是无法将它们(men)束缚在星(xīng)系团(tuán)内(nèi)的，它们(men)早(zǎo)就应该(gāi)被抛出星系团之外(wài)了，除非有一(yī)种神秘的力量(liàng)在起作用(yòng)，这种力(lì)量来源于某种(zhǒng)隐形(xíng)的物质。

黄姓的来源和历史名人和现状，陆终到底是不是黄姓祖先c="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/46f985a9e4c3e7e.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们(men)却(què)占据着宇宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样的(de)一种说法不屑(xiè)一(yī)顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特(tè)福特(tè)在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距离中心越远的(de)恒星在其轨道上的运行(xíng)速度就会越慢。但(dàn)是他(tā)们观(guān)测的(de)结果(guǒ)却让人感到不可思(sī)议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保持不变。可是(shì)根据(jù)牛顿(dùn)的(de)万有引力定律，在星系当中如果没有(yǒu)足够大的质量来(lái)吸引它们，这些外(wài)围的(de)恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象(xiàng)，科(kē)学家(jiā)们(men)会(huì)使用一种相对标准的方(fāng)法来(lái)解(jiě)释暗物质的存在(zài)，这种方法就是测量(liàng)星系当中气体在X轴上距(jù)离(lí)星系(xì)中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果出(chū)现异(yì)常(cháng)的结(jié)果(guǒ)，就认为是由(yóu)暗物质的力(lì)量(liàng)进入其(qí)中。

于是(shì)科(kē)学家(jiā)们通过射电望远镜测量(liàng)了距(jù)离(lí)星(xīng)系(xì)中心更远(yuǎn)距离的氢元素，发现它(tā)们(men)的旋(xuán)转速度(dù)并不(bù)符(fú)合牛顿的力学定律。我们的太阳系也(yě)不例外，太(tài)阳系位于银河系的第三(sān)悬(xuán)臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光(guāng)年，根据万(wàn)有引(yǐn)力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运行速度(dù)应(yīng)该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河(hé)系(xì)旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速(sù)度远远大于理论(lùn)速度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就是存在着一种我们看不到的物质，是这(zhè)些(xiē)暗物质的引力效应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是从这(zhè)时开(kāi)始，越(yuè)来(lái)越多的研究人员开(kāi)始(shǐ)相信暗物质的存(cún)在。科(kē)学(xué)家根(gēn)据星系(xì)外恒星轨(guǐ)道(dào)的速度(dù)，估算(suàn)在星系当中暗物质的质量(liàng)占整个星系质量的85%。但是(shì)，暗(àn)物质并不(bù)是唯一可以解(jiě)释这(zhè)个现(xiàn)象的原(yuán)因。在一项新的研究(jiū)当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会(huì)出现速度上的(de)微(wēi)小差异(yì)。另外，天文学家还(hái)发现(xiàn)了一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大(dà)约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多(duō)，但是星系当中(zhōng)存在的(de)恒星数(shù)量却只有(yǒu)银河系(xì)的千分之一(yī)。

所以在(zài)理论上，该星(xīng)系(xì)必须存在暗(àn)物质，否则(zé)就会分崩离(lí)析。但是科学家(jiā)们使用最先进(jìn)的望(wàng)远镜对其进行(xíng)了40个小(xiǎo)时的(de)详(xiáng)细测量之(zhī)后(hòu)，发现星(xīng)系(xì)中(zhōng)的(de)恒星运动是可(kě)以用(yòng)正常(cháng)的物质和力学定律来解释的。那么又(yòu)有人提(tí)出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗物质，已(yǐ)经被附(fù)近的(de)另一个大(dà)星系剥离了。奇(qí)怪的是(shì黄姓的来源和历史名人和现状，陆终到底是不是黄姓祖先)，它的附近没(méi)有任何星系存在。造成(chéng)这些现象的(de)除(chú)了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人类对引(yǐn)力(lì)的理(lǐ)解还不够全(quán)面，引力很(hěn)可能在不同尺度空间中的工(gōng)作方式(shì)是不同的(de)，这(zhè)意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们(men)的轨(guǐ)道，按照(zhào)我(wǒ)们所理解的方式(shì)运动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺度(dù)，引(yǐn)力(lì)之间的相互作用则是不同(tóng)的方式。对(duì)于在星系团之间(jiān)的相互(hù)作用，科学家还引(yǐn)入(rù)了(le)外部场效应的概念，指的是(shì)在数百(bǎi)万(wàn)光年的规模上，巨(jù)大(dà)的(de)质(zhì)量之间(jiān)会产生对(duì)彼此特殊(shū)的效(xiào)果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的(de)物理定律进行修正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让很多(duō)人(rén)认为暗物质假说(shuō)理(lǐ)论就此终结。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中还有(yǒu)关于(yú)暗物质存在(zài)的其他的理(lǐ)论证(zhèng)据，这些理论证(zhèng)据是蒙(méng)德理论(lùn)所没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离(lí)为37亿光年的子弹星(xīng)系团(tuán)，由两(liǎng)个碰撞的(de)星系(xì)团所组成，类(lèi)似这样的星(xīng)团(tuán)，它们大部分的(de)普(pǔ)通质(zhì)量都在星系(xì)的气体当(dāng)中。当星团以1000万公里/小时(shí)发生碰撞的(de)时候，星际气体的相互作用(yòng)就(jiù)会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理(lǐ)论上，在(zài)碰撞之后(hòu)，子弹星(xīng)系团大部分(fēn)的质量将位于(yú)所有这些气体(tǐ)所(suǒ)在的中间区域。那(nà)么我们(men)通(tōng)过什么来(lái)验证它的质量区域到底是不(bù)是集(jí)中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当(dāng)中第(dì)一张(zhāng)全彩的高清照片，在照片中我(wǒ)们可以(yǐ)明显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的(de)形变。其实这些星系本(běn)身并不是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望远镜出了(le)什么问题，而是(shì)这样极(jí)遥(yáo)远的天体(tǐ)和我们(men)地球(qiú)上的(de)观(guān)测者之间。被(bèi)一个质量超级巨(jù)大的天体遮(zhē)挡，这个超大质量(liàng)的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都发(fā)生了扭曲。这个现象(xiàng)就是引力透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能是超大(dà)质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是暗物(wù)质。

所以当人们(men)对子(zi)弹星(xīng)系(xì)团观(guān)测的时(shí)候(hòu)，发现(xiàn)它的大质(zhì)量区域并不(bù)是在中间，而是在两侧。所以最好的(de)解释方(fāng)法就(jiù)是当(dāng)星团发生全(quán)部的(de)碰(pèng)撞时，可被(bèi)观测到的(de)质量气体被卡(kǎ)在了中(zhōng)间，暗物质(zhì)则直接通过了这个区域，并在(zài)两(liǎng)边形成(chéng)了引力透镜。对子弹(dàn)星系团(tuán)的引力透镜研究也被(bèi)认为是(shì)暗物质(zhì)存在的(de)迄今为止最好(hǎo)的理(lǐ)论证据。

除此(cǐ)之(zhī)外(wài)，还有来自宇(yǔ)宙(zhòu)当中最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可(kě)见光(guāng)终于(yú)可以畅通(tōng)无阻地(dì)穿越在宇宙当中了(le)。经过了130多(duō)亿年(nián)之(zhī)后(hòu)，这些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各相同性的(de)微波辐(fú)射。其中红色的部分表示温度较高的区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的区(qū)域，但实际上它们之间(jiān)的(de)温差只有万分之一。

科(kē)学(xué)家(jiā)们通过对前景背(bèi)景分(fēn)离后的(de)二值图像(xiàng)进行连通域提取和标(biāo)记(jì)之后发现，如(rú)果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看起来(lái)不应该(gāi)是这样的，而随着暗物(wù)质的(de)增加(jiā)，一些峰值的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配(pèi)宇(yǔ)宙微波背景(jǐng)辐(fú)射的测量值，我(wǒ)们(men)需(xū)要的(de)暗物(wù)质大约是(shì)普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解(jiě)释(shì)星系当(dāng)中恒星(xīng)运(yùn)动所(suǒ)需要的暗(àn)物(wù)质比例是(shì)一致的。这就意味着。

用了(le)一个简单的理论框架，就(jiù)很好地解释了很多(duō)不(bù)同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在(zài)着某种类型的粒子，它们不参与任何其他的电磁(cí)作用(yòng)，只通过引力(lì)来相互作用。所以如果(guǒ)能够找到这(zhè)种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际(jì)证据。这种粒子到底是什么？科学家(jiā)们已经提(tí)出了数(shù)十种的假想目标，而要寻(xún)找这些不同的(de)目标(biāo)粒(lì)子所需(xū)要的实验方(fāng)式也不相(xiāng)同(tóng)。在过去的几十年当(dāng)中，人类为了(le)寻(xún)找(zhǎo)这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验(yàn)，却没有(yǒu)任何实质性的发现，除(chú)了一(yī)个地方，意大利的(de)格(gé)兰萨索山(shān)，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯山脉(mài)。

在(zài)山下(xià)1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏(cáng)着(zhe)地球(qiú)上最大(dà)的地学实验室(shì)，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的(de)探测器(qì)，一直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒(lì)子的(de)周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这(zhè)里的(de)科学家(jiā)声称(chēng)观测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的(de)数据收集(jí)，人们发现(xiàn)了(le)一(yī)个(gè)有趣(qù)的事情。探(tàn)测(cè)率(lǜ)会在每(měi)年的6月份达到(dào)峰值(zhí)，然后(hòu)在11月降到最低(dī)，而且在20年当(dāng)中每年(nián)都是一样(yàng)。一些科(kē)学家认为这可(kě)能(néng)是人类发(fā)现(xiàn)暗(àn)物质的第一个(gè)直(zhí)接证据。

但是为什么(me)暗物质会产生周(zhōu)期性的年度(dù)信号呢？刚才我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速(sù)度围(wéi)绕着银河系(xì)进行移动，那(nà)么如(rú)果(guǒ)暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意(yì)味(wèi)着(zhe)我们也(yě)在以这样的速度在穿越着暗物(wù)质流，这个过程中(zhōng)会产生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳(yáng)进行旋转。所以有半年(nián)的时间，地球(qiú)围绕(rào)太(tài)阳的方(fāng)向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外(wài)半(bàn)年则与(yǔ)之相反(fǎn)。

而(ér)在6月份(fèn)的时候，地球与(yǔ)太阳的方向正好(hǎo)达(dá)到(dào)完全一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月(yuè)份，又恰(qià)好达(dá)到了最慢值。尽管在实(shí)际的情况中，太阳系相对银(yín)河(hé)系的平面(miàn)呈现了60度的倾(qīng)斜，但(dàn)是这并不影(yǐng)响这(zhè)个理论的有效性。

因此科学家认为这可以用来解释(shì)，研究人员(yuán)们所观测(cè)到(dào)的周期(qī)性信号(hào)。当然也可能有其他(tā)的情况，造成这种年度(dù)周期信(xìn)号的差异(yì)也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚(shèn)至连(lián)意大利游客的数量也符合这个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球建(jiàn)立了一个几(jǐ)乎相(xiāng)同的实(shí)验室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而在(zài)这(zhè)里，地球穿(chuān)过暗物(wù)质流的运动特(tè)征和第一(yī)个实验室是一样的。

因此，如果(guǒ)在(zài)这里(lǐ)可以得到相同的信号，就可(kě)以(yǐ)成为暗(àn)物质所(suǒ)存在的(de)非常有力的证据(jù)了。但(dàn)是由于这个实验室刚刚(gāng)建成不久，所以截至(zhì)目前(qián)还无法提供相(xiāng)应的数据支(zhī)持(chí)。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望远镜，这台(tái)太(tài)空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大(dà)小(xiǎo)跟(gēn)哈(hā)勃望远镜相同，但(dàn)它的宽视场仪(yí)器提供的(de)视(shì)野(yě)是(shì)哈勃(bó)红外仪(yí)器(qì)的(de)100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗(luó)曼(màn)太空望远(yuǎn)镜其中一个关(guān)键的用途就是探(tàn)索(suǒ)暗物(wù)质(zhì)背后的奥(ào)秘，对于探测的(de)结果，我们只能(néng)拭目以待了。费米实(shí)验室粒子天(tiān)体物(wù)理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它们极有可能(néng)拥有另(lìng)一种神(shén)秘的效(xiào)应，这种(zhǒng)暗物质(zhì)效(xiào)应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的诞生，或者说是(shì)生命(mìng)进(jìn)化的(de)一个重要(yào)因素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当(dāng)中的暗(àn)物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落的行星上，暗(àn)物质正在通(tōng)过这样的效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论的大前(qián)提(tí)是要先找到暗物质存在的实际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉(jué)得暗物质到底存(cún)不存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的(de)动力！

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