宇宙是(shì)“人为制造”的？为何(hé)会存在科学无法解释的(de)“暗物质”？暗(àn)物质(zhì)又究竟是什么？人(rén)类为了寻找暗物质存在的证据，科学家们在过去(qù)的几十年当中进行了超过50次的长期实验(yàn)，但(dàn)是却(què)没有(yǒu)发现任何的有(yǒu)效(xiào)证据。除了一(yī)个地(dì)方，在1687年(nián)出版(bǎn)的自然哲(zhé)学数学(xué)原理一(yī)书(shū)中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇(yǔ)宙(zhòu)中天体运动(dòng)的规律。往后的几(jǐ)百年(nián)来(lái)，当(dāng)天(tiān)文学家们发现某些天体运(yùn)行(xíng)轨(guǐ)道(dào)出现异(yì)常，不符合万有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)的时候(hòu)，他们就会(huì)知道，周围一(yī)定有(yǒu)未知的天体通(tōng)过引(yǐn)力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异(yì)常(c缺少父爱的女生易恋上什么人，缺父爱的女孩子不会谈恋爱háng)，推算并(bìng)且发现(xiàn)了海王星的存在(zài)。另外(wài)，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发(fā)现都是(shì)应用万有引力定律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但是这些(xiē)发现都是在恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我们(men)上升到星(xīng)系或(huò)者(zhě)是(shì)星(xīng)团的(de)尺度，事(shì)情(qíng)就(jiù)开(kāi)始变得(dé)诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的质(zhì)量。这是(shì)一个由数千(qiān)个星系所组成的巨大星系(xì)团，这些星系被引(yǐn)力(lì)束缚在一起(qǐ)。测量(liàng)星系(xì)团的质量一般会使用到两种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确(què)定其质量的范(fàn)围。

第一种是(shì)获得其(qí)"光度(dù)学(xué)的质量"，需要的数据是(shì)测量各个(gè)星系的光度。

第(dì)二(èr)种是动力(lì)学质量(liàng)的计(jì)算，是利(lì)用光谱红移(yí)测量(liàng)星系(xì)团中(zhōng)的各个星(xīng)系相对于(yú)星系团的(de)运(yùn)动速度。当(dāng)测量结果出(chū)来之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学(xué)质量”竟然是(shì)“光度(dù)学质量(liàng)”的400倍。这意味着(zhe)，后(hòu)发座星(xīng)系团有99%的质量消失了(le)，或(huò)者说这(zhè)99%的质量并不以可见光的形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在测量速度的过(guò)程中(zhōng)，兹威基发现星(xīng)系(xì)团(tuán)中很多星系的(de)速(sù)度(dù)比理论上要快(kuài)得多，按照牛顿的运动(dòng)学(xué)定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这些可见星(xīng)系的质(zhì)量所产(chǎn)生的引力是无法(fǎ)将它(tā)们束缚在(zài)星系团内的，它们(men)早就应该被抛出(chū)星系团(tuán)之外(wài)了，除非有(yǒu)一(yī)种神秘(mì)的力量在起(qǐ)作用，这种力量来源于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维(wéi)基(jī)提出了这样部(bù)分不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当(dāng)时的(de)人(rén)们对这样(yàng)的一(yī)种说(shuō)法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次出现(xiàn)。天(tiān)文(wén)学家维拉鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙(xiān)女座星系中的恒星运(yùn)动。理论上(shàng)来说，距离中(zhōng)心越远(yuǎn)的恒星在其轨道上(shàng)的运(yùn)行(xíng)速度就会越慢。但是他们观测的结果却(què)让人(rén)感到不可(kě)思(sī)议。

随着(zhe)与(yǔ)中心距离的增(zēng)加，恒(héng)星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可(kě)是(shì)根据牛顿的万(wàn)有(yǒu)引力定(dìng)律(lǜ)，在星系(xì)当中如果没(méi)有足够(gòu)大(dà)的质量来吸(xī)引(yǐn)它们，这些外(wài)围的恒(héng)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(shǐ)用一(yī)种相对标准的方法(fǎ)来解释暗物质的(de)存(cún)在(zài)，这(zhè)种方法就是(shì)测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距(jù)离星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气(qì)体的旋转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗(àn)物质的力量进(jìn)入其中(zhōng)。

于是科学(xué)家(jiā)们通过(guò)射电望远镜(jìng)测量(liàng)了距离星系(xì)中心(xīn)更远距离(lí)的氢元素，发现它(tā)们的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力(lì)学定(dìng)律。我们的太阳系(xì)也不例(lì)外，太阳系位于银(yín)河系的第三悬(xuán)臂之上，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根据万(wàn)有引力定律进行计(jì)算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速度围(wéi)绕(rào)银(yín)河系旋转，这个(gè)实际(jì)速(sù)度远(yuǎn)远大于理论速(sù)度，那么产(chǎn)生以上(shàng)这种(zhǒng)向(xiàng)心加速(sù)度(dù)的原因(yīn)很(hěn)可能就是(shì)存在着一种(zhǒng)我们看不到(dào)的物质(zhì)，是(shì)这些暗物(wù)质的引力效应将(jiāng)星系聚集在(zài)了一起。

也是从这时(shí)开始，越来越(yuè)多的研(yán)究人(rén)员开始(shǐ)相信暗物质的存(cún)在。科(kē)学(xué)家根据星系外恒星轨道(dào)的速度，估算在星系当中暗物质的质量占整个(gè)星系质量的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释这个现象的原因。在(zài)一(yī)项(xiàng)新的研究当(dāng)中，科学家们发(fā)现，几乎没有引(yǐn)力效应(yīng)的遥远(yuǎn)恒星之(zhī)间，也会出现速度上的微小差异。另外，天文学家(jiā)还发现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是(shì)星系当中存(cún)在的(de)恒星数量却只有银河系的千分之(zhī)一。

所以在理(lǐ)论上，该星系(xì)必须存(cún)在暗物质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科学家(jiā)们使用最先进的(de)望(wàng)远镜对(duì)其进(jìn)行了40个小时的详细测(cè)量(liàng)之后，发现(xiàn)星系(xì)中(zhōng)的恒星运动是可以用(yòng)正常(cháng)的物质(zhì)和力学定律来解释的。那(nà)么又有人(rén)提出，也许该星系的暗物质，已经被附近的(de)另一个(gè)大星系剥离(lí)了(le)。奇怪的是，它的附近没有任何(hé)星系(xì)存在(zài)。造成这些现象(xiàng)的除了暗物质的假说之外，另一(yī)种(zhǒng)可能就(jiù)是人类(lèi)对(duì)引力的理解还不够全(quán)面，引力很可能在(zài)不同尺(chǐ)度空间中的工(gōng)作方式是不同的，这意味(wèi)着在行星系尺度(dù)中的天(tiān)体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式运(yùn)动。但是上升到星系和星(xīng)团的尺度，引力之间的相互作用则是(shì)不同的方式(shì)。对于在星(xīng)系团之间的相互作用，科学家还引入了外部场效应的(de)概念，指的是(shì)在(zài)数百万光年的规模上，巨大(dà)的质(zhì)量之(zhī)间会(huì)产生对彼此特殊的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙(méng)德理(lǐ)论成立，这意味着我们需要对(duì)现(xiàn)在的物理定律进行(xíng)修(xiū)正(zhèng)，这些(xiē)发现也让很多人认(rèn)为暗物质(zhì)假说理(lǐ)论(lùn)就此终(zhōng)结。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存在的(de)其他的理论证据，这些(xiē)理(lǐ)论证据是蒙德(dé)理论所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年(nián)的子弹星(xīng)系团，由(yóu)两个碰撞(zhuàng)的星系(xì)团所(suǒ)组成，类似(shì)这样的星团，它们大部分的普通质量(liàng)都(dōu)在星系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时发(fā)生碰(pèng)撞的时候，星际(jì)气体(tǐ)的相互作用就(jiù)会(huì)导致温(wēn)度的急剧升(shēng)高(gāo)，速(sù)度大幅降低。所以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团大部分的质量将(jiāng)位(wèi)于所(suǒ)有这些气体所在的中(zhōng)间区(qū)域(yù)。那么我们通过什(shén)么来验(yàn)证(zhèng)它的质(zhì)量区(qū)域(yù)到底是不是集(jí)中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空(kōng)望(wàng)远镜传回了宇宙(zhòu)当中第一(yī)张全彩(cǎi)的高清照片，在照(zhào)片中(zhōng)我们(men)可以(yǐ)明显地看到很多(duō)星系(xì)似乎被(bèi)拉伸产生了巨大(dà)的形变。其实(shí)这些星系本身并不是(shì)真(zhēn)的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而(ér)是这样极遥远的(de)天体和我(wǒ)们地球上的观测(cè)者之间。被一个质量(liàng)超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的(de)东西的引力(lì)，会使身后(hòu)更遥(yáo)远星系的光都发生(shēng)了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天(tiān)体(tǐ)可(kě)能是超(chāo)大(dà)质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星(xīng)系团观测的(de)时(shí)候，发现它的大质(zhì)量区域并不是在中(zhōng)间，而(ér)是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就(jiù)是当星团发生全(quán)部的(de)碰撞(zhuàng)时，可被观测(cè)到的质量气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则直接通过(guò)了这个区域，并在(zài)两边形成了引力透镜。对子(zi)弹(dàn)星系团的引力透镜研究(jiū)也被认为是暗物质存在的(de)迄今为(wèi)止最好的理论证据(jù)。

除此之外，缺少父爱的女生易恋上什么人，缺父爱的女孩子不会谈恋爱还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸(zhà)开(kāi)始，38万年(nián)之后，可见光终于(yú)可(kě)以(yǐ)畅(chàng)通(tōng)无阻地穿(chuān)越在宇宙当中(zhōng)了(le)。经过了130多亿年(nián)之后，这(zhè)些光在宇宙空间背景上留下了(le)各相同性的(de)微波辐射。其中红色的(de)部分表(biǎo)示温度(dù)较高的区域(yù)，蓝(lán)色(sè)则表(biǎo)示相对较冷的区域(yù)，但实(shí)际上它们之(zhī)间(jiān)的温差只有(yǒu)万分之一。

科学家们通过对前景背(bèi)景分离后的二值(zhí)图(tú)像进行(xíng)连通域提取和标记之(zhī)后发现(xiàn)，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看起来(lái)不应该是这样的，而随(suí)着(zhe)暗物(wù)质的增(zēng)加，一些峰(fēng)值的幅(fú)度会减小，才变得看(kàn)起来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背(bèi)景(jǐng)辐(fú)射的测量值，我们需(xū)要(yào)的暗(àn)物质大约是普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解释星(xīng)系(xì)当中恒星运动所需要的暗物质比例是(shì)一致(zhì)的。这就意味(wèi)着。

用了一个简单的理论框(kuāng)架(jià)，就很好(hǎo)地解释了很多不同的观测结(jié)果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类(lèi)型(xíng)的粒子，它们(men)不(bù)参与任(rèn)何(hé)其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所以如果能(néng)够找(zhǎo)到(dào)这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在(zài)的实(shí)际(jì)证据。这(zhè)种粒子到底是(shì)什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的(de)假想目(mù)标(biāo)，而要寻找这些(xiē)不同的目标粒(lì)子所需要(yào)的实验(yàn)方式(shì)也不相同。在过去的几十年当(dāng)中(zhōng)，人类为了寻找这些看不(bù)见、摸不到，几乎不会与常规物(wù)质(zhì)相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行了超过50次的实(shí)验，却没有(yǒu)任何实质性的发现，除了一个地方，意(yì)大利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中(zhōng)，藏(cáng)着地球上(shàng)最大的地学实验室，这个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的(de)探测器，一(yī)直致力于(yú)寻找暗物(wù)质(zhì)粒子的周(zhōu)期(qī)性震荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这里的科(kē)学(xué)家声称观测(cè)到了某种信号。经过了(le)20多年的数据收集(jí)，人们发(fā)现了一个有(yǒu)趣的事(shì)情。探测(cè)率(lǜ)会在每(měi)年的6月份达到(dào)峰值，然后在11月降到(dào)最低，而(ér)且在20年当中每(měi)年(nián)都是一样。一些科(kē)学家认为这可能是人(rén)类发(fā)现暗物质的第(dì)一(yī)个直(zhí)接证据。

但(dàn)是为什么暗(àn)物质会产生(shēng)周期性(xìng)的年度信号(hào)呢？刚才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒的速度围绕(rào)着银(yín)河系(xì)进行(xíng)移动，那么如果暗物(wù)质存在宇宙(zhòu)当中(zhōng)，这意味着我们也在以这样的(de)速(sù)度在穿越着暗(àn)物质流(liú)，这个过(guò)程中会(huì)产(chǎn)生相应的(de)振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以(yǐ)有半年的(de)时间，地球围绕太阳(yáng)的方(fāng)向与太阳环绕银河(hé)系的(de)方(fāng)向是一(yī)致的，而另(lìng)外半(bàn)年(nián)则与之相反。

而(ér)在6月份的(de)时候，地球与太阳的(de)方(fāng)向正好达到完全一致，这是理(lǐ)论上地(dì)球穿越(yuè)暗物质(zhì)流最快的时段(duàn)。而在11月份，又(yòu)恰好达到(dào)了最慢值。尽管在(zài)实际的情(qíng)况中，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影响(xiǎng)这个理论(lùn)的有效性。

因此(cǐ)科学家认为这(zhè)可以用来解释，研(yán)究人(rén)员们所观测到的(de)周(zhōu)期性信号。当(dāng)然也可能有其他的(de)情(qíng)况，造成这种(zhǒng)年度周期信(xìn)号的差(chà)异也可能是温(wēn)度(dù)、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山上的(de)积(jī)雪，甚(shèn)至连意(yì)大利游客的数量也符合这个(gè)周期的规(guī)律(lǜ)。

所以，科(kē)学家们又在南半球建立(lì)了一个几乎相同(tóng)的实验(yàn)室(shì)，这里的季节与之前(qián)的(de)实验室(shì)正(zhèng)好相反，而(ér)在这里，地球穿(chuān)过暗物质流的运动特征和第一(yī)个(gè)实验室(shì)是一(yī)样的。

因此(cǐ)，如果在这里可以得到(dào)相同的(de)信号，就(jiù)可以(yǐ)成为暗物质所存在(zài)的非常有力的证据了。但(dàn)是由于(yú)这个(gè)实(shí)验室(shì)刚刚建(jiàn)成不久，所以(yǐ)截至目前(qián)还无法提供相(xiāng)应(yīng)的数据支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射(shè)一台新的(de)望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的(de)宽视场仪(yí)器提供的视野是(shì)哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼(màn)太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中(zhōng)一个关(guān)键(jiàn)的用途就是探索暗(àn)物质(zhì)背后的(de)奥秘(mì)，对于探测(cè)的结果，我们只能(néng)拭(shì)目以待了。费(fèi)米实验室粒(lì)子天体(tǐ)物理中心的科学家(jiā)丹琥珀(pò)和贾(jiǎ)森斯特芬研(yán)究发现，如(rú)果(guǒ)暗物质存在，它们极(jí)有可能拥有另一种神秘的效(xiào)应，这种暗(àn)物质效应，会支(zhī)持宇宙当中(zhōng)生(shēng)命的(de)诞生，或(huò)者说是生命进化的(de)一个(gè)重要因素。

如(rú)果这一(yī)理论得到进(jìn)一步的(de)证实，那(nà)么遍布(bù)宇宙当(dāng)中的暗物质(zhì)会不会(huì)意味着人类并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当中某个角落(luò)的行星上，暗物质正在通过这(zhè)样的(de)效应创造生命。当然，这(zhè)些推论的(de)大前提是要(yào)先找(zhǎo)到(dào)暗(àn)物质存在的实际证据(jù)。那(nà)么(me)小伙伴们(men)，你们觉得暗物质到(dào)底存不存(cún)在(zài)呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支持是我(wǒ)更(gèng)新(xīn)的(de)动力！

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