宇宙是(shì)“人为制造”的？为何会存在科学无(wú)法解释的(de)“暗物质”？暗物质又究竟是什么(me)？人类为了寻找暗物质存在的证据(jù)，科(kē)学(xué)家们在过去的几十年当中进行了(le)超过50次的长期实验(yàn)，但是却(què)没有发现(xiàn)任何的有(yǒu)效证(zhèng)据。除了一个(gè)地方，在(zài)1687年出版的自然哲鬼吹灯真正的作者不敢承认，鬼吹灯真正的尸仙学数学原理一书(shū)中，埃萨(sà)克牛(niú)顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中天体运动(dòng)的规(guī)律(lǜ)。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们(men)发现某些(xiē)天体运行轨道出现异常，不符合万有引(yǐn)力定律的(de)时候，他们就(jiù)会知道，周围一(yī)定有(yǒu)未(wèi)知的(de)天体通过引力在摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异(yì)常(cháng)，推(tuī)算并(bìng)且(qiě)发现了海王星的存(cún)在。另外，哈(hā)雷彗(huì)星(xīng)、冥(míng)王星的发现(xiàn)都是(shì)应用万(wàn)有引力定律所(suǒ)取(qǔ)得重大天(tiān)文成就(jiù)的例子。但是(shì)这些发现都是在恒星系统的尺度(dù)当中，可当我们上升到星系或者是星团的尺(chǐ)度，事(shì)情就开始变得(dé)诡(guǐ)异了(le)。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威基正在研(yán)究和(hé)测(cè)量后发星系团的质(zhì)量(liàng)。这是一个由(yóu)数千个星系(xì)所组成的巨大星系团，这些星系被引力束缚在(zài)一(yī)起(qǐ)。测量星(xīng)系团(tuán)的质量一般会使用到两种方法，当(dāng)两种方法结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

第一种是获得其"光度(dù)学的质(zhì)量"，需(xū)要的(de)数(shù)据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动(dòng)力(lì)学(xué)质量的计(jì)算，是利(lì)用(yòng)光谱红移测量星系团中的(de)各个星系相对于星系团的运动速度(dù)。当测(cè)量结果出(chū)来(lái)之后(hòu)，兹威基(jī)彻底(dǐ)懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发(fā)座(zuò)星系团有99%的质量消失(shī)了(le)，或(huò)者说这99%的质(zhì)量并不以可见光的形式所(suǒ)存在(zài)，我们无法看到。最诡异的(de)是(shì)，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中很多星系的速度比理论上要快(kuài)得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系(xì)的质量所产生的引力是无法将它们束缚在星(xīng)系团内的，它(tā)们早(zǎo)就应该被(bèi)抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量来源于某(mǒu)种隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质(zhì)，它不发散光(guāng)、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却(què)占据着(zhe)宇宙中绝大(dà)部分的质(zhì)量。只(zhǐ)是当时的人们对这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这(zhè)个词才(cái)再(zài)一次出现(xiàn)。天(tiān)文学家维拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福特(tè)在(zài)观测仙女座星系中的恒星运动。理论(lùn)上(shàng)来说，距离(lí)中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其(qí)轨道上的运行速度就(jiù)会越(yuè)慢。但是他(tā)们(men)观测的结果(guǒ)却(què)让人感(gǎn)到不可思议。

随着(zhe)与中心距离(lí)的(de)增加，恒(héng)星的(de)旋转速度几乎保(bǎo)持不(bù)变。可是根据牛顿的万有引力(lì)定律，在星系当中如果(guǒ)没有足够大的质量(liàng)来(lái)吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们会使用一种相(xiāng)对标准的方(fāng)法来解(jiě)释暗物质(zhì)的存在，这种方(fāng)法就是测量星系(xì)当中气体在(zài)X轴上距离星系中心的距(jù)离，以及在(zài)Y轴上气体的(de)旋(xuán)转速度。如(rú)果(guǒ)出现(xiàn)异常的结(jié)果，就(jiù)认为是由暗物(wù)质(zhì)的(de)力量进入其中。

于是(shì)科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测(cè)量(liàng)了距离星系(xì)中(zhōng)心更远距(jù)离(lí)的氢元素，发(fā)现它们的旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合牛顿(dùn)的力学定(dìng)律。我(wǒ)们(men)的太阳系(xì)也不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂之(zhī)上(shàng)，距离银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行(xíng)计算，太阳(yáng)系(xì)的运(yùn)行速度应(yīng)该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上，太阳系正在以(yǐ)220千米(mǐ)/秒的速度围绕银(yín)河系(xì)旋转，这(zhè)个实际速度远(yuǎn)远(yuǎn)大于理(lǐ)论速度，那么(me)产生以上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就(jiù)是存(cún)在着一种我们(men)看不(bù)到的物质，是这些暗(àn)物(wù)质的引(yǐn)力效(xiào)应将星系聚(jù)集在了一起(qǐ)。

也是从这时(shí)开始，越来越多(duō)的研究人员(yuán)开始相信(xìn)暗物质的存在。科(kē)学家根(gēn)据星系外恒(héng)星轨道的速度(dù)，估(gū)算在星系当中(zhōng)暗物质的(de)质(zhì)量占整个星系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗物质并不是(shì)唯一(yī)可以解释这个现(xiàn)象的原因。在(zài)一项新的研究当中，科(kē)学家们发现，几乎没有引力效应(yīng)的遥(yáo)远恒星之间，也会出(chū)现速度上(shàng)的微小差异。另(lìng)外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约2.5亿光(guāng)年(nián)，大小和银河(hé)系不(bù)多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银河系的千分之一。

所以(yǐ)在理(lǐ)论上，该星(xīng)系必须(xū)存在暗物(wù)质，否(fǒu)则就会(huì)分崩离析。但是科学家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时(shí)的(de)详细测量之后，发(fā)现星系中的恒星运动是可以用正常的物质(zhì)和力学定律(lǜ)来解释(shì)的。那么又有人提出，也(yě)许该星系的暗物(wù)质，已经(jīng)被附(fù)近的(de)另一个大星(xīng)系剥离了(le)。奇怪(guài)的是，它(tā)的附近没有任何星系存在。造成这些现(xiàn)象的除了暗(àn)物质的(de)假说之外，另一种可能就是人类(lèi)对引力(lì)的理解还不够全面，引(yǐn)力很可能在(zài)不同尺度(dù)空间中的工作方(fāng)式(shì)是不同的，这意味(wèi)着在行星(xīng)系(xì)尺度中的(de)天体会沿着它们的(de)轨道(dào)，按照我(wǒ)们所理解的方式运动。但是上(shàng)升(shēng)到(dào)星系(xì)和星团的尺度，引力之间的相互作用则是不同的方式(shì)。对于在星系团之间的相互作(zuò)用，科学家还引入了外(wài)部场(chǎng)效应的概念，指的是在数百万(wàn)光年的规模(mó)上，巨大的(de)质量(liàng)之(zhī)间会(huì)产生对(duì)彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立(lì)，这意味着我们(men)需要对现(xiàn)在的物理定律(lǜ)进行修正，这些发现(xiàn)也(yě)让很多人(rén)认为暗物质假说理(lǐ)论就此终(zhōng)结。但是在宇(yǔ)宙当中还有(yǒu)关于暗物质存在的其(qí)他(tā)的理论(lùn)证据，这些理论(lùn)证据是蒙德(dé)理论(lùn)所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年(nián)的(de)子弹星系(xì)团，由两个碰撞的星系(xì)团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大部分的普通质量都(dōu)在(zài)星系的(de)气体(tǐ)当中。当星(xīng)团以1000万(wàn)公(gōng)里/小时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体的(de)相互(hù)作用(yòng)就会导致温度(dù)的急剧(jù)升高，速(sù)度大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子(zi)弹星系团(tuán)大(dà)部分的质量将位于所(suǒ)有这些气体所在的中间(jiān)区(qū)域。那么我们通过什么来(lái)验证(zhèng)它的质量区(qū)域到底是(shì)不是集中(zhōng)在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一(yī)张全彩的高清(qīng)照片(piàn)，在(zài)照片中(zhōng)我们可(kě)以明显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的(de)被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了什么问(wèn)题(tí)，而是(shì)这样极遥远的天(tiān)体和我们地(dì)球(qiú)上(shàng)的(de)观测者(zhě)之间。被一个质量超(chāo)级(jí)巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的东(dōng)西的引(yǐn)力，会(huì)使身后更(gèng)遥远星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大的(de)天体可能是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团观测的(de)时候，发现它(tā)的大质量区域并(bìng)不(bù)是在中间(jiān)，而是在两侧(cè)。所(suǒ)以最好的(de)解释方法(fǎ)就是当星团发生全部的(de)碰撞时，可被观测(cè)到的质(zhì)量气体被卡在了(le)中间，暗物质则直(zhí)接通过(guò)了这个(gè)区域，并在(zài)两(liǎng)边形成了(le)引力透(tòu)镜。对子(zi)弹星(xīng)系团的引力(lì)透镜(jìng)研究也被认为是暗物质存在的迄今为止最好(hǎo)的理(lǐ)论证据(jù)。

除此之(zhī)外(wài)，还(hái)有(yǒu)来自(zì)宇(yǔ)宙当中最古老的(de)光。从宇宙大爆(bào)炸开始(shǐ)，38万年之(zhī)后，可(kě)见光终(zhōng)于可以畅通无阻地(dì)穿(chuān)越在宇(yǔ)宙当中了(le)。经(jīng)过了130多(duō)亿年(nián)之后，这(zhè)些光(guāng)在宇宙空间背景上留下了各相同性的微波辐射。其(qí)中红色的部分(fēn)表(biǎo)示温度较高的(de)区域，蓝色则(zé)表示相(xiāng)对较冷的(de)区域(yù)，但实际(jì)上它们之间的(de)温差只有(yǒu)万分之一。

科学家们通过对前(qián)景(jǐng)背景分离后的二值图像(xiàng)进(jìn)行连(lián)通域提(tí)取(qǔ)和标记之后(hòu)发现，如(rú)果(guǒ)宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形看起来不(bù)应(yīng)该(gāi)是这样(yàng)的(de)，而随着暗物(wù)质的增加，一(yī)些(xiē)峰值的(de)幅度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景辐射的测量值，我们需(xū)要(yào)的暗物质(zhì)大约是(shì)普通(tōng)物(wù)质的(de)5倍(bèi)。这个数(shù)字与解释星系当中恒(héng)星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是一致的(de)。这就(jiù)意味(wèi)着(zhe)。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就(jiù)很好(hǎo)地解释了(le)很多(duō)不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子(zi)，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互作用。所以(yǐ)如果能够(gòu)找到(dào)这(zhè)种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存(cún)在(zài)的(de)实际证据。这种粒子(zi)到(dào)底是什么？科(kē)学家们已经(jīng)提出了(le)数(shù)十种的假想目标，而要寻(xún)找这(zhè)些不同(tóng)的目标粒子所需要(yào)的实验方式也(yě)不相同。在过(guò)去的几十年当中(zhōng)，人(rén)类为(wèi)了寻找(zhǎo)这些(xiē)看不见、摸(mō)不到(dào)，几乎不会与(yǔ)常规物质相互作用的(de)“暗物质”，科学家(jiā)们(men)已经进行了超(chāo)过50次的实验，却没有(yǒu)任何(hé)实质性的发现，除了一个(gè)地方(fāng)，意大利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山(shān)脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着地球上最(zuì)大的地(dì)学实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三层(céng)楼高的探测器，一(yī)直(zhí)致力于(yú)寻找(zhǎo)暗(àn)物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到(dào)了某种信(xìn)号。经(jīng)过了20多年的数据收集(jí)，人(rén)们发现了一(yī)个有趣的事(shì)情。探测率会(huì)在每(měi)年(nián)的6月(yuè)份达到峰值(zhí)，然(rán)后在11月(yuè)降到最低，而且在20年(nián)当(dāng)中每年都(dōu)是一样。一(yī)些科学家认为(wèi)这可能是(shì)人类(lèi)发现暗物质的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产生周期性的(de)年度信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度围绕着银河系进(jìn)行移动，那(nà)么(me)如果(guǒ)暗物(wù)质存在(zài)宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样(yàng)的速度在穿越着暗物质(zhì)流(liú)，这个过(guò)程中会产生(shēng)相应(yīng)的振(zhèn)荡(dàng)，同(tóng)时(shí)地(dì)球又(yòu)以30公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有(yǒu)半年的(de)时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银(yín)河系(xì)的方(fāng)向是(shì)一致的(de)，而(ér)另外半年则与(yǔ)之相反。

而在(zài)6月份的时(shí)候，地(dì)球与(yǔ)太阳的方(fāng)向正(zhèng)好达(dá)到完(wán)全一致(zhì)，这是理论(lùn)上(shàng)地球穿越暗物(wù)质流(liú)最快的时段。而在(zài)11月份，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际(jì)的(de)情况中，太阳(yáng)系相对(duì)银河系的(de)平面呈现了60度(dù)的(de)倾斜，但是(shì)这并不影(yǐng)响这(zhè)个理论的(de)有效(xiào)性(xìng)。

因此科学(xué)家认(rèn)为这可以用来(lái)解释，研究人员们所(suǒ)观测(cè)到的周(zhōu)期性信号。当然也可能(néng)有其他的情况，造成这种年鬼吹灯真正的作者不敢承认，鬼吹灯真正的尸仙度周期信号的(de)差异也可能是温度、湿(shī)度、土壤(rǎng)中的水分、高山(shān)上的积雪(xuě)，甚至(zhì)连意大利游客(kè)的数(shù)量也符合这个(gè)周期(qī)的规律。

所以(yǐ)，科学(xué)家们又在南半(bàn)球(qiú)建(jiàn)立了一个几(jǐ)乎相同的(de)实验室，这里的季节与之(zhī)前(qián)的实验室正好(hǎo)相反，而在(zài)这里，地球(qiú)穿过暗物质流(liú)的运动特征(zhēng)和第(dì)一个实验室是(shì)一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这里(lǐ)可(kě)以(yǐ)得到相(xiāng)同的信号(hào)，就可以成为暗物质所存在的非常有力(lì)的证据了(le)。但(dàn)是由于(yú)这(zhè)个实验室(shì)刚刚建(jiàn)成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至(zhì)目前还无(wú)法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的(de)望远镜，这台太空(kōng)望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的宽视场(chǎng)仪器(qì)提供的视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜其中一个关键的用途就(jiù)是探索暗物质背后的(de)奥秘，对于探测(cè)的(de)结(jié)果，我们只能拭目以待了。费(fèi)米实验(yàn)室粒子天体(tǐ)物理中心(xīn)的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬(fēn)研究发(fā)现，如果暗物(wù)质存在，它们(men)极(jí)有可能拥有另一(yī)种神秘的效应，这种(zhǒng)暗(àn)物(wù)质效应，会支持宇宙(zhòu)当中(zhōng)生命的诞生(shēng)，或者说是生命进(jìn)化的一个重(zhòng)要因素。

如果这(zhè)一理论得到进一(yī)步的(de)证实，那么(me)遍布宇宙当中(zhōng)的(de)暗物(wù)质会不会意味(wèi)着人类(lèi)并不孤单呢？或许在(zài)宇宙当中某个(gè)角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样(yàng)的效应创造生(shēng)命(mìng)。当然，这些推论的大前提是(shì)要先找到暗(àn)物(wù)质存在(zài)的实际(jì)证据(jù)。那么(me)小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗物(wù)质到底(dǐ)存不(bù)存在呢？喜(xǐ)欢请(qǐng)点赞，你的支持是我更新的动力！

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