宇宙是“人(rén)为(wèi)制造”的？为何会存在科(kē)学无(wú)法(fǎ)解释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟是什么(me)？人(rén)类为了寻找暗(àn)物质存在的证据，科学家们(men)在过去的几十(shí)年(nián)当中(zhōng)进行了(le)超过50次(cì)的长期实验(yàn)，但是却没有(yǒu)发现任(rèn)何的有效证据。除了一个地(dì)方，在1687年(nián)出版的自(zì)然哲学数学原理一书中(zhōng)，埃萨克牛顿(dùn)发表(biǎo)了万有引(yǐn)力定律，它(tā)揭示了宇宙中天体运动(dòng)的规律。往后的几百年来(lái)，当(dāng)天文(wén)学(xué)家们发现某(mǒu)些天体运行(xíng)轨道出现(xiàn)异常，不符合万(wàn)有引(yǐn)力定律的时候，他们就会知道(dào)，周围一定有未知的天体通过引力在摄(shè)动(dòng)它的轨道(dào)。比(bǐ)如在(zài)1846年，奥本勒维(wéi)耶就(jiù)通(tōng)过天王星运行轨道的异常(cháng)，推算并且发现了海王星的存在。另(lìng)外，哈(hā)雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用万有引力定律(lǜ)所(suǒ)取得重大天文成(chéng)就的例子(zi)。但是这些发现都是在恒星系统(tǒng)的尺(chǐ)度当中，可当我们(men)上升到星系(xì)或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威(wēi)基正在研(yán)究和测量后发星(xīng)系团的(de)质量。这是一个由数(shù)千(qiān)个(gè)星系所(suǒ)组成的巨大星系(xì)团(tuán)，这些星系被引力(lì)束(shù)缚在一起。测量星系(xì)团的质量(liàng)一般会使用到(dào)两种方法，当两种方法结果一(yī)致，就可以(yǐ)确定其质(zhì)量的范围。

第一种(zhǒng)是(shì)获得其"光度(dù)学的质量(liàng)"，需要的(de)数据是测(cè)量各个星系(xì)的(de)光度。

第二种是动力学质(zhì)量的计算，是利用光谱红(hóng)移测量星系团中(zhōng)的(de)各个星系相对于(yú)星系团的运动速度。当(dāng)测(cè)量结果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然(rán)是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的质量并不以可(kě)见光的形式所存在，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在测量速度(dù)的(de)过程中(zhōng)，兹威基(jī)发现(xiàn)星系团中很多星系的(de)速度比(bǐ)理论(lùn)上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量(liàng)所产(chǎn)生(shēng)的引力(lì)是无(wú)法将它们(men)束(shù)缚在星系团(tuán)内的，它们早就应(yīng)该被抛出星系团之外(wài)了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量来源于某种隐形的物(wù)质。

据(jù)此，兹维基提(tí)出了(le)这样部分不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但(dàn)是它们却占据着宇宙中绝(jué)大(dà)部分(fēn)的质量。只是当(dāng)时的(de)人们(men)对这样(yàng)的(de)一种说法(fǎ)不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一(yī)次出(chū)现。天(tiān)文学(xué)家维拉鲁宾和肯特福特(tè)在(zài)观测仙女座星系中(zhōng)的恒(héng)星运动。理论上来说，距离(lí)中心越远的恒(héng)星在其(qí)轨(guǐ)道上的运行速度就(jiù)会越慢。但(dàn)是他们(men)观测的结果却让人感(gǎn)到不可(kě)思议。

随(suí)着与中心距离的增(zēng)加，恒星的旋转速度几乎保持(chí)不变(biàn)。可是根据牛顿的(de)万有(yǒu)引力定律，在星系当(dāng)中(zhōng)如(rú)果没有(yǒu)足(zú)够(gòu)大的质量(liàng)来(lái)吸引它(tā)们，这些(xiē)外(wài)围的恒(héng)星早(zǎo)就被甩(shuǎi)到宇宙当(dāng)中了(le)。基于这(zhè)种现象，科学家们(men)会使用一种相对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方(fāng)法(fǎ)就是测量星(xīng)系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系中心的距离(lí)，以(yǐ)及在Y轴(zhóu)上气体的旋转(zhuǎn)速(sù)度。如果出(chū)女生拉黑就是极度讨厌吗，拉黑多久不联系就是彻底结束现异常的结果，就认为(wèi)是由暗物质的(de)力量进入其中。

于(yú)是科学家们通(tōng)过射电望(wàng)远镜测量了距离(lí)星系中心(xīn)更远距(jù)离的(de)氢元素，发现它们(men)的(de)旋(xuán)转速(sù)度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太阳(yáng)系也不(bù)例(lì)外(wài)，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂之(zhī)上，距离(lí)银河系中心(xīn)2.6万光年(nián)，根据万有引力定律进行计算，太阳系的(de)运行速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳(yáng)系正在(zài)以(yǐ)220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系(xì)旋转，这(zhè)个实际速(sù)度远远大于理论速度(dù)，那(nà)么产生以上(shàng)这种向心加速度的原因很可能(néng)就是存在着一(yī)种我们看不到的物(wù)质(zhì)，是这些暗物(wù)质(zhì)的(de)引力效(xiào)应(yīng)将星系聚集在了(le)一起。

也是从(cóng)这(zhè)时开始，越来越多的研究人员开始(shǐ)相信暗物质(zhì)的存在。科学(xué)家根(gēn)据星(xīng)系外恒(héng)星(xīng)轨道的(de)速度，估算(suàn)在星系(xì)当中暗物质(zhì)的质量占(zhàn)整个星系(xì)质量(liàng)的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一(yī)可(kě)以(yǐ)解(jiě)释(shì)这个现(xiàn)象(xiàng)的原(yuán)因。在一项新(xīn)的研究当(dāng)中，科学家们(men)发(fā)现，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力(lì)效应的遥远恒(héng)星(xīng)之间，也会出现速度上的微小差异。另外(wài)，天(tiān)文学家还(hái)发现了一个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系(xì)距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多，但(dàn)是星系当中存在的恒(héng)星(xīng)数(shù)量却只(zhǐ)有(yǒu)银河系的千(qiān)分之一。

所以(yǐ)在理论上，该(gāi)星系必须存在(zài)暗(àn)物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使(shǐ)用最先进的(de)望远镜对其(qí)进行了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发现(xiàn)星(xīng)系中的(de)恒星运(yùn)动是可以用正常(cháng)的物(wù)质和力(lì)学(xué)定(dìng)律来解释(shì)的。那么又有人提出，也许(xǔ)该(gāi)星系的暗物(wù)质，已经被附近的另一(yī)个大星(xīng)系剥离(lí)了(le)。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何星系存在。造成这(zhè)些现(xiàn)象的除了(le)暗物质的假(jiǎ)说之外，另(lìng)一种可能(néng)就是人(rén)类(lèi)对引(yǐn)力的(de)理解还不够全(quán)面，引(yǐn)力很可(kě)能(néng)在不同尺度空间中的工作(zuò)方式是不同的，这意味着在(zài)行星系(xì)尺度中的(de)天体会沿着它(tā)们的(de)轨道，按照我们所理解的方式运动。但是上(shàng)升(shēng)到星(xīng)系和星团女生拉黑就是极度讨厌吗，拉黑多久不联系就是彻底结束的尺(chǐ)度(dù)，引力(lì)之间的相互作用(yòng)则是(shì)不同的方(fāng)式。对于在(zài)星(xīng)系团(tuán)之间的相互作用，科学家还引入了外(wài)部场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的是在(zài)数(shù)百(bǎi)万光年的规模(mó)上，巨大的质量(liàng)之间会产生对彼此特殊的效(xiào)果，这个(gè)理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味(wèi)着(zhe)我们(men)需要对(duì)现在的物理定律进行修(xiū)正，这些发现也让很(hěn)多人认为暗物质假(jiǎ)说理论(lùn)就此终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗(àn)物质存在(zài)的其他的理论证据，这些理论证据(jù)是(shì)蒙德理论所没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿(yì)光(guāng)年的(de)子弹星系(xì)团，由两个(gè)碰撞的星(xīng)系团所(suǒ)组成(chéng)，类似这样(yàng)的星(xīng)团，它们大(dà)部分的普(pǔ)通质量(liàng)都在星系(xì)的(de)气体(tǐ)当中(zhōng)。当星团(tuán)以(yǐ)1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生(shēng)碰撞的时(shí)候(hòu)，星际气体的相互作用就(jiù)会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以(yǐ)在理论(lùn)上(shàng)，在碰撞之(zhī)后，子弹(dàn)星系团大部分的质量将位于所有这些气体(tǐ)所在的(de)中间区域。那(nà)么我们通过什(shén)么来验证它的质量区域到底(dǐ)是不是集中(zhōng)在中(zhōng)间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了宇宙当(dāng)中第一(yī)张全彩的高清照片，在照片中我(wǒ)们可以明(míng)显地看到很(hěn)多(duō)星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨(jù)大(dà)的形变。其实这(zhè)些星系本身并不是(shì)真的被扭曲了，也不是韦伯望(wàng)远镜出了(le)什么问题，而是这样极(jí)遥远的天(tiān)体和(hé)我们地球上的观测者(zhě)之(zhī)间。被一(yī)个质量超级(jí)巨大的天体遮挡，这个超(chāo)大(dà)质量的(de)东西的引(yǐn)力，会使(shǐ)身后(hòu)更遥远(yuǎn)星系的(de)光都发生了扭曲。这(zhè)个现象就是引力透镜效(xiào)应。这个巨大的天体(tǐ)可能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们(men)对子弹(dàn)星系团观(guān)测的时候，发现它的(de)大质(zhì)量(liàng)区域(yù)并不(bù)是在中间，而是在两侧。所以最好的解释方法就是当(dāng)星(xīng)团发生全(quán)部的碰撞时(shí)，可(kě)被观测到(dào)的质量(liàng)气(qì)体被卡在了中(zhōng)间(jiān)，暗物(wù)质则直接通过了这个区(qū)域，并在(zài)两(liǎng)边形成了(le)引力透镜。对子弹星(xīng)系团的(de)引力透镜研究也(yě)被认(rèn)为是暗物(wù)质存(cún)在的(de)迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除此之(zhī)外，还(hái)有来自宇宙当中最古(gǔ)老的光(guāng)。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开(kāi)始，38万(wàn)年(nián)之后，可见光(guāng)终于可以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空间背景上留(liú)下了(le)各相同性的微波辐射。其中(zhōng)红色的部(bù)分表示(shì)温度(dù)较高(gāo)的区域，蓝(lán)色则表(biǎo)示相对较冷的区域(yù)，但实际上它们之间的温差只有万分之一。

科学(xué)家们(men)通过对前(qián)景背(bèi)景(jǐng)分离后的二值图像进行连(lián)通域提(tí)取和标记(jì)之后发(fā)现，如果宇宙(zhòu)当中没有(yǒu)暗(àn)物质(zhì)，图形(xíng)看起来不应该是这样的，而随着暗物(wù)质的增加，一些峰值的(de)幅度会减(jiǎn)小，才变(biàn)得看起(qǐ)来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测(cè)量值，我们需要的暗物质大(dà)约是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中(zhōng)恒星运(yùn)动所需(xū)要的暗物质(zhì)比例是一致的。这就意味着。

用(yòng)了一个简单的理论框架(jià)，就(jiù)很(hěn)好地解(jiě)释(shì)了很多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙当(dāng)中存在着(zhe)某种类型(xíng)的粒子，它们(men)不参与任何其他的(de)电磁(cí)作用，只通过(guò)引力来相互作用。所以(yǐ)如果(guǒ)能(néng)够找到(dào)这种粒子(zi)的存(cún)在，就(jiù)相女生拉黑就是极度讨厌吗，拉黑多久不联系就是彻底结束当于找到(dào)了暗(àn)物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科(kē)学家们(men)已经提出了数十种的(de)假(jiǎ)想目标，而(ér)要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需(xū)要的实验方式也不相同。在过去的(de)几十年(nián)当中(zhōng)，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎(hū)不会与(yǔ)常规物质相互作用的“暗物质(zhì)”，科学家们已经进行(xíng)了超过(guò)50次(cì)的实验，却(què)没有(yǒu)任(rèn)何实(shí)质性的发现(xiàn)，除了一个地(dì)方(fāng)，意大(dà)利(lì)的(de)格兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏着地球上最大(dà)的地学实(shí)验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的(de)探(tàn)测(cè)器，一(yī)直致力(lì)于(yú)寻找暗物质粒子的(de)周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这(zhè)里(lǐ)的科学家声称观测到了某(mǒu)种信号。经过(guò)了20多年的数据(jù)收集，人们发现了一个有趣的事(shì)情。探测(cè)率会在每年的(de)6月(yuè)份(fèn)达到(dào)峰值(zhí)，然后在11月(yuè)降到(dào)最低，而且(qiě)在(zài)20年当(dāng)中每年都是一样(yàng)。一(yī)些科学家认为这可能(néng)是人类发现暗(àn)物(wù)质的(de)第(dì)一个直(zhí)接证据。

但是为(wèi)什么暗(àn)物质(zhì)会产(chǎn)生周(zhōu)期性的年度(dù)信号呢？刚才我们讲了太(tài)阳系正在(zài)以220公里/秒的速度围绕着银河(hé)系进行移动，那(nà)么如(rú)果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在以(yǐ)这样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产生相应的(de)振荡，同(tóng)时地球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕太阳(yáng)进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳的方向与太阳(yáng)环绕(rào)银河系的(de)方向是一致的，而另外半年则与之相(xiāng)反。

而在6月(yuè)份的时候，地球与太(tài)阳的(de)方向正好达(dá)到(dào)完全一致(zhì)，这(zhè)是理论上地球穿越(yuè)暗物质(zhì)流(liú)最(zuì)快的时(shí)段。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰(qià)好达到(dào)了最(zuì)慢值。尽管在(zài)实际的情况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对银河系的平面(miàn)呈(chéng)现(xiàn)了60度的(de)倾斜，但(dàn)是这并(bìng)不(bù)影响这(zhè)个理(lǐ)论的有效性。

因(yīn)此科学家认(rèn)为这可以用来(lái)解释，研究人员们所观(guān)测到的周期(qī)性信号(hào)。当然(rán)也可(kě)能有其他(tā)的情况，造(zào)成这种(zhǒng)年度(dù)周(zhōu)期(qī)信号的差异也可(kě)能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高山(shān)上的(de)积(jī)雪，甚至连(lián)意大利游客的数量也符合这个周期(qī)的(de)规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球(qiú)建立了一个几乎相同的(de)实验(yàn)室，这里的季节(jié)与(yǔ)之前(qián)的实验室(shì)正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质流的(de)运动特征和(hé)第一个实验(yàn)室是一样的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在这里可以得(dé)到相同的信号(hào)，就可以成为暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但是由于这(zhè)个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以(yǐ)截至目前还(hái)无(wú)法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃望(wàng)远镜相同(tóng)，但它(tā)的宽视场仪器(qì)提供的视野(yě)是哈(hā)勃(bó)红外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯(sī)罗曼(màn)太空(kōng)望远镜其(qí)中一(yī)个关(guān)键的(de)用途(tú)就是探索暗(àn)物质背后的奥秘，对于探测的结(jié)果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实(shí)验室粒子天(tiān)体(tǐ)物理中(zhōng)心的科学(xué)家丹琥珀(pò)和(hé)贾森斯特芬(fēn)研究发(fā)现，如果暗物(wù)质存在，它们(men)极有可能拥有另一(yī)种神秘(mì)的(de)效应，这(zhè)种暗(àn)物(wù)质(zhì)效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是生命(mìng)进化(huà)的(de)一(yī)个重(zhòng)要因素。

如果(guǒ)这一理论(lùn)得(dé)到进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上(shàng)，暗(àn)物质正在(zài)通过这(zhè)样的效应创造生命。当然，这些推论(lùn)的大前(qián)提(tí)是要先(xiān)找(zhǎo)到暗物质存在的实际证据。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢(ne)？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持是(shì)我(wǒ)更(gèng)新的动力！

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