宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何会存在科学无法解(jiě)释的“暗物质”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人(rén)类为了寻找暗物质存在的证据，科学家们在过去的几(jǐ)十年当中进行了(le)超过50次的长期实(shí)验，但是却(què)没(méi)有发现(xiàn)任(rèn)何的有(yǒu)效证据。除(chú)了一个地(dì)方，在(zài)1687年出版(bǎn)的(de)自(zì)然哲(zhé)学数学原(yuán)理一书中，埃萨(sà)克牛(niú)顿(dùn)发(fā)表了(le)万(wàn)有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙中天(tiān)体运动的(de)规律。往后(hòu)的(de)几百年来，当天文(wén)学家(jiā)们发现某(mǒu)些(xiē)天体运(yùn)行轨(guǐ)道出(chū)现异常，不(bù)符合万有引力定(dìng)律(lǜ)的时候(hòu)，他们(men)就会知道，周围一定(dìng)有(yǒu)未知的天体通过引(yǐn)力在摄动(dòng)它(tā)的轨道。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通(tōng)过(guò)天(tiān)王星运行轨道的异(yì)常，推(tuī)算并且发现了(le)海(hǎi)王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用万有引力定律所取(qǔ)得重大天文成就的(de)例子。但是这(zhè)些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或者是星(xīng)团的尺度，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年(nián)，瑞士的物理(lǐ)学家弗里(lǐ)茨兹威(wēi)基正在研究和测量(liàng)后(hòu)发星系团的质量。这是一个由数千个星系(xì)所组成的(de)巨大星系团，这些星系被引力(lì)束缚在一起。测量星系团(tuán)的质(zhì)量一般(bān)会(huì)使(shǐ)用(yòng)到两种方法，当两种方法结果一致(zhì)，就可以确定其质(zhì)量的范围。

第一种是获(huò)得其"光度学的质量"，需要(yào)的数据是测量各个星系的光度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学质量的计算，是利用光谱红移(yí)测量星系团中的(de)各个星系相对(duì)于星系团的运动速度。当测量结果出来(lái)之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学(xué)质量”竟(jìng)然(rán)是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失了，或者(zhě)说(shuō)这99%的(de)质量并不(bù)以可(kě)见光的形式所存在，我们无法看到(dào)。最(zuì)诡(guǐ)异的是，在测(cè)量速度的过程中，兹威基(jī)发现星系团(tuán)中很(hěn)多星系的速度比(bǐ)理论上要(yào)快得(dé)多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些(xiē)可见星系的质量所产生的引(yǐn)力是(shì)无法将它(tā)们束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出星系团之外了，除(chú)非(fēi)有一(yī)种神秘的(de)力量在起作用，这种力量来源于(yú)某种(zhǒng)隐形的物质(zhì)。

据此，兹维基提出(chū)了这样部分(fēn)不可见的(de)暗质(zhì)，它不发散光、吸(xī)光、反(fǎn)射光，但是(shì)它们却占(zhàn)据着(zhe)宇宙中(zhōng)绝(jué)大部分的质量(liàng)。只是当时的人(rén)们对(duì)这(zhè)样的(de)一种说法不屑一顾。

直到40年(nián)之后(hòu)，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星(xīng)系中的恒星(xīng)运(yùn)动。理(lǐ)论(lùn)上(shàng)来说，距离中心越远(yuǎn)的(de)恒(héng)星在其轨道(dào)上的运行速度就会越(yuè)慢。但是他们(men)观测(cè)的结果却让人感到不(bù)可思议。

随着与中心距(jù)离的增加，恒星的旋转速度(dù)几乎(hū)保持(chí)不变。可是根据(jù)牛顿的万有引力定律，在星(xīng)系当中如果没(méi)有(yǒu)足(zú)够(gòu)大的质量(liàng)来吸引它们(men)，这些外(wài)围的恒星(xīng)早就被甩到宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。基于这种现象，科(kē)学家们会(huì)使用一种相对标(biāo)准的方法(fǎ)来解释暗物质的存在，这种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)就是(shì)测量星系当中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果(guǒ)出现异常(cháng)的结果，就认为是空调匹数越大越费电吗，30平米客厅2匹空调够用吗(shì)由暗(àn)物质的(de)力量进(jìn)入(rù)其中。

于是科(kē)学家们通过射(shè)电望远镜测量了距离星系中心更远距(jù)离的(de)氢元素(sù)，发(fā)现它们(men)的旋(xuán)转速度(dù)并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太阳系也不例(lì)外，太(tài)阳系位于银河系的(de)第三(sān)悬臂之上，距离银(yín)河系中(zhōng)心2.6万光(guāng)年，根据(jù)万有引(yǐn)力(lì)定律进(jìn)行计算(suàn)，太阳(yáng)系的运行速度应该是160千米/秒，但(dàn)实际上(shàng)，太(tài)阳(yáng)系正在(zài)以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实(shí)际速度(dù)远远大于(yú)理论速度(dù)，那么产生以上这种向心加速度的原因很可(kě)能(néng)就(jiù)是存在着一种(zhǒng)我(wǒ)们看不到的物质，是这些暗物(wù)质的引(yǐn)力效应将星系(xì)聚(jù)集在了一起。

也是从这(zhè)时开始，越来(lái)越(yuè)多(duō)的研究(jiū)人员(yuán)开(kāi)始相信暗物质的(de)存(cún)在。科(kē)学家根(gēn)据星系外恒星(xīng)轨道的速度，估算在(zài)星系当中暗物(wù)质(zhì)的质(zhì)量占整个(gè)星系(xì)质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释(shì)这(zhè)个现象的原因。在(zài)一项新(xīn)的研究当中，科(kē)学家们(men)发(fā)现，几(jǐ)乎没有引力效应(yīng)的遥远恒(héng)星之间，也会(huì)出现速度上的微(wēi)小差异。另外，天文学(xué)家还发现了(le)一个反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星(xīng)系距(jù)离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多，但是星(xīng)系当中存在的(de)恒(héng)星数量却只(zhǐ)有银河系的(de)千分(fēn)之一。

所(suǒ)以在理论上，该星系必须存(cún)在暗物质，否则(zé)就会分崩离析(xī)。但是科学家们使用最先进(jìn)的望远镜(jìng)对其(qí)进行了40个(gè)小时的详(xiáng)细测量之后(hòu)，发现星(xīng)系中的恒星运(yùn)动是可以用(yòng)正常(cháng)的物质和力学定律(lǜ)来解释的。那么又(yòu)有人提(tí)出，也许(xǔ)该(gāi)星系(xì)的暗物(wù)质，已经(jīng)被(bèi)附近的另一个(gè)大星系(xì)剥离了(le)。奇怪(guài)的(de)是，它(tā)的附(fù)近没有(yǒu)任何星系存(cún)在(zài)。造成这些现(xiàn)象(xiàng)的除了暗物质(zhì)的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人(rén)类对引(yǐn)力的理(lǐ)解还不够全(quán)面，引力很可能在不同尺度空间中的工作方式是不(bù)同的，这意味着在行星系尺度中的天体(tǐ)会沿(yán)着(zhe)它(tā)们的轨道，按照我们(men)所理解(jiě)的方(fāng)式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间的相互作(zuò)用则是(shì)不同的方式。对(duì)于在(zài)星系团之(zhī)间的(de)相互作用(yòng)，科学家还引入(rù)了外(wài)部(bù)场效应(yīng)的概(gài)念，指(zhǐ)的是在数百(bǎi)万光年(nián)的规模上，巨大(dà)的质量之间会产(chǎn)生对(duì)彼此特殊(shū)的效果(guǒ)，这个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需要对现在的物理定(dìng)律进行修正，这些发现(xiàn)也让很多人认为暗物质假说理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当中(zhōng)还有关(guān)于(yú)暗物质存在的其他的理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙德理论所(suǒ)没法解(jiě)释(shì)的“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向距(jù)离(lí)为37亿光年(nián)的子弹(dàn)星(xīng)系团，由两个碰撞的星系团所组成，类似这样的星团，它(tā)们大部分(fēn)的普(pǔ)通(tōng)质量都在星系的气体(tǐ)当(dāng)中(zhōng)。当星(xīng)团以(yǐ)1000万公里/小(xiǎo)时(shí)发(fā)生碰撞的时候(hòu)，星际气体的相(xiāng)互作用(yòng)就会(huì)导致(zhì)温度的(de)急剧升高，速(sù)度(dù)大(dà)幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些(xiē)气体(tǐ)所在的中间(jiān)区域。那么我们通过什么来(lái)验证它的(de)质量(liàng)区域到(dào)底是不(bù)是集中在(zài)中间(jiān)呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了(le)宇宙当中第(dì)一张全彩的高清照片，在照片中我们可以(yǐ)明(míng)显(xiǎn)地看到很(hěn)多星系(xì)似(shì)乎被(bèi)拉伸产生了巨(jù)大的形(xíng)变。其实这(zhè)些星系(xì)本身并不是真的被扭曲了，也不(bù)是(shì)韦伯望远镜(jìng)出(chū)了什么问题，而是这(zhè)样极遥远的天(tiān)体和我们地球上(shàng)的观测(cè)者之间。被一个质量超级巨(jù)大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的(de)东西的(de)引力，会使身后更(gèng)遥远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是引力(lì)透镜(jìng)效应。这个巨大的天体(tǐ)可能(néng)是超大(dà)质量的黑洞或者是暗物质。

所(suǒ)以(yǐ)当人们对子弹星系团(tuán)观测(cè)的时(shí)候，发现(xiàn)它(tā)的大质(zhì)量区域并不是在(zài)中间(jiān)，而(ér)是在两(liǎng)侧。所以最好(hǎo)的解(jiě)释方法就(jiù)是当星团发生全部的碰撞时，可被观测(cè)到(dào)的质量气(qì)体被卡(kǎ)在了中间，暗物质(zhì)则直接通过了这个区域，并(bìng)在两边形(xíng)成了引力透镜。对(duì)子(zi)弹星系团的(de)引力透镜研究也被认为是暗物质(zhì)存(cún)在(zài)的迄今为止最好的(de)理论证据。

除此之外(wài)，还有来(lái)自宇(yǔ)宙当中最(zuì)古老的(de)光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光(guāng)终于(yú)可(kě)以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这些(xiē)光在(zài)宇(yǔ)宙空间背景上留下了各相同(tóng)性的微波辐(fú)射(shè)。其中红色的部分(fēn)表示温度较高的(de)区域，蓝色(sè)则表示(shì)相对较冷(lěng)的区域，但实际上它们之间的温差只有万分之(zhī)一。

科学家(jiā)们通(tōng)过对前景背景分离后的(de)二值(zhí)图(tú)像(xiàng)进行连通(tōng)域提取和标记之后(hòu)发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形(xíng)看起(qǐ)来(lái)不应该是这样的，而随着暗物质的增加，一(yī)些峰(fēng)值的幅度会减小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微(wēi)波背(bèi)景辐射的测量值，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(jiě)释(shì)星系当中恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)所需要的暗(àn)物质(zhì)比例是一致的。这就意(yì)味着。

用了一(yī)个简(jiǎn)单的理(lǐ)论框架，就(jiù)很好(hǎo)地解(jiě)释(shì)了很多不同的观测结果。而暗(àn)物质(zhì)的本质就是宇宙当(dāng)中存在着(zhe)某种类型的粒子，它(tā)们不(bù)参与任何其(qí)他的电磁作用，只通(tōng)过(guò)引力(lì)来相互作用。所(suǒ)以如果能够(gòu)找到这种粒(lì)子的存(cún)在，就(jiù)相当(dāng)于找到了暗物质(zhì)存在的实(shí)际证据。这种粒子到底是什么？科(kē)学家们已经提(tí)出(chū)了数十种的假想(xiǎng)目标，而要(yào)寻找这些不同的目标粒子所需要的实(shí)验方式也不相同。在过去的(de)几十年(nián)当中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见、摸不到，几乎(hū)不会与(yǔ)常规物质相(xiāng)互作用的“暗(àn)物质”，科(kē)学(xué)家们已(yǐ)经进(jìn)行了超过50次的实验，却没有任何(hé)实(shí)质性的发(fā)现，除了一个地方，意(yì)大(dà)利的格兰萨(sà)索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着地(dì)球(qiú)上最(zuì)大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一(yī)个(gè)三层楼高的探测(cè)器，一(yī)直致力于寻找暗物质粒子的(de)周(zhōu)期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里(lǐ)的科(kē)学(xué)家(jiā)声称(chēng)观(guān)测到了某种信号。经过(guò)了20多年(nián)的数据收集，人们发现了(le)一个有趣的事情。探测率会在(zài)每(měi)年的6月份达到峰值(zhí)，然后在(zài)11月降到最(zuì)低，而且在20年当中(zhōng)每(měi)年都是(shì)一样。一些科学家认为这可(kě)能是(空调匹数越大越费电吗，30平米客厅2匹空调够用吗shì)人类发现暗(àn)物质的第一个直接(jiē)证据(jù)。

但是为什么(me)暗物(wù)质会产生(shēng)周期性(xìng)的年度信(xìn)号呢？刚才我们(men)讲(jiǎng)了(le)太阳系(xì)正(zhèng)在(zài)以220公里/秒的速(sù)度(dù)围绕着银河(hé)系进行移动，那么如果暗物质存(cún)在(zài)宇宙当中(zhōng)，这意(yì)味着我们(men)也在(zài)以这样的速度在穿(chuān)越着暗物(wù)质(zhì)流，这个过程中会产生(shēng)相应的振荡(dàng)，同(tóng)时(shí)地球(qiú)又以30公(gōng)里/秒的(de)速度(dù)围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半(bàn)年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕(rào)银河(hé)系的方向是一致的(de)，而(ér)另外(wài)半(bàn)年则与之相反。

而在(zài)6月份的时(shí)候，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这是(shì)理论上地球穿(chuān)越暗(àn)物质流最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系(xì)相(xi空调匹数越大越费电吗，30平米客厅2匹空调够用吗āng)对银河系的(de)平(píng)面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不(bù)影响这个理论的有效性。

因此科学家认(rèn)为(wèi)这可以用(yòng)来解释，研究人员们所观测到的周期性信号。当然也可能(néng)有其他的情况，造成这种(zhǒng)年度周期(qī)信号的差(chà)异也可能是温(wēn)度、湿(shī)度(dù)、土壤(rǎng)中的水分、高山上的积雪，甚至连(lián)意(yì)大利(lì)游(yóu)客的(de)数量也符合这个周期的规律。

所以，科学家们又在南(nán)半球建立(lì)了一个几乎(hū)相同的实验室(shì)，这里的季(jì)节(jié)与(yǔ)之前的(de)实验(yàn)室(shì)正好相反，而(ér)在(zài)这(zhè)里，地球穿过暗物质流的运动(dòng)特征和第一个(gè)实(shí)验(yàn)室是(shì)一样(yàng)的。

因此(cǐ)，如果在这里可以(yǐ)得到相(xiāng)同的信号，就可以成(chéng)为(wèi)暗物质所存在的非常有(yǒu)力(lì)的证据了。但是由于(yú)这个实验室(shì)刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至(zhì)目(mù)前还无(wú)法提供相应的数据(jù)支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈(hā)勃(bó)望远镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈(hā)勃红(hóng)外(wài)仪(yí)器的100倍(bèi)。南希格雷(léi)斯罗曼太(tài)空望远镜其(qí)中(zhōng)一(yī)个关(guān)键的(de)用途就是探索暗(àn)物质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于(yú)探测的结果，我们只(zhǐ)能拭(shì)目(mù)以待了。费(fèi)米实验(yàn)室粒子天体物理中(zhōng)心的(de)科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如(rú)果暗物质存在(zài)，它们(men)极有可(kě)能拥有另一种神(shén)秘(mì)的效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质(zhì)效(xiào)应，会支持宇(yǔ)宙当中生(shēng)命的诞生(shēng)，或者说是(shì)生命(mìng)进化的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的(de)暗物质会不会意味着人类并(bìng)不(bù)孤单(dān)呢？或许在(zài)宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角(jiǎo)落的行星(xīng)上，暗物质(zhì)正在通过这样的效应创造生命。当然，这些(xiē)推论的大前(qián)提是要先找到暗物(wù)质存在的(de)实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到(dào)底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更(gèng)新的(de)动力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 空调匹数越大越费电吗，30平米客厅2匹空调够用吗