宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会(huì)存在科学无法解释的(de)“暗物质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么？人类为了(le)寻找暗(àn)物质存(cún)在的证据(jù)，科学(xué)家(jiā)们在过去的(de)几十年当中进行了超(chāo)过50次的长期实验，但(dàn)是却(què)没有发现任何(hé)的有效证据。除了(le)一个地(dì)方，在1687年出(chū)版的自然(rán)哲学数学原理一(yī)书中，埃萨克(kè)牛顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙(zhòu)中天(tiān)体运(yùn)动的规律。往后的(de)几百(bǎi)年来，当天文学家们发现(xiàn)某些(xiē)天体运行轨道出(chū)现(xiàn)异常，不符合万有(yǒu)引(yǐn)力定律的(de)时候，他(tā)们(men)就会(huì)知道，周(zhōu)围一定有(yǒu)未(wèi)知的天(tiān)体(tǐ)通过引力在摄动它的轨(guǐ)道。比如(rú)在1846年，奥(ào)本勒维耶(yé)就通(tōng)过(guò)天王星运行轨道(dào)的异常，推算并且发(fā)现了海王(wáng)星的(de)存在。另外，哈(hā)雷(léi)彗星(xīng)、冥(míng)王星(xīng)的发(fā)现都(dōu)是应用万有(yǒu)引力定律所取(qǔ)得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒(héng)星(xīng)系(xì)统(tǒng)的(de)尺度当中，可(kě)当我们上升(shēng)到(dào)星系或者是星团(tuán)的尺(chǐ)度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量后发星系(xì)团(tuán)的质量。这是一个(gè)由数千个星系所(suǒ)组成的巨大(dà)星系(xì)团，这些星系被引力束(shù)缚在一(yī)起。测量(liàng)星系团的质量一般(bān)会使用到(dào)两种方(fāng)法，当两种方法结(jié)果一(yī)致，就可(kě)以(yǐ)确定(dìng)其质(zhì)量的范(fàn)围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学(xué)的质(zhì)量"，需要(yào)的数据是测量各个星系的光度(dù)。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力(lì)学质(zhì)量(liàng)的计算，是利用光谱红移测量(liàng)星(xīng)系团中的各个星系相对于星系团(tuán)的运动速度。当测(cè)量结(jié)果出来之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学质(zhì)量”竟(jìng)然是(shì)“光度(dù)学质量(liàng)”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星(xīng)系团有99%的质(zhì)量(liàng)消失了，或者说这99%的质量并不以可见光(guāng)的(de)形式所存(cún)在，我们无法看到(dào)。最诡异的(de)是，在测(cè)量速度的过(guò)程中，兹威基(jī)发现星系(xì)团中很多星系的速度比理论上要(yào)快(kuài)得(dé)多，按照(zhào)牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠这些可见(jiàn)星系的(de)质量所产生的(de)引(yǐn)力是(shì)无(wú)法将它们束(shù)缚(fù)在星系团内(nèi)的(de)，它们早就应(yīng)该(gāi)被抛(pāo)出星系(xì)团之(zhī)外了，除(chú)非有一种神秘的(de)力量在起作(zuò)用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹维基提出了这样部分不可见的暗质(zhì)，它(tā)不发散光(guāng)、吸(xī)光、反射光(guāng)，但是它们却占据着(zhe)宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部分的质量。只是当时的人们对(duì)这样的一种(zhǒng)说(shuō)法不屑一(yī)顾。

直到40年(nián)之(zhī)后，“暗物(wù)质”这个(gè)词才再(zài)一次出现(xiàn)。天文(wén)学(xué)家(jiā)维拉鲁宾(bīn)和肯特福特(tè)在观测仙女座星(xīng)系中的恒星运(yùn)动(dòng)。理(lǐ)论(lùn)上(shàng)来说，距离中心越(yuè)远的恒星在其(qí)轨道上的运行速(sù)度就(jiù)会越慢。但(dàn)是他们观(guān)测的结果却让人感到不可思议。

随(suí)着与(yǔ)中心(xīn)距离的(de)增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持不变(biàn)。可(kě)是根(gēn)据牛(niú)顿(dùn)的万有引力定律，在星系(xì)当中如果没(méi)有足够大的质量来吸引(yǐn)它们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于(yú)这种(zhǒng)现象，科学家(jiā)们会使(shǐ)用一种相对标准的方法(fǎ)来解释暗物质的存(cún)在，这种方(fāng)法就(jiù)是(shì)测量(liàng)星系当中气(qì)体(tǐ)在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中(zhōng)心的距离，以(yǐ)及(jí)在Y轴上气体的旋转速度。如果出现异常的结果，就认(rèn)为是由暗物质的力量进(jìn)入其(qí)中(zhōng)。

于(yú)是科学家们(men)通过射电望远镜测量(liàng)了距离星系中心更远距离的氢元素(sù)，发现它们的旋转速度并不符合牛(niú)顿的(de)力学(xué)定(dìng)律。我(wǒ)们(men)的太阳(yáng)系也(yě)不例(lì)外，太阳系位于银河(hé)系(xì)的第三(sān)悬臂(bì)之(zhī)上，距(jù)离银河系中心2.6万(wàn)光年(nián)，根据万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律进行计算，太阳系的运行速(sù)度应(yīng)该是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上，太阳(yáng)系(xì)正在以(yǐ)220千米/秒的速度(dù)围绕银(yín)河系旋转，这个实际速(sù)度远远大于理论(lùn)速度，那(nà)么(me)产生以上这种向心加速度的(de)原因很可能就是存在(zài)着(zhe)一种(zhǒng)我们(men)看不到的物质，是这(zhè)些暗物质的(de)引力效应将星系(xì)聚集在(zài)了一(yī)起。

也是(shì)从(cóng)这时开始，越来越多的研究人员开始(shǐ)相信暗物质的存(cún)在。科(kē)学家根(gēn)据(jù)星系外(wài)恒星轨(guǐ)道的速度(dù)，估算在(zài)星(xīng)系当(dāng)中暗物质的质量占整(zhěng)个星系质(zhì)量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释(shì)这个现象的(de)原因(yīn)。在一项新的研究(jiū)当中，科(kē)学家(jiā)们发现，几乎(hū)没(méi)有引(yǐn)力效应的遥远恒星之间，也会出现速度(dù)上的微小差(chà)异。另外(wài)，天(tiān)文学家(jiā)还发现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多，但是星系当(dāng)中(zhōng)存在(zài)的恒星数量却只有银(yín)河(hé)系的千分之一。

所(suǒ)以(yǐ)在(zài)理论上(shàng)，该(gāi)星系必须存在暗物(wù)质，否(fǒu)则(zé)就会分(fēn)崩(bēng)离(lí)析(xī)。但(dàn)是科(kē)学(xué)家们使用最先(xiān)进的望远镜对其(qí)进行了40个小时的(de)详细测量之后(hòu)，发现星系(xì)中的(de)恒星运(yùn)动是可以用正常的物质和力学定律来解释的。那么又有人提出(chū)，也许该星系(xì)的暗物质，已经被附近的另一个大星系(xì)剥(bō)离了(le)。奇怪的是，它的附(fù)近(jìn)没有任(rèn)何星系存在。造成这(zhè)些(xiē)现象的(de)除(chú)了暗物(wù)质的假(jiǎ)说之(zhī)外(wài)，另一种(zhǒng)可能就是(shì)人类对引力的理(lǐ)解还不够全面(miàn)，引(yǐn)力很可能在不同尺(chǐ)度(dù)空间中的工作方(fāng)式是不(bù)同的，这意味着在行星系尺(chǐ)度中的天体会(huì)沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解(jiě)的方式运动。但是上升到星系和(hé)星(xīng)团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的相互作(zuò)用则是不同(tóng)的方式。对(duì)于(yú)在星系(xì)团之间的相互作用，科学(xué)家还引入了外部场效(xiào)应(yīng)的概念，指(zhǐ)的(de)是在数百万(wàn)光年的规模上(shàng)，巨大的质量之间(jiān)会产(chǎn)生(shēng)对(duì)彼此特殊(shū)的效果，这(zhè)个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这(zhè)意味(wèi)着我们需要对(duì)现在的(de)物理定律进行修(xiū)正，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多人(rén)认为暗物(wù)质假说理论(lùn)就此终结。但(dàn)是在宇宙当中还有关于暗物(wù)质(zhì)存在的其他的理论证据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向(xiàng)距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞(zhuàng)的星系团所(suǒ)组成，类(lèi)似这样的(de)星团，它们大部分的普通(tōng)质(zhì)量都在星系的气体当中。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气体的相互作用就会导致温度的(de)急剧升高(gāo)，速度大幅降低。所以(yǐ)在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部(bù)分(fēn)的质(zhì)量将位于所有这些气体所在(zài)的中间区(qū)域。那么我们通(tōng)过什么来验证它的质量(liàng)区(qū)域到(dào)底是不(bù)是集中(zhōng)在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯(sī)韦伯太空望远镜传回了(le)宇宙当中第一(yī)张全彩的高清照片，在照片中我们可以明(míng)显地看到很多(duō)星(xīng)系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大(dà)的形变。其实这(zhè)些星(xīng)系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦(wéi)伯望(wàng)远镜(jìng)出(chū)了什么问题，而是这样极遥远的(de)天体(tǐ)和我们地(dì)球(qiú)上的观测者之间。被一(yī)个质量超(chāo)级(jí)巨大的天体(tǐ)遮挡，这个(gè)超大质量的东西的(de)引力，会(huì)使身后(hòu)更遥远星系的(de)光都发生了扭(niǔ)曲(qū)。这个现(xiàn)象就是引力(lì)透(tòu)镜效(xiào)应。这个巨大的天(tiān)体(tǐ)可能是超大质(zhì)量的黑洞或(huò)者是(shì)暗物质。

所(suǒ)以当(dāng)人们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现它的大(dà)质量区域并(bìng)不是在中间，而是在两侧。所以最好的解释方法就(jiù)是当(dāng)星团(tuán)发(fā)生全(quán)部的碰(pèng)撞时，可被观测到(dào)的质量气体(tǐ)被卡在了中间，暗(àn)物质则直接(jiē)通过了这个区(qū)域，并在(zài)两边形成(chéng)了引力透镜。对子(zi)弹星系团(tuán)的引力透镜研究(jiū)也被认为是暗(àn)物(wù)质存在(zài)的(de)迄(qì)今为止最好的(de)理(lǐ)论证(zhèng)据。

除(chú)此(cǐ)之外，还有来(lái)自宇宙当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸(zhà)开始，38万年之(zhī)后，可(kě)见光(guāng)终于可(kě)以(yǐ)畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了(le)。经(jīng)过(guò)了(le)130多(duō)亿年之后，这些光在宇宙(zhòu)空间(jiān)背景上留(liú)下(xià)了(le)各相同(tóng)性的(de)微波辐射。其中红(hóng)色的(de)部分表示温度较(jiào)高的区(qū)域，蓝(lán)色则表示相对较冷的区域，但实际上它们(men)之(zhī)间的温差只有万(wàn)分之一。

科学家们通(tōng)过对前(qián)景(jǐng)背景(jǐng)分离后的二值图像进(jìn)行连(lián)通域(yù)提取和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看(kàn)起来不应该是这样(yàng)的，而(ér)随着暗(àn)物质(zhì)的(de)增加，一(yī)些峰(fēng)值的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物(wù)质大约是普通(tōng)物质的5倍。这个(gè)数字与解释星系当中恒星运动所需要的暗物质比例是一致的(de)。这就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论(lùn)框架，就(jiù)很(hěn)好地解释了很多不同(tóng)的观(guān)测结果。而暗物(wù)质(zhì)的本(běn)质(zhì)就是宇宙当中存在着某种类型的粒子，它们(men)不参与任何其他的电磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过引(yǐn)力来相(xiāng)互(hù)作用(yòng)。所以如果能(néng)够找到(dào)这种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相当于找到了暗物质存在的(de)实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出(chū)了(le)数十种的假想目标，而要寻找这些不同的目(mù)标粒子所(suǒ)需要的实(shí)验(yàn)方式也(yě)不(bù)相同。在(zài)过去的几十年当中，人类为(wèi)了寻(xún)找这(zhè)些看不(bù)见、摸(mō)不到(dào)，几(jǐ)乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进(jìn)行了超过50次的实验，却没有任何实质性的(de)发(fā)现(xiàn)，除(chú)了一(yī)个(gè)地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的(de)地下矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着地球上最(zuì)大的地学实(shí)验(yàn)室，这个实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的探测(cè)器(qì)，一直致力于寻找暗物质粒(lì)子的(de)周期性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这里的科学家声称观测到了某种信号(hào)。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的(de)事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且(qiě)在20年当中每年都是一(yī)样。一些科学家认为这(zhè)可能是人类发现暗物质的第(dì)一个直(zhí)接证据。

但(dàn)是为(wèi)什(shén)么暗物质会产(chǎn)生(shēng)周期性(xìng)的年度信号(hào)呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系进(jìn)行移动(dòng)，那么如果暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味着(zhe)我们也(yě)在(zài)以这(zhè)样的速度在(zài)穿越着暗物质流，这个过(guò)程(chéng)中(zhōng)会产生相(xiāng)应的振荡，同(tóng)时(shí)地球(qiú)又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速度围绕(rào)太阳(yáng)进行旋转(zhuǎn)。所以有半年(nián)的(de)时(shí)间，地球围(wéi)绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是(shì)一致(zhì)的(de)，而另外半(bàn)年(nián)则与之相反。

而(ér)在(zài)6月份的时(shí)候(hòu)，地球与太阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理论上地球穿越(yuè)暗物质流(liú)最快的时段。而在(zài)11月份，又恰(qià)好达到了最慢值(zhí)。尽管在实际的(de)情况中，太阳(yáng)系相对银河系的平面(miàn)呈(chéng)现了60度的倾(qīng)斜，但(dàn)是这并不影响这个(gè)理论的有效性。

因此科学家认(rèn)为这可(kě)以用来解释，研究人员们(men)所观(guān)测到的周(zhōu)期性信号。当然(rán)也可能有其他的(de)情况(kuàng)，造成这种年(nián)度周(zhōu)期信号的差异也可能是温(wēn)度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山(shān)上的积雪(xuě)，甚(shèn)至连意大(dà)利(lì)游客(kè)的数(shù)量(liàng)也符合这个周期的规(guī)律(lǜ)。

所以(yǐ)，科学家们又在(zài)南(nán)半球(qiú)建立(lì)了一个几乎相同的实验室，这(zhè)里的季(jì)节与之(zhī)前的(de)实验室正好(hǎo)相反，而在这里，地球(qiú)穿过(guò)暗物(wù)质(zhì)流的运动特征和第一个实验室是一(yī)样的(de)。

因此，如果(guǒ)在这里(lǐ)可(kě)以(yǐ)得到(dào)相(xiāng)同的(de)信号，就可以成为暗(àn)物质(zhì)所存在的非常有力(lì)的(de)证据了。但(dàn)是由于这个实(shí)验室刚刚建成不久，所以截至目前还无(wú)法(fǎ)提供(gōng)相应的(de)数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做“南(nán)希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视(shì)场仪(yí)器提(tí)供的(de)视野是(shì)哈勃红外(wài)仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望(wàng)远镜其中(zhōng)一(yī)个关键的(de)用(yòng)途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的结(jié)果，我们只能(néng)拭目(mù)以(yǐ)待了。费米(mǐ)实验室粒子(zi)天(tiān)体物理中(zhōng)心的(de)科(kē)学家(jiā)丹(dān)琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发(fā)现，如果暗(àn)物质存在(zài)，它(tā)们(men)极(jí)有可能拥有另一种神秘的(de)效应，这种暗物质效应(yīng)，会支持(chí)宇宙当中生命的(de)诞生，或者说是生命进化的一个重要因素。

如果这一(yī)理论得到进一步的证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会(huì)不会(huì)意味着(zhe)人类(lèi)并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通过这样的效应(yīng)创造生命。当然(rán)，这些(xiē)推论的大前提(tí)是要先找到暗物质(zhì)存在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质到(dào)底存不(bù)存在呢？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，你(nǐ)的(de)支持是我更新的动力(lì)！五指毛桃土茯苓牛大力汤功效与作用，四种人不能吃牛大力>

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