宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存(cún)在科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗物质又究(jiū)竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物质(zhì)存(cún)在的证(zhèng)据，科(kē)学家们在过去(qù)的(de)几十年当(dāng)中(zhōng)进行了超过50次的长期实验，但是(shì)却没有(yǒu)发现任(rèn)何的有(yǒu)效(xiào)证(zhèng)据。除了一(yī)个地方，在1687年出版的自然(rán)哲学数学原理一书中，埃萨克(kè)牛顿发(fā)表了万有(yǒu)引(yǐn)力定律，它(tā)揭示了(le)宇宙中(zhōng)天体(tǐ)运动(dòng)的规律。往后的(de)几百年(nián)来(lái)，当天文学家们(men)发(fā)现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)的时候，他(tā)们就会知道(dào)，周围一(yī)定(dìng)有未知的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算(suàn)并(bìng)且发现了海王(wáng)星(xīng)的(de)存在。另(lìng)外，哈(hā)雷(léi)彗星、冥王星的发现都(dōu)是应用(yòng)万有(yǒu)引力定律(lǜ)所取得(dé)重大天(tiān)文成就的例(lì)子。但是这些发现都是在恒星(xīng)系统的尺度当中，可当(dāng)我们上升(shēng)到星系或(huò)者是星团的(de)尺度，事情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研(yán)究和测量后发(fā)星(xīng)系(xì)团的质量。这是一个(gè)由数千个星系所组成(chéng)的(de)巨大星系团，这些星系被(bèi)引力(lì)束缚在一起。测(cè)量星(xīng)系团的质(zhì)量一般会使(shǐ)用到两种方(fāng)法，当两种方法(fǎ)结(jié)果一致，就可以(yǐ)确(què)定其质(zhì)量(liàng)的范(fàn)围。

第一种是获得其"光度学(xué)的质量"，需要(yào)的数(shù)据是测量各个星系的(de)光(guāng)度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计算，是利用光谱红移测量星系团中的各个(gè)星系(xì)相对(duì)于星系团的运动速度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟意映卿卿如晤什么意思，意映卿卿如晤读音然是“光度(dù)学质(zhì)量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座星系(xì)团有99%的质量消(xiāo)失了(le)，或者说这99%的质量并不以可见光的形(xíng)式所存(cún)在，我们无法看到。最诡异的是，在(zài)测量速度(dù)的(de)过程中，兹威基发现星(xīng)系团中很多(duō)星(xīng)系的速度比理(lǐ)论上要(yào)快得(dé)多，按(àn)照牛顿的(de)运动学(xué)定律(lǜ)，仅靠这些(xiē)可见星系的(de)质量所产生(shēng)的引力是无法将它们(men)束(shù)缚在(zài)星系团内(nèi)的，它们早就应该被抛(pāo)出星系团之外了，除(chú)非有一种神秘的力量在(zài)起作用，这种力量来源于某种隐形(xíng)的物质。

据此(cǐ)，兹维基提(tí)出了这(zhè)样部分不可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但(dàn)是它们却(què)占(zhàn)据(jù)着宇(yǔ)宙(zhòu)中绝(jué)大部分的质量。只是当时的人们对这样的一种说(shuō)法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这个词才(cái)再一次出(chū)现。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系(xì)中(zhōng)的恒星运动。理论上来(lái)说，距(jù)离(lí)中(zhōng)心越远(yuǎn)的恒星在(zài)其(qí)轨(guǐ)道上的运行速度就(jiù)会越慢。但是他们观测的结果(guǒ)却让人(rén)感到不可思议。

随(suí)着与中心距离(lí)的增加，恒星的旋转速度几乎保持(chí)不(bù)变。可(kě)是(shì)根据(jù)牛顿的(de)万有引力(lì)定律，在星系当中如果(guǒ)没有足够(gòu)大的质量来吸(xī)引它(tā)们(men)，这些(xiē)外围的(de)恒星早就(jiù)被甩到宇宙(zhòu)当中了。基(jī)于这(zhè)种现象，科学家们(men)会使用一(yī)种相对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方法就(jiù)是测(cè)量星系当(dāng)中气体在X轴上距离星(xīng)系(xì)中心的(de)距离，以及在Y轴上气体的(de)旋转速度。如果(guǒ)出现(xiàn)异常的结果(guǒ)，就(jiù)认(rèn)为(wèi)是由(yóu)暗物质的力量进(jìn)入(rù)其中。

于是(shì)科学家们通过(guò)射电望远镜测量了距离(lí)星(xīng)系中心更(gèng)远距离的(de)氢(qīng)元素，发现它们的旋(xuán)转速度(dù)并不符合牛顿(dùn)的力学定(dìng)律。我们的太阳系(xì)也不例(lì)外，太(tài)阳系位(wèi)于银(yín)河系的第三(sān)悬臂之上，距离银河(hé)系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行计算(suàn)，太(tài)阳系的(de)运行速度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳(yáng)系正在以220千米/秒(miǎo)的速(sù)度围绕银河系(xì)旋转，这个实际(jì)速度远远(yuǎn)大于(yú)理论速度，那么(me)产生以(yǐ)上这种向心(xīn)加速度(dù)的(de)原因很可能就是存(cún)在着一种(zhǒng)我(wǒ)们看不到(dào)的(de)物质，是这些暗物(wù)质的(de)引力效应将星系聚集在(zài)了一(yī)起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的(de)研究(jiū)人员开始相(xiāng)信暗物质(zhì)的存(cún)在(zài)。科学家根据(jù)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(zhàn)整个星(xīng)系质量的85%。但(dàn)是(shì)，暗物质并不是唯一可(kě)以(yǐ)解释这个现象的原(yuán)因(yīn)。在一项新的研究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引(yǐn)力效应(yīng)的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出(chū)现速(sù)度上的微小差异(yì)。另外，天文(wén)学家(jiā)还发现了一个反常的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系(xì)距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量却(què)只有银河系(xì)的千分之一。

所(suǒ)以在理(lǐ)论上，该星系必(bì)须存在暗物质，否则就会(huì)分(fēn)崩离(lí)析。但(dàn)是科学家们(men)使用最先(xiān)进(jìn)的望远镜对其进行了40个小时(shí)的详细(xì)测(cè)量之后(hòu)，发现星系中(zhōng)的(de)恒(héng)星运动是可以用正常的物质和力学定律来解(jiě)释的。那(nà)么又有人提(tí)出，也许该星系(xì)的暗物质，已经被附近(jìn)的另(lìng)一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是(shì)，它的附近(jìn)没有任(rèn)何星系存在。造(zào)成这些现象的(de)除了暗(àn)物质的假说(shuō)之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力的理(lǐ)解还(hái)不够全(quán)面，引力很可能(néng)在不同尺度空间(jiān)中的工(gōng)作方(fāng)式是不同的(de)，这意味着在行星系尺度中的(de)天体会(huì)沿着它(tā)们的轨(guǐ)道，按照我们所(suǒ)理(lǐ)解的方(fāng)式运(yùn)动。但是上升(shēng)到星系和星团的尺度(dù)，引力之(zhī)间的相互作(zuò)用则(zé)是(shì)不同的方式(shì)。对于(yú)在(zài)星系(xì)团(tuán)之间的相(xiāng)互作(zuò)用，科学家(jiā)还引入了外部场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的(de)是(shì)在数百万光年的(de)规模上，巨大的质量之间会(huì)产生(shēng)对(duì)彼此(cǐ)特殊的效果，这(zhè)个理论(lùn)叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立(lì)，这意味着(zhe)我们(men)需要对(duì)现在(zài)的物理(lǐ)定律进(jìn)行修正，这些发现(xiàn)也让很(hěn)多人认为暗物质假说(shuō)理(lǐ)论就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在的其(qí)他的(de)理论证据，这些(xiē)理(lǐ)论(lùn)证据是蒙德理论所没法(fǎ)解释的“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年(nián)的子弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星系团所(suǒ)组成，类似(shì)这(zhè)样的星团(tuán)，它(tā)们大部(bù)分的普通(tōng)质量都在星系的气(qì)体(tǐ)当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞的(de)时候，星(xīng)际(jì)气体的(de)相互(hù)作用就(jiù)会(huì)导致温度的(de)急(jí)剧升高，速度大幅降低(dī)。所以在理论(lùn)上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量(liàng)将位(wèi)于所有这些气体(tǐ)所在(zài)的中(zhōng)间(jiān)区域。那么我(wǒ)们通过什么来验(yàn)证它的(de)质(zhì)量区域到底是不是集中在中间呢？前不(bù)久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回(huí)了宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)第一张全(quán)彩的(de)高清照(zhào)片(piàn)，在照片中(zhōng)我们可以(yǐ)明(míng)显地看到(dào)很多星系似(shì)乎被(bèi)拉伸产生了(le)巨大的形(xíng)变。其实这些星系本(běn)身并不是真的被(bèi)扭曲了(le)，也不是(shì)韦伯望远镜出了什么问题，而是(shì)这样(yàng)极遥远(yuǎn)的天(tiān)体和我(wǒ)们地球上的(de)观测(cè)者之间。被一个质量(liàng)超级(jí)巨大(dà)的天体遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量(liàng)的东西的引(yǐn)力(lì)，会使(shǐ)身后更(gèng)遥远星系的光都发生了(le)扭曲。这个现象(xiàng)就(jiù)是引力透镜效(xiào)应。这个巨大的(de)天体可能是超大(dà)质量的黑(hēi)洞或(huò)者是(shì)暗(àn)物质。

所(suǒ)以(yǐ)当人们对(duì)子弹星系团观测的时(shí)候，发现它的大(dà)质量区域并(bìng)不是在中间，而(ér)是在两(liǎng)侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是(shì)当(dāng)星团发生全部(bù)的碰(pèng)撞时，可被观测到的质(zhì)量气(qì)体被卡在了中间，暗物质则(zé)直接通过了这个区域(yù)，并在两边(biān)形(xíng)成了(le)引力透镜。对子(zi)弹星系(xì)团的引力(lì)透镜(jìng)研究也被认为是暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的迄今(jīn)为(wèi)止最好(hǎo)的理论证(zhèng)据。

除此(cǐ)之外(wài)，还有来自宇宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光(guāng)终于(yú)可以畅通无阻地穿(chuān)越在(zài)宇宙(zhòu)当中(zhōng)了(le)。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙(zhòu)空间背(bèi)景上留下了各相同性的微波辐射。其中(zhōng)红(hóng)色(sè)的部(bù)分表示(shì)温度(dù)较高的区域(yù)，蓝色则表示相对(duì)较(jiào)冷的(de)区域，但(dàn)实(shí)际(jì)上它们之(zhī)间的(de)温差只有万分之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背景(jǐng)分离后(hòu)的二值图像进行(xíng)连通域(yù)提取(qǔ)和标记意映卿卿如晤什么意思，意映卿卿如晤读音之后发现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质(zhì)，图(tú)形看起来(lái)不(bù)应该是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的(de)幅度会减小，才变得看起来“和谐(xié)”。为(wèi)了(le)匹配宇宙微波背景(jǐng)辐(fú)射的测(cè)量(liàng)值，我们需要的暗(àn)物质(zhì)大约是普通(tōng)物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒(héng)星(xīng)运动所需要(yào)的暗物质比例是一(yī)致的。这就意味着。

用了一个(gè)简单的理论框架，就很好地解释(shì)了很多不同(tóng)的(de)观测(cè)结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙(zhòu)当中存在(zài)着某种类(lèi)型的粒子(zi)，它(tā)们不参与任何(hé)其他的电磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过引力来相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)。所以如(rú)果(guǒ)能够找到(dào)这种(zhǒng)粒子(zi)的(de)存(cún)在，就相(xiāng)当(dāng)于找到了(le)暗物质存(cún)在的实际证据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底(dǐ)是什么？科学家(jiā)们(men)已经(jīng)提(tí)出(chū)了数(shù)十种的假想目标(biāo)，而要寻(xún)找(zhǎo)这(zhè)些不同(tóng)的目标粒(lì)子所需要的实验方式也不(bù)相(xiāng)同。在过去的几十年(nián)当中，人类为了寻找这些看不(bù)见、摸不到，几乎(hū)不(bù)会与常(cháng)规物质(zhì)相互(hù)作(zuò)用的“暗(àn)物质”，科学家们(men)已经进行了超过50次的实验，却没有任何(hé)实质性的(de)发现，除了一(yī)个地方(fāng)，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶(lì)属于(yú)阿(ā)尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当(dāng)中，藏着地球(qiú)上最(zuì)大的地学实验室(shì)，这个(gè)实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探(tàn)测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科学(xué)家(jiā)声称观测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数(shù)据(jù)收集，人们发现了一个(gè)有趣的事情。探测率会在每年的6月份达(dá)到峰值，然后在(zài)11月(yuè)降到最低，而且在20年(nián)当中每(měi)年都(dōu)是一样。一(yī)些(xiē)科学家认为这可(kě)能是人类(lèi)发现(xiàn)暗物质的第一个直接证据。

但(dàn)是为什么(me)暗物(wù)质会(huì)产(chǎn)生周期性的年度信号呢(ne)？刚才我们讲了太阳(yáng)系正在以220公里/秒的速(sù)度(dù)围绕着(zhe)银河系(xì)进行(xíng)移动，那么(me)如果暗物(wù)质存在宇宙当(dāng)中，这意味着我们也在以这样的(de)速度在穿越着暗物质流，这(zhè)个过程中会(huì)产生相应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒的(de)速度(dù)围绕太阳(yáng)进行旋转。所以(yǐ)有半(bàn)年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方(fāng)向与太(tài)阳(yáng)环绕银河系的方向是一致的，而另(lìng)外半年则与(yǔ)之相(xiāng)反(fǎn)。

而(ér)在6月份的时候(hòu)，地球与太阳的方向正好(hǎo)达到完全一致(zhì)，这是理论上地球穿越(yuè)暗物质流最(zuì)快的时段。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽(jǐn)管在(zài)实(shí)际的情况(kuàng)中(zhōng)，太(tài)阳(yáng)系相对(duì)银河系的平面呈现了(le)60度的倾斜，但是这(zhè)并(bìng)不影响这个理论的有效性。

因(yīn)此科学(xué)家认为这可(kě)以用(yòng)来(lái)解释，研究人员(yuán)们(men)所观测到的周期性信号。当然也可能有其他的情况，造成这种年度周期信号的(de)差异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客的数量也符合这(zhè)个周期的规(guī)律。

所以，科(kē)学家(jiā)们又在南(nán)半球建立了一(yī)个(gè)几(jǐ)乎相同的实验室，这里的季节(jié)与之前的(de)实验室正好相反，而在这里(lǐ)，地(dì)球(qiú)穿过暗物(wù)质流的运(yùn)动特征和第一个实验室是一样的。

因(yīn)此(cǐ)，如果在这里(lǐ)可以得到相同的信号，就(jiù)可以成为暗(àn)物(wù)质所存在(zài)的非常有力的证据了。但是(shì)由(yóu)于这(zhè)个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以截至(zhì)目前(qián)还无(wú)法提供(gōng)相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空(kōng)望远镜叫做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的(de)主镜(jìng)大小(xiǎo)跟(gēn)哈勃望远(yuǎn)镜相(xiāng)同，但它(tā)的宽视场仪器(qì)提供(gōng)的视野(yě)是(shì)哈(hā)勃红外(wài)仪(yí)器(qì)的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太(tài)空(kōng)望远镜其中(zhōng)一个关键的用途就是探索暗物质背后的(de)奥秘，对于(yú)探(tàn)测的(de)结果(guǒ)，我们只能拭目以待了(le)。费米实验(yàn)室粒子天(tiān)体物(wù)理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研究(jiū)发现，如(rú)果(guǒ)暗物质(zhì)存(cún)在，它们极有可能拥有另(lìng)一种神秘(mì)的效(xiào)应，这种暗(àn)物质(zhì)效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者(zhě)说是生命(mìng)进化的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论(lùn)得到进一步的证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物(wù)质会不(bù)会意味(wèi)着(zhe)人类并(bìng)不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角落的行星上，暗物(wù)质正在通过这样的效(xiào)应创造生命。当然，这些推论(lùn)的大前提是要先找到暗物质存在的实际证据。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，你的支持是我更新的(de)动力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 意映卿卿如晤什么意思，意映卿卿如晤读音