宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何会存在科学无法解(jiě)释(shì)的“暗(àn)物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人(rén)类(lèi)为了寻找暗物质存在的证据，科学家们在过去的(de)几十年(nián)当(dāng)中进行了超过(guò)50次的长期(qī)实验(yàn)，但是却(què)没有发现任何的(de)有(yǒu)效证据。除了(le)一个地方，在1687年(nián)出版(bǎn)的自然哲学(xué)数学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引(yǐn)力定律(lǜ)，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来，当天文学家们发现某些天体运(yùn)行轨道出现异(yì)常，不(bù)符合万有引力定(dìng)律的时候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未(wèi)知的(de)天体通过引力(lì)在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒(lēi)维耶(yé)就通过天(tiān)王星运(yùn)行轨道(dào)的(de)异常，推算并(bìng)且发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发(fā)现(xiàn)都(dōu)是(shì)应用万有引力定(dìng)律所取得重大(dà)天文成就的例子(zi)。但是(shì)这些发(fā)现都是(shì)在恒星系统的尺度当中，可(kě)当(dāng)我们上升到星系或者是星(xīng)团的尺度(dù)，事(shì)情(qíng)就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里茨兹(zī)威基正在研究和测量后发星系(xì)团(tuán)的质(zhì)量。这是一个由数(shù)千(qiān)个星系所(suǒ)组成的(de)巨大星系团，这些(xiē)星系(xì)被(bèi)引力束缚在一起。测量星(xīng)系(xì)团的(de)质量一般会(huì)使用到两种方法，当(dāng)两种(zhǒng)方法结果一致，就可以确定(dìng)其质(zhì)量的(de)范围。

第(dì)一种是获得其(qí)"光度学的质量(liàng)"，需要的(de)数据是(shì)测量各个星(xīng)系的光度。

第二种是动力学质量(liàng)的(de)计(jì)算，是利用光谱红移测量星系团中的各个(gè)星(xīng)系相(xiāng)对于(yú)星系团的运(yùn)动(dòng)速度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹威基(jī)彻底懵了(le)，“动(dòng)力学质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座(zuò)星(xīng)系团有99%的质量(liàng)消失了，或者(zhě)说(shuō)这99%的质(zhì)量并不以可见光的(de)形式(shì)所存(cún)在，我们无法看(kàn)到(dào)。最(zuì)诡异(yì)的(de)是，在测(cè)量速度(dù)的(de)过程中，兹威基发现星系团中很多星系的速度(dù)比(bǐ)理论(lùn)上要(yào)快得(dé)多，按照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可见(jiàn)星系的(de)质量(liàng)所产(chǎn)生的引力是无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它们早就应该被抛(pāo)出(chū)星系(xì)团之外(wài)了(le)，除非有一种(zhǒng)神(shén)秘的力(lì)量在起(qǐ)作用，这种(zhǒng)力量来源于某(mǒu)种隐形的(de)物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部分不可见的暗质，它不(bù)发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却(què)占据着宇(yǔ)宙中(zhōng)绝(jué)大部分的质(zhì)量。只是当时的人们对这样的(de)一种说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这个(gè)词才再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在观测仙(xiān)女座星系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距离中心越远的(de)恒星(xīng)在其轨道上的运行速发小是男的还是女的啊 发小是指什么关系度就会越慢。但是他们观测的结果却(què)让人感到不可思议(yì)。

随着(zhe)与中心距离的增(zēng)加，恒星的旋(xuán)转(zhuǎn)速度几乎保持(chí)不变。可是(shì)根据(jù)牛(niú)顿(dùn)的(de)万有(yǒu)引力定律，在星系当中(zhōng)如果(guǒ)没有足够大(dà)的质量(liàng)来吸引它们，这些外围的恒星早就(jiù)被(bèi)甩到宇宙当中了。基(jī)于这(zhè)种现象，科(kē)学家们会使用一种相对标(biāo)准的方(fāng)法(fǎ)来解释暗(àn)物质的存在，这种方法就是测量(liàng)星系当中(zhōng)气体在X轴(zhóu)上距离(lí)星系中心的距离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的(de)旋转速度。如果出现异常的结果，就认(rèn)为是由暗物质的力(lì)量进(jìn)入其中。

于是(shì)科学(xué)家(jiā)们通过(guò)射电望(wàng)远镜测量(liàng)了距离星系中心更(gèng)远距离的氢元素(sù)，发(fā)现它们(men)的旋转速(sù)度并不符合牛顿(dùn)的(de)力学定律。我们的(de)太阳系也(yě)不例外，太阳系位于(yú)银(yín)河系的第三悬(xuán)臂之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根(gēn)据(jù)万有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的运行速(sù)度(dù)应该是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河(hé)系旋(xuán)转，这个实际速(sù)度远远大于理论速度，那么产(chǎn)生以(yǐ)上这种向心(xīn)加速度(dù)的原因很可能(néng)就是存在着(zhe)一种我们看不到的物(wù)质(zhì)，是这些暗物质(zhì)的引(yǐn)力效应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的研究人员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学家根据星系外(wài)恒星(xīng)轨(guǐ)道的速度(dù)，估算(suàn)在星系当中暗物质的质量占整个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一(yī)可以解释这个现象的原因(yīn)。在一项新的(de)研(yán)究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒(héng)星(xīng)之(zhī)间，也会(huì)出(chū)现速(sù)度上的微小(xiǎo)差异。另(lìng)外，天文学(xué)家(jiā)还发(fā)现了一个(gè)反(fǎn)常的(de)星(xīng)系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光年，大(dà)小和银(yín)河(hé)系不多，但是星系当中存在的恒星(xīng)数量(liàng)却(què)只有银河(hé)系的(de)千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在(zài)理论上，该星系必须存(cún)在暗物质，否则就会(huì)分崩离析。但是(shì)科学家(jiā)们使用最先进的望(wàng)远镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中(zhōng)的(de)恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)是可以用正(zhèng)常(cháng)的物质和力学定律来解释的。那么又有人(rén)提出，也(yě)许该星(xīng)系的暗物质(zhì)，已经被附近的另一个大星(xīng)系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附(fù)近没有任何星系存在。造成这些(xiē)现象的除了暗(àn)物质的假(jiǎ)说(shuō)之外，另一种可能就是人(rén)类对引(yǐn)力(lì)的(de)理(lǐ)解(jiě)还不(bù)够全面(miàn)，引力(lì)很可能在不同尺(chǐ)度空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意(yì)味着在行(xíng)星系尺(chǐ)度中的天体会沿着(zhe)它(tā)们(men)的轨道(dào)，按(àn)照我们所理解的(de)方式运动(dòng)。但是上升到星系和星团的尺度，引力(lì)之间的(de)相互作用则是不同的方式(shì)。对于在(zài)星(xīng)系(xì)团之间的(de)相互(hù)作用，科(kē)学家还引入了(le)外部场(chǎng)效应的概(gài)念，指的(de)是在数(shù)百(bǎi)万光年的规(guī)模(mó)上，巨大的(de)质量之间会产(chǎn)生对彼此特(tè)殊的效果，这(zhè)个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙(méng)德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着(zhe)我们需要对现(xiàn)在的物理定律进(jìn)行修正，这些发(fā)现也让很多(duō)人认为暗物质(zhì)假说理论就此终结。但(dàn)是(shì)在宇宙当中还(hái)有关于暗(àn)物质存在的其他(tā)的理论证据，这些理论证据(jù)是蒙德(dé)理(lǐ)论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的子弹星(xīng)系团，由两个(gè)碰(pèng)撞的(de)星系团所组成，类似这(zhè)样(yàng)的星团(tuán)，它们大部分(fēn)的(de)普通质量都在星系的气体当中。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时(shí)发(fā)生碰撞的时候，星际气体的相(xiāng)互作(zuò)用就(jiù)会导致(zhì)温(wēn)度的急剧升高，速度大(dà)幅降(jiàng)低(dī)。所以在理(lǐ)论(lùn)上，在碰(pèng)撞之(zhī)后(hòu)，子弹星系团大部分的质量将位于(yú)所有(yǒu)这些(xiē)气体所在的中(zhōng)间(jiān)区(qū)域。那么(me)我们通过什么来验(yàn)证它的质量区域到底是不是集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回(huí)了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我们可以(yǐ)明(míng)显地(dì)看到很多星(xīng)系似乎被拉(lā)伸产生了巨(jù)大(dà)的形变(biàn)。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望(wàng)远(yuǎn)镜出了什么(me)问(wèn)题(tí)，而是这(zhè)样(yàng)极遥远的天体和我们(men)地球上的观测者(zhě)之(zhī)间。被一(yī)个质量超级巨大的天体遮(zhē)挡(dǎng)，这个超大质(zhì)量(liàng)的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系的(de)光都发生了扭曲(qū)。这个现象就(jiù)是(shì)引力透(tòu)镜效应(yīng)。这个巨(jù)大的天体可能是超(chāo)大质量的黑(hēi)洞或者是暗(àn)物质。

所以当人们(men)对子弹星系团观测的时(shí)候，发现它(tā)的大质量(liàng)区域并不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就是当星(xīng)团发生全部的碰(pèng)撞时，可被(bèi)观测(cè)到的质(zhì)量气体被卡在了(le)中间，暗物质则直接通过(guò)了这个区域，并(bìng)在两边形成了引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研(yán)究也被(bèi)认为是暗物质(zhì)存在的迄今(jīn)为止最好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还有来(lái)自宇(yǔ)宙当中最(zuì)古老的光(guāng)。从(cóng)宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可(kě)见发小是男的还是女的啊 发小是指什么关系光(guāng)终于(yú)可以畅通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了(le)130多亿年之(zhī)后，这(zhè)些(xiē)光在宇宙空(kōng)间背景上(shàng)留下了各相同性的微波辐射(shè)。其中红色的部分(fēn)表示温度较高的区域(yù)，蓝色则表示相对较冷的区域(yù)，但实际(jì)上它们之(zhī)间(jiān)的温差(chà)只有(yǒu)万分之一。

科(kē)学(xué)家们通过(guò)对前(qián)景背景分离后(hòu)的二(èr)值(zhí)图像(xiàng)进行(xíng)连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图(tú)形看起来不应(yīng)该是这样的，而(ér)随(suí)着暗物(wù)质的(de)增加，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度(dù)会减小，才变得看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量(liàng)值，我们需(xū)要的暗物质大约(yuē)是(shì)普通物质(zhì)的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动(dòng)所(suǒ)需要的暗物质比例是一(yī)致(zhì)的。这就(jiù)意味着。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就(jiù)很好地解释了很多不同的观测结果。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是宇宙当中(zhōng)存在着(zhe)某种类型的粒子，它们(men)不参与任何其他的电磁作用，只通(tōng)过引力来相互(hù)作用(yòng)。所以如果能够找到(dào)这种(zhǒng)粒子的(de)存(cún)在(zài)，就相当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实(shí)际证据(jù)。这种粒子(zi)到(dào)底是什么？科(kē)学家们(men)已经提(tí)出了数十种的假(jiǎ)想目标，而(ér)要寻找这些(xiē)不同的目标(biāo)粒子所需要的实验方式(shì)也不(bù)相同。在过去的(de)几十年当中，人类为(wèi)了寻找这些看(kàn)不(bù)见、摸不(bù)到，几乎不会与(yǔ)常规(guī)物质相互作用(yòng)的(de)“暗(àn)物质”，科学(xué)家(jiā)们已经进行(xíng)了超过(guò)50次的实验，却没有(yǒu)任(rèn)何实质性(xìng)的发现，除了一个地方，意大(dà)利(lì)的格兰(lán)萨索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学(xué)实(shí)验室，这个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致(zhì)力于(yú)寻(xún)找暗物质粒子(zi)的周(zhōu)期性震荡。

自1997年(nián)以来(lái)，这里的(de)科(kē)学(xué)家声称观(guān)测到了某种信号。经过(guò)了20多年(nián)的数据收集，人们发(fā)现了一(yī)个有趣的事情。探测(cè)率会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然(rán)后在11月(yuè)降到最低，而且在(zài)20年(nián)当中每年都是一样。一些科学家(jiā)认为(wèi)这(zhè)可能是人类发(fā)现暗物(wù)质(zhì)的(de)第一个直接证据。

但是为什么(me)暗物质会(huì)产生周期(qī)性的年度(dù)信(xìn)号呢(ne)？刚(gāng)才我们讲了太阳(yáng)系正(zhèng)在(zài)以220公里/秒的速(sù)度(dù)围绕(rào)着银(yín)河系(xì)进行移动(dòng)，那(nà)么如果暗(àn)物质存在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也(yě)在以这(zhè)样的速度(dù)在穿(chuān)越着暗物质流，这个过程中会产生相应(yīng)的振荡，同时地球(qiú)又(yòu)以(yǐ)30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳进行(xíng)旋转。所以有(yǒu)半年的时间，地(dì)球围(wéi)绕(rào)太阳的(de)方向与(yǔ)太阳环绕(rào)银河(hé)系的方向是一致的，而另外(wài)半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳(yáng)的方向(xiàng)正(zhèng)好(hǎo)达(dá)到完全一致，这是理论(lùn)上地球穿越(yuè)暗物质流最快(kuài)的(de)时段。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢(màn)值。尽管在(zài)实际的情况中，太(tài)阳系相对(duì)银河系的平面呈(chéng)现(xiàn)了(le)60度(dù)的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理论(lùn)的(de)有效性。

因此科(kē)学(xué)家认为这(zhè)可(kě)以(yǐ)用来解(jiě)释，研究人员们所观测到的(de)周(zhōu)期性信号。当然也可(kě)能(néng)有其他的(de)情况，造成这种年度(dù)周(zhōu)期信号的差异也可(kě)能是(shì)温度、湿度、土壤中(zhōng)的水分、高山上的(de)积(jī)雪，甚至连意(yì)大利(lì)游客的数量也符合这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以，科学家们(men)又在南半球(qiú)建立了一个几(jǐ)乎相同(tóng)的(de)实验室，这里(lǐ)的季(jì)节与之前的(de)实验室(shì)正(zhèng)好相(xiāng)反，而在这里(lǐ)，地(dì)球穿(chuān)过暗物质流的运动特征(zhēng)和第一(yī)个实验室是一样的。发小是男的还是女的啊 发小是指什么关系>

因此，如果在这里可以(yǐ)得到相同(tóng)的信号(hào)，就可以成为(wèi)暗(àn)物质所存在的非常有力的证据了。但是由于(yú)这个(gè)实验室刚刚建成不久，所以截(jié)至目(mù)前(qián)还无(wú)法提供相应的(de)数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的望(wàng)远(yuǎn)镜，这(zhè)台太(tài)空望远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南(nán)希格雷斯罗(luó)曼(màn)”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器提供(gōng)的视(shì)野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷斯(sī)罗曼太(tài)空望远镜其中一个关键的(de)用途就(jiù)是探索暗(àn)物质背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭(shì)目以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体物(wù)理中心(xīn)的科(kē)学(xué)家丹(dān)琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物(wù)质存在，它们极有可能拥(yōng)有另(lìng)一种神秘(mì)的效应，这种暗物(wù)质效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的(de)诞生，或者(zhě)说是生命(mìng)进化的(de)一个(gè)重要因素(sù)。

如果这一理论得到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物(wù)质会不(bù)会意味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中某个(gè)角落的行(xíng)星上(shàng)，暗物质正在(zài)通过这(zhè)样的效应创造(zào)生(shēng)命。当(dāng)然，这些推论的大前(qián)提是(shì)要先找(zhǎo)到暗(àn)物(wù)质存在的(de)实际证据。那(nà)么(me)小伙(huǒ)伴们，你们觉得(dé)暗物(wù)质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我(wǒ)更新的动(dòng)力(lì)！

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