宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何(hé)会存在科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗(àn)物质又(yòu)究竟(jìng)是什(shén)么？人类为了寻找暗(àn)物质存在的证据，科学家们在过(guò)去的几(jǐ)十年当中进行了(le)超过50次的长期实验，但(dàn)是却没有发现(xiàn)任何的(de)有效证据。除了一个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发(fā)表了(le)万有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天(tiān)体运动的规律。往后的(de)几百年来(lái)，当天文学家们(men)发现(xiàn)某些(xiē)天体运行轨(guǐ)道出现异常，不符(fú)合(hé)万有引(yǐn)力定律的时(shí)候，他们就会知道，周围一(yī)定(dìng)有未知的(de)天体通过引力在摄动(dòng)它的(de)轨道。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶(yé)就通过天(tiān)王(wáng)星(xīng)运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷(léi)彗(huì)星(xīng)、冥王星的发现(xiàn)都是应用万有(yǒu)引(yǐn)力定律(lǜ)所取得(dé)重大天文成就的(de)例子。但是这些发现都是在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上(shàng)升到星(xīng)系或者(zhě)是星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量后发星(xīng)系团的质量。这是一个由数千个星系所(suǒ)组成的巨大星系团(tuán)，这些(xiē)星(xīng)系被引力束(shù)缚在一(yī)起。测量星系团的(de)质量一般会使用到(dào)两种方(fāng)法，当(dāng)两种方法结(jié)果一致，就(jiù)可以(yǐ)确定其质(zhì)量的范(fàn)围。

第一种是获(huò)得其"光度学的(de)质量"，需要(yào)的(de)数(shù)据是测量各个星系的光度(dù)。

第二种是(shì)动力学质量的计(jì)算(suàn)，是利用光(guāng)谱(pǔ)红移测量星系团中的(de)各个星系相对于星系团(tuán)的(de)运动速度。当测量(liàng)结果出(chū)来之(zhī)后，兹威基彻底懵了(le)，“动(dòng)力学(xué)质量”竟然是(shì)“光度(dù)学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座星(xīng)系团有99%的质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说(shuō)这99%的质量并不以可见光的形(xíng)式所(suǒ)存(cún)在(zài)，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测(cè)量速度的过程中(zhōng)，兹威基发(fā)现星系团中很多(duō)星系的速度比理论(lùn)上要快得多(duō)，按照牛顿的(de)运动学定律，仅靠(kào)这些(xiē)可见星系的质量所产生的(de)引力(lì)是无法将(jiāng)它们束缚在星系团内(nèi)的，它(tā)们早(zǎo)就应该被(bèi)抛出(chū)星系团之外了，除非有一种神(shén)秘的力量在起(qǐ)作用，这(zhè)种力量来(lái)源于某种隐形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维基提出(chū)了这(zhè)样部分不(bù)可见的暗质，它不(bù)发散光、吸光、反(fǎn)射(shè)光，但是它们却占据着(zhe)宇宙中绝大(dà)部分(fēn)的质量。只是当时(shí)的人们(men)对这样的(de)一种说(shuō)法不(bù)屑(xiè)一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现。天文学家(jiā)维(wéi)拉鲁(lǔ)宾(bīn)和(hé)肯特(tè)福特在(zài)观(guān)测仙女座星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中心越远(yuǎn)的(de)恒星在其轨道上的运行(xíng)速度就(jiù)会越慢(màn)。但是他们观测的结果却让(ràng)人感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增(zēng)加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不(bù)变。可是根据(jù)牛顿的(de)万有引力(lì)定律，在星(xīng)系当中如果没有足(zú)够大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这种现象，科学(xué)家们(men)会使用一种相对(duì)标(biāo)准的(de)方(fāng)法来解释暗物(wù)质的(de)存(cún)在(zài)，这种(zhǒng)方(fāng)法就是(shì)测量(liàng)星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系中心(xīn)的(de)距离，以及在(zài)Y轴上气体的(de)旋转速(sù)度。如果出现异常的结(jié)果，就认(rèn)为是由暗物质的力量进入其(qí)中。

于(yú)是科学家(jiā)们通(tōng)过射电望远(yuǎn)镜测量(liàng)了距离星系(xì)中心更远距离的氢元素，发现它们的旋转速(sù)度并不(bù)符合牛(niú)顿(dùn)的力学(xué)定(dìng)律。我们的太阳系也不例(lì)外，太阳系位(wèi)于银河系(xì)的第(dì)三悬臂(bì)之上(shàng)，距离银河(hé)系中(zhōng)心2.6万光(guāng)年(nián)，根(gēn)据万有引(yǐn)力定律进(jìn)行计(jì)算，太(tài)阳系的运行速度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒(miǎo)，但实际上(shàng)，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个实(shí)际(jì)速度远远大于理论(lùn)速度，那么(me)产生以(yǐ)上这种向(xiàng)心加(jiā)速度的原(yuán)因(yīn)很可(kě)能就是(shì)存在着一种我们(men)看(kàn)不到(dào)的物(wù)质(zhì)，是这些暗物质(zhì)的引力效应将(jiāng)星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越多(duō)的研究人(rén)员(yuán)开始相信(xìn)暗物质(zhì)的存在。科学家根据星系外(wài)恒(héng)星轨道的速(sù)度，估算在星(xīng)系(xì)当中(zhōng)暗物质的质(zhì)量占整个星系(xì)质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是(shì)唯一可(kě)以解(jiě)释这个(gè)现象的(de)原因。在一项(xiàng)新的研(yán)究(jiū)当中，科学家(jiā)们发(fā)现，几乎没有引力(lì)效应的遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上的微(wēi)小差异。另外，天文(wén)学家还发(fā)现了(le)一个(gè)反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离(lí)地球大(dà)约(yuē)2.5亿(yì)光年，大(dà)小(xiǎo)和(hé)银河系(xì)不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量却只有(yǒu)银河系的(de)千(qiān)分(fēn)之一。

所以在理(lǐ)论上，该(gāi)星系必须存在暗(àn)物质，否则就会分崩离析。但是科学家(jiā)们(men)使用最(zuì)先进(jìn)的望远镜对其(qí)进行了(le)40个小(xiǎo)时(shí)的详细测(cè)量之后，发现星系中的恒星运动是可以(yǐ)用正(zhèng)常的物质和力学定(dìng)律来解(jiě)释的。那么又(yòu)有(yǒu)人提出(chū)，也(yě)许(xǔ)该星系的暗(àn)物(wù)质，已经被附近的(de)另一个大星(xīng)系(xì)剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系(xì)存在。造成(chéng)这些现象的除了暗物质(zhì)的(de)假说之外，另一种可(kě)能就是人类对(duì)引力(lì)的理解还不够(gòu)全面，引力(lì)很可能在不同尺度空间(jiān)中的工作方式是不同的，这意味着在行星系尺度中(zhōng)的(de)天体会(huì)沿着它(tā)们的轨道，按照我们所理解(jiě)的方(fāng)式(shì)运动(dòng)。但(dàn)是上升到星系和(hé)星团的尺(chǐ)度，引力之(zhī)间的相互(hù)作用则是不同(tóng)的方式。对于在星系团之间的相互作用，科(kē)学(xué)家还引入了外部场效应的概念，指(zhǐ)的(de)是在数百万光年的规模(mó)上，巨大的质量之间会(huì)产生(shēng)对彼此特(tè)殊的效(xiào)果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我(wǒ)们需要对(duì)现在的物理定律进(jìn)行修正，这些(xiē)发现也让很多(duō)人认为暗物质假(jiǎ)说理(lǐ)论就此(cǐ)终结。但(dàn)是在宇宙当中还(hái)有关(guān)于暗物质存在的其他的理论证(zhèng)据，这些理(lǐ)论证据循序渐进是什么意思解释，女生说循序渐进是什么意思(jù)是蒙德理论所没法(fǎ)解释的(de)“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子(zi)弹星系团，由两个碰撞的(de)星系团所组成，类似这样(yàng)的(de)星团，它们大部分(fēn)的普通(tōng)质量都在星(xīng)系(xì)的气体当(dāng)中。当(dāng)星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧升高(gāo)，速度大(dà)幅降低。所以在理论上，在(zài)碰撞(zhuàng)之(zhī)后，子弹星系团(tuán)大部分的质量将位于所有这些(xiē)气(qì)体所在的(de)中间区域。那么我(wǒ)们通(tōng)过什(shén)么来验证它的质量区域到底(dǐ)是(shì)不是(shì)集中在(zài)中间(jiān)呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全彩(cǎi)的高清(qīng)照片(piàn)，在照(zhào)片(piàn)中我们(men)可以明显(xiǎn)地看到很多星系(xì)似乎被拉伸(shēn)产生(shēng)了(le)巨大的形变(biàn)。其实(shí)这些星系(xì)本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这样极遥远的天(tiān)体和(hé)我们(men)地球(qiú)上的观(guān)测者之间(jiān)。被一个质量超(chāo)级巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质(zhì)量的东西(xī)的引力，会使身后(hòu)更(gèng)遥(yáo)远星系的光都发生了(le)扭曲。这个现象(xiàng)就是(shì)引力透镜效(xiào)应。这个(gè)巨(jù)大的天体可(kě)能是(shì)超大质量的黑洞或者是暗(àn)物(wù)质(zhì)。

所以当人(rén)们对子(zi)弹(dàn)星系(xì)团(tuán)观测的时候，发(fā)现它的(de)大(dà)质量(liàng)区域并不是在中间，而是在两侧。所以最好的解释方(fāng)法(fǎ)就是(shì)当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体(tǐ)被卡在了中间，暗物质(zhì)则直(zhí)接通过了(le)这个区域，并在两(liǎng)边形成(chéng)了引力(lì)透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研究(jiū)也被认为是(shì)暗(àn)物质存在的迄(qì)今为止最好(hǎo)的理(lǐ)论证据。

除此之外(wài)，还有来自宇宙(zhòu)当中最(zuì)古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年(nián)之后，可(kě)见光终于可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之(zhī)后(hòu)，这些光在宇宙空间背景上留下了(le)各(gè)相同性的(de)微(wēi)波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的(de)区(qū)域，但实际上它们之(zhī)间的(de)温差(chà)只有万分(fēn)之一(yī)。

科学家(jiā)们通过对(duì)前景背景分离后的(de)二值图像循序渐进是什么意思解释，女生说循序渐进是什么意思(xiàng)进行连通(tōng)域提取和(hé)标记(jì)之(zhī)后发(fā)现，如果宇宙当中没有暗物质，图(tú)形看起来不应(yīng)该是(shì)这(zhè)样的(de)，而(ér)随着暗(àn)物质的增加，一些峰值的幅(fú)度会减小，才变得(dé)看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐(fú)射(shè)的(de)测量值，我们需(xū)要(yào)的暗物质大约是普通物质的(de)5倍。这个数字(zì)与解释(shì)星系当(dāng)中恒星运(yùn)动所需要的暗(àn)物(wù)质比例是一致(zhì)的。这就意(yì)味着(zhe)。

用了一个简单的理(lǐ)论框架(jià)，就很好地解释(shì)了很(hěn)多不同的观测结果。而暗物质的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙当中存(cún)在着某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒子，它们不参(cān)与任何其他的(de)电磁作用，只通过引力来相互作用。所以如(rú)果能够找到这种(zhǒng)粒(lì)子(zi)的存在，就相当(dāng)于找到(dào)了(le)暗物质存(cún)在的实际(jì)证据(jù)。这种粒子到底是什么(me)？科学家们已经提(tí)出了数十种(zhǒng)的假(jiǎ)想目(mù)标，而要寻(xún)找这些(xiē)不同的目标粒(lì)子所需要的实(shí)验方式(shì)也不相同。在过去的(de)几(jǐ)十年(nián)当中(zhōng)，人类为了(le)寻找这些看(kàn)不(bù)见、摸(mō)不到，几乎不会(huì)与常规物质相互作用(yòng)的(de)“暗物(wù)质”，科学家们已经进行(xíng)了超过50次的实验，却没(méi)有任(rèn)何实质性的发现(xiàn)，除(chú)了(le)一个地方，意大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山(shān)脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地球上最大的(de)地学(xué)实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个三(sān)层楼高的探测器，一(yī)直致力于寻(xún)找暗物(wù)质粒子的周期性震(zhèn)荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这(zhè)里的科(kē)学(xué)家声称观测到了某种信号。经过了20多年的数(shù)据收(shōu)集，人们发现(xiàn)了一个有趣的(de)事情。探测率会(huì)在每年的(de)6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到最低，而且(qiě)在20年当(dāng)中(zhōng)每年都是一样(yàng)。一些科学家认(rèn)为这可能是人(rén)类发现暗物质的第一(yī)个直接证据。

但是(shì)为什(shén)么暗物质(zhì)会产生(shēng)周期性的(de)年度信(xìn)号(hào)呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗(àn)物质存在宇宙当中，这(zhè)意味(wèi)着我们也在以(yǐ)这样的速度在穿越着暗物质流，这个(gè)过程中会(huì)产生(shēng)相应的(de)振荡，同时(shí)地球又以30公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有半年的时间，地球(qiú)围(wéi)绕太(tài)阳(yáng)的方向与(yǔ)太阳环绕银(yín)河(hé)系的方(fāng)向是(shì)一(yī)致的，而另外半年则(zé)与之(zhī)相反。

而在6月(yuè)份的时候，地球与太阳(yáng)的方向正好达到完全(quán)一(yī)致，这是理论上地球穿(chuān)越(yuè)暗物(wù)质流最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了(le)最慢(màn)值。尽管在实(shí)际的情况中(zhōng)，太阳系(xì)相对银河系的(de)平面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影响(xiǎng)这(zhè)个理论的有效性。

因(yīn)此(cǐ)科学家认为这可以用来解释，研(yán)究人员们所观(guān)测到的(de)周期性信号。当然(rán)也可能有其他的情况，造成这种(zhǒng)年度周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上的(de)积(jī)雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也符合(hé)这个周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们又(yòu)在南(nán)半球建立(lì)了一(yī)个几乎相同的实验(yàn)室，这里的季(jì)节与之前的(de)实验室(shì)正好相反，而在(zài)这里，地球(qiú)穿过暗(àn)物质(zhì)流的运动特征和第一(yī)个实(shí)验(yàn)室是一样(yàng)的。

因(yīn)此(cǐ)，如果在这(zhè)里可以得到(dào)相同的信号(hào)，就(jiù)可(kě)以(yǐ)成(chéng)为暗物质所存在(zài)的非常有(yǒu)力的证据了。但是由于这个(gè)实验室(shì)刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还无法提(tí)供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这台太空望(wàng)远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的视野是哈勃(bó)红(hóng)外(wài)仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其(qí)中一个关键的用途就是探(tàn)索暗物质背循序渐进是什么意思解释，女生说循序渐进是什么意思后的(de)奥(ào)秘，对于探测(cè)的结果，我们(men)只能拭目以待了。费米实(shí)验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研(yán)究发现，如果暗物质存在，它们(men)极有可能拥(yōng)有另一(yī)种神秘的(de)效应，这(zhè)种暗物质效应，会支持宇宙当(dāng)中(zhōng)生命的诞生，或者(zhě)说是生(shēng)命进(jìn)化的一(yī)个重(zhòng)要因素。

如(rú)果这一理论得到(dào)进一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质会不会(huì)意味着人类并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个(gè)角落的行星上，暗物质正在(zài)通过这样的效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论的大前提是(shì)要(yào)先找(zhǎo)到(dào)暗物(wù)质(zhì)存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得暗(àn)物质到底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你的支持是我更新的动力(lì)！

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