宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在科(kē)学(xué)无法解释的“暗(àn)物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟是(shì)什(shén)么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质(zhì)存(cún)在的证据，科学家们在过去(qù)的(de)几(jǐ)十年当(dāng)中进行(xíng)了超(chāo)过50次的长期实验(yàn)，但是却没有发现任何的有效(xiào)证据。除了一个地(dì)方，在1687年出版的自(zì)然哲(zhé)学数(shù)学原理(lǐ)一书中，埃萨(sà)克牛顿发(fā)表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体(tǐ)运动的规律。往后的(de)几百年(nián)来，当天(tiān)文(wén)学家们发(fā)现某(mǒu)些天体运行轨(guǐ)道出现异常(cháng)，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就会知道，周围一(yī)定有未知的天体通(tōng)过(guò)引力在摄动它的轨道(dào)。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过(guò)天王星运(yùn)行轨道的异(yì)常，推算并且发现了海王星(xīng)的存(cún)在(zài)。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星(xīng)的发现都是(shì)应(yīng)用(yòng)万有引(yǐn)力定律所取得重大天文成就的(de)例子。但是这些发(fā)现(xiàn)都是在恒星系统(tǒng)的尺度当中，可当我们上升(shēng)到星系或者(zhě)是(shì)星团(tuán)的尺度，事情(qíng)就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的(de)物理学家弗里茨兹(zī)威基正在研究(jiū)和测量后发星系团的质(zhì)量。这是一个由数千个星系(xì)所组成的(de)巨大星系团(tuán)，这些(xiē)星(xīng)系被引力束(shù)缚在一起。测(cè)量星系团的质(zhì)量一般(bān)会使用到两种方法，当两(liǎng)种方法结(jié)果一致，就(jiù)可以确(què)定(dìng)其(qí)质量的社保二级单位编码是什么意思，单位编码是什么意思呀范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的质量(liàng)"，需要的数据是(shì)测量各个星系的光度(dù)。

第二种是(shì)动力学质量(liàng)的计算(suàn)，是利用光谱红移(yí)测量星系团中的各个星系相对于星(xīng)系团的运动速(sù)度(dù)。当测(cè)量结果出来(lái)之(zhī)后，兹威基彻底懵(měng)了，“动(dòng)力学质(zhì)量(liàng)”竟然是(shì)“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的质量并不(bù)以(yǐ)可(kě)见光的形式所存在，我(wǒ)们无法看到(dào)。最诡异的是，在测量速(sù)度的过程中，兹(zī)威基发现星系团(tuán)中很多星(xīng)系的速度比理论(lùn)上要快得(dé)多，按照(zhào)牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些可见星系的质量所(suǒ)产生(shēng)的引力是无(wú)法(fǎ)将(jiāng)它(tā)们束(shù)缚在(zài)星系(xì)团内的，它们早(zǎo)就应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非(fēi)有一种神秘的力(lì)量在起作用，这种力(lì)量来源于某种隐形(xíng)的物(wù)质。

据(jù)此，兹维基提出了这样部分不可见的暗质，它(tā)不发散光(guāng)、吸(xī)光、反(fǎn)射(shè)光(guāng)，但是它们却占据着宇宙(zhòu)中(zhōng)绝(jué)大(dà)部分的(de)质(zhì)量(liàng)。只是当时(shí)的人(rén)们对这样的(de)一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年(nián)之后(hòu)，“暗物质”这个词才再一(yī)次出现。天文(wén)学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福(fú)特(tè)在(zài)观测仙女座星系中的恒(héng)星(xīng)运动。理(lǐ)论上来(lái)说，距离中心越远的恒星在其轨道上的运行(xíng)速度就会(huì)越慢(màn)。但(dàn)是(shì)他们(men)观测的结果却让(ràng)人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋(xuán)转(zhuǎn)速(sù)度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛顿(dùn)的(de)万(wàn)有引力定(dìng)律(lǜ)，在星系当中(zhōng)如(rú)果没有足够大的质量来吸(xī)引(yǐn)它们(men)，这(zhè)些外围的恒星早就被(bèi)甩到宇宙(zhòu)当(dāng)中了。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使(shǐ)用一种(zhǒng)相对(duì)标准的(de)方法来解释(shì)暗物质(zhì)的存在，这种方法就(jiù)是测量(liàng)星系当中气体在X轴上距离星系中心的距离(lí)，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气体的旋转速(sù)度。如(rú)果出现异常的(de)结果，就(jiù)认为是由(yóu)暗物质的力量进(jìn)入其(qí)中。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜测量了距(jù)离星系(xì)中心更远距(jù)离的氢元素，发现它们的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的(de)力(lì)学定律(lǜ)。我们的(de)太阳(yáng)系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂之(zhī)上，距离银河系(xì)中心(xīn)2.6万光年，根(gēn)据万(wàn)有引(yǐn)力定律进(jìn)行计算，太阳系的(de)运行(xíng)速度应该是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系正(zhèng)在以220千米/秒的(de)速度围绕银河(hé)系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产生以上这种向心(xīn)加速度(dù)的(de)原因很可(kě)能就(jiù)是存在着一种我们(men)看不到的物(wù)质(zhì)，是这些暗物质的引力效应将(jiāng)星(xīng)系聚(jù)集在了一起。

也是(shì)从这(zhè)时开始，越来越多的研(yán)究人员开始(shǐ)相信暗物(wù)质的存(cún)在。科学家(jiā)根据(jù)星系(xì)外恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物质(zhì)的质(zhì)量(liàng)占(zhàn)整个星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释这个现(xiàn)象的原(yuán)因。在一(yī)项新的研(yán)究(jiū)当中(zhōng)，科(kē)学家们发(fā)现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥(yáo)远恒(héng)星之间(jiān)，也会出现速度上的微小差异。另(lìng)外，天文(wén)学家(jiā)还发现了一个反常的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离(lí)地球大(dà)约(yuē)2.5亿光年，大小和银河(hé)系(xì)不(bù)多，但是星系当中(zhōng)存在的恒(héng)星数量(liàng)却只有银河系的千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必须存在暗物(wù)质(zhì)，否则(zé)就会分崩离析。但是科学(xué)家们使用(yòng)最先进的望远镜对其进行了40个小时的详细(xì)测量(liàng)之后，发现星系中的恒星(xīng)运动是可(kě)以用正常的物质和(hé)力学定律来(lái)解释(shì)的(de)。那么又(yòu)有人提出，也许该星系的(de)暗物质，已经被附近(jìn)的另一(yī)个(gè)大星系剥离(lí)了。奇怪(guài)的是，它(tā)的附近没有任(rèn)何星系存在。造成(chéng)这些现(xiàn)象(xiàng)的除了暗物(wù)质的假说(shuō)之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力(lì)的理(lǐ)解还不够全面，引力很可能(néng)在不同(tóng)尺度空间(jiān)中的(de)工作(zuò)方式是不同的，这意味(wèi)着在行星系尺度中的天(tiān)体会(huì)沿着它(tā)们的轨(guǐ)道，按照我们所理解的(de)方式(shì)运(yùn)动。但是上升(shēng)到星(xīng)系(xì)和星团的(de)尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则是不同的方式。对于在星(xīng)系团之(zhī)间的(de)相互(hù)作用，科学家还(hái)引入了外(wài)部场效(xiào)应的概(gài)念，指(zhǐ)的是在数百万光年的(de)规模上(shàng)，巨大的质量之间(jiān)会(huì)产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立，这(zhè)意(yì)味着(zhe)我(wǒ)们需要(yào)对现在的物理定律进行修正，这些发(fā)现也让(ràng)很多(duō)人认为(wèi)暗物质假说理论就此终结(jié)。但是在(zài)宇宙当中还有关于暗物质(zhì)存(cún)在的其(qí)他的理论证(zhèng)据，这些理论(lùn)证据是蒙德理论(lùn)所没法解释的“引(yǐn)力(lì)透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的(de)子弹星系团，由(yóu)两个(gè)碰撞的星系团所组成(chéng)，类似这样的星团，它(tā)们大部分(fēn)的普通质量都在(zài)星系的气体(tǐ)当中。当星团(tuán)以1000万公里/小(xiǎo)时(shí)发生碰撞的时候(hòu)，星际气体的相互(hù)作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以(yǐ)在理论上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子(zi)弹星系(xì)团大部(bù)分的(de)质量将位于所有这些气体(tǐ)所在(zài)的中(zhōng)间区域。那么我们(men)通过什么来(lái)验证它的质量区域到(dào)底是不是(shì)集中在中间呢(ne)？前不久，詹(zhān)姆斯(sī)韦伯太空望(wàng)远镜(jìng)传回了宇宙当中第一张(zhāng)全(quán)彩(cǎi)的高清照(zhào)片，在(zài)照片中我们可以明显地看到(dào)很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形(xíng)变(biàn)。其(qí)实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而是这样(yàng)极遥远(yuǎn)的天体和我们地(dì)球上的观(guān)测者(zhě)之间。被一个质量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东西(xī)的引力，会使身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象就(jiù)是(shì)引力透镜效(xiào)应。这个巨大的天体可能(néng)是超大质(zhì)量的黑洞或者是暗(àn)物(wù)质(zhì)。

所以当人们(men)对子弹星系团观测的时候，发(fā)现它(tā)的大质量(liàng)区域并不是在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是当(dāng)星团发生(shēng)全部的碰撞时，可被(bèi)观测到(dào)的质量气(qì)体被卡在了中间，暗物质(zhì)则直接(jiē)通过了这个区域，并在两边形成(chéng)了引(yǐn)力(lì)透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为(wèi)是暗物质存在的迄今为止最好(hǎo)的(de)理论(lùn)证据(jù)。

除此(cǐ)之外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可(kě)见光终于可以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过(guò)了(le)130多亿年之后(hòu)，这些光在(zài)宇宙空(kōng)间(jiān)背景(jǐng)上(shàng)留下了各相同(tóng)性的微波辐射。其中红(hóng)色的部分表示温度较高(gāo)的(de)区域，蓝色(sè)则表示相对较(jiào)冷(lěng)的(de)区(qū)域(yù)，但实际上它(tā)们之间的温(wēn)差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分离后(hòu)的(de)二(èr)值图(tú)像进行连通(tōng)域提取和标记(jì)之后发现，如果宇(yǔ)宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看起来(lái)不(bù)应(yīng)该是这样的，而(ér)随着暗物质(zhì)的(de)增(zēng)加，一些峰值的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙(zhòu)微波背(bèi)景辐射的测(cè)量(liàng)值，我(wǒ)们需(xū)要的暗物(wù)质大约是普(pǔ)通(tōng)物质的5倍。这(zhè)个数字与解释(shì)星系当中(zhōng)恒星(xīng)运动所需要的暗物质比例是一致(zhì)的(de)。这就意味着。

用了(le)一(yī)个简单(dān)的理(lǐ)论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测结(jié)果。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它(tā)们(men)不参与任何其他的电磁作用，只通过引(yǐn)力来相互作用(yòng)。所(suǒ)以如果能够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就相(xiāng)当于找到了暗物质存(cún)在的实际(jì)证据。这种粒(lì)子到底是什么？科学家们已经提(tí)出了数(shù)十种(zhǒng)的(de)假想目(mù)标(biāo)，而要寻找这些不同的目标粒子所需要的实(shí)验方(fāng)式(shì)也(yě)不相同。在过去的几十年当中，人类为了寻找这些看不见、摸(mō)不(bù)到，几(jǐ)乎不会(huì)与常规物质相互作用的“暗(àn)物(wù)质”，科学家们已(yǐ)经进行了超过(guò)50次的实验，却没有(yǒu)任何(hé)实质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔(ěr)卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的(de)地(dì)下矿井当中，藏着地球上(shàng)最(zuì)大的地学实(shí)验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(g社保二级单位编码是什么意思，单位编码是什么意思呀è)三层楼高的探测(cè)器，一直(zhí)致力于寻找暗(àn)物质粒子的周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学家声(shēng)称观测到了(le)某种(zhǒng)信号(hào)。经过(guò)了20多年的数据收集，人们发现了(le)一(yī)个有趣的事情(qíng)。探测率会在每年的6月份达到峰值(zhí)，然后在(zài)11月降到(dào)最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为什么(me)暗物质会(huì)产生周期(qī)性(xìng)的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的(de)速(sù)度围(wéi)绕着银河(hé)系(xì)进行移(yí)动，那么如(rú)果暗(àn)物质存(cún)在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也在(zài)以这样的(de)速度(dù)在穿(chuān)越着暗物质流(liú)，这个过程中会产(chǎn)生相应的(de)振荡，同(tóng)时地球又以30公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕太(tài)阳进(jìn)行旋转。所(suǒ)以有半年(nián)的时间，地球围绕太阳(yáng)的方向与太(tài)阳环绕银河系的方向是一致的，而(ér)另(lìng)外半年则与之相反。

而(ér)在6月份(fèn)的时(shí)候，地球与太阳的(de)方向正好(hǎo)达到完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越暗物质流(liú)最(zuì)快(kuài)的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达(dá)到了最慢值(zhí)。尽管(guǎn)在(zài)实际的(de)情况中，太阳(yáng)系相(xiāng)对银(yín)河系的平(píng)面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论(lùn)的有效性。

因此科学家认为这可以用来(lái)解(jiě)释，研究人员们所(suǒ)观测到(dào)的周(zhōu)期性(xìng)信号(hào)。当然(rán)也可能有其(qí)他的情况，造成这种年(nián)度(dù)周期信号(hào)的差异也可能是温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪，甚至连(lián)意大利游客的数量也(yě)符合这个周期的规律。

所以，科学(xué)家们又(yòu)在南半(bàn)球建立了(le)一个几乎相(xiāng)同的实(shí)验室，这里的季节(jié)与(yǔ)之前的(de)实(shí)验室正(zhèng)好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和(hé)第(dì)一个实验室是一样的。

因(yīn)此，如果在这里可以得到(dào)相同的(de)信(xìn)号(hào)，就可(kě)以成(chéng)为暗物质所存(cún)在的非常(cháng)有力的证据了。但是由于这个(gè)实验室(shì)刚刚(gāng)建成不(bù)久，所以截至(zhì)目前还无(wú)法提供相(xiāng)应(yīng)的(de)数(shù)据(jù)支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但(dàn)它(tā)的(de)宽(kuān)视场仪器提供的视野是(shì)哈勃红外仪(yí)器的(de)100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太(tài)空望远镜其中(zhōng)一个关键(jiàn)的用(yòng)途(tú)就是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测的结果，我们只能(néng)拭(shì)目以待了。费(fèi)米(mǐ)实验室粒子天(tiān)体物理中心(xīn)的科学家丹琥珀和贾(jiǎ)森(sēn)斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神(shén)秘的效应，这种暗物质(zhì)效(xiào)应，会支持宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)生命的(de)诞生，或(huò)者说(shuō)是生(shēng)命进化的一个重要因素。

如(rú)果这一理(lǐ)论得(dé)到进(jìn)一(yī)步的证(zhèng)实(shí)，那么(me)遍布宇宙当中的(de)暗物质会不会意味(wèi)着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的(de)行星上，暗物(wù)质正在通过这样的效应创造生命。当然，这(zhè)些推论(lùn)的大前提是要先(xiān)找到暗(àn)物质存(cún)在的(de)实际证据。那(nà)么小伙伴们(men)，你们觉得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你的支(zhī)持是我更(gèng)新的动(dòng)力(lì)！

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