宇(yǔ)宙是“人为制造”的？为(wèi)何(hé)会存在(zài)科学无法(fǎ)解(jiě)释(shì)的“暗物质”？暗物质(zhì)又(yòu)究竟是什么？人类(lèi)为了寻找(zhǎo)暗物(wù)质存(cún)在(zài)的证据，科学(xué)家(jiā)们在过去的几十年当中进行(xíng)了超过50次(cì)的长(zhǎng)期实验，但是却没有发(fā)现任(rèn)何的有效证(zhèng)据。除了(le)一个地(dì)方，在1687年出版的自(zì)然哲学数学原理一(yī)书中(zhōng)，埃萨克(kè)牛顿(dùn)发表了(le)万有引力(lì)定律(lǜ)，它揭示(shì)了(le)宇宙中天体(tǐ)运动的规(guī)律。往后的几百年来，当(dāng)天文学家们发现某些天体运行(xíng)轨道出现异常，不符合万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律的(de)时候，他们就会知道，周围一定(dìng)有(yǒu)未知的天体通(tōng)过引力在(zài)摄动它的(de)轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维(wéi)耶就(jiù)通过天王星(xīng)运(yùn)行轨道的异(yì)常，推算并(bìng)且发(fā)现了海王星(xīng)的存在。另外，哈(hā)雷彗星(xīng)、冥王(wáng)星的发现都(dōu)是应用万有引力定律所取得(dé)重(zhòng)大(dà)天文成(chéng)就(jiù)的例子。但(dàn)是这些发现都是在恒星系统的(de)尺度当中，可当我(wǒ)们上升到(dào)星系或(huò)者是(shì)星团的(de)尺(chǐ)度，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究(jiū)和(hé)测量后发星(xīng)系团的质量。这(zhè)是一个由数千个星系所组成的巨大(dà)星系团(tuán)，这些(xiē)星系(xì)被引(yǐn)力(lì)束缚在一起。测量星系团的质量一般(bān)会使用到(dào)两种(zhǒng)方法，当两(liǎng)种方法结(jié)果一(yī)致，就可以确(què)定其质量的范围。

第一种是(shì)获(huò)得(dé)其(qí)"光度学的(de)质量(liàng)"，需要(yào)的(de)数(shù)据(jù)是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动(dòng)力学(xué)质(zhì)量的计算，是利(lì)用(yòng)光谱红移测量星系团中(zhōng)的各个星系相对于星系团的运动速度。当(dāng)测量结(jié)果出来之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力(lì)学质量”竟然是(shì)“光度(dù)学质(zhì)量”的400倍。这意味着(zhe)，后发座(zuò)星(xīng)系团有99%的质(zhì)量消失了(le)，或者说这99%的(de)质量并不以(yǐ)可见(jiàn)光的形式所(suǒ)存(cún)在(zài)，我们无(wú)法看到。最(zuì)诡异(yì)的是，在测量速度的(de)过程中(zhōng)，兹(zī)威基发现星系团中(zhōng)很多星系(xì)的(de)速度比理(lǐ)论上(shàng)要快得(dé)多，按(àn)照牛顿的(de)运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量(liàng)所产(chǎn)生的引力是无法将它们(men)束缚(fù)在星系团(tuán)内的，它们(men)早就应该被(bèi)抛出星系团之(zhī)外了(le)，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力量来源于(yú)某(mǒu)种隐形的(de)物质。

据此，兹维基提出了(le)这样部分(fēn)不可见的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射(shè)光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中绝(jué)大部分的质量。只是(shì)当(dāng)时的(de)人们对这(zhè)样的一(yī)种说(shuō)法不屑一(yī)顾。

直(zhí)到(dào)40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再(zài)一次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观测(cè)仙女座星系(xì)中的恒星(xīng)运动(dòng)。理论(lùn)上来说，距离中(zhōng)心越远(yuǎn)的恒星(xīng)在其轨道上的运行速度就会越慢。但(dàn)是他们观测的(de)结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离(lí)的增(zēng)加，恒星(xīng)的旋(xuán)转速度(dù)几(jǐ)乎保持不变。可是根据牛顿的(de)万有引力定律，在星系当(dāng)中如果没(méi)有足够(gòu)大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的(de)恒(héng)星早塞尔维亚女人好追吗，塞尔维亚好找女朋友吗就被甩到宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使(shǐ)用(yòng)一(yī)种相对标准的方法来解释(shì)暗物质的存(cún)在，这种方法就(jiù)是测量星系当中气(qì)体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中心(xīn)的距离，以及在(zài)Y轴上气体的(de)旋转速(sù)度。如果(guǒ)出现异常的结(jié)果，就认(rèn)为是由暗物质的力量进(jìn)入(rù)其中。

于(yú)是科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远距离(lí)的氢元素，发现它(tā)们的旋转速度(dù)并不(bù)符合(hé)牛顿的力学定律。我们(men)的太阳系(xì)也不例外，太阳(yáng)系位于银河系的第(dì)三(sān)悬臂之上，距离银河系(xì)中心2.6万(wàn)光年，根据万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力定律进行计算，太阳(yáng)系的运(yùn)行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但(dàn)实际上(shàng)，太阳系正在以(yǐ)220千米/秒的速度围绕银河(hé)系旋(xuán)转，这个(gè)实际速度远(yuǎn)远大于理论(lùn)速(sù)度(dù)，那么产(chǎn)生(shēng)以上(shàng)这种向心加速度的(de)原因很可能就是存在(zài)着一种我们看不到(dào)的物质，是这些(xiē)暗物质的(de)引力效应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗(àn)物质的(de)存在(zài)。科学(xué)家(jiā)根据星(xīng)系(xì)外恒星轨道的速(sù)度，估算在星系(xì)当中暗物质的质量占(zhàn)整个星系(xì)质量(liàng)的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并(bìng)不是唯一可以解释这(zhè)个现(xiàn)象的原因。在一项新的研究当(dāng)中，科(kē)学家们发现(xiàn)，几乎(hū)没有引力效应的遥远恒星(xīng)之间，也会出现速度上的(de)微小差(chà)异(yì)。另外，天文学家还发现了一个(gè)反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多，但(dàn)是星系当中存(cún)在的恒星数量却只(zhǐ)有银(yín)河(hé)系的千分之一。

所以在理论上，该星(xīng)系必须存在暗物质，否(fǒu)则就会(huì)分崩离析。但是(shì)科学家(jiā)们使用最(zuì)先进的望远镜对(duì)其进行了40个(gè)小时的详细测量之(zhī)后，发现星(xīng)系中的恒星运动是可以用(yòng)正(zhèng)常(cháng)的物质和力学定律来解(jiě)释的。那么又(yòu)有人提(tí)出，也许该星系的暗(àn)物(wù)质，已经(jīng)被附(fù)近的另一个大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的附近没有任何星系(xì)存在。造成这些现象的(de)除了暗物质的假说之外(wài)，另(lìng)一种可能(néng)就是人(rén)类对引力的理解(jiě)还不够全面，引力很可能在(zài)不同尺度空间中的工作方(fāng)式是不(bù)同的，这意味着在行星系尺(chǐ)度(dù)中(zhōng)的天(tiān)体会(huì)沿着它们(men)的轨道，按照我们所理解的(de)方式运动。但是上升到(dào)星系和星团(tuán)的(de)尺度(dù)，引力之间(jiān)的相互(hù)作用则是不(bù)同的方式。对于在星系团(tuán)之间的相互作(zuò)用(yòng)，科学家还引入了外(wài)部场效应(yīng)的概念(niàn)，指的是在数(shù)百万光年(nián)的规(guī)模上，巨(jù)大的质量之(zhī)间会(huì)产生对彼此(cǐ)特(tè)殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理(lǐ)论(lùn)。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需(xū)要(yào)对现在的物理定律进(jìn)行修正(zhèng)，这些(xiē)发现也让很多人(rén)认为暗物(wù)质假说理论就此终结(jié)。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗物质(zhì)存在的(de)其(qí)他的理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙(méng)德理论所(suǒ)没法解释的(de)“引力(lì)透镜”。

径向距(jù)离为37亿(yì)光(guāng)年的子弹星系(xì)团，由两(liǎng)个(gè)碰撞(zhuàng)的(de)星系(xì)团所(suǒ)组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大部分(fēn)的普通质量都在(zài)星系的气体当中。当星团以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(dǎo)致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部(bù)分(fēn)的质量将(jiāng)位于所有这些(xiē)气体所在的中间区(qū)域。那么我们通过(guò)什么来验(yàn)证(zhèng)它的质量区域到(dào)底是不是集中在(zài)中(zhōng)间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高清照片，在照片中(zhōng)我们可以明(míng)显地看(kàn)到很多(duō)星系似(shì)乎(hū)被拉伸(shēn)产生了巨大(dà)的形(xíng)变。其实这(zhè)些星系本身并不是(shì)真的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了(le)什么问题(tí)，而是这样极遥(yáo)远的天体和(hé)我们地球上(shàng)的观(guān)测者之间。被一(yī)个质(zhì)量超级(jí)巨大的天体遮挡，这(zhè)个超大(dà)质量的(de)东西的引力，会使(shǐ)身(shēn)后更遥远星系的(de)光都发生了(le)扭曲。这个现象(xiàng)就(jiù)是引力透镜效(xiào)应(yīng)。这(zhè)个巨大的(de)天体可(kě)能是超(chāo)大质量的(de)黑洞或者是暗(àn)物质。

所以当人们对子(zi)弹星系(xì)团(tuán)观(guān)测的(de)时候，发现它的大质量区(qū)域并不是在(zài)中间，而(ér)是在两侧。所以最好的解释(shì)方法(fǎ)就(jiù)是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量(liàng)气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则(zé)直接(jiē)通过了这(zhè)个区域，并(bìng)在两边形(xíng)成了引力透镜。对子弹星(xīng)系团的引力(lì)透镜(jìng)研(yán)究也被认为是暗物(wù)质(zhì)存在的迄今为(wèi)止最好(hǎo)的(de)理论证据。

除(chú)此之外，还(hái)有(yǒu)来自宇宙(zhòu)当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆(bào)炸开始，38万(wàn)年之后(hòu)，可见光终(zhōng)于可(kě)以畅通无阻地穿越在(zài)宇(yǔ)宙当中了。经过了(le)130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同(tóng)性的微波(bō)辐射。其中(zhōng)红色的部(bù)分表(biǎo)示(shì)温度较高的(de)区域，蓝色(sè)则表示相(xiāng)对较冷的区域，但(dàn)实(shí)际上它们之(zhī)间的温差(chà)只有万(wàn)分之一。

科学家(jiā)们通过对前景背(bèi)景分离后的二值图像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没(méi)有暗物(wù)质，图(tú)形看起来不应该(gāi)是这样的，而随(suí)着暗物(wù)质的增(zēng)加(jiā)，一些峰值(zhí)的幅度(dù)会(huì)减小，才变得看起(qǐ)来“和(hé)谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量值，我们(men)需要(yào)的(de)暗物质大(dà)约(yuē)是普通(tōng)物质的(de)5倍。这(zhè)个数字与(yǔ)解释星系(xì)当中恒星运(yùn)动所需要(yào)的暗物质比例(lì)是一(yī)致的(de)。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的(de)理论框架，就很好地解释了(le)很多不同的观测(cè)结果。而暗物质(zhì)的(de)本质就(jiù)是宇宙(zhòu)当中(zhōng)存在着某种类型的粒子，它们不参(cān)与任何其他(tā)的电磁作用，只(zhǐ)通过引(yǐn)力来相互作用(yòng)。所以如(rú)果能够找到这种(zhǒng)粒子(zi)的(de)存在，就相(xiāng)当于找(zhǎo)到了暗(àn)物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十种(zhǒng)的假想目标，而要(yào)寻找这些不同(tóng)的(de)目标粒子所(suǒ)需要的实验方式也不相同(tóng)。在(zài)过去的几(jǐ)十年当中，人类为了寻(xún)找这些看不见(jiàn)、摸不(bù)到(dào)，几(jǐ)乎不会与常规(guī)物质相互作用的“暗(àn)物质”，科学家(jiā)们已(yǐ)经进(jìn)行了(le)超(chāo)过50次(cì)的实验，却没有任何实质性的发现，除了(le)一(yī)个地(dì)方(fāng)，意大利的(de)格兰萨索山，隶(lì)属(shǔ)于阿尔(ěr)卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下(xià)矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏着地(dì)球上最(zuì)大的(de)地学实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三(sān)层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自(zì)1997年以(yǐ)来，这里的科学(xué)家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经(jīng)过了20多年的数(shù)据(jù)收集，人们发现了一(yī)个有(yǒu)趣的(de)事(shì)情。探(tàn)测率(lǜ)会(huì)在(zài)每年的6月份(fèn)达到峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家认为这可能是人类发(fā)现暗(àn)物质(zhì)的第一个直接证据。

但(dàn)是为什么暗(àn)物质(zhì)会产生(shēng)周期性的(de)年度(dù)信(xìn)号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银(yín)河系进行移动(dòng)，那么如果暗物(wù)质存在宇宙当中，这(zhè)意(yì)味(wèi)着我们也在以(yǐ)这(zhè)样的速度在穿越(yuè)着暗物质流(liú)，这个过程中会产生相(xiāng)应的振荡，同(tóng)时地球又以(yǐ)30公里/秒的速(sù)度围绕太(tài)阳进行旋转。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的(de)方向(xiàng)与太阳环绕(rào)银河系的方(fāng)向(xiàng)是一致的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳的(de)方向正(zhèng)好达到(dào)完全(quán)一(yī)致，这(zhè)是理论上地球穿越暗物质流(liú)最(zuì)快的时(shí)段。而(ér)在11月份，又恰好(hǎo)达(dá)到了最(zuì)慢值。尽(jǐn)管在实际的情况(kuàng)中，太阳系(xì)相对银河系的(de)平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用来解释，研(yán)究人员们所观测到(dào)的(de)周期性信(xìn)号。当(dāng)然也(yě)可(kě)能有其(qí)他的情况，造成这种(zhǒng)年度周期信号的差异(yì)也可能是(shì)温度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大(dà)利游(yóu)客的数量也符合这(zhè)个周期的(de)规律。

所以，科学家们又在南半球建立(lì)了一个几(jǐ)乎相同的实验室，这里的季节(jié)与之(zhī)前的(de)实验室正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这(zhè)里，地球(qiú)穿过暗物(wù)质流的运动特(tè)征(zhēng)和第一个实验室是一样的。

因此，如果(guǒ)在这里可以得(dé)到相同的(de)信号，就可以成为暗物质所存在的(de)非常有力的证据了。但是由于这个(gè)实验(yàn)室(shì)刚(gāng)刚建成不(bù)久，所以(yǐ)截至目前还(hái)无法提(tí)供(gōng)相应的数据支持。另外，在2025年(ni塞尔维亚女人好追吗，塞尔维亚好找女朋友吗án)，NASA将会(huì)发射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太空(kōng)望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望(wàng)远镜(jìng)相同，但它的宽(kuān)视场仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯(sī)罗曼太空望(wàng)远(yuǎn)镜其中一个关键的用途就是探(tàn)索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对(duì)于(yú)探测的结(jié)果，我们只(zhǐ)能拭目(mù)以待了。费米(mǐ)实验(yàn)室粒子天体物理(lǐ)中心的科学家丹(dān)琥珀和贾森斯特(tè)芬(fēn)研究(jiū)发现，如(rú)果暗物质(zhì)存在，它们极有可(kě)能拥有另(lìng)一(yī)种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或者说(shuō)是生命进化(huà)的(de)一个重要因素(sù)。

如果这一(yī)理论得到进一步(bù)的证(zhèng)实，那么遍布宇(yǔ)宙当中(zhōng)的(de)暗物质会不会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个(gè)角(jiǎo)落(luò)的行星上，暗物质(zhì)正(zhèng)在通过这(zhè)样的效应(yīng)创造生命。当(dāng)然，这(zhè)些推(tuī)论的大前提是要(yào)先找(zhǎo)到暗(àn)物质(zhì)存在的实际(jì)证(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得暗物质到底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的支持是我更(gèng)新的动力(lì)！

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