宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何会存在科学无(wú)法(fǎ)解释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为了寻找暗物质(zhì)存(cún)在的证据，科学家们在过去的几(jǐ)十年当(dāng)中进行了超过50次的(de)长期实验(yàn)，但是却没有发现任何的有(yǒu)效证(zhèng)据。除(chú)了一个地方，在(zài)1687年(nián)出版(bǎn)的自然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动的规律。往后的几百年(nián)来，当(dāng)天文学家们发现某些(xiē)天(tiān)体运行轨道出(chū)现异常(cháng)，不符合(hé)万(wàn)有引(yǐn)力定律的时候，他们就会知(zhī)道(dào)，周围一定有未知的(de)天(tiān)体通(tōng)过引(yǐn)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(xīng)运行轨道的异常，推算并且发现了海(hǎi)王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发现都是应(yīng)用(yòng)万(wàn)有(yǒu)引力定律所取得重大天文成就的例子(zi)。但是(shì)这些(xiē)发现都(dōu)是在(zài)恒(héng)星(xīng)系统的尺度当中，可(kě)当(dāng)我们上升到星系或者是星团(tuán)的(de)尺度，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理(lǐ)学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量后发星系团的质量。这是一个由数千个星系所(suǒ)组成的巨大星系团，这些(xiē)星系(xì)被引力束缚(fù)在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确(què)定(dìng)其质量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需要的数(shù)据是(shì)测量(liàng)各个星系的光度。

第二(èr)种(zhǒng)是动力学质(zhì)量的计算，是(shì)利用光谱(pǔ)红移测(cè)量(liàng)星系(xì)团中(zhōng)的各个星系相(xiāng)对(duì)于星(xīng)系团的(de)运(yùn)动(dòng)速(sù)度。当测(cè)量结果出来之后，兹威基彻(chè)底懵(měng)了，“动力(lì)学质(zhì)量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团(tuán)有99%的质量消失了，或者(zhě)说这99%的(de)质量并(bìng)不以(yǐ)可见光的形式所存在(zài)，我们无法看到(dào)。最(zuì)诡异的是(shì)，在测(cè)量(liàng)速度的过程中，兹威(wēi)基发现星系团中很(hěn)多星系的速度比理论上(shàng)要快得多，按照牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠(kào)这些可见星系(xì)的质量所产生的(de)引力是(shì)无法将它们束缚在星系团内的，它们早就应该(gāi)被(bèi)抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一(yī)种(zhǒng)神秘(mì)的力量在(zài)起(qǐ)作用，这(zhè)种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部分不(bù)可见的暗质，它不(bù)发散光、吸(xī)光、反射(shè)光，但(dàn)是它们却占据着宇宙中绝(jué)大部(bù)分的质(zhì)量。只是当时的人们对这样的一种说(shuō)法(fǎ)不屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙女(nǚ)座星系中的(de)恒星(xīng)运动。理论上来(lái)说，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的(de)恒星在(zài)其轨道上(shàng)的(de)运行速度就会越慢。但是他(tā)们观测(cè)的结果(guǒ)却让人感到(dào)不可(kě)思议。

随(suí)着与中(zhōng)心距离(lí)的(de)增(zēng)加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的(de)万有(yǒu)引力定律，在(zài)星(xīng)系(xì)当中如果没有足够大的质量来吸引它们，这些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了(le)。基于这(zhè)种现(xiàn)象，科学家们会使用(yòng)一种相对标(biāo)准的方法来(lái)解释暗物质的存在，这种方法就是(shì)测量星系当中(zhōng)气(qì)体在X轴(zhóu)上(shàng)距离星(xīng)系中心(xīn)的距(jù)离，以及在Y轴上气(qì)体(tǐ)的旋(xuán)转速度。如果出现异(yì)常的(de)结果，就认为(wèi)是由(yóu)暗物质的力量进入(rù)其中(zhōng)。

于(yú)是科学家(jiā)们通过射电望远镜测量了距离星系中心(xīn)更远距离的氢元素，发现它(tā)们的旋转速度并(bìng)不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太(tài)阳(yáng)系也不例(lì)外，太(tài)阳系位(wèi)于银河系的第(dì)三悬臂之(zhī)上，距离银(yín)河系中(zhōng)心2.6万光年，根据(jù)万有引(yǐn)力定(dìng)律进行计(jì)算，太阳系(xì)的运行速度应该是(shì)160千米(mǐ)/秒(miǎo)，但实际上(shàng)，太阳系正在以(yǐ)220千米/秒的(de)速度围绕银河系(xì)旋转(zhuǎn)，这个实际速(sù)度远远大(dà)于理论速(sù)度，那么产(chǎn)生以上这(zhè)种向心加速度的原因(yīn)很(hěn)可能(néng)就是存在着(zhe)一种我们(men)看不到的物质，是这些暗物质的引力效应(yīng)将星系聚集在了(le)一起。

也是从这(zhè)时开始，越来越(yuè)多的研究人员开(kāi)始(shǐ)相信(xìn)暗(àn)物质的存(cún)在。科学家根(gēn)据(jù)星系外恒星轨(guǐ)道的(de)速度(dù)，估算在星系(xì)当中暗(àn)物质的质量(liàng)占整个(gè)星(xīng)系质量的85%。但是，暗物(wù)质并(bìng)不(bù)是唯一可(kě)以(yǐ)解释这个(gè)现象的原因。在一项新的研(yán)究当中，科学家(jiā)们(men)发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度(dù)上的微小差(chà)异。另外，天文(wén)学家还发现了一个反常(cháng)的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个(gè)星系距离地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多，但是星系(xì)当中存在的恒星数量却只(zhǐ)有银河系的(de)千分之一(yī)。

所(suǒ)以在理论上，该(gāi)星系必(bì)须存在(zài)暗物质，否则就(jiù)会分崩离析。但是科学(xué)家们(men)使用最先进的望远镜对其进行了40个小(xiǎo)时的详细测量(liàng)之后，发现星(xīng)系中的恒星(xīng)运动是可以用正常的物质和力(lì)学定律来解释的。那(nà)么又有(yǒu)人提出，也(yě)许该(gāi)星系的(de)暗物质，已经被(bèi)附近的另一(yī)个大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的附(fù)近没有任(rèn)何星系存在。造成这些现象的除了暗物(wù)质的假说之外，另(lìng)一种(zhǒng)可能(néng)就是人类对引力的理解还不够全面，引力很可(kě)能在不(bù)同尺度空间中的工作方式是不同(tóng)的，这意味着(zhe)在行星(xīng)系尺度中的(de)天(tiān)体会(huì)沿(yán)着它们的(de)轨道，按照我们(men)所理解的方式运(yùn)动。但(dàn)是上(shàng)升(shēng)到星(xīng)系(xì)和星团的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则是(shì)不同的方式。对于(yú)在星系团之间(jiān)的(de)相互(hù)作用，科(kē)学(xué)家(jiā)还引入了外(wài)部场效应的概念，指的是在数百(bǎi)万光年(nián)的规模上，巨大的质量(liàng)之间会产生对彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成立，这意味着(zhe)我们需要对(duì)现在(zài)的物理定(dìng)律进(jìn)行修(xiū)正，这些发(fā)现也(yě)让很多人认为暗(àn)物质假说(shuō)理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当(dāng)中还有关于暗物质存(cún)在的其他(tā)的(de)理论证据(jù)，这(zhè)些理论证据是蒙(méng)德理论所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的(de)星系团所组成，类(lèi)似(shì)这样(yàng)的(de)星团，它们大部分的普通质量都在星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时发(fā)生碰(pèng)撞(zhuàng)的时(shí)候，星际气体的(de)相互作用就会导致温度的急剧升高，速(sù)度大幅降(jiàng)低。所以在(zài)理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位(wèi)于所有(yǒu)这些气体所在的中间区域。那么(me)我们通(tōng)过什么来(lái)验证(zhèng)它的质量区(qū)域(yù)到底是不是集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望(wàng)远镜传回了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在(zài)照(zhào)片中(zhōng)我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)明显地看到(dào)很多星系似乎被拉(lā)伸产(chǎn)生了巨大的形变。其实(shí)这些星系(xì)本身并(bìng)不是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯(bó)望(wàng)远镜出了什么问(wèn)题，而是这(zhè)样极(jí)遥远(yuǎn)的(de)天体和(hé)我们地球上的观测者之间(jiān)。被一(yī)个质量超级巨大(dà)的(de)天体遮挡，这个超(chāo)大质量的东(dōng)西(xī)的引力，会使身(shēn)后更遥远星系的(de)光(guāng)都发(fā)生了扭(niǔ)曲(qū)。这(zhè)个现象就是引力透镜效(xiào)应(yīng)。这个巨大的天体可能是超大(dà)质量的黑洞或(huò)者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时(shí)候，发现它的大(dà)质量区域并不是在中间(jiān)，而是在两侧。所(suǒ)以最好的(de)解释方(fāng)法就是当星(xīng)团发(fā)生全(quán)部(bù)的碰撞(zhuàng)时，可被(bèi)观(guān)测到的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物质则直接通过(guò)了这个区(qū)域(yù)，并在(zài)两边(biān)形成了引力(lì)透镜。对子弹星系团的引力透(tòu)镜(jìng)研究也被认为是暗物质存(cún)在的迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除此之(zhī)外，还有来(lái)自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于可以畅(chàng)通无(wú)阻地穿越在宇宙当中了(le)。经过(guò)了130多亿年(nián)之(zhī)后，这(zhè)些光(guāng)在宇(yǔ)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(bù)分表示温度较高的区域，蓝色(sè)则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之(zhī)间(jiān)的温(wēn)差(chà)只有万分(fēn)之一。

科学家们通(tōng)过对前景背(bèi)景分(fēn)离后(hòu)的(de)二(èr)值图像(xiàng)进行连通域提取和(hé)标记(jì)之后发(fā)现，如(rú)果宇宙当(dāng)中没(méi)有暗物质，图形(xíng)看起来(lái)不应(yīng)该是这样(yàng)的(de)，而随(suí)着暗(àn)物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度会减小，才变(biàn)得看起来“和(hé)谐”。为(wèi)了(le)匹配宇宙微(wēi)波背景(jǐng)辐射的测量值，我们需要的暗物质大约是普通物(wù)质(zhì)的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动所需要的暗物(wù)质比(bǐ)例是一致的。这就(jiù)意味着。

用了(le)一个简单的理论(lùn)框架，就很好地解(jiě)释了(le)很多不(bù)同的(de)观(guān)测(cè)结(jié)果(guǒ)。而(ér)暗(àn)物质的本质就是宇宙当中存在着(zhe)某种(zhǒng)类(lèi)型的粒(lì)350开头的身份证是哪里的子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互作用。所以(yǐ)如果能够找到这种粒子的(de)存在，就相当于找到了暗物(wù)质(zhì)存在的实际证据。这种粒(lì)子到底是什么？科学家们已经提(tí)出了数十(shí)种的假想目标，而要(yào)寻找(zhǎo)这些不同的(de)目(mù)标粒子(zi)所(suǒ)需要(yào)的实验方式(shì)也不相同。在过去的几(jǐ)十(shí)年当中，人类为了(le)寻找这些(xiē)看不见(jiàn)、摸不(bù)到(dào)，几乎不会(huì)与常规(guī)物质相互(hù)作用的“暗(àn)物质”，科学(xué)家们已经进行了超过50次的实(shí)验，却(què)没有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球(qiú)上最(zuì)大(dà)的地(dì)学(xué)实(shí)验室，这个(gè)实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直(zhí)致力于(yú)寻找暗物(wù)质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到(dào)了某种信号。经过(guò)了(le)20多年的(de)数据收集，人们发现了(le)一个有(yǒu)趣的(de)事情。探测(cè)率会在(zài)每年(nián)的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月降到最低，而且350开头的身份证是哪里的在(zài)20年当中每年(nián)都是一样。一些科学家认为这可(kě)能是人类发(fā)现暗物(wù)质的(de)第一个(gè)直接(jiē)证据。

但是为(wèi)什(shén)么暗物质会产生(shēng)周期性的年度信号(hào)呢？刚才我们讲了(le)太(tài)阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒的(de)速度围绕着银河系进行移(yí)动，那么如果暗物质存在宇(yǔ)宙(zhòu)当中，这(zhè)意味着我们也在以这样的(de)速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产生相应(yīng)的振荡(dàng)，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳(yáng)进行旋转。所(suǒ)以有半年的时间，地球围绕太(tài)阳的方向与太(tài)阳(yáng)环绕银(yín)河系(xì)的方向(xiàng)是一致的(de)，而另外半年(nián)则与(yǔ)之相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太(tài)阳(yáng)的方向(xiàng)正好达到完全一(yī)致，这是理论(lùn)上地球穿越(yuè)暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系(xì)相对银(yín)河(hé)系的平面呈(chéng)现(xiàn)了60度(dù)的(de)倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理论(lùn)的有(yǒu)效性。

因此科学(xué)家(jiā)认(rèn)为这可(kě)以用来解(jiě)释，研究(jiū)人员们所观测(cè)到的周期性信(xìn)号。当然也可能有其他的情况，造成这种年度周期信(xìn)号的差异也可能(néng)是温度、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至连意(yì)大(dà)利游客的(de)数量也符合这(zhè)个(gè)周期(qī)的(de)规律。

所以，科学家们又(yòu)在南半球建立了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里(lǐ)的季节与之(zhī)前的实(shí)验室正好(hǎo)相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运(yùn)动特征和第一(yī)个实验室是(shì)一样的(de)。

因此，如果在这里可以(yǐ)得到相同的信号，就(jiù)可以(yǐ)成为暗(àn)物(wù)质所存在的(de)非常有力的证(zhèng)据(jù)了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建成不久，所以截至目前还(hái)无法提(tí)供相(xiāng)应的(de)数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台(tái)新的(de)望远镜，这台(tái)太空望远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它(tā)的宽视场仪器提供(gōng)的(de)视野(yě)是哈勃红外仪(yí)器的(de)100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空(kōng)望远(yuǎn)镜其中一(yī)个关键的用途就是探索暗物(wù)质背后(hòu)的奥秘(mì)，对于探测的(de)结果，我们只能拭目以待了(le)。费米(mǐ)实验室粒子天体物理中(zhōng)心的科学家丹(dān)琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯(sī)特(tè)芬研究发(fā)现，如(rú)果(guǒ)暗物质存在，它们(men)极(jí)有可能(néng)拥(yōng)有另一种神(shén)秘的效(xiào)应(yīng)，这(zhè)种暗物质效应，会(huì)支持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的诞生(shēng)，或者(zhě)说(shuō)是生命进(jìn)化的一个重要因(yīn)素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗(àn)物质会不会意味着(zhe)人类并不孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落(luò)的行星上，暗(àn)物(wù)质(zhì)正(zhèng)在(zài)通(tōng)过这样的效(xiào)应(yīng)创造生命。当然，这(zhè)些推论的(de)大前提是要先(xiān)找到暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的实(shí)际证据。那么(me)小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质到底存不(bù)存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是(shì)我(wǒ)更新的动力！

未经允许不得转载：中国书画艺术 350开头的身份证是哪里的