宇宙是“人为制造(zào)”的？为(wèi)何会(huì)存在科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质又究(jiū)竟是什么(me)？人类为了寻(xún)找暗物(wù)质存在的证据，科学家们在过去的几十(shí)年当中进行了超(chāo)过50次的长期实验，但(dàn)是(shì)却没有发现(xiàn)任何的有效证(zhèng)据。除了一(yī)个地方，在1687年出(chū)版的(de)自然(rán)哲喝康宝莱奶昔减下来会反弹吗，康宝莱奶昔减肥成功后会不会反弹学(xué)数(shù)学(xué)原(yuán)理一书中(zhōng)，埃萨克(kè)牛顿发表(biǎo)了(le)万有引力定律，它(tā)揭示了宇宙中天体运动的规律。往后(hòu)的几(jǐ)百年(nián)来(lái)，当天文(wén)学家们发现某(mǒu)些天体运(yùn)行轨(guǐ)道出(chū)现异常，不符合万有引力定律的时(shí)候，他(tā)们就会知道，周围一定(dìng)有未知的(de)天(tiān)体通过引力(lì)在(zài)摄动(dòng)它的轨道。比如在(zài)1846年(nián)，奥本勒维耶(yé)就(jiù)通过天王星运行轨道的异常，推算(suàn)并(bìng)且发现了(le)海王星的(de)存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥王(wáng)星的发现都(dōu)是应(yīng)用(yòng)万有引力定律所取得重大(dà)天文(wén)成就的例子。但(dàn)是这些(xiē)发现都是在恒星(xīng)系统的尺(chǐ)度(dù)当中，可当(dāng)我(wǒ)们(men)上升到星(xīng)系或(huò)者(zhě)是星团的尺(chǐ)度，事(shì)情就(jiù)开(kāi)始变(biàn)得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里茨(cí)兹威基正在研究和测(cè)量后发星(xīng)系团的质量。这是一个由数千个星(xīng)系所组成的(de)巨(jù)大星系(xì)团(tuán)，这(zhè)些星(xīng)系(xì)被引力束(shù)缚在一起。测量星系团(tuán)的质(zhì)量一般会使用(yòng)到两(liǎng)种方(fāng)法，当两种方法结果一致，就可以(yǐ)确定其质(zhì)量(liàng)的(de)范围。

第(dì)一种是获得(dé)其"光度学的质量"，需要的数(shù)据是测量各(gè)个星系的(de)光度(dù)。

第二种是(shì)动力(lì)学质量的(de)计算，是利用光谱红(hóng)移测(cè)量星系团中的各个星系相(xiāng)对于星系团的(de)运动(dòng)速度。当测量结果出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后发座星(xīng)系团有99%的质量消失了(le)，或者说这99%的质量并不以可见光的形式所存在(zài)，我们(men)无法看(kàn)到。最诡异(yì)的是(shì)，在测量(liàng)速度的过(guò)程中，兹威基(jī)发现星系团中(zhōng)很多星系的速度比理论上(shàng)要快得(dé)多，按(àn)照牛顿的(de)运动学定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这些可见(jiàn)星系(xì)的(de)质量所产生的引(yǐn)力是无法(fǎ)将它们(men)束缚(fù)在(zài)星(xīng)系团内(nèi)的(de)，它们早就应该被抛出星系团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在起作(zuò)用，这种力量来源于某种隐(yǐn)形(xíng)的物质(zhì)。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但喝康宝莱奶昔减下来会反弹吗，康宝莱奶昔减肥成功后会不会反弹是(shì)它们却占据(jù)着宇宙中绝(jué)大部分的质量。只是当时的人们对(duì)这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个(gè)词才(cái)再(zài)一(yī)次出现。天文学家维(wéi)拉(lā)鲁(lǔ)宾(bīn)和肯特福特在观(guān)测仙女(nǚ)座星(xīng)系中的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论上(shàng)来(lái)说，距离中心越远的恒星在其轨道(dào)上(shàng)的运(yùn)行速度就会(huì)越(yuè)慢。但是他们(men)观测的(de)结果却让(ràng)人感到不可思议(yì)。

随着与中心(xīn)距离的增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛顿的万有引力定律，在星(xīng)系(xì)当(dāng)中如果没有足够大的(de)质量来吸引(yǐn)它们(men)，这些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中(zhōng)了(le)。基于这种现象(xiàng)，科学家们会(huì)使用(yòng)一种(zhǒng)相对(duì)标(biāo)准的方法来解释暗物(wù)质的存在，这种(zhǒng)方(fāng)法就是测量星系当中气(qì)体在X轴(zhóu)上距离(lí)星系中心的距(jù)离，以及(jí)在(zài)Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力量进入其(qí)中。

于是科学家(jiā)们通过(guò)射电望远(yuǎn)镜测量了(le)距离星系中(zhōng)心更(gèng)远(yuǎn)距离(lí)的氢元素，发现它们的旋转速度并(bìng)不符合牛顿(dùn)的(de)力学(xué)定律。我(wǒ)们的太阳(yáng)系(xì)也(yě)不例外，太阳(yáng)系位于银河系的第(dì)三悬臂之上，距(jù)离银河系中心(xīn)2.6万光年，根(gēn)据(jù)万有(yǒu)引力定(dìng)律(lǜ)进行计(jì)算，太阳系(xì)的运(yùn)行速(sù)度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的(de)速度围绕银河系(xì)旋转，这个(gè)实际速(sù)度远(yuǎn)远大于理论(lùn)速度(dù)，那么产生以(yǐ)上这(zhè)种向心加速(sù)度的原因很可(kě)能就是存在(zài)着(zhe)一种我们看不到的物(wù)质，是这些暗物质的引力效应将星(xīng)系聚集在了一起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的研究人员开始(shǐ)相信暗物(wù)质的存在(zài)。科学(xué)家根据星系外恒星(xīng)轨(guǐ)道(dào)的(de)速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中暗(àn)物(wù)质的质量占整个(gè)星系质量的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一可以解释这个现象的原因。在一项新的研究当中，科学家(jiā)们发现，几(jǐ)乎没有引力效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现(xiàn)速度上的微小差(chà)异(yì)。另(lìng)外(wài)，天文学家还发现了(le)一个(gè)反常的(de)星系，叫做(zuò)Agc114905。这(zhè)个星(xīng)系距离(lí)地球大(dà)约(yuē)2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多，但是星(xīng)系当中存(cún)在(zài)的恒星数量(liàng)却只有银河系的(de)千分之一(yī)。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离析。但是科学家(jiā)们使用最先进的望远(yuǎn)镜对(duì)其进行了(le)40个小时的详(xiáng)细测量之后，发(fā)现星(xīng)系中的(de)恒(héng)星运动是(shì)可(kě)以(yǐ)用正常的物质和力学定律来解释(shì)的。那么又(yòu)有人提出，也许该星系的暗物(wù)质(zhì)，已(yǐ)经被附(fù)近(jìn)的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是(shì)，它的附近(jìn)没有任何星系存在。造成这些现(xiàn)象的(de)除(chú)了暗(àn)物质的(de)假说之外，另一种(zhǒng)可能就是人类(lèi)对引(yǐn)力的理解(jiě)还不够(gòu)全面，引力(lì)很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度(dù)中的天体(tǐ)会(huì)沿着它们(men)的轨道，按照我们所理解(jiě)的(de)方式(shì)运动(dòng)。但是上(shàng)升到(dào)星系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引(yǐn)力(lì)之间的(de)相互作用则是不(bù)同的方(fāng)式(shì)。对于在(zài)星系团之(zhī)间(jiān)的相互作(zuò)用，科学家还引入了外部(bù)场(chǎng)效(xiào)应(yīng)的概念，指(zhǐ)的是在数百万光(guāng)年的规模上，巨大的(de)质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的(de)效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德(dé)理论(lùn)。如(rú)果MOND蒙(méng)德理论成立(lì)，这意(yì)味着我们需要对现在的物理定律进(jìn)行修(xiū)正(zhèng)，这(zhè)些发现也让很多人认为暗(àn)物质假说理论就此终结。但(dàn)是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的(de)其(qí)他的理论证据(jù)，这些理论证(zhèng)据(jù)是蒙(méng)德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向距(jù)离为37亿(yì)光年的子弹星系团(tuán)，由(yóu)两(liǎng)个碰撞的星系团所组成，类似这样的星团，它(tā)们大部分的普通(tōng)质量(liàng)都(dōu)在星系的(de)气体当中。当(dāng)星团以1000万公里/小时(shí)发生碰撞的时候，星(xīng)际气体的相(xiāng)互作用就(jiù)会导致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星系团(tuán)大部分的质量将位(wèi)于所有这些气(qì)体(tǐ)所在(zài)的中间(jiān)区域。那么我(wǒ)们通过什么来验证它的质量区域到(dào)底是(shì)不(bù)是集中在中间(jiān)呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙(zhòu)当中第一张全(quán)彩的高清照片，在照片中我们可以明(míng)显地看到很多星系(xì)似乎被(bèi)拉伸产生了巨大(dà)的(de)形变(biàn)。其实这(zhè)些星系本身并不是真(zhēn)的(de)被扭曲了(le)，也(yě)不是(shì)韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而是这样(yàng)极(jí)遥远的天体和我(wǒ)们(men)地球上(shàng)的观测者(zhě)之间。被一个(gè)质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的(de)东(dōng)西的(de)引力(lì)，会使身后更(gèng)遥远星系(xì)的(de)光(guāng)都发(fā)生了扭曲。这(zhè)个(gè)现象就是(shì)引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大(dà)质量的黑洞或者是暗物质。

所以当(dāng)人们对子弹星系团(tuán)观测(cè)的时候，发现它的大(dà)质量区域并不是(shì)在中间，而是在两侧(cè)。所以最好的解释(shì)方法就是(shì)当(dāng)星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡在了(le)中间(jiān)，暗物质则直接通过了这个区域，并在(zài)两边形成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力(lì)透镜研究也被认为是暗(àn)物质存在的迄今(jīn)为止最(zuì)好的理(lǐ)论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自(zì)宇宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年(nián)之后，可见光终于可(kě)以畅通无(wú)阻(zǔ)地穿(chuān)越在宇(yǔ)宙当(dāng)中了。经过了(le)130多亿年之后，这些光在宇(yǔ)宙(zhòu)空间(jiān)背景上留(liú)下了各相同性的微(wēi)波(bō)辐(fú)射。其中红色(sè)的部(bù)分表(biǎo)示(shì)温(wēn)度较高(gāo)的(de)区(qū)域，蓝色(sè)则表示相对较(jiào)冷的区(qū)域，但实际上它(tā)们之间的温差只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科学家们通过(guò)对前景背(bèi)景分(fēn)离后的二值图(tú)像进行(xíng)连通域提取和标记之后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有(yǒu)暗物质(zhì)，图形看起来(lái)不(bù)应该是这样(yàng)的，而随(suí)着暗(àn)物质的增加，一(yī)些峰值的幅(fú)度会减小，才(cái)变得看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微(wēi)波(bō)背(bèi)景(jǐng)辐射(shè)的测量值，我们(men)需要的暗物质大约是(shì)普(pǔ)通物(wù)质(zhì)的5倍。这个数字(zì)与解释星系当中恒星运动所需要的暗(àn)物质比例是(shì)一致的。这就意味着(zhe)。

用了一个简(jiǎn)单的(de)理论框(kuāng)架，就很好地解(jiě)释(shì)了很(hěn)多不(bù)同的(de)观测结果。而(ér)暗物质的(de)本质(zhì)就是宇宙(zhòu)当中(zhōng)存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们不参与任何其他的电(diàn)磁作用，只通(tōng)过引力(lì)来(lái)相互作用。所以如果能(néng)够找到(dào)这种粒子(zi)的(de)存在，就相(xiāng)当于找到了暗物质存在的实际(jì)证(zhèng)据(jù)。这种粒(lì)子(zi)到(dào)底(dǐ)是什么？科学家们已经(jīng)提出了数十(shí)种(zhǒng)的(de)假想目标，而(ér)要寻找这些(xiē)不(bù)同的目标(biāo)粒(lì)子所需要(yào)的实验方式也不相同。在过去的几(jǐ)十(shí)年当中，人类(lèi)为了寻找这些看(kàn)不见、摸(mō)不到(dào)，几乎不会与常(cháng)规(guī)物质(zhì)相互(hù)作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已经进行了(le)超过(guò)50次的实验，却没有任(rèn)何(hé)实质性的(de)发现，除(chú)了一个地方，意大利的格(gé)兰萨索山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑(bēi)斯(sī)山(shān)脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学实(shí)验室，这个(gè)实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层楼高的(de)探测器，一直致力于寻找暗(àn)物(wù)质粒子的周期(qī)性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称观测(cè)到了某种信号(hào)。经过(guò)了(le)20多(duō)年的数据收集，人们发(fā)现了一个有趣的事情。探测率会在每年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是一(yī)样。一些科(kē)学家认为这(zhè)可能是人类发现暗物质的第一个(gè)直接证据。

但(dàn)是为什么暗物质会(huì)产(chǎn)生周期性的年度信号(hào)呢？刚才我(wǒ)们讲(jiǎng)了(le)太(tài)阳系正在以220公(gōng)里/秒的速度围绕(rào)着银河系(xì)进行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也在以这样(yàng)的速度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过(guò)程中会产(chǎn)生相应的振荡，同(tóng)时地(dì)球又以30公里/秒的(de)速度围(wéi)绕太阳(yáng)进行(xíng)旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半年的(de)时间，地球(qiú)围绕太阳(yáng)的方向与太阳环绕银河系的(de)方向(xiàng)是一致的，而另外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月份(fèn)的(de)时候，地(dì)球与太阳(yáng)的(de)方向正好达到完全(quán)一致，这是理论上地球(qiú)穿越暗(àn)物(wù)质流最(zuì)快的时段。而在(zài)11月份，又恰(qià)好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河系的(de)平面呈现了60度的倾斜(xié)，但是这并不影响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科(kē)学家认为(wèi)这(zhè)可以用来解释，研究人员(yuán)们所观测到的(de)周期性(xìng)信号。当(dāng)然也可能(néng)有其(qí)他的情(qíng)况，造成这(zhè)种(zhǒng)年度(dù)周期信号(hào)的差异也可能是(shì)温度、湿(shī)度、土壤中(zhōng)的(de)水分、高(gāo)山上的积雪，甚至(zhì)连(lián)意大(dà)利游客的数量也(yě)符合这个(gè)周期的规律(lǜ)。

所以(yǐ)，科学家们又在南(nán)半球建立了一个几乎相同的实验(yàn)室，这里的季节与之前的(de)实(shí)验室正好相反，而在这里，地(dì)球穿过暗物(wù)质(zhì)流的运动特征和第(dì)一个实(shí)验(yàn)室是(shì)一样的。

因此(cǐ)，如果在(zài)这里可(kě)以得到相同的信号(hào)，就(jiù)可以(yǐ)成为暗物(wù)质所存在的非常有力的(de)证据了。但(dàn)是由于这个实(shí)验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至目前还无法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远(yuǎn)镜(jìng)，这(zhè)台太空望远镜叫做(zuò)“南(nán)希(xī)格(gé)雷(léi)斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪(yí)器提供的(de)视野(yě)是(shì)哈(hā)勃红外仪器(qì)的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空(kōng)望远镜(jìng)其(qí)中一个关键的用途就(jiù)是探索(suǒ)暗物(wù)质背后的(de)奥(ào)秘，对于探测(cè)的结果，我们只能拭目以待了。费米实(shí)验室(shì)粒子天体物理中心的(de)科学家丹琥珀和贾森斯特芬研究发(fā)现，如果暗物质(zhì)存在(zài)，它们(men)极有可能拥有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质效应，会(huì)支持(chí)宇宙(zhòu)当中生命的(de)诞(dàn)生，或者说是生命进化(huà)的一个重(zhòng)要因素。

如果这一理论得到进一步的(de)证实，那(nà)么(me)遍布(bù)宇宙当中的暗(àn)物质(zhì)会不会意味(wèi)着(zhe)人类(lèi)并不孤(gū)单(dān)呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个(gè)角落(luò)的行星上，暗物质正(zhèng)在通过这样的(de)效应创造生命。当然(rán)，这(zhè)些推论的大前提是要先(xiān)找到(dào)暗物质存在的实(shí)际证据。那么小伙(huǒ)伴(bàn)们，你(nǐ)们觉(jué)得暗物(wù)质(zhì)到底存不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是我更新的(de)动(dòng)力(lì)！

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