宇宙(zhòu)是“人(rén)为制造(zào)”的？为何会存(cún)在科学无法解(jiě)释的“暗物质”？暗物质又究竟是(shì)什么？人类(lèi)为了寻找暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的证据(jù)，科(kē)学家们在过去的几十年当中进行(xíng)了超过(guò)50次的长期实(shí)验，但是却没(méi)有发(fā)现任(rèn)何的有效证据。除了一(yī)个地方(fāng)，在1687年出版(bǎn)的(de)自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示(shì)了(le)宇宙中天体运(yùn)动的规律。往后的几(jǐ)百年(nián)来，当天(tiān)文学家们发现某(mǒu)些天体运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时(shí)候，他(tā)们就会知道，周围一定有未(wèi)知的天(tiān)体(tǐ)通(tōng)过引力(lì)在摄(shè)动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异常(cháng)，推算并且发现了海(hǎi)王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都(dōu)是应(yīng)用(yòng)万有(yǒu)引力定律所取得重大天文成就的(de)例子。但是这(zhè)些发(fā)现(xiàn)都是在(zài)恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上升到星(xīng)系或者是(shì)星(xīng)团的(de)尺度(dù)，事情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年(nián)，瑞士的(de)物理(lǐ)学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测量后发星系团的(de)质量。这是一个由数千个星(xīng)系所组成的巨大星系(xì)团(tuán)，这些(xiē)星系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星(xīng)系(xì)团的质量一(yī)般会(huì)使用到(dào)两(liǎng)种方法，当两种方(fāng)法结(jié)果一致，就(jiù)可以确(què)定其质量(liàng)的范围。

第一(yī)种是获得(dé)其"光度学(xué)的质量"，需要的数据(jù)是测量各个星系的光度。

第(dì)二(èr)种是动力学质量的计算，是利(lì)用光谱红移测(cè)量星系(xì)团中(zhōng)的各(gè)个星系相(xiāng)对于星(xīng)系团的(de)运(yùn)动速度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意(yì)味着，后发座星系(xì)团有99%的质量消失(shī)了，或(huò)者(zhě)说这99%的质量并不以可见光的形式所(suǒ)存在，我们无法看到。最诡异(yì)的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中很多(duō)星系(xì)的速度比理论(lùn)上要(yào)快(kuài)得(dé)多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些(xiē)可见星系的质量所产生的引(yǐn)力是无法将它们束缚在(zài)星系团内的，它(tā)们早就应该被抛出星(xīng)系团之外(wài)了，除(chú)非有(yǒu)一种神(shén)秘的力量在起作(zuò)用，这(zhè)种力量来(lái)源于某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹维基提出(chū)了(le)这样部分不可见的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但(dàn)是它们(men)却如何加入如新直销模式 如新是合法直销吗占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝大部(bù)分的质(zhì)量。只是(shì)当时的人们对(duì)这样的一种说(shuō)法不屑一(yī)顾(gù)。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文(wén)学家维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中心越(yuè)远的(de)恒(héng)星在其轨(guǐ)道上的运行速度就会(huì)越慢。但是他们观测的结果却(què)让(ràng)人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心距离的增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎(hū)保(bǎo)持不变(biàn)。可是(shì)根据牛顿的(de)万有引力定律，在星系当中如果没有足够(gòu)大的(de)质(zhì)量来吸(xī)引它们，这些外(wài)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(huì)使用(yòng)一种相(xiāng)对标(biāo)准的方法来解释(shì)暗物质的存(cún)在，这种方法(fǎ)就是测量星系当(dāng)中气(qì)体在X轴上距(jù)离星系(xì)中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上气(qì)体的(de)旋转速(sù)度。如果(guǒ)出(chū)现异常的(de)结果，就认(rèn)为是由(yóu)暗物质的力(lì)量进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测(cè)量了距离星(xīng)系中心更(gèng)远距(jù)离的氢元素(sù)，发现它们的(de)旋(xuán)转速度并不符(fú)合(hé)牛顿的力学定(dìng)律(lǜ)。我们(men)的太阳系也(yě)不例外(wài)，太阳系位于(yú)银河系的第三悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万(wàn)光年，根据万有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但(dàn)实际上，太(tài)阳(yáng)系正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕银(yín)河系旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实际速度远(yuǎn)远大于理论速度，那么(me)产生(shēng)以上这种(zhǒng)向心加速度的(de)原(yuán)因(yīn)很可能就是存(cún)在着(zhe)一种我(wǒ)们看不到的物质，是(shì)这(zhè)些暗(àn)物(wù)质(zhì)的(de)引(yǐn)力效(xiào)应将星系聚集在了一(yī)起。

也(yě)是从这时开始，越(yuè)来越多的研(yán)究(jiū)人(rén)员开始相信(xìn)暗物(wù)质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系(xì)当(dāng)中暗物质的(de)质(zhì)量占整(zhěng)个(gè)星系质量(liàng)的85%。但是，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(yán)究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没有引力(lì)效(xiào)应(yīng)的遥远(yuǎn)恒星(xīng)之间(jiān)，也会出现(xiàn)速度(dù)上的微(wēi)小差(chà)异。另外(wài)，天文学(xué)家还发现了一个反常(cháng)的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个(gè)星系距离地球大(dà)约(yuē)2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星(xīng)系(xì)当(dāng)中存在的恒星数量却只(zhǐ)有(yǒu)银(yín)河(hé)系的千分之(zhī)一(yī)。

所(suǒ)以在(zài)理论(lùn)上(shàng)，该星系必须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离(lí)析。但是(shì)科学家们使用最(zuì)先进的望远镜对其进行了40个小时的(de)详细(xì)测量之后，发现星系中的(de)恒星(xīng)运动(dòng)是(shì)可以用正常(cháng)的物质和力学(xué)定律来解释的。那么又(yòu)有(yǒu)人提出，也许该星系的暗物质，已经被(bèi)附近的另一个大(dà)星(xīng)系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附(fù)近没有任何(hé)星系存在。造成这些现(xiàn)象的(de)除了暗(àn)物(wù)质的假说(shuō)之外(wài)，另一种可能就(jiù)是(shì)人(rén)类对(duì)引力(lì)的理解(jiě)还不够全面(miàn)，引力(lì)很可能在不同(tóng)尺度空间中的工作方(fāng)式是不(bù)同的(de)，这意味着在行星(xīng)系尺度中的天(tiān)体会沿着它们的轨道，按照我(wǒ)们(men)所理解(jiě)的方式运动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺度，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)间的相(xiāng)互作用，科学家(jiā)还引(yǐn)入了外(wài)部场效应(yīng)的概念，指(zhǐ)的是在数(shù)百(bǎi)万光年的规模上，巨(jù)大(dà)的质(zhì)量之(zhī)间(jiān)会(huì)产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理(lǐ)论叫(jiào)做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着(zhe)我(wǒ)们需要对现在的(de)物理定(dìng)律(lǜ)进行修(xiū)正(zhèng)，这些发现也(yě)让很多人认(rèn)为暗物质假说理论就此终结。但是在宇宙(zhòu)当(dāng)中还有关于暗物质存在的(de)其他的(de)理论证(zhèng)据(jù)，这些理论(lùn)证据是蒙德理论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的(de)子弹星系团，由(yóu)两个碰(pèng)撞的星(xīng)系(xì)团(tuán)所(suǒ)组成，类似这样(yàng)的星团，它们(men)大部分(fēn)的普通(tōng)质(zhì)量(liàng)都在星系的(de)气体当(dāng)中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气体(tǐ)的(de)相互作用(yòng)就会导(dǎo)致(zhì)温度的急(jí)剧升高，速度大幅(fú)降低。所(suǒ)以(yǐ)在理(lǐ)论上，在碰撞之(zhī)后，子弹(dàn)星系团大部(bù)分的(de)质量将位于所有这些气(qì)体所在的(de)中(zhōng)间区(qū)域。那么(me)我们通过什么来验证它的质量区域到底是不(bù)是集中在中间(jiān)呢？前不久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯(sī)韦(wéi)伯太空望远镜(jìng)传回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高清(qīng)照片，在照片中我(wǒ)们可(kě)以明(míng)显地看到很多星(xīng)系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了(le)，也不(bù)是(shì)韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我们地球上(shàng)的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超(chāo)大(dà)质量的东(dōng)西的引力(lì)，会使身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是(shì)引力透镜效(xiào)应。这(zhè)个巨大(dà)的(de)天体可能是超大质量(liàng)的(de)黑洞或(huò)者是(shì)暗物质。

所以当(dāng)人们对(duì)子弹星系(xì)团(tuán)观测的(de)时候(hòu)，发现(xiàn)它的大质量区域并(bìng)不是在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最(zuì)好的解释方法就是当星团发生全部的碰撞时，可(kě)被观(guān)测到的(de)质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质(zhì)则(zé)直(zhí)接通过(guò)了这个区(qū)域，并在两边(biān)形成了引(yǐn)力透镜。对子(zi)弹星(xīng)系团(tuán)的引力(lì)透镜(jìng)研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄(qì)今为止(zhǐ)最好的理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自宇(yǔ)宙当中最(zuì)古老的光。从宇(yǔ)宙大(dà)爆炸(zhà)开(kāi)始，38万年(nián)之(zhī)后(hòu)，可见(jiàn)光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多(duō)亿年之后，这(zhè)些光在宇宙(zhòu)空间背(bèi)景上留(liú)下(xià)了各相同(tóng)性的微波辐(fú)射。其中红色的部(bù)分表示温(wēn)度较高的区域，蓝(lán)色则表示相(xiāng)对较(jiào)冷的区域，但实际上它们之间的(de)温差只有万(wàn)分之一。

科学家(jiā)们通过对前景背景分离后的二(èr)值(zhí)图像进(jìn)行连通域提取(qǔ)和标(biāo)记之后发现(xiàn)，如果宇宙当(dāng)中没(méi)有暗物质，图形看起(qǐ)来不应该是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰值(zhí)的幅度会减小，才变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射(shè)的测量值，我们(men)需要(yào)的暗(àn)物质大约是普通物(wù)质的5倍(bèi)。这个数字(zì)与解释星系当中恒星运(yùn)动所(suǒ)需要的暗物质(zhì)比(bǐ)例是一(yī)致(zhì)的。这就(jiù)意味着。

用了一个简单的(de)理论框架，就很(hěn)好地(dì)解释了很多不同的观测结果(guǒ)。而(ér)暗(àn)物质的本质(zhì)就(jiù)是宇宙当中存(cún)在着(zhe)某种类型的粒子，它(tā)们不参与任何(hé)其他的(de)电磁(cí)作(zuò)用，只通过引力来相互(hù)作用。所以如果能够找到这种粒子的存(cún)在，就相当于找到了暗物(wù)质存(cún)在的实际(jì)证据。这种粒子到底是什(shén)么(me)？科学家(jiā)们已经提(tí)出了数十种的(de)假想目标，而(ér)要(yào)寻(xún)找这些不同的(de)目标粒(lì)子所需要的实验方式也不(bù)相同。在(zài)过去(qù)的几十年当中(zhōng)，人(rén)类为(wèi)了寻找这些看不(bù)见(jiàn)、摸不(bù)到，几乎不会(huì)与常规物质(zhì)相互作用的“暗物(wù)质”，科学家们已经进(jìn)行了(le)超过50次的实验(yàn)，却没有任何实质性的(de)发现，除了一个(gè)地(dì)方，意大利(lì)的格兰萨(sà)索(suǒ)山，隶(lì)属于(yú)阿尔(ěr)卑斯山(shān)脉(mài)。

在山(shān)下1400米处(chù)的(de)地下矿井当中，藏着地球上最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层(céng)楼高的探测器(qì)，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子的(de)周期(qī)性震荡。

自1997年(nián)以来，这里(lǐ)的(de)科学家声称(chēng)观测(cè)到了某种信号(hào)。经过了(le)20多(duō)年的(de)数(shù)据(jù)收集，人(rén)们(men)发现了一个(gè)有趣(qù)的事情。探测率会在(zài)每(měi)年的6月份(fèn)达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中每年都(dōu)是一样。一(yī)些科学家认为这(zhè)可(kě)能是人(rén)类(lèi)发现(xiàn)暗物质的第一个直接证据。

但(dàn)是为什么暗(àn)物质会(huì)产生周期性的(de)年度(dù)信号呢(ne)？刚才我们(men)讲了太(tài)阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速(sù)度(dù)围(wéi)绕(rào)着(zhe)银河系进行移动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙(zhòu)当中(zhōng)，这意(yì)味着我们也在以(yǐ)这样的速度在穿越着暗物质流，这个(gè)过程中会产生(shēng)相(xiāng)应的振(zhèn)荡(dàng)，同时地(dì)球又以30公里/秒的(de)速度围(wéi)绕(rào)太(tài)阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围(wéi)绕太如何加入如新直销模式 如新是合法直销吗阳的(de)方向与(yǔ)太阳(yáng)环绕银河系的方向是(shì)一致的，而另外半年则与之(zhī)相(xiāng)反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向(xiàng)正好达到完全一(yī)致(zhì)，这是(shì)理论(lùn)上地球(qiú)穿越(yuè)暗物质流最快的时段。而(ér)在11月份，又恰好达(dá)到了最(zuì)慢值。尽(jǐn)管在实(shí)际(jì)的情况中(zhōng)，太阳系相对银河系的(de)平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科学家(jiā)认为这(zhè)可以用(yòng)来解释，研究(jiū)人员(yuán)们(men)所观测到的周期性信(xìn)号。当(dāng)然也可(kě)能有其他的情况，造成这种年(nián)度周(zhōu)期信号的差异(yì)也可(kě)能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积(jī)雪(xuě)，甚至连意大利游客的数量也符(fú)合这个(gè)周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在(zài)南半球建立了(le)一个几(jǐ)乎相同的(de)实(shí)验室，这(zhè)里的季节与之(zhī)前的实验室(shì)正好相反(fǎn)，而(ér)在(zài)这里(lǐ)，地球穿(chuān)过暗物(wù)质流的运动特征和第一个实验室是(shì)一(yī)样(yàng)的。

因此，如果在这里可以得到相同的(de)信号，就可(kě)以(yǐ)成为暗物质所存在的非常(cháng)有力的证据了。但是由于这(zhè)个实验室刚刚建成不久，所以截至(zhì)目(mù)前还无法(fǎ)提(tí)供相应(yīng)的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这(zhè)台太空望远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它(tā)的主镜(jìng)大(dà)小跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相同，但它的(de)宽(kuān)视场仪(yí)器提供(gōng)的视野是哈(hā)勃红(hóng)外仪器的100倍(bèi)。南希格雷(léi)斯罗曼太(tài)空(kōng)望远镜其中一个(gè)关键(jiàn)的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于探(tàn)测的结果，我们只能拭(shì)目以待了。费米实(shí)验室粒子天体物理中(zhōng)心的科学(xué)家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究发现，如果(guǒ)暗物质存在(zài)，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗物质(zhì)效应(yīng)，会支持(chí)宇宙当中生命的诞生，或(huò)者说是(shì)生(shēng)命进化的一(yī)个(gè)重要因素。

如果这一理论得到(dào)进一(yī)步(bù)的证实，那么遍布宇(yǔ)宙当(dāng)中的(de)暗物质会不会意(yì)味着人类并(bìng)不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通(tōng)过这样的效应(yīng)创造生命。当然，这些推(tuī)论的(de)大前提是要(yào)先(xiān)找(zhǎo)到暗物质存在的实际证据(jù)。那么(me)小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质到(dào)底存不(bù)存(cún)在呢？喜欢请(qǐng)点赞(zàn)，你的支(zhī)持(chí)是(shì)我(wǒ)更新的(de)动力！

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