于是科学(xué)家们通(tōng)过射电(diàn)望远镜测量了距离星系中心更(gèng)远距离的(de)氢元素，发(fā)现(xiàn)它(tā)们(men)的旋转速(sù)度并不符合牛顿的力学(xué)定(dìng)律。我们(men)的(de)太阳系也不例外，太阳(yáng)系位于银河系的第三(sān)悬臂之上，距离(lí)银河(hé)系中(zhōng)心(xīn)2.6万光年，根(gēn)据(jù)万(wàn)有引力定律进行计算，太阳系的(de)运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在(zài)以220千米/秒的速度围绕银(yín)河(hé)系旋转，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度，那么产生以上(shàng)这种向心加速(sù)度的原因很(hěn)可(kě)能就是存在着一种我们看不到(dào)的(de)物质(zhì)，是(shì)这些(xiē)暗物质(zhì)的(de)引力效应将星系聚集在了一(yī)起。

也是从这(zhè)时(shí)开(kāi)始，越来(lái)越多的研究人(rén)员开(kāi)始(shǐ)相信(xìn)暗物质(zhì)的存(cún)在。科(kē)学家根据星系外恒星轨(guǐ)道(dào)的速度，估算(suàn)在星系当中(zhōng)暗(àn)物质的质量占整个星系质量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯(wéi)一可以解释这(zhè)个现象的原因。在一项新(xīn)的(de)研究(jiū)当中(zhōng)，科学家们发(fā)现，几乎没有引力效(xiào)应的遥(yáo)远恒(héng)星之间，也会出现速(sù)度上的(de)微小差异。另外，天文学家(jiā)还发现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和(hé)银河系(xì)不多，但是(shì)星系(xì)当中存在的恒星数量却只有银(yín)河(hé)系的千分之一(yī)。

所以在理论上，该星系必须(xū)存在(zài)暗物(wù)质，否则就会分崩离析(xī)。但是科(kē)学(xué)家们使(shǐ)用最先(xiān)进的望远镜对(duì)其进(jìn)行了40个小时(shí)的详细测量(liàng)之后，发现星系中的恒星运(yùn)动是(shì)可以用(yòng)正常的物质和力学(xué)定律来解释的。那(nà)么又有人提出，也许该星系(xì)的暗物质(zhì)，已(yǐ)经被附近的另一个大星(xīng)系剥离了。奇怪的(de)是，它(tā)的附近没有(yǒu)任何星系存(cún)在(zài)。造(zào)成这些现(xiàn)象(xiàng)的除了暗物质的假说(shuō)之外(wài)，另一种可(kě)能就(jiù)是人类(lèi)对引力的(de)理解还(hái)不(bù)够(gòu)全面，引力很可能在不同(tóng)尺度空间中的工(gōng)作方式是不(bù)同(tóng)的，这意(yì)味着在行星系尺度中的天体(tǐ)会(huì)沿着它们的轨道，按(àn)照(zhào)我们所理解的方式运动。但是上(shàng)升到星系和星团的尺度，引力之间的(de)相互作用则是(shì)不同(tóng)的方式。对于在星(xīng)系团(tuán)之间的(de)相互作用，科(kē)学家还引入了外部(bù)场效应的概念，指的是(shì)在数百万光(guāng)年的规模上(shàng)，巨大的质量(liàng)之(zhī)间会产生对彼此特殊的效(xiào)果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意(yì)味着我(wǒ)们需要对(duì)现在的物理定律进行(xíng)修正(zhèng)，这些(xiē)发现(xiàn)也让很(hěn)多(duō)人认为暗物(wù)质假(jiǎ)说理(lǐ)论就(jiù)此终结。但是(shì)在宇宙当(dāng)中还有关(guān)于暗(àn)物质存在(zài)的其(qí)他(tā)的理论(lùn)证据(jù)，这些(xiē)理论(lùn)证(zhèng)据是蒙(méng)德理论所没法解释的(de)“引力透镜”。

径向(xiàng)距离(lí)为37亿光年的子弹星系(xì)团，由(yóu)两个碰撞(zhuàng)的星系团(tuán)所组成，类(lèi)似这(zhè)样的(de)星团，它(tā)们(men)大部分的普通质量都在星(xīng)系的气体(tǐ)当中。当(dāng)星(xīng)团以(yǐ)1000万公(gōng)里(lǐ)/小时发生碰(pèng)撞的时(shí)候，星际气体的相互作(zuò)用就(jiù)会(huì)导致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低(dī)。所(suǒ)以在(zài)理(lǐ)论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部(bù)分(fēn)的质量将位于所有这些气体(tǐ)所在的中间区(qū)域(yù)。那么(me)我们(men)通过(guò)什么来验证它的质量区域到底是不(bù)是集中(zhōng)在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第一张全彩(cǎi)的(de)高清(qīng)照片，在照片中我(wǒ)们可以明显地看到(dào)很多(duō)星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形变(biàn)。其实这些星系本身并不(bù)是真的被扭曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了(le)什么问题，而是这样极遥远的天体和(hé)我们地球上的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超(chāo)大质量的东西的引力，会(huì)使身后更遥远星系的光都发生(shēng)了扭曲。这(zhè)个现象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天体可能是(shì)超(chāo)大质量的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时候(hòu)，发(fā)现它的大质量区域并不是在中间，而是(shì)在(zài)两侧。所以最(zuì)好(hǎo)的解释方法(fǎ)就是当星团发生全部的(de)碰撞时，可被观测(cè)到的(de)质(zhì)量气(qì)体被(bèi)卡在了(le)中间，暗物质则(zé)直接通(tōng)过了这个区域(yù)，并在两(liǎng)边(biān)形成了(le)引力透镜(jìng)。对子(zi)弹星系团的(de)引力透镜(jìng)研究也被(bèi)认为是(shì)暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的迄今为止最好的理论证据。

除此(cǐ)之外，还有(yǒu)来(lái)自(zì)宇宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可见光终于(yú)可以(yǐ)畅通(tōng)无阻地(dì)穿越在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了130多(duō)亿(yì)年(nián)之后，这些光在宇宙(zhòu)空间背景上留(liú)下了各相同性的微波(bō)辐射。其中红(hóng)色的部分表示温(wēn)度较高(gāo)的区域，蓝(lán)色则表示(shì)相对较冷的区域(yù)，但(dàn)实(shí)际上它们(men)之间的温差只有万分(fēn)之一。

科学家(jiā)们通过对前景背景分离后(hòu)的二值图像进(jìn)行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有(yǒu)暗物(wù)质，图形看起来不应该(gāi)是(shì)这样(yàng)的，而(ér)随着暗物质的增(zēng)加，一些峰值的(de)幅度(dù)会减小，才变得(dé)看起(qǐ)来“和谐”。为了(le)匹配宇宙(zhòu)微(wēi)波(bō)背景辐射的测量值，我们需要的暗(àn)物(wù)质(zhì)大约是普通(tōng)物(wù)质的5倍。这个(gè)数字与解释星系当中恒星运动(dòng)所需要(yào)的暗物质比例(lì)是一(yī)致的。这就意味着。

用(yòng)了一个简单的(de)理论框架，就很好地解释了很多(duō)不同的(de)观(guān)测结果。而暗物质的(de)本质就是宇宙当中存在着(zhe)某种类型(xíng)的粒子(zi)，它们不参与任(rèn)何其(qí)他的电磁作(zuò)用，只通(tōng)过(guò)引力(lì)来相(xiāng)互作用。所以如(rú)果能够找(zhǎo)到这(zhè)种粒子的存在，就相(xiāng)当于(yú)找到了暗物质存(cún)在的实际(jì)证据(jù)。这种粒子到底是(shì)什(shén)么？科学(xué)家们已(yǐ)经提(tí)出了数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目(mù)标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这些不(bù)同的目(mù)标粒子所需要(yào)的(de)实验方式也不相同。在过去的几十年当中，人类为了(le)寻找(zhǎo)这些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎不(bù)会与常规(guī)物(wù)质相(xiāng)互(hù)作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进(jìn)行了超(chāo)过50次的实验(yàn)，却(què)没(méi)有(yǒu)任何实质性(xìng)的发现(xiàn)，除了一个地方，意大利的(de)格兰萨(sà)索山(shān)，隶属于阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大(dà)的地(dì)学实(shí)验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层(céng)楼高的探测(cè)器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里(lǐ)的科学家声称观(guān)测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数据收集，人(rén)们(men)发现了一个有趣的事情(qíng)。探测率会在每(měi)年(nián)的(de)6月份达到峰(fēng)值，然(rán)后在(zài)11月(yuè)降(jiàng)到(dào)最低，而且(qiě)在20年(nián)当中每年都是一(yī)样。一些科学家认为这可能(néng)是人类发现暗物质的第一(yī)个(gè)直接(jiē)证据。

但是(shì)为什么暗物质会产生(shēng)周期(qī)性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度围(wéi)绕着银河系进行移动(dòng)，那么如果暗物(wù)质存在宇宙(zhòu)当中，这意味着(zhe)我(wǒ)们也在以这(zhè)样的(de)速度在穿越着(zhe)暗物质流，这(zhè)个过程中会产生相应的(de)振(zhèn)荡，同(tóng)时地球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速度(dù)围(wéi)绕(rào)太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时(shí)间，地球围绕(rào)太阳的方向与太阳环绕银(yín)河系的(de)方(fāng)向是(shì)一致的，而另外半年(nián)则与之相反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太阳的方向正好(hǎo)达到完全一五谷轮回是什么意思的梗，五谷轮回之所是指什么地方致，这是理论(lùn)上(shàng)地球穿越暗物质流最快的时段(duàn)。而在(zài)11月份，又恰(qià)好达到(dào)了(le)最慢值(zhí)。尽管在实际的情况中(zhōng)，太阳系相对银河系的(de)平面呈(chéng)现了60度(dù)的倾斜，但是这并(bìng)不影响这(zhè)个(gè)理论的有效(xiào)性。

因此科学家认为这(zhè)可以用来解释，研究人员(yuán)们所观测到(dào)的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他(tā)的(de)情况(kuàng)，造成这种年度周期信号(hào)的(de)差异也可能是温度(dù)、湿(shī)度、土壤中(zhōng)的水分、高山上的(de)积雪(xuě)，甚至连意大利(lì)游客的数量也符合这个周期的(de)规律。

所以，科学家们又在南半球建立(lì)了一个几乎相同(tóng)的实验室(shì)，这里(lǐ)的季节与之前的实(shí)验(yàn)室(shì)正(zhèng)好相反，而(ér)在这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动特征和第一个(gè)实验室是一样的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这(zhè)里可以得到相同(tóng)的信号，就可以成为暗(àn)物质所存(cún)在的非常有力的(de)证据(jù)了。但是由于这个实验室刚刚建成不(bù)久，所以截至目(mù)前还无法提供相(xiāng)应的数据支(zhī)持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会(huì)发射(shè)一台(tái)新(xīn)的望远镜，这(zhè)台太(tài)空(kōng)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(jìng)相同，但它(tā)的宽视场仪器(qì)提供(gōng)的(de)视野(yě)是哈勃(bó)红(hóng)外仪(yí)器的100倍。南希格雷(léi)斯罗(luó)曼太空望远镜(jìng)其中一(yī)个(gè)关(guān)键的用途就是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对于(yú)探测的(de)结果，我们(men)只(zhǐ)能拭目以(yǐ)待了(le)。费(fèi)米实验室粒(lì)子天体物理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物(wù)质(zhì)存在，它们极(jí)有可能拥有(yǒu)另一种神(shén)秘的效应，这种暗(àn)物质(zhì)效应，会支(zhī)持(chí)宇(yǔ)宙当(dāng)中生命的诞生，或者(zhě)说(shuō)是生命进化(huà)的(de)一(yī)个重要因素(sù)。

如果这一理论得到进一步的证实，那(nà)么遍布宇宙当中的(de)暗物质会不会意味着人类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当(dāng)中某个(gè)角(jiǎo)落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当然，这(zhè)些推论(lùn)的大(dà)前提(tí)是要先找(zhǎo)到暗物质(zhì)存在的实(shí)际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支持是(shì)我(wǒ)更新的动(dòng)力(lì)！

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