宇宙(zhòu)是“人为制造”的(de)？为何会存在科学(xué)无法解释的“暗(àn)物质”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的证(zhèng)据，科(kē)学家们在(zài)过去(qù)的几十(shí)年(nián)当中进(jìn)行(xíng)了超过50次(cì)的(de)长期实验，但是却没有发现任何的(de)有(yǒu)效证据。除了一个地方，在(zài)1687年(nián)出版的自然(rán)哲(zhé)学数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律(lǜ)，它揭示了(le)宇宙中天体运动(dòng)的规律。往后的几百年来，当(dāng)天文学(xué)家们(men)发现某(mǒu)些天体运(yùn)行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符合万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律的时候(hòu)，他们(men)就会知道，周围(wéi)一定有未(wèi)知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的(de)轨道(dào)。比如(rú)在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并(bìng)且发(fā)现了(le)海(hǎi)王(wáng)星的存在(zài)。另外(wài)，哈雷彗(huì)星、冥王星(xīng)的(de)发现(xiàn)都是应用(yòng)万有引力定律(lǜ)所(suǒ)取得(dé)重大天文(wén)成就的(de)例子。但(dàn)是这些发现都(dōu)是在恒星系统的(de)尺度当中，可当我(wǒ)们上升到(dào)星(xīng)系或者是星团(tuán)的尺度，事情就开(kāi)始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士(shì)的物理(lǐ)学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测量后发星(xīng)系团的质(zhì)量。这是一个(gè)由数千个星系所组(zǔ)成的(de)巨大星系团(tuán)，这些星系(xì)被(bèi)引力束缚在一起(qǐ)。测量星系团的(de)质量(liàng)一般会使用到两种方(fāng)法，当两(liǎng)种方法结果一致(zhì)，就可以确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得其"光度学的质(zhì)量(liàng)"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量星系团中的(de)各个星系相对于星系团的运动(dòng)速度(dù)。当测量结果出来之后，兹(zī)威基彻底(dǐ)懵了(le)，“动力学质量”竟然是(shì)“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星(xīng)系团有99%的(de)质量(liàng)消(xiāo)失了，或(huò)者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形(xíng)式所存在，我(wǒ)们(men)无法看(kàn)到。最(zuì)诡异的是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹威(wēi)基发现星(xīng)系团中(zhōng)很多星系(xì)的速度比理论上要快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可(kě)见星系的质量所产生的引力是无(wú)法将它们束(shù)缚在星系团(tuán)内的(de)，它们早就应该(gāi)被抛(pāo)出星(xīng)系团之(zhī)外了(le)，除(chú)非有一种神(shén)秘的力量(liàng)在起(qǐ)作用，这种力量来源于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了这样部分不(bù)可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光、反射(shè)光(guāng)，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝大(dà)部分的质量。只是当(dāng)时的人们对这样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才(cái)再一次出现。天文(wén)学家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观测仙(xiān)女座星(xīng)系中的恒(héng)星运(yùn)动。理论上来说，距离中心越远的恒星在其轨(guǐ)道(dào)上的运行速度就会越慢。但是(shì)他们观测(cè)的结果(guǒ)却(què)让(ràng)人(rén)感(gǎn)到不可(kě)思议。

随着与中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可(kě)是根据牛顿(dùn)的万有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)，在星(xīng)系(xì)当中如果没有足(zú)够大的质量来吸(xī)引它(tā)们，这些(xiē)外(wài)围的恒(héng)星早(zǎo)就被甩到宇宙当(dāng)中了。基(jī)于(yú)这种现(xiàn)象(xiàng)，科(kē)学家们会使用(yòng)一种(zhǒng)相对标准的(de)方法来解释暗物(wù)质(zhì)的(de)存(cún)在，这种方(fāng)法就是测量星(xīng)系(xì)当中气体在X轴上距离星系(xì)中(zhōng)心的距(jù)离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果(guǒ)出(chū)现异常(cháng)的结果，就认为是由暗(àn)物质的力(lì)量进入其中。

于是科学家们(men)通过(guò)射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远距离(lí)的氢元(yuán)素，发现它们的旋转速度并(bìng)不符合牛顿的力学(xué)定(dìng)律。我们的太阳(yáng)系(xì)也(yě)不例外，太阳系位于(yú)银河系的第(dì)三悬臂之上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定(dìng)律进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速(sù)度围绕银(yín)河系旋转，这个(gè)实际速度远远大(dà)于理论速度，那(nà)么产(chǎn)生以上这种向心加速度的(de)原因很(hěn)可能就是存(cún)在着一(yī)种我们看(kàn)不到(dào)的物质(zhì)，是这些暗物质的引力效应将(jiāng)星系聚集(jí)在了一起。

也(yě)是从(cóng)这(zhè)时开始，越来越多的(de)研究人员开(kāi)始相(xiāng)信暗物质(zhì)的存(cún)在。科学家根据星系外(wài)恒星轨道的速(sù)度，估算(suàn)在星系当中暗物质(zhì)的(de)质量占整个星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物(wù)质(zhì)并不是唯一可以解(jiě)释(shì)这个(gè)现象的原因(yīn)。在一项新的研究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎(hū)没有(yǒu)引力效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还(hái)发现了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球(qiú)大(dà)约(yuē)2.5亿光年(nián)，大(dà)小和银河系不(bù)多，但是星(xīng)系当中存(cún)在的恒(héng)星数量却只有银(yín)河系(xì)的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该星(xīng)系(xì)必(bì)须存在暗物质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科学家们(men)使用最先(xiān)进的望远镜对(duì)其进(jìn)行(xíng)了40个(gè)小时的详细测量之后，发现星系中的恒星运(yùn)动是(shì)可以(yǐ)用正(zhèng)常(cháng)的物(wù)质和力(lì)学定律(lǜ)来解释的。那(nà)么又有人提出，也许该(gāi)星系的暗物质，已经被(bèi)附近的另一个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它(tā)的附近没有(yǒu)任何星(xīng)系存在。造成这(zhè)些现象(xiàng)的(de)除(chú)了暗物质(zhì)的假说之外(wài)，另(lìng)一种可能就是人类对引力的(de)理解(jiě)还不够全面，引(yǐn)力很可能在不同尺(chǐ)度(dù)空间中(zhōng)的工作方式是不同(tóng)的，这(zhè)意味着在行星系尺度中的天(tiān)体会沿(yán)着它们的轨(guǐ)道(dào)，按(àn)照我们所理解的方式运(yùn)动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺(chǐ)度，引力(lì)之间的相互作用(yòng)则是不同的(de)方式。对于在(zài)星系团之间(jiān)的相互(hù)作用(yòng)，科学家还引(yǐn)入了外部(bù)场效应的概念(niàn)，指的是在数百万光年的规(guī)模上，巨大(dà)的质量之间会产(chǎn)生对彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论成(chéng)立，这(zhè)意味着我们需(xū)要对现在的物理定(dìng)律进(jìn)行修正，这些发现(xiàn)也让很多人(rén)认为暗物(wù)质假说理论就此(cǐ)终结。但是(s华枝春满天心月圆什么意思可以发朋友圈吗，怀瑾握瑜,风禾尽起什么意思hì)在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的其他的理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释的(de)“引力(lì)透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星(xīng)系团，由两个(gè)碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所组成，类似这(zhè)样的星(xīng)团，它(tā)们大部分的普通质量(liàng)都在星系的气体当(dāng)中(zhōng)。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时(shí)发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的(de)相(xiāng)互(hù)作(zuò)用(yòng)就会导致温度的(de)急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞之后，华枝春满天心月圆什么意思可以发朋友圈吗，怀瑾握瑜,风禾尽起什么意思子(zi)弹(dàn)星系团大部分的质量将位(wèi)于所有这些气体所(suǒ)在(zài)的中间(jiān)区域。那么我们通过(guò)什(shén)么来验证它(tā)的(de)质量区域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜(jìng)传回了宇宙当中第一张(zhāng)全(quán)彩的高(gāo)清照片，在(zài)照片中(zhōng)我们可以明显(xiǎn)地看(kàn)到很多星系似乎被拉伸(shēn)产(chǎn)生了巨(jù)大的形变(biàn)。其实这些星系本身并(bìng)不是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望(wàng)远镜出了什么(me)问(wèn)题(tí)，而是这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间。被一个质量(liàng)超(chāo)级(jí)巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超大质(zhì)量的东西的引力(lì)，会使身后华枝春满天心月圆什么意思可以发朋友圈吗，怀瑾握瑜,风禾尽起什么意思更遥远星系的光都(dōu)发生了(le)扭曲(qū)。这个现象就是引力透镜效(xiào)应。这(zhè)个巨(jù)大的天(tiān)体可能(néng)是超大质(zhì)量的黑洞或者是暗物(wù)质(zhì)。

所以当人们对(duì)子(zi)弹星系团观测的时候，发现它的(de)大(dà)质量区(qū)域(yù)并(bìng)不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释方法就是(shì)当星团发生全部的(de)碰(pèng)撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成了引力透(tòu)镜(jìng)。对子弹星系团的(de)引(yǐn)力透镜研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今为止最好的理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来(lái)自宇宙(zhòu)当中最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开(kāi)始(shǐ)，38万年之后，可见光(guāng)终(zhōng)于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空间背(bèi)景上留下了各相(xiāng)同性的微波辐射。其中红(hóng)色的部分表(biǎo)示温度较(jiào)高的区(qū)域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实际(jì)上它们之间(jiān)的(de)温差只有万分之一。

科(kē)学(xué)家(jiā)们通过对(duì)前景(jǐng)背景分离后的(de)二值图(tú)像进行(xíng)连通域(yù)提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质(zhì)，图形看起来不应该是(shì)这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的(de)测量值，我们(men)需要(yào)的暗物质(zhì)大(dà)约是普通物质的5倍。这个(gè)数字(zì)与解释星系当中恒星运动所需要(yào)的暗物(wù)质比(bǐ)例是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很(hěn)好(hǎo)地解释了(le)很多不同的观测结果。而暗物(wù)质的本(běn)质就是宇宙当中存(cún)在着某种类型的(de)粒子，它们不(bù)参(cān)与任何其(qí)他的电磁(cí)作用(yòng)，只通过(guò)引力来相互(hù)作用。所(suǒ)以如果能够(gòu)找(zhǎo)到(dào)这(zhè)种粒子的存在，就相当于(yú)找到了暗物质(zhì)存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是(shì)什么？科学家们已(yǐ)经提出了数(shù)十种的(de)假想(xiǎng)目标，而要寻找这些(xiē)不同(tóng)的目标(biāo)粒子所需要的实验方式(shì)也(yě)不相同。在过去的几十年(nián)当中，人类(lèi)为(wèi)了寻(xún)找这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会与常(cháng)规物质相互作用的“暗(àn)物质(zhì)”，科学家们已经进行了超过50次的(de)实(shí)验，却没有任(rèn)何(hé)实(shí)质性的发现，除了一个地方，意大利(lì)的格兰(lán)萨索(suǒ)山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处(chù)的(de)地下(xià)矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学实验室，这(zhè)个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层楼高的探测器，一直致(zhì)力于寻(xún)找(zhǎo)暗(àn)物质(zhì)粒子(zi)的周期(qī)性震荡。

自1997年以来(lái)，这里(lǐ)的科学(xué)家(jiā)声称(chēng)观测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收集(jí)，人(rén)们发现(xiàn)了一个有(yǒu)趣(qù)的事情。探(tàn)测率(lǜ)会在(zài)每年(nián)的6月份达(dá)到峰值，然后在(zài)11月降到最低，而且(qiě)在20年当中每年都是一样。一些(xiē)科学家认为这(zhè)可能是人类发现(xiàn)暗物质的第一(yī)个(gè)直接证据。

但是为什么暗物(wù)质会产生周期性的年度信号呢？刚才(cái)我们(men)讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系进行移动，那么(me)如果(guǒ)暗(àn)物质存(cún)在宇宙当中，这意味着我们(men)也在以这(zhè)样的速(sù)度在穿越着暗(àn)物(wù)质(zhì)流，这(zhè)个过程中会产生(shēng)相应的(de)振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋(xuán)转。所以(yǐ)有(yǒu)半年(nián)的时间，地球围绕太阳的方向与太(tài)阳环绕银河系的(de)方向(xiàng)是一致的(de)，而(ér)另外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月份(fèn)的时候，地球与(yǔ)太(tài)阳的方向正好(hǎo)达到完全(quán)一致，这是理论上地(dì)球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中(zhōng)，太(tài)阳系相对银(yín)河系(xì)的(de)平面呈现了(le)60度的倾斜(xié)，但是(shì)这并不影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科学家认为这可以用来解释，研究人(rén)员们所观测到(dào)的周期性(xìng)信号。当然也可能有其他(tā)的情况，造成这种年度周期信号(hào)的差异也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水(shuǐ)分、高山上(shàng)的积雪(xuě)，甚至连(lián)意大利游客的数量也符合这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以，科学(xué)家们(men)又在南半球建(jiàn)立(lì)了(le)一(yī)个几乎相同(tóng)的(de)实验室，这里的季(jì)节与之前(qián)的实验室正好相反(fǎn)，而在(zài)这里，地球穿(chuān)过暗物(wù)质流的运动特(tè)征和第一个(gè)实验室(shì)是一样的。

因此，如果在(zài)这里可以得到相同的信号，就可(kě)以成(chéng)为暗物质所存在(zài)的非常有力的证据了。但是由于这个实验室刚刚建(jiàn)成不久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目前还无法(fǎ)提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这台太(tài)空望(wàng)远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但(dàn)它的宽视(shì)场仪(yí)器(qì)提供的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼(màn)太(tài)空望远镜其中一个关(guān)键的(de)用途(tú)就(jiù)是探索暗物质背(bèi)后的奥(ào)秘，对于探(tàn)测(cè)的结果(guǒ)，我们只能拭(shì)目以待了。费米(mǐ)实验室粒子天(tiān)体物(wù)理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质存(cún)在，它们极有可能(néng)拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗物(wù)质效应(yīng)，会支持(chí)宇宙当中生(shēng)命的诞(dàn)生，或(huò)者说(shuō)是(shì)生命进(jìn)化的一(yī)个重要因素。

如果(guǒ)这一理论得到进一步的证实(shí)，那么(me)遍布宇宙当中的暗物(wù)质会不会意味着人类并不孤(gū)单(dān)呢？或许在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)某个角落的行(xíng)星上，暗(àn)物质正在通过这(zhè)样的效应创(chuàng)造生命(mìng)。当(dāng)然，这些(xiē)推论的大前提是要(yào)先找到(dào)暗物质存在的(de)实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到底存不(bù)存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我更(gèng)新的动力(lì)！

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