宇宙是(shì)“人为(wèi)制造(zào)”的(de)？为(wèi)何会(huì)存在科学无法(fǎ)解释(shì)的(de)“暗(àn)物质(zhì)”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为(wèi)了(le)寻找暗物质存在的证据，科学家们在过去(qù)的几(jǐ)十年(nián)当中进(jìn)行了(le)超(chāo)过50次(cì)的长期实验，但是却没有发现任何(hé)的有效证据。除(chú)了一个地(dì)方，在1687年出版的(de)自(zì)然哲学(xué)数学原(yuán)理一书(shū)中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表了(le)万(wàn)有引力定律，它(tā)揭示了宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天(tiān)文学(xué)家(jiā)们发现某些天体(tǐ)运行轨(guǐ)道(dào)出现异常(cháng)，不符合万有(yǒu)引力定(dìng)律的时候，他(tā)们就会知道(dào)，周围(wéi)一定有(yǒu)未知的天体通过引(yǐn)力(lì)在摄动它的轨(guǐ)道。比(bǐ)如在1846年，奥本(běn)勒(lēi)维耶就(jiù)通(tōng)过天(tiān)王(wáng)星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了海王(wáng)星(xīng)的(de)存在。另外(wài)，哈(hā)雷彗星、冥王星的发现都(dōu)是应用(yòng)万有引力(lì)定律所取得重(zhòng)大天文成就的(de)例子。但是这些发现(xiàn)都(dōu)是在恒星系统的(de)尺度当中，可当(dāng)我们上(shàng)升到星系或者(zhě)是星团(tuán)的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学(xué)家(jiā)弗里茨兹威基(jī)正在研究和(hé)测量后(hòu)发星系团的质(zhì)量(liàng)。这是一个由数千个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨(jù)大星系(xì)团，这些星(xīng)系被引力束缚在一起(qǐ)。测量星系团(tuán)的质量(liàng)一般会使(shǐ)用到两种(zhǒng)方法，当(dāng)两(liǎng)种(zhǒng)方法结果一(yī)致，就可(kě)以确定其质(zhì)量的范围。

第(dì)一种是获得其"光(guāng)度学(xué)的质量"，需要的数(shù)据(jù)是(shì)测(cè)量各个星系的(de)光度。

第二种(zhǒng)是(shì)动力学(xué)质(zhì)量的计算，是利用光谱红移(yí)测量星系团(tuán)中(zhōng)的各个星系相对于(yú)星系团的运动速度。当(dāng)测量结果出来之后(hòu)，兹威(wēi)基彻(chè)底(dǐ)懵了，“动力(lì)学质量”竟然(rán)是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座星系(xì)团(tuán)有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量并(bìng)不(bù)以可见光的形式所(suǒ)存(cún)在，我(wǒ)们无法(fǎ)看到(dào)。最(zuì)诡(guǐ)异(yì)的是(shì)，在测量(liàng)速度(dù)的(de)过程中，兹威(wēi)基发(fā)现星系团(tuán)中很(hěn)多(duō)星系的(de)速度比理论上要快得多(duō)，按照牛顿(dùn)的运动学(xué)定律，仅靠这些可见星系的质量所产生(shēng)的引力是无法将它们束缚在星系团内(nèi)的，它们(men)早就(jiù)应(yīng)该(gāi)被抛出星系团之外了(le)，除非有一(yī)种神秘的(de)力量在起作用，这种力量(liàng)来源(yuán)于(yú)某(mǒu)种隐形(xíng)的物质。

据(jù)此，兹维基(jī)提出了(le)这样部分(fēn)不(bù)可见的暗质，它(tā)不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它(tā)们却占据(jù)着宇宙中(zhōng)绝大(dà)部分的质(zhì)量(liàng)。只(zhǐ)是当时的人们(men)对这样(yàng)的(de)一种说(shuō)法不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再(zài)一次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福(fú)特(tè)在观测仙女座星系中的恒(héng)星运动。理论(lùn)上来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的恒星(xīng)在其(qí)轨道上的运(yùn)行速(sù)度就会越慢。但是(shì)他们观测的结果却让(ràng)人感到不可思(sī)议(yì)。

随(suí)着(zhe)与(yǔ)中心距离的(de)增(zēng)加，恒星的旋转(zhuǎn)速度(dù)几乎(hū)保持不(bù)变。可是根据(jù)牛顿的万有引(yǐn)力定律，在星系当中如果没有足够大的质量来吸引它们(men)，这些外围的恒星早(zǎo)就被甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当(dāng)中了。基于这(zhè)种现象(xiàng)，科学家们会使用一(yī)种相(xiāng)对标准的(de)方法来解释暗物(wù)质的存在，这种(zhǒng)方法就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上(shàng)距(jù)离星(xīng)系中(zhōng)心的距离，以及在(zài)Y轴(zhóu)上(shàng)气体的旋转速度。如果出现异常的结(jié)果(guǒ)，就认(rèn)为是由暗物质(zhì)的力量(liàng)进入其中。

于(yú)是科学(xué)家们通过射电(diàn)望远镜(jìng)测量了距离(lí)星系中心更远距离(lí)的氢(qīng)元素，发现(xiàn)它们的旋(xuán)转速(sù)度并不符合牛(niú)顿的力学定律。我们的太阳系(xì)也不(bù)例(lì)外，太阳(yáng)系位于银(yín)河系的第三悬臂之上，距离银(yín)河系中心(xīn)2.6万光(guāng)年(nián)，根据万有引(yǐn)力(lì)定律进(jìn)行计(jì)算，太阳系(xì)的运(yùn)行速度应该是(shì)160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以(yǐ)220千米/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕银河系(xì)旋转(zhuǎn)，这(zhè)个(gè)实(shí)际速(sù)度远(yuǎn)远大于理论速度，那么产生以上这种向心加速度的原因很可能就(jiù)是存在着一(yī)种(zhǒng)我(wǒ)们看不到的物质，是这些暗物(wù)质的引力效应53231323是什么意思？ 53231323可以弹哪些歌(yīng)将(jiāng)星系聚(jù)集在了一起(qǐ)。

也是(shì)从这(zhè)时开(kāi)始，越来(lái)越(yuè)多的研(yán)究(jiū)人员开始相信暗(àn)物质的存在。科(kē)学(xué)家根(gēn)据星系外恒星轨道的速度，估(gū)算在星系当中(zhōng)暗物质的(de)质量占整个星系质量的85%。但是(shì)，暗(àn)物(wù)质并不是唯一可以解(jiě)释这个现象的(de)原因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎没(méi)有引力(lì)效(xiào)应的(de)遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现(xiàn)速(sù)度上的微(wēi)小差异。另外，天文学家还发现了一个反常的星系(xì)，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个星系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿光(guāng)年，大小(xiǎo)和银河系不(bù)多(duō)，但是星系当中(zhōng)存在的(de)恒星数量却只有银河系的千分之一(yī)。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则(zé)就会分崩离析。但是科学家们(men)使用最先(xiān)进(jìn)的(de)望远(yuǎn)镜对其进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中(zhōng)的恒星运动是可以用正常(cháng)的物质和(hé)力(lì)学定(dìng)律来解释的。那么又有人提(tí)出，也许该星系的暗物质，已经被(bèi)附近的另一个大(dà)星系剥离了。奇(qí)怪的是，它(tā)的附近没有任何星(xīng)系存在。造成这些现(xiàn)象的除了暗物质的假说之外，另(lìng)一种可(kě)能就是人类对引力的理解(jiě)还不够全面，引(yǐn)力很可能在(zài)不同(tóng)尺度空(kōng)间中(zhōng)的工作(zuò)方式是不同的，这意(yì)味着(zhe)在行星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照(zhào)我们所理(lǐ)解的方式(shì)运(yùn)动(dòng)。但是上升到星系和星团(tuán)的(de)尺度，引力之间(jiān)的相互作用则(zé)是不同的方(fāng)式。对于(yú)在(zài)星系(xì)团之间的相互作用(yòng)，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是在数(shù)百万(wàn)光年的规模上，巨(jù)大的(de)质量之间(jiān)会产生对(duì)彼此特殊的效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立(lì)，这意(yì)味着我们需要对(duì)现在(zài)的物理定(dìng)律进行修正，这(zhè)些(xiē)发现也让很多人认为暗物质假(jiǎ)说理论就(jiù)此(cǐ)终(zhōng)结。但是在(zài53231323是什么意思？ 53231323可以弹哪些歌)宇宙当中还有关于暗物质(zhì)存在的其他的理论证据，这些理论证据是(shì)蒙德(dé)理论(lùn)所没法解(jiě)释的(de)“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为(wèi)37亿光(guāng)年的(de)子弹(dàn)星系团，由(yóu)两个碰撞的星系团(tuán)所组(zǔ)成(chéng)，类(lèi)似这样的星团，它们(men)大部分的普(pǔ)通质量都(dōu)在星(xīng)系(xì)的(de)气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星(xīng)际(jì)气体(tǐ)的相(xiāng)互作用就会(huì)导致温(wēn)度的急剧(jù)升高，速度大幅(fú)降低(dī)。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在碰撞之(zhī)后，子弹星(xīng)系团(tuán)大部(bù)分的质量将位于所有(yǒu)这(zhè)些(xiē)气体所(suǒ)在的(de)中间区域。那么我(wǒ)们通(tōng)过什么(me)来(lái)验证它(tā)的质量区域到(dào)底是不是集(jí)中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望远(yuǎn)镜传回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照(zhào)片中我们可以明(míng)显(xiǎn)地看(kàn)到很(hěn)多星系似乎被拉(lā)伸产生了巨大(dà)的(de)形变。其实这些星(xīng)系本身并(bìng)不是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体(tǐ)和(hé)我们地(dì)球上(shàng)的观测者(zhě)之间。被一个质(zhì)量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东(dōng)西的引力，会使身后更遥远星系的(de)光都发生了扭(niǔ)曲。这个(gè)现象就是引力透镜效(xiào)应。这个巨大的天体可能是超(chāo)大质(zhì)量的黑洞或者是暗物质。

所以当(dāng)人们对子(zi)弹(dàn)星系团(tuán)观(guān)测的(de)时(shí)候，发现它的大(dà)质(zhì)量区域并(bìng)不(bù)是在(zài)中(zhōng)间，而是在(zài)两(liǎng)侧。所以最(zuì)好的解(jiě)释(shì)方法就(jiù)是(shì)当(dāng)星团发(fā)生(shēng)全部的碰撞时(shí)，可被观测到的质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接(jiē)通过了这个区域，并在两边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的引力透镜研(yán)究(jiū)也(yě)被认(rèn)为是(shì)暗物质存在的迄今为(wèi)止(zhǐ)最好的理(lǐ)论证据。

除此(cǐ)之(zhī)外(wài)，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开(kāi)始，38万年之(zhī)后，可见(jiàn)光终于可以(yǐ)畅通无阻(zǔ)地穿越(yuè)在(zài)宇(yǔ)宙当中了。经(jīng)过了(le)130多亿(yì)年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同性的微波辐射。其中红(hóng)色的部分表示温度较(jiào)高的区域(yù)，蓝色则表(biǎo)示相(xiāng)对较冷的区(qū)域，但实(shí)际(jì)上它(tā)们(men)之间(jiān)的(de)温差只有(yǒu)万分(fēn)之(zhī)一(yī)。

科(kē)学家(jiā)们(men)通(tōng)过对前景背景分离后的(de)二值图像进行连通域提(tí)取和标记之(zhī)后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看起来不(bù)应该是这样的，而(ér)随(suí)着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才变得(dé)看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的(de)测量值，我们需要的暗物质大约是普(pǔ)通物质的5倍。这个(gè)数字与解释星系当中恒(héng)星运(yùn)动所需(xū)要(yào)的暗物质比例是一致(zhì)的。这(zhè)就意味着。

用了一(yī)个简(jiǎn)单的理论框架，就很好地(dì)解(jiě)释了很多不同的观(guān)测结(jié)果。而(ér)暗物质的(de)本质就是宇宙当中存在着某种类型的(de)粒子，它们不参与任何其他的电磁(cí)作用(yòng)，只通(tōng)过(guò)引力来相互(hù)作用。所以(yǐ)如果能够找(zhǎo)到这(zhè)种粒子的存在(zài)，就相当于找到了暗物质存(cún)在的实际(jì)证据(jù)。这种(zhǒng)粒子到(dào)底是什(shén)么？科学家们已经(jīng)提出了数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要寻找这些不(bù)同的(de)目标粒子所需要的实(shí)验方式也不相同。在过去(qù)的几十(shí)年(nián)当中，人类为了(le)寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质(zhì)相互作用的(de)“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了超过50次的实验，却(què)没(méi)有任何(hé)实质性(xìng)的发(fā)现，除了(le)一(yī)个地方，意大(dà)利(lì)的(de)格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地(dì)学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三(sān)层楼(lóu)高的探测(cè)器，一直(zhí)致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科学家(jiā)声称观测(cè)到了某种信(xìn)号。经过了(le)20多年的数据(jù)收集，人们发现了一(yī)个(gè)有趣的(de)事情。探(tàn)测率会在(zài)每年的6月份达到峰值，然(rán)后在11月降到最低，而且在(zài)20年当中每年(nián)都(dōu)是一样。一些科学家认为这可(kě)能是(shì)人类发现暗物质的第一个直接证据。

但(dàn)是为什么暗物质会产生(shēng)周(zhōu)期性的年度信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在以220公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕着银河系(xì)进行移动，那么(me)如(rú)果暗物(wù)质存在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意味着我们也在以这(zhè)样的速度在(zài)穿越着暗物质(zhì)流，这个过程(chéng)中(zhōng)会(huì)产(chǎn)生相应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕(rào)太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的(de)时间，地(dì)球围绕(rào)太阳(yáng)的(de)方(fāng)向与太阳环绕银(yín)河系的方向是一致的(de)，而另外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地(dì)球与太(tài)阳的方向正(zhèng)好达到完全一(yī)致，这是(shì)理论上地球(qiú)穿越暗(àn)物质流(liú)最快的时段。而在(zài)11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管在实际的(de)情况中，太(tài)阳系相对(duì)银(yín)河系(xì)的平(píng)面呈现(xiàn)了60度的(de)倾斜，但是(shì)这并不(bù)影(yǐng)响这(zhè)个理(lǐ)论的有效性(xìng)。

因此科(kē)学家认(rèn)为这(zhè)可以用来解释，研究人员们所观(guān)测到的周(zhōu)期(qī)性信号。当然也可能有其他(tā)的情况，造成这种年(nián)度周(zhōu)期信号的(de)差异也可能是(shì)温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的水(shuǐ)分、高山上的积(jī)雪(xuě)，甚(shèn)至连(lián)意大利(lì)游客的数量也符(fú)合这(zhè)个(gè)周(zhōu)期的规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家(jiā)们又在(zài)南半球建立(lì)了一个几乎(hū)相同的实验室，这里的季节(jié)与之前的实验室正(zhèng)好相反，而在(zài)这(zhè)里，地球穿(chuān)过暗(àn)物质流的(de)运动特征和第一个实(shí)验(yàn)室是(shì)一样(yàng)的(de)。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在这里(lǐ)可(kě)以(yǐ)得到(dào)相(xiāng)同(tóng)的信号，就可以成为(wèi)暗(àn)物质(zhì)所存在的非(fēi)常有力的证据(jù)了。但是由于这个(gè)实验室刚刚(gāng)建(jiàn)成(chéng)不久，所以(yǐ)截至目前还无法提(tí)供相应的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的宽视场仪器提供的视野是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗(luó)曼(màn)太空(kōng)望(wàng)远镜其中一个关键的用途就是探索(suǒ)暗物质(zhì)背后(hòu)的奥(ào)秘，对于探(tàn)测(cè)的结(jié)果(guǒ)，我们只能拭目(mù)以待(dài)了。费米实验(yàn)室(shì)粒子天体物理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗(àn)物质(zhì)存在(zài)，它们极(jí)有可能拥有另(lìng)一(yī)种神秘(mì)的效应，这种暗物质效(xiào)应(yīng)，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中(zhōng)生(shēng)命的诞生，或者说(shuō)是生命进(jìn)化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一理论得到进一步的证(zhèng)实，那么遍(biàn)布(bù)宇(yǔ)宙当中的(de)暗物质会不会意味着人(rén)类并不孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中(zhōng)某(mǒu)个角(jiǎo)落(luò)的行星(xīng)上，暗物质正在通过(guò)这样(yàng)的效应创造生命。当然，这些推论的大(dà)前提是要(yào)先(xiān)找到暗物(wù)质存在(zài)的实(shí)际证据(jù)。那(nà)么小伙伴们，你们(men)觉(jué)得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是(shì)我更新的(de)动力！

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