宇宙是“人(rén)为制(zhì)造”的？为何会(huì)存(cún)在科学无法解释的“暗(àn)物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类(lèi)为了寻找暗物质(zhì)存在的证据，科(kē)学家们在过去的几十年当中进行了超过50次的长(zhǎng)期实验，但是却没有发现(xiàn)任(rèn)何(hé)的(de)有(yǒu)效证(zhèng)据。除了一个地(dì)方(fāng)，在(zài)1687年出版的(de)自(zì)然(rán)哲学(xué)数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它(tā)揭示了宇宙中天体运动的规律。往后(hòu)的几百年来，当天文学家们发现(xiàn)某些天体运行轨(guǐ)道出现异(yì)常，不符合万(wàn)有引(yǐn)力定律(lǜ)的时候，他们就会知道(dào)，周(zhōu)围一定(dìng)有(yǒu)未知(zhī)的天体通过引力在摄动它(tā)的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算(suàn)并(bìng)且发现了海王星(xīng)的存(cún)在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王星的发现(xiàn)都是(shì)应用(yòng)万有引力(lì)定(dìng)律所取得重(zhòng)大天文成(chéng)就的例子。但(dàn)是这些发现都是在恒(héng)星系统的尺(chǐ)度当(dāng)中(zhōng)，可当我(wǒ)们上升到星系或(huò)者是(shì)星团的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物(wù)理(lǐ)学(xué)家(jiā)弗(fú)里茨(cí)兹威(wēi)基正在(zài)研究和测量后发星系团的质(zhì)量。这是一个(gè)由数千个星系(xì)所组(zǔ)成的巨大星系团，这些星系被(bèi)引力(lì)束缚在一起(qǐ)。测量星(xīng)系团的质量一般会使用(yòng)到两种方法(fǎ)，当两种方法结(jié)果一致(zhì)，就(jiù)可(kě)以确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得(dé)其(qí)"光度学的质量"，需(xū)要的(de)数据是(shì)测量各(gè)个星系的光度。

第二种是动(dòng)力(lì)学质量(liàng)的计算，是利用光谱红移测量星系(xì)团中的(de)各个星(xīng)系(xì)相对于星系团(tuán)的运动速度。当(dāng)测量结果(guǒ)出来(lái)之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量(liàng)”竟然是(shì)“光(guāng)度(dù)学质量”的(de)400倍。这意味着，后发座星系(xì)团有99%的质量消失(shī)了(le)，或者说这99%的质量并不(bù)以(yǐ)可(kě)见(jiàn)光的形式(shì)所(suǒ)存(cún)在，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测(cè)量速度(dù)的过程中(zhōng)，兹威基(jī)发现星系团中很多星系(xì)的速度比理论上要快得多，按照(zhào)牛顿(dùn)的(de)运动学(xué)定律(lǜ)，仅靠这些可(kě)见(jiàn)星系的(de)质量所产生的(de)引力是无法将它们束缚在星系团内的，它们早(zǎo)就应(yīng)该被(bèi)抛出星系团(tuán)之(zhī)外了(le)，除非有一种神秘的力量(liàng)在起作(zuò)用，这种力量来源于某种(zhǒng)隐形的物质(zhì)。

据此，兹(zī)维(wéi)基提出(chū)了这样部(bù)分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光(guāng)，但是它们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再(zài)一次(cì)出(chū)现。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中的(de)恒星(xīng)运动。理论上(shàng)来说(shuō)，距离(lí)中心越远的恒星(xīng)在其轨道(dào)上的运行速度(dù)就会(huì)越(yuè)慢。但是他们(men)观测的结果却让人感(gǎn)到不可思议(yì)。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒星的旋转速度(dù)几(jǐ)乎保持(chí)不变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星(xīng)系当中如果没有足(zú)够大(dà)的质量来吸引它们，这些外围的恒星早就(jiù)被甩(shuǎi)到宇宙当(dāng)中了。基于这(zhè)种现象，科学家(jiā)们会使用一种相对(duì)标准的方(fāng)法来解释(shì)暗物(wù)质的(de)存在(zài)，这种方法就是(shì)测量星系当中(zhōng)气体在(zài)X轴上距离星(xīng)系(xì)中心的(de)距离，以及(jí)在Y轴上气体(tǐ)的旋(xuán)转速度。如果出现(xiàn)异(yì)常的结果，就认为是由暗(àn)物质的力(lì)量(liàng)进入其中。

于是(shì)科(kē)学家们通过射电(diàn)望远镜(jìng)测量了距离星系中(zhōng)心更远(yuǎn)距(jù)离(lí)的(de)氢元(yuán)素，发现它们(men)的旋转速度并(bìng)不符合牛顿的力学(xué)定律(lǜ)。我们的太(tài)阳系也不例外，太(tài)阳系位于银(yín)河系(xì)的第三悬臂之上，距离(lí)银河(hé)系中心(xīn)2.6万(wàn)光年，根据万(wàn)有引力(lì)定律进行(xíng)计算，太阳系(xì)的运行速(sù)度应该是160千米(mǐ)/秒，但(dàn)实际上(shàng)，太(tài)阳(yáng)系正在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的(de)速度围绕银(yín)河系旋转，这(zhè)个实际速度远(yuǎn)远大于理(lǐ)论速度，那么产(chǎn)生以上(shàng)这种向(xiàng)心加速度(dù)的(de)原因很(hěn)可(kě)能就是(shì)存在(zài)着一种我们看不到的物质(zhì)，是(shì)这(zhè)些暗物(wù)质的(de)引力效应将(jiāng)星系聚集在(zài)了一起。

也是从这时开(kāi)始(shǐ)，越来(lái)越多的研(yán)究人员开(kāi)始相信暗物质的(de)存在。科(kē)学家根(gēn)据星系外恒星(xīng)轨道(dào)的速度，估算在星(xīng)系当中暗(àn)物质的质量占整个星系质(zhì)量的85%。但(dàn)是(shì)，暗物质并不是唯(wéi)一(yī)可以解释(shì)这个现象的原(yuán)因。在一项(xiàng)新的研究(jiū)当中(zhōng)，科学(xué)家们发现，几(jǐ)乎没有引力效应(yīng)的遥远恒星之间，也会出(chū)现速度(dù)上的微(wēi)小差异。另(lìng)外，天(tiān)文学家还(hái)发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多(duō)，但是星系当中存在的恒星数(shù)量却(què)只有(yǒu)银河系的千分之一(yī)。

所以(yǐ)在(zài)理论上，该星系必(bì)须存(cún)在(zài)暗物质，否则(zé)就会分(fēn)崩(bēng)离析。但是科学家们使用(yòng)最(zuì)先进的望(wàng)远(yuǎn)镜对其(qí)进行了40个小(xiǎo)时的详(xiáng)细测量之后，发现星系中(zhōng)的(de)恒星运动是可以用正常的物质和力学定律来解释的(de)。那(nà)么又有人提出，也(yě)许该(gāi)星系(xì)的暗物质，已经被附(fù)近(jìn)安徽合肥瑶海区疫情最新消息 安徽是南方还是北方的另(lìng)一个大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的附近(jìn)没有任何星系存(cún)在。造成这些现象的除了暗(àn)物质的假说(shuō)之外，另(lìng)一种(zhǒng)可能就是人类对引(yǐn)力的理解还不够全面，引(yǐn)力(lì)很可能在(zài)不同尺(chǐ)度空间中的(de)工作方(fāng)式是不同(tóng)的，这意(yì)味着(zhe)在行(xíng)星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的轨(guǐ)道(dào)，按照我们所理解(jiě)的方式运(yùn)动。但是上升到星系(xì)和(hé)星团的尺度，引(yǐn)力之间的相互作用则是不同的(de)方式。对于在星系团之(zhī)间的相互作用，科学家还(hái)引入了外部场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的是在数百万(wàn)光年的规模上，巨(jù)大的(de)质量之(zhī)间会产生对(duì)彼此特殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成(chéng)立(lì)，这(zhè)意味着我们需要(yào)对(duì)现在的物理定律(lǜ)进行修正，这些发现(xiàn)也(yě)让很多(duō)人认为(wèi)暗物质假说(shuō)理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物(wù)质存在的其他的理(lǐ)论证据，这(zhè)些理(lǐ)论(lùn)证据是蒙德理论所没(méi)法解(jiě)释的“引力(lì)透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团，由两个(gè)碰撞的(de)星系团所组成，类似这样的星团，它(tā)们大部分(fēn)的普通质量都在星系(xì)的气体当中。当(dāng)星团(tuán)以1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生(shēng)碰撞的时候，星际(jì)气体的相互作用(yòng)就会(huì)导致温(wēn)度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团(tuán)大(dà)部(bù)分(fēn)的质量(liàng)将位于所(suǒ)有这些气体所在的中间区(qū)域。那么我们(men)通过什么(me)来(lái)验证它的质量区域到底是不是集(jí)中在中间呢？前不(bù)久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了宇宙当中第一张全(quán)彩(cǎi)的高清照(zhào)片，在照片中我们可以明(míng)显地看(kàn)到很(hěn)多星系似乎被(bèi)拉(lā)伸产(chǎn)生了巨大的(de)形变。其实这些星系本身并不是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问(wèn)题，而是这样极遥远(yuǎn)的天体和(hé)我们地球上的观测(cè)者之间(jiān)。被一个质量(liàng)超级巨大(dà)的天体遮挡(dǎng)，这个超(chāo)大(dà)质(zhì)量的东西的引力(lì)，会使(shǐ)身后更遥远星系的光都发生(shēng)了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透(tòu)镜效应(yīng)。这个巨(jù)大的天体可能是超大质量的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以(yǐ)当人(rén)们对子弹星系团(tuán)观测(cè)的时候，发现它的(de)大质(zhì)量区域并不是(shì)在中(zhōng)间，而(ér)是在两侧。所(suǒ)以最(zuì)好(hǎo)的解释方法(fǎ)就是当星团发生全部的碰撞时，可被观(guān)测到的质(zhì)量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质(zhì)则(zé)直接通过了这个(gè)区域(yù)，并在两边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的引力(lì)透镜研究也(yě)被认(rèn)为是暗物质存在的迄今(jīn)为(wèi)止最好的理论(lùn)证据。

除(chú)此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆(bào)炸开(kāi)始，38万年之后，可见光终于可以畅(chàng)通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了。经过了130多(duō)亿年(nián)之后，这些光在宇宙(zhòu)空(kōng)间背景上留下了各相(xiāng)同性的微(wēi)波辐射。其(qí)中红色的(de)部分表示(shì)温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的(de)区(qū)域，但实(shí)际上它们之间的温差只(zhǐ)有(yǒu)万分(fēn)之一(yī)。

科(kē)学家(jiā)们通过对前(qián)景背景分离后的(de)二值图像(xiàng)进(jìn)行连(lián)通域提取和(hé)标记之后发现，如(rú)果(guǒ)宇宙当中没有(yǒu)暗物(wù)质(zhì)，图形看起来不应该是(shì)这(zhè)样的，而随着(zhe)暗物质的(de)增(zēng)加，一些峰值的(de)幅(fú)度会减小(xiǎo)，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波背景辐射的测量值(zhí)，我们需要的(de)暗物质大约(yuē)是普通物质的5倍。这个数字与解释星系(xì)当中恒星运动所(suǒ)需要的暗物质比例(lì)是(shì)一致的。这就意味着。

用(yòng)了一(yī)个简(jiǎn)单的理论框架，就很(hěn)好地解释了很多(duō)不同的观测结果。而暗物质的本质(zhì)就是宇(yǔ)宙当中(zhōng)存在(zài)着某(mǒu)种类型的粒子，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁(cí)作用，只通过引(yǐn)力来相(xiāng)互(hù)作用。所(suǒ)以如(rú)果能够找到(dào)这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际证(zhèng)据。这种粒子到底是什(shén)么？科学家们已经提(tí)出了数十种(zhǒng)的假(jiǎ)想目标，而要(yào)寻找这些(xiē)不同的目标粒子所(suǒ)需要的实验方式也不(bù)相同。在(zài)过去(qù)的(de)几十(shí)年当中(zhōng)，人(rén)类为(wèi)了寻找这些(xiē)看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进(jìn)行了超过50次的实验，却没有(yǒu)任何实(shí)质性(xìng)的发(fā)现，除了一个地方(fāng)，意大(dà)利(lì)的格兰萨索山，隶属于(yú)阿(ā)尔卑斯山脉。

在(zài)山(shān)下(xià)1400米处的(de)地(dì)下矿井当中，藏着地球上最大的地学实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探测器(qì)，一(yī)直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周期性震荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这里(lǐ)的(de)科学家声称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一(yī)个有趣的事情。探测率(lǜ)会在每年的6月(yuè)份达到(dào)峰值(zhí)，然后在11月(yuè)降到最低，而且在20年(nián)当中每年都是一(yī)样。一些(xiē)科(kē)学(xué)家(jiā)认为这可能是(shì)人(rén)类(lèi)发现暗物质的第一个直(zhí)接证据。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周期性的年度信(xìn)号(hào)呢？刚(gāng)才(cái)我们(men)讲了(le)太阳系正在以220公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕着银河系(xì)进行移动，那么(me)如(rú)果暗物质存(cún)在(zài)宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度在穿越着(zhe)暗物质流，这(zhè)个过程(chéng)中会产(chǎn)生(shēng)相应的振(zhèn)荡，同(tóng)时地球(qiú)又(yòu)以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳进行旋(xuán)转。所以有半(bàn)年的时间(jiān)，地球围绕(rào)太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的(de)方向是(shì)一(yī)致(zhì)的，而另外半年则(zé)与之相(xiāng)反。

而在6月份的时(shí)候(hòu)，地球与太阳的方向(xiàng)正好达到完(wán)全一致，这(zhè)是理论(lùn)上地球穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到了最慢值(zhí)。尽(jǐn)管(guǎn)在实际的情况(kuàng)中，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈现(xiàn)了60度(dù)的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论的(de)有(yǒu)效性。

因此科学家认(rèn)为这(zhè)可以(yǐ)用来(lái)解释(shì)，研究人(rén)员(yuán)们所观测到的周期性信号(hào)。当然(rán)也可能有其他(tā)的情况(kuàng)，造(zào)成这(zhè)种年度周期信号(hào)的差异(yì)也可能是温度、湿度、土(tǔ)壤(rǎng)中(zhōng)的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游(yóu)客(kè)的数量(liàng)也符合这个周期的规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球(qiú)建立(lì)了一个几乎相同的实验室，这里的季节与(yǔ)之前的实(shí)验(yàn)室正好相反，而在这(zhè)里，地(dì)球穿过暗物质(zhì)流的运(yùn)动特征和第一(yī)个实验室是(shì)一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的(de)信号，就(jiù)可以成为暗物质所存在的非常有力的证(zhèng)据了。但是(shì)由(yóu)于这个实验室(shì)刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所以截至目前还无法提供相(xiāng)应的(de)数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一(yī)台新的望(wàng)远镜，这台(tái)太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜(jìng)相同，但它(tā)的宽(kuān)视场仪器提(tí)供的视野是(shì)哈(hā)勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗曼太空望远(yuǎn)镜其(qí)中一个关(guān)键的用(yòng)途就是(shì)探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于探测(cè)的结果，我(wǒ)们只能拭目(mù)以待了。费米实验室粒(lì)子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬(fēn)研究发(fā)现，如果暗(àn)物质存在，它们极有(yǒu)可能拥有(yǒu)另一种神秘的效(xiào)应，这种暗物质效应(yīng)，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生(shēng)命进化的一个重要因(yīn)素。

如(rú)果这一理论得到进一(yī)步的证实(shí)，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人(rén)类并不孤(gū)单呢？或(huò)许在宇宙(zhòu)当中某个角落的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当(dāng)然，这些(xiē)推(tuī)论的大前(qián)提是要先找到(dào)暗物质存在的实(shí)际证据。那么(me)小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你们觉得暗物(wù)质到(dào)底存不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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