宇宙是(shì)“人为制(zhì)造”的(de)？为何会存在科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类为了(le)寻找(zhǎo)暗物(wù)质存在的证据，科(kē)学家(jiā)们在过去的几十年当中(zhōng)进行(xíng)了(le)超过50次的(de)长期(qī)实验，但(dàn)是却(què)没(méi)有发现任(rèn)何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学(xué)原理一书中，埃萨(sà)克牛顿发表了万有引力定律，它(tā)揭示(shì)了宇宙中(zhōng)天体运动的规律。往后的(de)几百年来，当(dāng)天(tiān)文学家们发现某些天体(tǐ)运行轨道(dào)出现(xiàn)异常，不符合万(wàn)有(yǒu)引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有未知的(de)天体通过引力在摄(shè)动(dòng)它(tā)的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星(xīng)运行(xíng)轨(guǐ)道的异常，推算并(bìng)且(qiě)发现了海(hǎi)王星(xīng)的存在。另外，哈(hā)雷彗(huì)星、冥(míng)王(wáng)星的发现都(dōu)是(shì)应用(yòng)万有引力(lì)定律所取得重大(dà)天文成就的例子。但是(shì)这些(xiē)发现都(dōu)是(shì)在恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上升到星(xīng)系或者是(shì)星团(tuán)的尺(chǐ)度，事情就开始(shǐ)变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团(tuán)的质量(liàng)。这是一个由数(shù)千个星系所组(zǔ)成的(de)巨(jù)大星系团，这些星(xīng)系(xì)被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方(fāng)法，当两种方(fāng)法(fǎ)结果一致，就可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种是(shì)获得其"光度学的质量(liàng)"，需要(yào)的数据(jù)是测量(liàng)各个星系的光度。

第二(èr)种是动力(lì)学质量(liàng)的计算，是利用光谱红(hóng)移测(cè)量(liàng)星系团中的各个星系相对于星系团的运动速度。当(dāng)测量结(jié)果出(chū)来之后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光(guāng)度(dù)学质量”的(de)400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后发座星系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可见光的形式(shì)所存(cún)在(zài)，我(wǒ)们无(wú)法看(kàn)到(dào)。最诡异(yì)的是，在测量速度的过程中，兹(zī)威基(jī)发现星(xīng)系团中(zhōng)很(hěn)多星系的速(sù)度比理论上要快得多，按照牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠这(zhè)些可见(jiàn)星系的质量(liàng)所产生的引力是无法将(jiāng)它们束缚在星(xīng)系(xì)团内的，它(tā)们早就(jiù)应该被抛出星系团之外(wài)了(le)，除非有一种(zhǒng)神(shén)秘的力量在(zài)起作用(yòng)，这(zhè)种(zhǒng)力量来源于某种隐(yǐn)形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出(chū)了这样部分(fēn)不可见的(de)暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占(zhàn)据(jù)着宇宙中绝(jué)大部分(fēn)的质量。只是(shì)当时的人们对(duì)这(zhè)样(yàng)的一(yī)种说法不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词(cí)才再一次出现。天文学家(jiā)维拉(lā)鲁宾和肯特福特在观测仙女(nǚ)座星系中(zhōng)的恒(héng)星运动(dòng)。理论(lùn)上来说(shuō)，距离中(zhōng)心越远的恒星(xīng)在其轨道上的(de)运行速度就会(huì)越慢。但是(shì)他们观测的结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保(bǎo)持不变。可是根据(jù)牛顿(dùn)的万(wàn)有引力定律(lǜ)，在星系(xì)当(dāng)中如果没有(yǒu)足够(gòu)大(dà)的质量来(lái)吸引它们，这些外(wài)围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当(dāng)中了。基于(yú)这种现象，科学家(jiā)们会(huì)使用(yòng)一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方法来解(jiě)释暗物质的存(cún)在，这种方(fāng)法就是测量星系当中气体在X轴上距离星(xīng)系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速(sù)度。如(rú)果出现异常(cháng)的(de)结果，就(jiù)认为是由暗物质的力(lì)量进入其中。

于(yú)是(shì)科学家们(men)通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远距离的(de)氢元素(sù)，发现(xiàn)它们的(de)旋转(zhuǎn)速度并不符(fú)合牛(niú)顿的力学定律。我(wǒ)们(men)的太阳系也不例(lì)外，太阳(yáng)系(xì)位于(yú)银河系的(de)第(dì)三悬臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律进(jìn)行计算，太阳系的运行速度(dù)应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度围(wéi)绕(rào)银河系旋(xuán)转(zhuǎn)，这个实(shí)际速(sù)度远远大于理论(lùn)速(sù)度(dù)，那(nà)么产(chǎn)生以上(shàng)这种向心加速度(dù)的原因很可能(néng)就(jiù)是存(cún)在着一(yī)种(zhǒng)我(wǒ)们(men)看不到的物(wù)质(zhì)，是这些暗物(wù)质(zhì)的引(yǐn)力效(xiào)应(yīng)将星系(xì)聚集在了一起。

也是从这时开始，越(yuè)来越多(duō)的研(yán)究人员(yuán)开始相信(xìn)暗物质的存(cún)在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道(dào)的速度(dù)，估算在(zài)星系当中(zhōng)暗物质的质量占整个(gè)星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一可以解释这个(gè)现象(xiàng)的原(yuán)因。在一项新的研究(jiū)当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应(yīng)的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现速度上的微小(xiǎo)差异。另(lìng)外(wài)，天文学(xué)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(dì)球(qiú)大约2.5亿光年，大小和(hé)银(yín)河系(xì)不多，但是星(xīng)系当中存在的恒(héng)星(xīng)数(shù)量(liàng)却只有(yǒu)银河系(xì)的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该星(xīng)系必须存在(zài)暗物质，否则就会(huì)分崩离(lí)析。但是科学家们(men)使用最先进的望远(yuǎn)镜(jìng)对其进行了40个小时的详(xiáng)细测量之后(hòu)，发现星系中的恒星运动是可以(yǐ)用正常的物质和(hé)力学定律(lǜ)来解释的。那(nà)么又有人(rén)提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附(fù)近的另一个大(dà)星系剥离了。奇怪的(de)是，它(tā)的附近没有任(rèn)何(hé)星系存(cún)在(zài)。造成这(zhè)些(xiē)现象的除了(le)暗物质的假(jiǎ)说之外(wài)，另一种可能就是人类对引力的理解还不(bù)够全面，引力(lì)很(hěn)可能在(zài)不同尺度(dù)空(kōng)间中的工作方式是不同(tóng)的(de)，这意味着(zhe)在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道(dào)，按照我们所理解的方式(shì)运(yùn)动。但是上升到星(xīng)系(xì)和星(xīng)团(tuán)的尺度，引(yǐn)力之间的相(xiāng)互(hù)作用则是(shì)不(bù)同的(de)方式。对(duì)于在星(xīng)系团之间的(de)相互作用(yòng)，科学家还(há勾8是什么意思网络用语，勾8是什么意思？i)引入(rù)了外(wài)部场效应(yīng)的概(gài)念，指的是(shì)在数百万光年的规模(mó)上，巨(jù)大的质量之间会产生对(duì)彼此特殊(shū)的效果，这(zhè)个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们需(xū)要对(duì)现在(zài)的物理(lǐ)定律进行修正(zhèng)，这些(xiē)发现也让很多人认为(wèi)暗(àn)物质假说理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于暗物质存在的其(qí)他的理(lǐ)论证据，这些(xiē)理论证据(jù)是蒙德理论所没法解释(shì)的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光(guāng)年(nián)的子弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的(de)星系团所组成，类似这样的(de)星团，它(tā)们大部分的普通质量都在星系的气(qì)体当中。当星团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时候(hòu)，星际气(qì)体的相互作(zuò)用就(jiù)会导(dǎo)致温度(dù)的急(jí)剧(jù)升(shēng)高，速度大(dà)幅降低(dī)。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所(suǒ)有这(zhè)些气(qì)体所在的中间区域。那么我们通(tōng)过什(shén)么来验证它的(de)质(zhì)量区域到底是不是集(jí)中(zhōng)在中间(jiān)呢？前不(bù)久，詹(zhān)姆斯韦伯太(tài)空望远(yuǎn)镜传回(huí)了宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高清照片(piàn)，在照片中我们可以明显地看到(dào)很(hěn)多星系似乎(hū)被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨大的形变。其实这(zhè)些星系(xì)本身并不是真的被扭曲(qū)了，也不是韦伯(bó)望(wàng)远镜出了什么问题，而是这样极遥(yáo)远的(de)天体和我们地球上的观测者(zhě)之间。被一(yī)个(gè)质量超级巨(jù)大的(de)天(tiān)体遮挡(dǎng)，这个超大质量(liàng)的(de)东(dōng)西(xī)的(de)引力，会使(shǐ)身后更遥远星系的(de)光都发(fā)生了扭曲。这个(gè)现象就(jiù)是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可(kě)能是超大质(zhì)量的(de)黑洞或者(zhě)是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团观测的时(shí)候，发现它的大质量区域并不是在中间，而是(shì)在两侧(cè)。所以最好的解(jiě)释方法(fǎ)就是当星团发生(shēng)全部的碰撞时，可被(bèi)观测到的质量气体被(bèi)卡在了中间(jiān)，暗物质(zhì)则直接通(tōng)过(guò)了这(zhè)个区域，并(bìng)在两边形成了(le)引力透镜。对子弹(dàn)星系团的引力(lì)透镜研究也被认为(wèi)是暗物质存在的迄(qì)今(jīn)为止最好(hǎo)的(de)理(lǐ)论证据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当(dāng)中(zhōng)最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸(zhà)开(kāi)始(shǐ)，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇(yǔ)宙空(kōng)间背景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射。其中红色的部分表示(shì)温度较高(gāo)的区域(yù)，蓝色(sè)则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际(jì)上它们之间的温差只(zhǐ)有万分(fēn)之一(yī)。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分离后的(de)二(èr)值图(tú)像进(jìn)行连通域(yù)提取和标记之(zhī)后(hòu)发现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当中(zhōng)没(méi)有暗物质，图形看(kàn)起(qǐ)来(lái)不应该(gāi)是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅度(dù)会减小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背景辐射的(de)测量值，我(wǒ)们需要的暗物质大约(yuē)是(shì)普通(tōng)物(wù)质的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动(dòng)所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着(zhe)。

用(yòng)了(le)一个简单的理(lǐ)论框架，就(jiù)很(hěn)好地解释(shì)了很多不(bù)同的观测(cè)结(jié)果。而暗物(wù)质的(de)本质就是宇宙当中(zhōng)存在着某种(zhǒng)类(lèi)型的粒(lì)子，它们不参与任何其(qí)他的电(diàn)磁作用，只(zhǐ)通过引力来(lái)相互作用。所(suǒ)以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到(dào)了暗物质存在(zài)的实际证(zhèng)据。这种粒(lì)子到底是什么？科学家们已经提(tí)出了数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找(zhǎo)这些(xiē)不同的目标(biāo)粒(lì)子所(suǒ)需要的(de)实(shí)验方式(shì)也不相同(tóng)。在过去的几十年当中，人类为(wèi)了寻(xún)找(zhǎo)这些看不见、摸不到，几(jǐ)乎不会与常规物质相(xiāng)互作用的“暗(àn)物(wù)质(zhì)”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了(le)一个(gè)地方，意大利的格(gé)兰萨索山，隶属于(yú)阿(ā)尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏(cáng)着地球(qiú)上最大的地(dì)学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的(de)探测器(qì)，一直致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科(kē)学(xué)家声称观(guān)测(cè)到了某种信号。经过了(le)20多(duō)年(nián)的数据收(shōu)集，人们(men)发现了一个有趣的事情。探测(cè)率(lǜ)会在每(měi)年的6月份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而(ér)且在(zài)20年当中每年都是一样(yàng)。一(yī)些科学家(jiā)认(rèn)为(wèi)这可(kě)能是人类发现暗物质(zhì)的(de)第一(yī)个直接证据。

但是为什么暗(àn)物(wù)质会产生周期性的年度(dù)信号呢(ne)？刚才我们讲(jiǎng)了太阳(yáng)系(xì)正在以220公里/秒(miǎo)的速(sù)度(dù)围绕着银(yín)河系(xì)进行移(yí)动(dòng)，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味(wèi)着我们也在以这(zhè)样的速度在穿越着暗物(wù)质流，这个(gè)过程中会产生相应的(de)振荡，同时地(dì)球又以30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行旋转。所以(yǐ)有半(bàn)年的(de)时间，地球围绕太阳的方向与太阳(yáng)环绕(rào)银(yín)河(hé)系的方向是一(yī)致的(de)，而另外(wài)半年(nián)则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正好(hǎo)达到完全一致，这是理(lǐ)论上地(dì)球穿越(yuè)暗物质流(liú)最(zuì)快(kuài)的时段(duàn)。而在(zài)11月份，又恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的情(qíng)况中，太阳系(xì)相对(duì)银(yín)河系的平面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不(bù)影响这(zhè)个(gè)理论的有效(xiào)性。

因此科学(xué)家认为这(zhè)可以用来解释，研究人员们所观测到的(de)周(zhōu)期(qī)性信号。当(dāng)然也可(kě)能有其他(tā)的情况，造成这种年度周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也(yě)符合(hé)这个周期的规律。

所以，科学(xué)家(jiā)们又在南半球建立(lì)了一个几(jǐ)乎相同的实(shí)验室(shì)，这里的季节与之前(qián)的实验室正好相反，而在(zài)这里(lǐ)，地球(qiú)穿过(guò)暗物(wù)质流的运动特(tè)征和第一个实验室是(shì)一(yī)样的。

因此，如果在这里可以得到相同(tóng)的信号，就可以(yǐ)成勾8是什么意思网络用语，勾8是什么意思？为暗物质(zhì)所存在的非(fēi)常(cháng)有力的证据了。但是由于(yú)这个(gè)实验室刚刚建成不久，所以截至目前还无法(fǎ)提供相(xiāng)应的数据(jù)支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会(huì)发射(shè)一(yī)台新的望(wàng)远镜，这台太空望远镜(jìng)叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼(màn)”，它(tā)的(de)主(zhǔ)镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相(xiāng)同，但它的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太(tài)空望远(yuǎn)镜其中一个关键的(de)用途就(jiù)是(shì)探索(suǒ)暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探(tàn)测(cè)的结果，我们只能拭目(mù)以待了。费米实(shí)验(yàn)室粒子天体(tǐ)物(wù)理中心的(de)科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果(guǒ)暗(àn)物(wù)质(zhì)存在(zài)，它们极有可(kě)能(néng)拥有另(lìng)一种神(shén)秘的效应(yīng)，这(zhè)种(zhǒng)暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或(huò)者(zhě)说是生命进(jìn)化的一个(gè)重要因素。

如(rú)果这(zhè)一(yī)理论得(dé)到进一步的证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会(huì)不会意味着人类(lèi)并(bìng)不孤单(dān)呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角落(luò)的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的(de)效应创造生命。当(dāng)然，这些推论(lùn)的(de)大前提是要先找到暗物质存在的(de)实际(jì)证据。那(nà)么(me)小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你们觉(jué)得暗物质(zhì)到(dào)底存不存(cún)在呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你(nǐ)的支持是我更新(xīn)的动力！

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