宇(yǔ)宙是“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何会存(cún)在科学(xué)无法解释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又(yòu)究竟是(shì)什么？人类(lèi)为了(le)寻找暗物质存在(zài)的证据(jù)，科学家(jiā)们在过去的几(jǐ)十年当(dāng)中进行了超过50次的(de)长期实(shí)验，但是却没有发(fā)现任何的有(yǒu)效(xiào)证据。除了一个地(dì)方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学原理(lǐ)一书中，埃萨克(kè)牛顿发表(biǎo)了(le)万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律，它揭示了(le)宇(yǔ)宙(zhòu)中天体运动的(de)规律。往后的(de)几百年来，当天文学家(jiā)们发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万(wàn)有引(yǐn)力定律的时(shí)候，他(tā)们就(jiù)会(huì)知道，周围(wéi)一定(dìng)有(yǒu)未知的天体通(tōng)过引力在摄动它的轨(guǐ)道(dào)。比如在(zài)1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行(xíng)轨道的(de)异常(cháng)，推算(suàn)并且发现(xiàn)了(le)海(hǎi)王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万有引力定律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但(dàn)是(shì)这些(xiē)发现都(dōu)是在恒星系统的尺度当中(zhōng)，可当我们上(shàng)升到星系(xì)或者是(shì)星团(tuán)的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研究和测量后(hòu)发星系团的质量。这是一个由数千个星系所组成的巨大星系团，这(zhè)些(xiē)星系被引力束缚在一起。测量(liàng)星系团的质量(liàng)一般会使用到两(liǎng)种方法(fǎ)，当两种(zhǒng)方法结(jié)果(guǒ)一致，就可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质量"，需要的数据是测量各个星系的光(guāng)度(dù)。

第二种是动力学质量的计算，是利用光(guāng)谱(pǔ)红(hóng)移测量星系团(tuán)中的(de)各个(gè)星(xīng)系相对于星系团(tuán)的运动速度(dù)。当测量(liàng)结果(guǒ)出(chū)来(lái)之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学(xué)质量(liàng)”竟然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味着，后发座星系(xì)团有99%的质(zhì)量消失了，或者(zhě)说这99%的(de)质量并不(bù)以可见(jiàn)光(guāng)的形式(shì)所存在，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过程中(zhōng)，兹威基(jī)发现星(xīng)系团中很多(duō)星系的(de)速度比(bǐ)理(lǐ)论上(shàng)要快得多，按照牛(niú)顿的运(yùn)动学定律(lǜ)，仅靠这(zhè)些(xiē)可见星系的质量所产生的(de)引力是(shì)无(wú)法将它(tā)们(men)束缚在星系团内的，它们迪奥丝绒和哑光有什么区别，迪奥丝绒和哑光哪种好看早就应该(gāi)被抛出星系团(tuán)之外了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的力量在(zài)起作用，这种力量来(lái)源于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部分不可(kě)见的暗质，它(tā)不发散光、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只是(shì)当时的人们对这样的一种说(shuō)法不屑(xiè)一顾。

迪奥丝绒和哑光有什么区别，迪奥丝绒和哑光哪种好看直到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才(cái)再一(yī)次出现。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯特福(fú)特(tè)在观测仙(xiān)女座星系中(zhōng)的恒星运动(dòng)。理论上来说(shuō)，距离中心越(yuè)远的(de)恒(héng)星在(zài)其轨道(dào)上的运(yùn)行速度就(jiù)会(huì)越(yuè)慢。但是(shì)他们(men)观测的结(jié)果却让人感(gǎn)到(dào)不可思(sī)议。

随着与中心距离的增加(jiā)，恒星(xīng)的(de)旋转速度几乎保持(chí)不变(biàn)。可是根(gēn)据(jù)牛(niú)顿的万有引力定律，在星系当中如(rú)果没有足够(gòu)大(dà)的(de)质量来吸引它(tā)们，这些外围的恒星早就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙当中了。基(jī)于这种现象，科学(xué)家们会使用一种相(xiāng)对标(biāo)准的(de)方法来(lái)解释暗物质的存在，这种(zhǒng)方法(fǎ)就是测量星系当中气(qì)体在X轴上距离星系中心的距(jù)离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度(dù)。如果出现(xiàn)异常的结果(guǒ)，就(jiù)认为是由暗物质的力(lì)量(liàng)进入(rù)其中。

于是(shì)科学家们(men)通过射(shè)电望远镜测(cè)量了距离星系(xì)中(zhōng)心更(gèng)远距离(lí)的氢(qīng)元素，发现它(tā)们的(de)旋转速(sù)度并(bìng)不符合牛顿的力学定(dìng)律。我们的(de)太(tài)阳系也不(bù)例外，太阳(yáng)系位于银河(hé)系的第三悬臂之上(shàng)，距离银河系中心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万(wàn)有引力定律(lǜ)进行计算，太阳(yáng)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/秒的速度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于理(lǐ)论速度，那么(me)产(chǎn)生以上这种向心(xīn)加速(sù)度(dù)的原因(yīn)很可能(néng)就是存在着一种我们看不到的(de)物质，是这些暗(àn)物质的(de)引(yǐn)力效应将星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越多(duō)的研究(jiū)人(rén)员(yuán)开始相信暗物质的(de)存(cún)在(zài)。科学(xué)家根据星系外恒星轨道的速度，估(gū)算在星系当中暗物质的(de)质量占整个星(xīng)系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可(kě)以(yǐ)解释这(zhè)个现(xiàn)象的原因。在(zài)一项新的(de)研究(jiū)当(dāng)中(zhōng)，科学家(jiā)们发现，几乎没有(yǒu)引力效应的遥远(yuǎn)恒星之(zhī)间，也会出现速度上(shàng)的微小(xiǎo)差(chà)异。另外，天(tiān)文学家(jiā)还发现了(le)一个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫(jiào)做Agc114905。这个星(xīng)系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系当(dāng)中存(cún)在的(de)恒星数量(liàng)却只有银河(hé)系的千分之一。

所以在理(lǐ)论上(shàng)，该星系必须(xū)存在(zài)暗(àn)物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先(xiān)进的望(wàng)远镜对(duì)其(qí)进行了(le)40个小时的详(xiáng)细测量之后，发现星系中的(de)恒星运动是(shì)可以用正常(cháng)的物(wù)质(zhì)和力学定(dìng)律来解释的。那么又有人提出，也许该星(xīng)系的暗(àn)物质，已经(jīng)被附近(jìn)的(de)另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的(de)附近没有任何星(xīng)系存在(zài)。造成这些现象的除了(le)暗(àn)物质(zhì)的假说之外(wài)，另一种可能(néng)就是人(rén)类对(duì)引力的理解还不(bù)够全面，引力(lì)很可能在不同尺度(dù)空(kōng)间中的工作方式是不同的(de)，这意味着(zhe)在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它们(men)的轨道，按(àn)照我们所理解(jiě)的方式运动。但(dàn)是(shì)上升到星(xīng)系和星团的尺(chǐ)度，引力之(zhī)间的相互作用则是不同的方(fāng)式(shì)。对于在(zài)星系团之间的相(xiāng)互作用，科学(xué)家还引入了外部场效应的概念(niàn)，指(zhǐ)的是在(zài)数(shù)百万光年的规模上，巨大的质量之间(jiān)会(huì)产生对彼此(cǐ)特(tè)殊(shū)的(de)效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我(wǒ)们需要对现在的物理(lǐ)定律进行修正，这些发现也让很(hěn)多人认为暗物质假说理(lǐ)论就此(cǐ)终(zhōng)结。但(dàn)是在宇宙当中还有关于暗物质(zhì)存在的其(qí)他的理论证(zhèng)据(jù)，这些理论证(zhèng)据是蒙德理论(lùn)所没法解(jiě)释的“引(yǐn)力透镜”。

径向距(jù)离为(wèi)37亿(yì)光年的子弹星系团，由两个(gè)碰(pèng)撞(zhuàng)的星(xīng)系团(tuán)所组成，类似这样的(de)星团，它(tā)们大部分的普通质(zhì)量都(dōu)在星系的(de)气体当中。当星(xīng)团以(yǐ)1000万公(gōng)里/小时发(fā)生碰(pèng)撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际(jì)气体的相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧升高，速度(dù)大幅降(jiàng)低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位(wèi)于所有这些气(qì)体所在(zài)的中间区域。那么(me)我们通过什么(me)来验证它的质量区(qū)域到底是不是集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当中第一张全彩(cǎi)的高清照(zhào)片，在(zài)照片中我们可以明显(xiǎn)地看到很多星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨(jù)大的形变(biàn)。其(qí)实这些星系(xì)本身并不是真的(de)被(bèi)扭曲(qū)了，也不是韦伯(bó)望远镜出(chū)了什(shén)么问题，而是这样极遥(yáo)远的天体和我们地球上的观测者(zhě)之间。被一个(gè)质量超级巨大的天体(tǐ)遮(zhē)挡，这个超(chāo)大质量的东西的引(yǐn)力，会使(shǐ)身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力(lì)透镜效应。这个巨大(dà)的天体可能是超(chāo)大质量(liàng)的(de)黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹(dàn)星系(xì)团观测的时候，发现(xiàn)它的大质(zhì)量区域并(bìng)不是在中间，而是在两侧。所以最好的解释方(fāng)法就是当星团发生全部的碰撞时，可(kě)被(bèi)观测到的质量气体被(bèi)卡(kǎ)在了中间，暗物质则直接通过了这个区域，并在(zài)两边(biān)形成了引(yǐn)力透(tòu)镜。对子弹星(xīng)系团(tuán)的引力透镜(jìng)研(yán)究也被认为(wèi)是暗物质存在的迄今为(wèi)止最好的理(lǐ)论证据(jù)。

除此之外，还(hái)有来(lái)自(zì)宇宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万年之后(hòu)，可(kě)见光终于可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了(le)130多(duō)亿年之(zhī)后，这些光在宇(yǔ)宙(zhòu)空间背景上(shàng)留下(xià)了各(gè)相同性(xìng)的微波辐射(shè)。其中红(hóng)色的部分表示温度较高的(de)区域，蓝色则表示相对较冷的区域(yù)，但实际上它们之间的温差只有万分(fēn)之一(yī)。

科(kē)学(xué)家们通过对前景背景分(fēn)离后的二值图像进行连通域提取(qǔ)和标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物(wù)质，图(tú)形看(kàn)起来(lái)不应该是(shì)这样的，而随着暗(àn)物(wù)质的增(zēng)加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波(bō)背景(jǐng)辐(fú)射的(de)测量值，我(wǒ)们需要的暗物质大约(yuē)是普通物质的5倍。这个数(shù)字与解释星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质(zhì)比例是(shì)一(yī)致的。这就(jiù)意味(wèi)着。

用了(le)一个(gè)简单的(de)理论框架，就很好地(dì)解释(shì)了很多不同的观测(cè)结果。而(ér)暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型(xíng)的粒子，它们不参与任(rèn)何其他的电磁作用，只通过(guò)引力(lì)来相互作用。所以如果能(néng)够(gòu)找(zhǎo)到这(zhè)种粒子的存(cún)在，就(jiù)相当于找(zhǎo)到了暗(àn)物(wù)质存在(zài)的(de)实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十种的假想目标，而要寻(xún)找这些(xiē)不同的(de)目标粒子所需(xū)要的(de)实(shí)验方式也不相同。在过去的几十年当中，人类为(wèi)了寻找(zhǎo)这些看不见、摸(mō)不到，几乎(hū)不(bù)会与常规物质(zhì)相互作用(yòng)的“暗(àn)物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次(cì)的实验(yàn)，却(què)没有任何实质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰(lán)萨索(suǒ)山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下(xià)1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏(cáng)着地球上最大的地学(xué)实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个(gè)三层楼高(gāo)的探测器，一(yī)直致(zhì)力于寻找暗物质(zhì)粒子的周(zhōu)期性震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来，这里的(de)科(kē)学家声称观测到了某种信号。经过了20多年的(de)数据收(shōu)集，人们发现(xiàn)了一(yī)个有(yǒu)趣(qù)的事情。探(tàn)测率会在每年的6月份达到峰值，然后(hòu)在(zài)11月降到最低，而且在20年当中每(měi)年都是一样(yàng)。一些(xiē)科学家认为这可能是人类(lèi)发现暗物(wù)质的第一(yī)个(gè)直接证据(jù)。

但是为什么暗物质会(huì)产生周期性的年度(dù)信(xìn)号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们(men)讲了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着(zhe)银河系进行移动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这意(yì)味着我们也在以这样的速度(dù)在穿(chuān)越着暗(àn)物质流，这个过程中会(huì)产生(shēng)相应的振荡(dàng)，同时(shí)地球(qiú)又(yòu)以30公(gōng)里/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有半(bàn)年的时间，地(dì)球围绕太阳的方向与太(tài)阳环绕银(yín)河系(xì)的(de)方向是(shì)一致的，而另外半年则与之相(xiāng)反(fǎn)。

而在(zài)6月份的时候，地球与太阳(yáng)的方向正好达到完全一致，这(zhè)是理论上地球穿越(yuè)暗(àn)物质流最快的(de)时(shí)段。而(ér)在11月(yuè)份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用来解(jiě)释，研(yán)究人员(yuán)们所观测到的周期性信号。当然也可能(néng)有其他(tā)的情(qíng)况，造成这种年度(dù)周期信(xìn)号的差异(yì)也可能(néng)是温度(dù)、湿度(dù)、土(tǔ)壤(rǎng)中的(de)水分、高山上的积雪，甚(shèn)至连意大(dà)利游(yóu)客的(de)数量也符合这个(gè)周期的规律。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们又在(zài)南半球建立(lì)了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季(jì)节与之前的实(shí)验室正好(hǎo)相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗(àn)物质流的运动特征和第一个实验室是一(yī)样的。

因此，如(rú)果在这里可以(yǐ)得到相同的信(xìn)号，就可以成(chéng)为暗物质所存(cún)在的(de)非(fēi)常(cháng)有力的证据了。但是由于这个(gè)实(shí)验室刚刚(gāng)建成不(bù)久，所以截至(zhì)目(mù)前还无法提供相应的数据支(zhī)持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜(jìng)，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的(de)主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相(xiāng)同(tóng)，但(dàn)它的(de)宽视场(chǎng)仪器提(tí)供(gōng)的(de)视(shì)野是(shì)哈勃(bó)红(hóng)外仪(yí)器的100倍。南(nán)迪奥丝绒和哑光有什么区别，迪奥丝绒和哑光哪种好看希格(gé)雷斯罗(luó)曼太(tài)空望远(yuǎn)镜(jìng)其中(zhōng)一(yī)个(gè)关(guān)键的用(yòng)途就是探(tàn)索暗物质背后的(de)奥(ào)秘，对(duì)于(yú)探测的(de)结(jié)果(guǒ)，我们只能拭目以待了(le)。费米(mǐ)实(shí)验室(shì)粒(lì)子天体物(wù)理中心的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发现，如果暗(àn)物质存在，它们极有可能拥(yōng)有另一(yī)种神(shén)秘的效应，这种暗(àn)物质(zhì)效应(yīng)，会支持宇(yǔ)宙当中生(shēng)命的诞生(shēng)，或(huò)者说是生命进化(huà)的一个重要因素。

如果这一理论得到进一步的证实，那(nà)么遍布(bù)宇(yǔ)宙当中的暗物质(zhì)会不会意(yì)味着人(rén)类并(bìng)不孤单呢？或(huò)许在宇(yǔ)宙当(dāng)中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通过这(zhè)样的效应创造生(shēng)命。当然，这(zhè)些(xiē)推论的大(dà)前提是(shì)要(yào)先找到暗(àn)物质存在的实际证据。那么小伙伴们(men)，你们觉(jué)得暗物质到底存(cún)不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的(de)动力！

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