宇宙是(shì)“人为(wèi)制造(zào)”的？为何(hé)会(huì)存在科(kē)学(xué)无法解释的“暗(àn)物质”？暗物质又究竟是什么(me)？人类为(wèi)了寻(xún)找暗物(wù)质(zhì)存在(zài)的证据(jù)，科学家们在过去(qù)的几十年(nián)当中进(jìn)行了超过50次的长期实验，但是却(què)没有发现(xiàn)任何的有效证据。除了一(yī)个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿(dùn)发表(biǎo)了万有(yǒu)引力(lì)定律，它揭示(shì)了宇宙中天(tiān)体运动的规律。往后(hòu)的几(jǐ)百年(nián)来，当天文学家们(men)发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引力(lì)定律的(de)时候，他们(men)就会知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过引(yǐn)力在(zài)摄动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通(tōng)过天王星(xīng)运行轨(guǐ)道的异(yì)常，推算并(bìng)且(qiě)发(fā)现(xiàn)了海王星的(de)存在(zài)。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的(de)发现(xiàn)都是应用万有(yǒu)引力定律所取得重大天文成就(jiù)的例子。但是这些发现(xiàn)都(dōu)是在(zài)恒(héng)星系统的尺度当(dāng)中，可(kě)当我(wǒ)们上升到星系或者是星团的(de)尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测(cè)量后(hòu)发星系团的质量。这(zhè)是(shì)一个由数千个星系所组成的(de)巨大星(xīng)系团，这(zhè)些星系被引力束缚(fù)在(zài)一(yī)起。测(cè)量星系团的质(zhì)量一般会使用到两种(zhǒng)方法(fǎ)，当两种(zhǒng)方法结果一致，就(jiù)可(kě)以确定其质量的范围。

第一种是获(huò)得其"光(guāng)度学(xué)的质量"，需(xū)要的数据是(shì)测量各个星(xīng)系的光度。

第二(èr)种是动力学质量的计算(suàn)，是利(lì)用光谱(pǔ)红移测量星系团中(zhōng)的(de)各个星(xīng)系相对于(yú)星(xīng)系团的(de)运动速度。当测量结(jié)果出(chū)来之(zhī)后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光(guāng)度(dù)学质量”的(de)400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团(tuán)有(yǒu)99%的质(zhì)量消失(shī)了(le)，或者(zhě)说(shuō)这99%的质量(liàng)并不以(yǐ)可见光的形式(shì)所(suǒ)存在，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在测(cè)量速度的过程中，兹(zī)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)牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些可(kě)见星(xīng)系的质量所产生的引力(lì)是无法将它们束(shù)缚在星(xīng)系(xì)团内的，它们早就应该被抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力量来(lái)源于某(mǒu)种(zhǒng)隐形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了(le)这样部(bù)分不可见的暗质，它不发(fā)散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的人(rén)们对这样的一(yī)种说法不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙(xiān)女座星系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨道上(shàng)的运行速度就会(huì)越慢(màn)。但是他们(men)观测的结果却让人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒(héng)星的旋转(zhuǎn)速度几乎(hū)保持不变。可是根(gēn)据牛顿的万有(yǒu)引力(lì)定律，在(zài)星系(xì)当(dāng)中如果没有足够大的质(zhì)量(liàng)来吸引它(tā)们(men)，这些外围的恒星(xīng)早就(jiù)被甩(shuǎi)到宇宙当中了(le)。基于(yú)这种现象，科(kē)学家们会使用一种相(xiāng)对标准的方法来解(jiě)释(shì)暗物(wù)质的存在，这种方法就(jiù)是测(cè)量星系当(dāng)中气(qì)体在X轴上距离星系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴(zhóu)上(shàng)气体的旋转速度。如(rú)果出现异常的结果(guǒ)，就(jiù)认为(wèi)是由暗物质的力量进(jìn)入其中(zhōng)。

于是科学(xué)家们通过(guò)射电(diàn)望远镜测量了距离星系(xì)中心更远距离的(de)氢元素，发现它们(men)的旋转速度并不(bù)符(fú)合(hé)牛顿的(de)力学定律。我们的太阳系也不例外(wài)，太阳(yáng)系位于(yú)银河(hé)系的第三悬臂之上，距(jù)离银河系(xì)中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进行计算(suàn)，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以220千(qiān)米/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银(yín)河(hé)系旋转，这个实际(jì)速(sù)度远远大(dà)于(yú)理(lǐ)论速度，那么产生(shēng)以上这种向心加速度的原因很可(kě)能就是存在着一种(zhǒng)我们看不到(dào)的(de)物质，是这些(xiē)暗物质的引(yǐn)力效应将星(xīng)系聚(jù)集在(zài)了一起。

也是(shì)从这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物(wù)质的存在。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(zhì)的质量占整(zhěng)个星系(xì)质量的85%。但(dàn)是，暗物质并不(bù)是唯一可以解释这(zhè)个(gè)现象的原因。在一(yī)项(xiàng)新(xīn)的研究当中，科(kē)学家们发(fā)现(xiàn)，几乎没有(yǒu)引力效应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之间，也会(huì)出(chū)现(xiàn)速度上的微小差异。另外，天(tiān)文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大(dà)约2.5亿光年(nián)，大小和(hé)银(yín)河系(xì)不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒(héng)星数量却只有银河系(xì)的千(qiān)分之一。

所以在理论(lùn)上(shàng)，该星(xīng)系必须存在暗物质(zhì)，否则就会分崩离析。但是科学家们(men)使(shǐ)用最先(xiān)进的望远镜对其(qí)进行了40个小时的详细测(cè)量之后，发现(xiàn)星系中(zhōng)的(de)恒(héng)星运动是可以用正(zhèng)常的物质和(hé)力学定律来解释的(de)。那么又有人提(tí)出(chū)，也(yě)许该星系的暗物质，已经被附近的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪的是，它的附(fù)近没有任何星系存(cún)在。造(zào)成这些现象的除了暗物(wù)质的假说之外，另一种可能就是人类对引力的理解还不够全面，引力很(hěn)可(kě)能在不同尺度空间中的工作方式是不同(tóng)的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理(lǐ)解的(de)方式运动。但是上升到星系(xì)和星团的尺度，引力之间的相(xiāng)互作用则(zé)是不同的(de)方式。对于在星系团之间的相互作(zuò)用，科学家还引入了(le)外(wài)部场效应的概(gài)念，指的是在(zài)数百万光年的规模上(shàng)，巨大的质量(liàng)之(zhī)间会产生对彼此(cǐ)特(tè)殊的效果(guǒ)，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)。如(rú)果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需(xū)要(yào)对现在的物理定律(lǜ)进行(xíng)修正，这些发现也让(ràng)很(hěn)多美白精华一次用多少量，美白精华一次用多少量377人认为(wèi)暗物质假说(shuō)理(lǐ)论(lùn)就此(cǐ)终结。但是在宇宙当(dāng)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(méng)德理(lǐ)论所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年(nián)的(de)子弹星系团，由两个碰撞的(de)星系团(tuán)所组成，类(lèi)似这样(yàng)的星团，它们(men)大部(bù)分的普通质量都在星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万(wàn)公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞的时(shí)候，星(xīng)际气体的相(xiāng)互作用就(jiù)会(huì)导致(zhì)温度(dù)的急剧(jù)升(shēng)高(gāo)，速(sù)度(dù)大幅降低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团大部分(fēn)的质量将位于所有这些(xiē)气体所在的中间(jiān)区域。那(nà)么(me)我们(men)通过什么(me)来验证(zhèng)它的质量区(qū)域到底是不是(shì)集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆(mǔ)斯(sī)韦(wéi)伯太空望(wàng)远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一张全彩的高(gāo)清照片，在照片中我们可以明显(xiǎn)地(dì)看到很(hěn)多(duō)星系似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这(zhè)些星系本(běn)身并不是(shì)真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什么问(wèn)题，而是这样极遥(yáo)远的天体(tǐ)和(hé)我们地球上的观(guān)测(cè)者之间。被一个质量超(chāo)级巨大的天体遮挡，这个(gè)超(chāo)大质量(liàng)的东(dōng)西(xī)的(de)引力，会使身(shēn)后更(gèng)遥远星(xīng)系的(de)光都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜(jìng)效(xiào)应(yīng)。这个巨大的天(tiān)体可能(néng)是超(chāo)大质量的黑洞或者(zhě)是(shì)暗物(wù)质。

所以当人们(men)对子弹星(xīng)系团观测(cè)的(de)时候(hòu)，发现(xiàn)它的大质(zhì)量区域(yù)并(bìng)不是在(zài)中间，而是在(zài)两侧(cè)。所以最好的解释方法就是当星团发生(shēng)全(quán)部的碰撞时(shí)，可(kě)被观测到的(de)质量气体(tǐ)被卡在了(le)中间，暗物(wù)质则直接通过了(le)这个区域，并在两(liǎng)边形(xíng)成(chéng)了引力(lì)透镜。对(duì)子弹星系(xì)团(tuán)的引力(lì)透镜(jìng)研究也被认(rèn)为是暗物(wù)质存在的迄今(jīn)为止最好的理论证(zhèng)据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的(de)光。从(cóng)宇宙(zhòu)大(dà)爆炸开始，38万年(nián)之后(hòu)，可见光终于可以畅(chàng)通无阻地穿越在(zài)宇宙(zhòu)当中了。经过了130多(duō)亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空间背(bèi)景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射。其中红色的(de)部分表示温(wēn)度较高的(de)区域，蓝(lán)色则(zé)表示相对较冷的区(qū)域，但实际上(shàng)它们之间的温差只有万分(fēn)之美白精华一次用多少量，美白精华一次用多少量377一。

科学家们(men)通(tōng)过对前景背景分离(lí)后的二值图像(xiàng)进行连(lián)通域提取和(hé)标(biāo)记之(zhī)后发(fā)现，如果宇(yǔ)宙当中没(méi)有暗物质(zhì)，图形看起(qǐ)来不应该是这样的，而随着(zhe)暗(àn)物质的(de)增加，一些峰值的(de)幅度会(huì)减小(xiǎo)，才变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背景(jǐng)辐射的测量值，我们需要的暗物质大约是普通物(wù)质(zhì)的(de)5倍。这个数(shù)字与解释星(xīng)系当中恒星运动(dòng)所需要的暗物(wù)质(zhì)比例是一致的。这就意味着。

用了一个(gè)简(jiǎn)单的理论(lùn)框架，就很好(hǎo)地(dì)解(jiě)释了(le)很多不同的观(guān)测结果。而暗物(wù)质(zhì)的本质就(jiù)是宇宙当(dāng)中存(cún)在着某种类型的粒子(zi)，它们不(bù)参与任(rèn)何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所以如果能够(gòu)找到这种粒(lì)子的存在，就相当于找到(dào)了暗物质存在的实际(jì)证据。这种粒子到底是什么(me)？科学(xué)家们已经提出了数十种(zhǒng)的假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不同(tóng)的目标粒子所(suǒ)需要(yào)的实验方式(shì)也不相同(tóng)。在过去的几十年当(dāng)中，人(rén)类为了寻找这些看不见、摸(mō)不(bù)到，几(jǐ)乎不会(huì)与常规物质(zhì)相(xiāng)互作用(yòng)的“暗物质”，科(kē)学家们已经进(jìn)行了(le)超过(guò)50次的实验(yàn)，却没有(yǒu)任何实质性的发现(xiàn)，除了一(yī)个(gè)地(dì)方，意大利(lì)的格兰(lán)萨索山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当中(zhōng)，藏着地球上最大的地学(xué)实验室(shì)，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探测器，一直致力于寻找(zhǎo)暗(àn)物质粒子的(de)周期性(xìng)震荡。

自1997年(nián)以(yǐ)来，这里的科(kē)学家声(shēng)称观测到(dào)了(le)某种(zhǒng)信号。经过了20多(duō)年的数(shù)据收集，人们发现了一个有趣的事情(qíng)。探测率会在每(měi)年(nián)的6月份达到(dào)峰值(zhí)，然后在11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在20年当(dāng)中每(měi)年都是一样(yàng)。一些科学家认(rèn)为这可能是人类发现暗物(wù)质(zhì)的第一个直(zhí)接证据。

但(dàn)是为(wèi)什么暗物(wù)质会产生(shēng)周期性的年度(dù)信号(hào)呢(ne)？刚才(cái)我们讲了太阳(yáng)系(xì)正在以220公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕着银河系(xì)进行移动(dòng)，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意(yì)味着我们也在以这(zhè)样的速度在穿越着(zhe)暗物质流，这个(gè)过程中(zhōng)会产生相应的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的(de)速(sù)度(dù)围绕太(tài)阳进行旋(xuán)转。所以有半(bàn)年的时间，地(dì)球(qiú)围(wéi)绕(rào)太阳的(de)方向与太(tài)阳(yáng)环绕银河(hé)系(xì)的方向是一致的，而另外(wài)半(bàn)年则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的(de)方(fāng)向(xiàng)正好达到完全一致，这是理(lǐ)论(lùn)上地球穿越暗物质(zhì)流最快的时(shí)段。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢(màn)值。尽管(guǎn)在实际的情况中，太阳系(xì)相(xiāng)对银河(hé)系(xì)的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并不(bù)影(yǐng)响这美白精华一次用多少量，美白精华一次用多少量377个理论的有(yǒu)效性。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释(shì)，研究人员们所观测到的周(zhōu)期(qī)性(xìng)信号。当然(rán)也可能有其(qí)他的情况，造成这种年度周期信号的差异也可能(néng)是(shì)温度、湿度、土壤中的水分、高山(shān)上的积(jī)雪，甚至(zhì)连意大利游客的数量也符合这个周期的规(guī)律。

所以，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而(ér)在(zài)这里(lǐ)，地球穿过暗(àn)物质流的运动特(tè)征和(hé)第一个实验室(shì)是(shì)一样的。

因(yīn)此，如(rú)果在这里可以得(dé)到相同的(de)信号，就可以成为(wèi)暗物质所存在的非常(cháng)有力的证(zhèng)据了。但是由(yóu)于这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所(suǒ)以截至目(mù)前还无法(fǎ)提供相应的数(shù)据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望(wàng)远镜，这(zhè)台太空望(wàng)远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜(jìng)大(dà)小(xiǎo)跟哈勃望远镜(jìng)相同，但(dàn)它(tā)的宽视(shì)场仪器提供(gōng)的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一(yī)个关键的(de)用途(tú)就是探索暗物(wù)质(zhì)背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒子天体物理中心的(de)科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另(lìng)一种神秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当(dāng)中(zhōng)生(shēng)命(mìng)的诞生，或者说(shuō)是(shì)生命(mìng)进化(huà)的一个重要因素。

如果这一(yī)理论得到进一步(bù)的(de)证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗(àn)物(wù)质会不(bù)会意味着人类(lèi)并不孤(gū)单(dān)呢？或许(xǔ)在宇(yǔ)宙当(dāng)中某个(gè)角落的行(xíng)星(xīng)上，暗物质(zhì)正在通过这样(yàng)的(de)效应(yīng)创造生命。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物质存在的(de)实际证(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得(dé)暗物质到底存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我(wǒ)更新的动力！

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