宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会存(cún)在科(kē)学无(wú)法解释(shì)的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物质存在的证(zhèng)据(jù)，科(kē)学(xué)家们在过(guò)去(qù)的几十年当中进行(xíng)了超过(guò)50次的长期(qī)实(shí)验，但是却没(méi)有发现任何的有效证据。除了(le)一个地(dì)方(fāng)，在1687年出版(bǎn)的自然哲(zhé)学数(shù)学原理一书中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭示了(le)宇宙(zhòu)中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文学(xué)家们发现某些(xiē)天(tiān)体运行轨(guǐ)道出现异常，不符合(hé)万有引力定律的(de)时候，他们就会(huì)知道，周围一定有(yǒu)未知的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥(ào)本(běn)勒维耶就通过天王星(xīng)运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用万有引力定律所取得重大(dà)天文成就的(de)例子。但是(shì)这些发现(xiàn)都(dōu)是在恒(héng)星系统的尺(chǐ)度(dù)当中，可当我们(men)上(shàng)升到星(xīng)系或者是(shì)星团的(de)尺度，事情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家弗里茨兹威基正在研究和(hé)测量(liàng)后发星系(xì)团(tuán)的质量。这是一(yī)个由数千个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这些(xiē)星系被(bèi)引力束缚在(zài)一起。测量星(xīng)系团的质(zhì)量一般会使用到两种方法，当两种方法(fǎ)结果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是(shì)获得其"光度学的质量"，需要(yào)的(de)数据是测量各个星系的光(guāng)度。

第二种是(shì)动力(lì)学质量的计(jì)算，是利用光谱红移测量星系团(tuán)中(zhōng)的各个星(xīng)系相对于星系团的(de)运动速度。当测量结(jié)果出(chū)来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟然(rán)是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发(fā)座(zuò)星系团(tuán)有99%的质量消失了，或者(zhě)说(shuō)这99%的质量并不以可见光的形式所(suǒ)存在，我们无法看到。最诡异的是，在(zài)测量速度的(de)过(guò)程中，兹(zī)威(wēi)基(jī)发现星(xīng)系团中很(hěn)多星(xīng)系的速度比理论上要快得多，按照牛顿(dùn)的(de)运动学(xué)定(dìng)律(lǜ)，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产生的引力(lì)是(shì)无法(fǎ)将它们(men)束缚在星系团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星(xīng)系团之外(wài)了，除非有一种神秘(mì)的力量(liàng)在起(qǐ)作用(yòng)，这(zhè)种力量来源于某种隐(yǐn)形(xíng)的物(wù)质。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分不(bù)可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它(tā)们却(què)占据着宇(yǔ)宙中(zhōng)绝大部分的(de)质(zhì)量。只是当(dāng)时的人们对这样(yàng)的(de)一种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯(kěn)特福(fú)特(tè)在观测仙女座星系中的(de)恒(héng)星运动。理(lǐ)论(lùn)上来(lái)说，距离中心越远的恒星在其轨道上的运行速度就会越(yuè)慢。但是他(tā)们观(guān)测的结果却让人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心距离的(de)增加，恒(héng)星的旋转(zhuǎn)速(sù)度几乎保(bǎo)持不(bù)变。可(kě)是根(gēn)据牛顿的万有引力定律，在星系当中如果没(méi)有足够大的质量来(lái)吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早就被(bèi)甩到宇(yǔ)宙当中了。基于(yú)这种现象(xiàng)，科(kē)学家们会使用一(yī)种相对(duì)标(biāo)准的方法来解释暗(àn)物质的存在(zài)，这种方法就是(shì)测量(liàng)星(xīng)系(xì)当中气体在(zài)X轴上距离星系中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的(de)旋转速(sù)度(dù)。如果出现异(yì)常的结果，就认为是由(yóu)暗物质的(de)力量进入其中。

于是科学家们通过射电(diàn)望远镜测量了(le)距离星系(xì)中心更远距离的(de)氢元素，发现它们(men)的(de)旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们的(de)太阳系(xì)也不例外，太阳系(xì)位于银(yín)河系的第(dì)三悬臂之上，距(jù)离银(yín)河系中心2.6万(wàn)光年，根据万有引(yǐn)力(lì)定律进行计算，太(tài)阳系的运行速度应该是(shì)160千米/秒，但实(shí)际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的(de)速(sù)度围(wéi)绕银河(hé)系旋转，这个实际速度远远大于理论速(sù)度，那么产生以(yǐ)上(shàng)这(zhè)种(zhǒng)向心加速度的(de)原因很可能就是(shì)存在着一种我们看不到的物质，是(shì)这些暗物质的引力效应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是从(cóng)这时(shí)开始(shǐ)，越(yuè)来越多的研究人(rén)员开始相信暗物(wù)质的存在。科(kē)学家根据星(xīng)系外(wài)恒(héng)星(xīng)轨道的(de)速(sù)度，估算在星系当中暗物质的质量占整个星系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗物(wù)质并不(bù)是唯一(yī)可以解释这个现(xiàn)象的原因。在(zài)一项新(xīn)的研究(jiū)当中，科学家们(men)发现，几乎没有引(yǐn)力效(xiào)应的遥远恒星之间，也会出现速(sù)度(dù)上(shàng)的(de)微小(xiǎo)差(chà)异。另外，天文学(xué)家还发现(xiàn)了一(yī)个反(fǎn)常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距(jù)离地(dì)球大(dà)约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多，但是星系当中存在的(de)恒星(xīng)数量却(què)只有银河系的千分(fēn)之一。

所以在理论上，该星系(xì)必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使(shǐ)用最(zuì)先进的(de)望远(yuǎn)镜对其进(jìn)行了40个小时的(de)详(xiáng)细测(cè)量(liàng)之后(hòu)，发现星系中(zhōng)的恒星运动是可(kě)以用(yòng)正常的物(wù)质和力(lì)学定(dìng)律(lǜ)来(lái)解(jiě)释的。那么又有人(rén)提出，也许该(gāi)星系的暗物质(zhì)，已经被附(fù)近的(de)另(lìng)一(yī)个(gè)大星系(xì)剥离了。奇怪(guài)的(de)是，它的附近没有任何星系存在(zài)。造成这些现象的(de)除了暗物(wù)质的假(jiǎ)说之外，另(lìng)一种可能(néng)就是人(rén)类(lèi)对引力的理解还(hái)不够(gòu)全面，引力很可(kě)能(néng)在(zài)不同(tóng)尺度空间中的工作方式是(shì)不(bù)同的，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但是上(shàng)升(shēng)到星系(xì)和星(xīng)团的尺度，引(yǐn)力之(zhī)间的相(xiāng)互作用则(zé)是(shì)不同的方式。对于(yú)在星系团之间的相(xiāng)互作用，科学家还引(yǐn)入(rù)了外部场效应的概念，指的是在数(shù)百万光年的规(guī)模(mó)上，巨大的质量之(zhī)间会产(chǎn)生(shēng)对彼(bǐ)此特殊的效(xiào)果，这(zhè)个(gè)理论叫做台湾领导者是谁，现任台湾领导者是谁MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们(men)需要对现在(zài)的(de)物理定(dìng)律(lǜ)进行修正，这些发现也让很多(duō)人认为暗物质假说理论(lùn)就此终结。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中还有(yǒu)关于(yú)暗物质存在的其(qí)他的理论证据，这些理论证据是蒙德理(lǐ)论所没法(fǎ)解(jiě)释(shì)的“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离为(wèi)37亿光年(nián)的子(zi)弹星系团，由两个(gè)碰撞的星系(xì)团(tuán)所组成，类似(shì)这样的星团，它们(men)大部分的普通质量都在星系的(de)气体当中。当星团以1000万(wàn)公里/小时(shí)发生碰(pèng)撞的(de)时候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大部分的质(zhì)量将位于所有这些气体所在的(de)中间区域。那么我们通过(guò)什么来验证它的质量区域到底是不是集中(zhōng)在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空望(wàng)远(yuǎn)镜传(chuán)回了宇宙当中第一张全彩的高清(qīng)照片(piàn)，在照片中我(wǒ)们可以明显地(dì)看到很多星系似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并(bìng)不是真的(de)被扭曲了(le)，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么(me)问(wèn)题，而(ér)是这(zhè)样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上(shàng)的观测者之(zhī)间。被一个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个(gè)超大质(zhì)量(liàng)的(de)东西的引力，会使身(shēn)后更遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引(yǐn)力透(tòu)镜效(xiào)应。这个巨大的天(tiān)体(tǐ)可(kě)能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们(men)对子弹星系团观测的(de)时候(hòu)，发(fā)现(xiàn)它的大(dà)质量区(qū)域并不是在中间，而是在两侧。所以最好的解释(shì)方法就是当星团发(fā)生全部的碰撞时，可被观测到的(de)质量气(qì)体被卡在(zài)了中(zhōng)间，暗物质则(zé)直接通(tōng)过了这(zhè)个区域，并在两边形成了引力透镜(jìng)。对(duì)子弹星(xīng)系(xì)团的引(yǐn)力透(tòu)镜研究也被认为是暗物质存在的迄今为(wèi)止最好的(de)理论(lùn)证据。

除此(cǐ)之外，还有来自宇(yǔ)宙当中最(zuì)古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后，可见光终(zhōng)于可以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿(yì)年(nián)之后，这些光在(zài)宇宙(zhòu)空间背景上留下(xià)了各相同性的微波(bō)辐(fú)射(shè)。其中红色的(de)部分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色(sè)则表(biǎo)示相对较冷(lěng)的(de)区域，但实际上它们之间的温差只有万分之一(yī)。

科学家们通(tōng)过对前景(jǐng)背景(jǐng)分离(lí)后的二(èr)值(zhí)图像(xiàng)进(jìn)行(xíng)连通(tōng)域提取(qǔ)和标记之后发现，如果(guǒ)宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该是这(zhè)样(yàng)的，而随着(zhe)暗物质的(de)增加，一些(xiē)峰值的幅度会(huì)减小(xiǎo)，才(cái)变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背(bèi)景辐射的测量值(zhí)，我们(men)需要的暗物(wù)质大约是(shì)普(pǔ)通物质(zhì)的5倍。这个数(shù)字与(yǔ)解(jiě)释星系当中恒星运动(dòng)所需要的暗(àn)物质比例(lì)是(shì)一(yī)致的。这就意味着。

用了一个(gè)简单的理论框(kuāng)架，就很(hěn)好(hǎo)地解(jiě)释了(le)很(hěn)多不同的(de)观(guān)测结果(guǒ)。而(ér)暗物质的本(běn)质就是宇(yǔ)宙(zhòu)当中存(cún)在着某种类(lèi)型的粒(lì)子(zi)，它们(men)不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通过引力来相互作(zuò)用。所以如果能够找到这种粒子的存(cún)在(zài)，就相当于找(zhǎo)到了暗(àn)物质存在的实际证据。这种粒子到(dào)底是什(shén)么？科学家们(men)已经提出了(le)数(shù)十种的假(jiǎ)想目标，而要寻(xún)找这些(xiē)不同的(de)目标(biāo)粒子所需要的实验方式也不相同。在过去(qù)的几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这些(xiē)看(kàn)不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们(men)已经(jīng)进行了超(chāo)过50次的实验，却没(méi)有任(rèn)何实质性(xìng)的发现(xiàn)，除了一个地方，意(yì)大利的格兰萨(sà)索山，隶属于(yú)阿(ā)尔卑(bēi)斯(sī)山(shān)脉。

在(zài)山(shān)下1400米(mǐ)处的(de)地下矿(kuàng)井当中，藏着地球上最大(dà)的地学实验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的(de)探测器，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家(jiā)声称(chēng)观测到了某种(zhǒng)信(xìn)号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的事情(qíng)。探测率(lǜ)会在每(měi)年的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月降到最低，而且在20年当中每年(nián)都是一样。一些(xiē)科学家认为这可能(néng)是人(rén)类发现暗(àn)物质的第一个直接证据。

但是(shì)为什么(me)暗(àn)物质会产(chǎn)生(shēng)周期(qī)性的(de)年度信号呢(ne)？刚才(cái)我们讲了(le)太阳系正(zhèng)在(zài)以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕着(zhe)银河系进(jìn)行移动(dòng)，那么如(rú)果暗物质(zhì)存在宇宙(zhòu)当中，这意味着(zhe)我们也(yě)在以(yǐ)这样的速度在穿越着暗物(wù)质流(liú)，这(zhè)个过程中(zhōng)会产生相(xiāng)应的振荡，同(tóng)时(shí)地(dì)球又以30公里(lǐ)/秒的速度围绕(rào)太阳进行旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半(bàn)年(nián)的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银(yín)河系的方向(xiàng)是一致的，而另外半年(nián)则与之相反。

而在6月份的时候，地球与(yǔ)太阳的方向正好达到完全一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月(yuè)份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相(xiāng)对银河系的平(píng)面(miàn)呈(chéng)现(xiàn)了60度的倾(qīng)斜，但是(shì)这并(bìng)不(bù)影响这(zhè)个理论的有(yǒu)效(xiào)性(xìng)。

因此科(kē)学家认为(wèi)这(zhè)可以用来解释，研(yán)究人(rén)员们所观测到的周期性信号。当然也可能有其他(tā)的情况(kuàng)，造成这种年度周期信(xìn)号的差异(yì)也可(kě)能是(shì)温度、湿度、土壤中的(de)水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客(kè)的(de)数量(liàng)也符合这个周期(qī)的(de)规(guī)律(lǜ)。

所以，科学家们又在南半球建立了(le)一(yī)个几乎相同的实验室，这里(lǐ)的(de)季节与之前(qián)的实验室(shì)正好相反，而在这里，地球穿过暗物质流的运(yùn)动特(tè)征和第一(yī)个实验(yàn)台湾领导者是谁，现任台湾领导者是谁室是一样的。

因(yīn)此，如果在这里(lǐ)可以得到相同的信号(hào)，就(jiù)可以成(chéng)为暗(àn)物(wù)质所(suǒ)存(cún)在的非常有力(lì)的(de)证据(jù)了。但是由(yóu)于这(zhè)个(gè)实验室(shì)刚刚建成不(bù)久，所以(yǐ)截(jié)至目前还无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的望远镜(jìng)，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃(bó)望远镜相(xiāng)同，但(dàn)它的(de)宽视场仪(yí)器(qì)提供的视野(yě)是(shì)哈勃红外仪(yí)器的(de)100台湾领导者是谁，现任台湾领导者是谁倍。南希格雷斯罗(luó)曼(màn)太空(kōng)望远镜其中一(yī)个关键的(de)用途就是探索暗(àn)物质背后的奥秘(mì)，对(duì)于探(tàn)测(cè)的结果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米实验室(shì)粒子天体物理(lǐ)中(zhōng)心的科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它们(men)极有可能拥有(yǒu)另一种(zhǒng)神(shén)秘的(de)效应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是生命进(jìn)化(huà)的一个重要因(yīn)素。

如果这一理论得到进一步的证实，那(nà)么遍(biàn)布宇宙当(dāng)中的(de)暗物质(zhì)会(huì)不(bù)会意味着人类并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角落(luò)的行星上，暗物(wù)质正(zhèng)在(zài)通(tōng)过(guò)这样的效应(yīng)创造生命。当然，这些推论的大(dà)前提是(shì)要(yào)先找到暗(àn)物(wù)质存在的实(shí)际证据(jù)。那么小伙伴们，你们觉得暗物(wù)质到底(dǐ)存(cún)不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞(zàn)，你的支持是我更新的动力！

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