宇宙是“人为制造”的(de)？为何会存在科学无法解释的(de)“暗物质”？暗(àn)物质又究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗(àn)物(wù)质存在的证据，科学(xué)家们在过(guò)去的几十年当中进行了超(chāo)过50次的长期(qī)实验，但是却没有发现任(rèn)何的有效证据。除(chú)了一个地方(fāng)，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引(yǐn)力定(dìng)律，它(tā)揭示了(le)宇宙(zhòu)中天体运动的规律。往后的几百年来，当(dāng)天(tiān)文学家们发现某(mǒu)些天体(tǐ)运行轨道出(chū)现异常，不符合万有引(yǐn)力定律的时(shí)候，他们(men)就会知道，周围一定有未知的天体通过引力在(zài)摄动(dòng)它的轨(guǐ)道。比(bǐ)如(rú)在(zài)1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶就(jiù)通过天(tiān)王星(xīng)运行(xíng)轨(guǐ)道的异常，推算(suàn)并且发现(xiàn)了(le)海(hǎi)王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应用(yòng)万有引力定律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在(zài)恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上(shàng)升到星系或(huò)者是星团的尺度，事情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里茨兹(zī)威基正(zhèng)在研究和测(cè)量后发(fā)星系团(tuán)的质量。这是一个(gè)由数千个星系(xì)所组成的巨大星(xīng)系团，这些星系(xì)被引(yǐn)力束缚在一起。测量(liàng)星系(xì)团的质(zhì)量(liàng)一般会使用到两种(zhǒng)方法，当两(liǎng)种方(fāng)法结果(guǒ)一(yī)致(zhì)，就(jiù)可以确定其质量(liàng)的范(fàn)围。

第一种是(shì)获(huò)得其"光(guāng)度学(xué)的质量"，需(xū)要的数据(jù)是测量各个(gè)星系的光度(dù)。

第(dì)二种是(shì)动力学(xué)质量的计(jì)算，是利用光谱(pǔ)红移测量星系团(tuán)中的各个星系相对(duì)于(yú)星系(xì)团的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光(guāng)度学质(zhì)量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质(zhì)订婚必须一年内结婚吗，订婚后最晚多久结婚量(liàng)并不以可见光(guāng)的形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过(guò)程中(zhōng)，兹威基发(fā)现星系团中很(hěn)多星系(xì)的(de)速度比理论(lùn)上要(yào)快得多，按照牛(niú)顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些可见星系(xì)的质量所产(chǎn)生的(de)引(yǐn)力是(shì)无(wú)法将它们束缚在(zài)星系团内的，它们早就(jiù)应(yīng)该(gāi)被抛出星(xīng)系(xì)团之外了(le)，除非(fēi)有一种神秘的力(lì)量(liàng)在起作用，这种力量(liàng)来源于某种隐(yǐn)形的物质。

订婚必须一年内结婚吗，订婚后最晚多久结婚ype="jpeg" data-w="1479" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/46f985a9e4c3e7e.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

据此，兹(zī)维基提出了这样部分(fēn)不可(kě)见的暗质，它(tā)不(bù)发散光(guāng)、吸光(guāng)、反射光，但(dàn)是它(tā)们(men)却占据着宇宙(zhòu)中绝大部分的质量。只是当(dāng)时的人们对这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这(zhè)个词(cí)才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾和肯特(tè)福特在观测仙女(nǚ)座星系中的恒(héng)星运动。理论上来说，距离中心(xīn)越远的(de)恒星在(zài)其轨道上的运行速(sù)度就会越慢。但(dàn)是他们观(guān)测的结(jié)果却(què)让(ràng)人感到不(bù)可思议(yì)。

随(suí)着与中心距离的增加(jiā)，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持不变(biàn)。可(kě)是根据(jù)牛顿的(de)万(wàn)有引力定律，在星系当中如果没有(yǒu)足够大(dà)的质量来吸(xī)引它们，这些外(wài)围的恒星早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科(kē)学家们(men)会使(shǐ)用一(yī)种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的存在，这种方法就是(shì)测量星(xīng)系(xì)当中气体在(zài)X轴上距离星(xīng)系中心的(de)距离，以及在Y轴(zhóu)上气(qì)体的旋转速度(dù)。如果(guǒ)出现异常的结果，就认为是由暗物质的力量进入其(qí)中。

于(yú)是(shì)科学家们通过射电望(wàng)远镜测量(liàng)了距离星系中心(xīn)更远距离的(de)氢元素，发现(xiàn)它们的(de)旋转速度(dù)并不符合牛顿的(de)力学定律。我们的太(tài)阳(yáng)系也不例外，太(tài)阳系位于(yú)银河系的(de)第(dì)三悬臂之(zhī)上，距离银(yín)河系(xì)中心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进(jìn)行计算(suàn)，太阳(yáng)系的运行速度应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银(yín)河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于理(lǐ)论速度，那(nà)么产生(shēng)以上这种(zhǒng)向心加速(sù)度的原(yuán)因很可能就是存在着一种我们看不到的(de)物(wù)质，是(shì)这些(xiē)暗物(wù)质的引力效应将星系聚(jù)集在了(le)一(yī)起。

也(yě)是从这时开始，越来越(yuè)多的(de)研究(jiū)人员(yuán)开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学家(jiā)根据星(xīng)系外恒星轨道(dào)的速度(dù)，估(gū)算在星系当中暗物质的质量占整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不(bù)是唯一(yī)可以(yǐ)解释这个现象的(de)原因。在一项新的研究当中，科学家(jiā)们发现，几乎(hū)没有引(yǐn)力(lì)效应的遥(yáo)远恒星之间，也(yě)会出现(xiàn)速度上的微小(xiǎo)差异。另(lìng)外，天文(wén)学家还(hái)发现了(l订婚必须一年内结婚吗，订婚后最晚多久结婚e)一个反常的星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这个(gè)星系距(jù)离地球(qiú)大约(yuē)2.5亿(yì)光年，大小和银河系不多，但是星系当中存在的恒(héng)星(xīng)数(shù)量却只有银河系(xì)的(de)千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星(xīng)系必须存在(zài)暗(àn)物质，否则就会分崩离(lí)析(xī)。但是科学家(jiā)们使用最先进的(de)望远镜对(duì)其进行了(le)40个小(xiǎo)时的(de)详细测量(liàng)之(zhī)后，发现星系中的恒星运(yùn)动是(shì)可以用(yòng)正常的物质和力学定律来(lái)解释(shì)的。那(nà)么又(yòu)有人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已(yǐ)经(jīng)被附近的另一个(gè)大星系剥离了(le)。奇怪的是，它的(de)附近没有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物(wù)质的假说(shuō)之外，另一(yī)种可(kě)能(néng)就是人(rén)类对引力的理解还不(bù)够全面，引(yǐn)力很可能(néng)在不同尺度(dù)空间中的工作方式是不(bù)同的，这(zhè)意味着(zhe)在行星系(xì)尺度中的天体(tǐ)会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们(men)所理(lǐ)解的方式(shì)运动。但是上(shàng)升到星系和星(xīng)团的尺度(dù)，引力之间的(de)相互(hù)作用则(zé)是不同(tóng)的方式。对(duì)于在星(xīng)系团之间的相互(hù)作用，科学家还引入了(le)外(wài)部场效应(yīng)的概念，指的是在数百万光年的规(guī)模上(shàng)，巨大(dà)的质量(liàng)之间会产生对彼此特殊的效果，这个理(lǐ)论(lùn)叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味(wèi)着(zhe)我们需要对现在的物(wù)理定(dìng)律进行(xíng)修正，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质假(jiǎ)说理论就(jiù)此终结。但是在宇宙当(dāng)中还有关(guān)于暗(àn)物质存在的其他的理(lǐ)论证据，这(zhè)些理论证据是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释的“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组成，类似这(zhè)样的星团，它们大部分的普通(tōng)质量都在星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公(gōng)里/小时发生(shēng)碰(pèng)撞的时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会导致温(wēn)度的急剧升(shēng)高，速度大幅降(jiàng)低。所(suǒ)以在理(lǐ)论上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团大(dà)部分的(de)质量将位于所有这(zhè)些气体(tǐ)所在的中间区域。那么我们(men)通过什(shén)么来验证它的质量区域到底(dǐ)是(shì)不是集中在(zài)中(zhōng)间(jiān)呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙当中第一张全(quán)彩的高(gāo)清照片，在照(zhào)片(piàn)中(zhōng)我们可以明显(xiǎn)地看到很多(duō)星系似(shì)乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形(xíng)变。其实(shí)这些星系(xì)本身并不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远(yuǎn)镜出了(le)什么问题，而是这样极遥(yáo)远(yuǎn)的天(tiān)体(tǐ)和我(wǒ)们地球上(shàng)的观测者之间。被一个质量超级(jí)巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使身后更(gèng)遥远星(xīng)系的光都(dōu)发生(shēng)了(le)扭曲。这(zhè)个(gè)现象就是引力透(tòu)镜效应(yīng)。这个巨大的(de)天体可能是超(chāo)大质量的黑(hēi)洞或者是暗(àn)物(wù)质。

所以(yǐ)当人们对(duì)子弹(dàn)星系团观测的时候(hòu)，发现它的(de)大(dà)质(zhì)量区(qū)域并不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好的(de)解(jiě)释(shì)方法就是(shì)当星团发生全部的碰撞时，可(kě)被(bèi)观测到的质量气体被卡在了中间(jiān)，暗物质(zhì)则直接通过了(le)这个区域，并在两边(biān)形(xíng)成了(le)引力透镜。对子弹星(xīng)系团的(de)引力透镜研究也被认为是暗物质存(cún)在的迄今为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当(dāng)中最古老的光(guāng)。从宇(yǔ)宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可(kě)见光终(zhōng)于(yú)可以(yǐ)畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经过了130多亿(yì)年之(zhī)后，这些光在(zài)宇宙空间背景(jǐng)上留下了各相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色则表(biǎo)示相(xiāng)对(duì)较冷的区(qū)域，但实际(jì)上它们之间(jiān)的温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分(fēn)离(lí)后的(de)二值(zhí)图像进行连通域提取和标记(jì)之后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形看(kàn)起来不应该是这样的，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(lái)“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背(bèi)景辐射的测(cè)量值，我们需(xū)要的(de)暗(àn)物质(zhì)大约是普通物质(zhì)的5倍。这个(gè)数字与解释(shì)星系(xì)当中恒星(xīng)运动所需要的暗物质比例是一致(zhì)的。这就(jiù)意(yì)味着。

用了一个(gè)简单的理论框(kuāng)架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测结(jié)果。而暗物质(zhì)的(de)本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其他的电磁(cí)作(zuò)用，只通过(guò)引力来相互作用(yòng)。所以如果能够找到这种粒(lì)子的存在，就(jiù)相当于找(zhǎo)到了暗物(wù)质存在的实际证据(jù)。这种(zhǒng)粒子到底是什(shén)么？科学家们已(yǐ)经提出了数(shù)十种(zhǒng)的(de)假想(xiǎng)目(mù)标，而要寻找这些不同的目标(biāo)粒(lì)子所需要的实验方式(shì)也不相同。在过(guò)去的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找这些看不见、摸(mō)不(bù)到，几乎不会与(yǔ)常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们(men)已经进行了超过(guò)50次的(de)实(shí)验，却没(méi)有任(rèn)何实质性的发(fā)现(xiàn)，除了一个地(dì)方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着地(dì)球上最(zuì)大(dà)的地学(xué)实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三层楼高的探测(cè)器(qì)，一直致力(lì)于寻找(zhǎo)暗物质粒(lì)子的周期性震荡。

自(zì)1997年以(yǐ)来，这(zhè)里的科学(xué)家声称(chēng)观测(cè)到了某(mǒu)种信号(hào)。经过(guò)了20多年的(de)数据收集(jí)，人们(men)发现了一个(gè)有趣(qù)的事情。探测(cè)率会在每(měi)年的(de)6月份达(dá)到峰(fēng)值，然(rán)后在11月降(jiàng)到(dào)最低，而且在(zài)20年当中(zhōng)每(měi)年(nián)都是一(yī)样。一些科(kē)学家认为这可能是人类(lèi)发(fā)现暗物质的第一个直接证据。

但(dàn)是为什(shén)么暗物质会产(chǎn)生周期性的(de)年度信(xìn)号呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正(zhèng)在以220公(gōng)里/秒的速度围绕(rào)着(zhe)银河系进行移动，那(nà)么如果(guǒ)暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也在以这样的速度在穿越(yuè)着(zhe)暗物质流(liú)，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕太阳进行(xíng)旋转。所以(yǐ)有(yǒu)半(bàn)年的时间，地(dì)球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳(yáng)环绕银河系的方向是一(yī)致(zhì)的，而(ér)另外半年则(zé)与(yǔ)之相反。

而在6月份的时候(hòu)，地球与太阳的方(fāng)向(xiàng)正好达到(dào)完全一致，这(zhè)是理论上地球(qiú)穿越暗(àn)物质(zhì)流最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系(xì)相对银河(hé)系的(de)平面呈现(xiàn)了60度(dù)的倾斜，但(dàn)是这并不影响这个(gè)理论(lùn)的有效性。

因此科(kē)学(xué)家认为这可以用(yòng)来(lái)解释，研究人(rén)员们所观(guān)测到的周期(qī)性(xìng)信号(hào)。当然也(yě)可能有其他的情况，造成这种年度周(zhōu)期信号的差异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符(fú)合这个(gè)周(zhōu)期的规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学家们又(yòu)在(zài)南(nán)半(bàn)球建立了(le)一个几乎(hū)相同的实验室(shì)，这(zhè)里的(de)季节与之前的实验室(shì)正(zhèng)好(hǎo)相反，而在这里，地球穿(chuān)过(guò)暗物质流的运动特征和第一个实(shí)验室是一样(yàng)的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这里可以得(dé)到(dào)相同的(de)信号，就可(kě)以成(chéng)为暗(àn)物质所(suǒ)存在的(de)非常有力(lì)的证据了。但是(shì)由于(yú)这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目前还无法提供相应(yīng)的数据(jù)支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会(huì)发(fā)射一台(tái)新的望远(yuǎn)镜(jìng)，这台(tái)太(tài)空(kōng)望远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小(xiǎo)跟(gēn)哈(hā)勃望远镜相(xiāng)同，但它(tā)的(de)宽视场(chǎng)仪(yí)器提供(gōng)的视野是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希格(gé)雷斯罗曼太(tài)空望(wàng)远镜其中一个关键的用途(tú)就(jiù)是(shì)探索暗(àn)物质背后(hòu)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科(kē)学(xué)家(jiā)丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物质存(cún)在，它们(men)极有可能拥有另(lìng)一种神秘(mì)的(de)效应，这种暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或(huò)者(zhě)说(shuō)是生命进化(huà)的一(yī)个重要因(yīn)素。

如果(guǒ)这一理论得到进一步的证(zhèng)实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物(wù)质会(huì)不(bù)会意味着(zhe)人(rén)类(lèi)并不孤单呢(ne)？或许在(zài)宇宙当中某(mǒu)个(gè)角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的(de)效(xiào)应创(chuàng)造(zào)生命(mìng)。当(dāng)然(rán)，这些推(tuī)论(lùn)的大前(qián)提是要(yào)先找到(dào)暗物质(zhì)存在的实(shí)际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到(dào)底存不存在呢(ne)？喜欢请点(diǎn)赞，你(nǐ)的支持是我更新的动力！

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