宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释的(de)“暗(àn)物质”？暗(àn)物(wù)质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找暗物质存(cún)在(zài)的证据，科学家们在过去的几十年当中进行了超过(guò)50次的长期实验，但是却没有发(fā)现任(rèn)何的有效证(zhèng)据。除了(le)一个(gè)地方，在(zài)1687年出(chū)版(bǎn)的自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引(yǐn)力定(dìng)律，它揭(jiē)示了宇宙中天体运(yùn)动(dòng)的(de)规律(lǜ)。往(wǎng)后的几百年(nián)来，当天文学家们发(fā)现某些天体运行轨道出现(xiàn)异常，不(bù)符合(hé)万(wàn)有(yǒu)引力定律的时候，他们就会知道，周围一定有未知的天体通过(guò)引力在摄(shè)动它的轨道(dào)。比如在1846年(nián)，奥(ào)本勒维(wéi)耶就通过(guò)天王(wáng)星运行轨(guǐ)道的异常，推算(suàn)并且发(fā)现(xiàn)了海王(wáng)星的存在(zài)。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星(xīng)的发现(xiàn)都是应用万有引力定(dìng)律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但是这些(xiē)发现都(dōu)是在(zài)恒星(xīng)系统(tǒng)的(de)尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我们上升到(dào)星系(xì)或者是星团的(de)尺度，事情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学(xué)家弗里茨(cí)兹威基(jī)正在研究和测(cè)量(liàng)后发星(xīng)系(xì)团(tuán)的(de)质(zhì)量。这是一个由(yóu)数千(qiān)个星系(xì)所组成的巨大(dà)星系团，这些星系(xì)被引力(lì)束缚在一起。测量(liàng)星系(xì)团的(de)质量(liàng)一般会使(shǐ)用到两种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确定其(qí)质(zhì)量的范围。

第一种(zhǒng)是(shì)获得(dé)其"光度学的质量"，需要的数据(jù)是测(cè)量各(gè)个星系的光(guāng)度(dù)。

第二种是(shì)动(dòng)力(lì)学质量的(de)计(jì)算，是(shì)利用(yòng)光谱红移测量星系团中(zhōng)的(de)各个(gè)星系相对于星(xīng)系团的运动速度。当测(cè)量结果出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质(zhì)量”竟(jìng)然是“光(guāng)度学(xué)质量”的(de)400倍。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质量消失了(le)，或(huò)者说这(zhè)99%的(de)质量并不以可见光(guāng)的形(xíng)式所存在，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在(zài)测量速度的(de)过程中，兹威基发(fā)现星系团(tuán)中很(hěn)多(duō)星系的速度比理(lǐ)论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所(suǒ)产生的引力是(shì)无法将它(tā)们(men)束(shù)缚在(zài)星系团内的，它们早就应该被抛出星系(xì)团之外(wài)了(le)，除(chú)非有一(yī)种神秘的力量在(zài)起(qǐ)作(zuò)用，这种力量来源于(yú)某种隐形的物质。

据此，兹维基(jī)提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙(zhòu)中(zhōng)绝(jué)大部分的(de)质量。只是当时的(de)人们(men)对这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再一次出现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙女座星系中的恒星运动。理论上来(lái)说(shuō)，距离(lí)中心(xīn)越远的恒星在其(qí)轨道上的(de)运行速度(dù)就会越(yuè)慢。但是他(tā)们观测的结果(guǒ)却让人感到不可思议(yì)。

随着与(yǔ)中心距离(lí)的增加，恒星的旋转速度几乎保(bǎo)持不变。可是根(gēn)据牛(niú)顿(dùn)的万(wàn)有(yǒu)引力定律，在星系当(dāng)中如果没有足够大(dà)的质量(liàng)来吸引它们(men)，这些外围(wéi)的恒(héng)星早就被甩到宇宙当中(zhōng)了(le)。基于(yú)这(zhè)种现象，科学家们会使用(yòng)一种相对标准的方(fāng)法来解释暗物质的存(cún)在，这种方法就是测量星(xīng)系当中气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距(jù)离，以及(jí)在Y轴上(shàng)气(qì)体的旋转速(sù)度。如果出现异常(cháng)的(de)结果，就认(rèn)为是(shì)由暗物(wù)质的力(lì)量进入其中。

于(yú)是科学家(jiā)们通过射电望远镜测(cè)量了距(jù)离星系中心(xīn)更远距(jù)离的氢元(yuán)素(sù)<命运多桀和命运多舛的区别怎么读，命运多桀和命运多舛的区别是什么span style='color: #ff0000; line-height: 24px;'>命运多桀和命运多舛的区别怎么读，命运多桀和命运多舛的区别是什么，发现它们(men)的旋转速度(dù)并不(bù)符(fú)合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太(tài)阳(yáng)系也不(bù)例(lì)外，太阳(yáng)系(xì)位(wèi)于(yú)银(yín)河系的(de)第(dì)三悬臂(bì)之上，距离银(yín)河系中心(xīn)2.6万光年(nián)，根据万有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系的(de)运行速(sù)度应该(gāi)是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太(tài)阳系正在以(yǐ)220千米/秒的速(sù)度围绕银河(hé)系旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际(jì)速(sù)度远远大(dà)于理论(lùn)速度(dù)，那么产(chǎn)生(shēng)以上(shàng)这种向心(xīn)加速度的原因(yīn)很可能就是存在(zài)着一(yī)种我们看不到的物质(zhì)，是这些暗(àn)物质(zhì)的引(yǐn)力效应将星系聚集(jí)在了一起(qǐ)。

也是从这时(shí)开(kāi)始，越来越多的研究(jiū)人员开(kāi)始相信(xìn)暗物(wù)质(zhì)的(de)存在。科(kē)学(xué)家根(gēn)据(jù)星系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星系当中暗物质的(de)质量占整(zhěng)个星系(xì)质(zhì)量的85%。但是，暗物(wù)质并(bìng)不是(shì)唯(wéi)一可以解释这个现象的原因。在(zài)一项新的研究当中，科(kē)学家们发现，几乎没有引力(lì)效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度上的微(wēi)小差(chà)异。另(lìng)外，天文学家(jiā)还发现了一个反常(cháng)的星(xīng)系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地(dì)球大约2.5亿(yì)光年，大小和银河(hé)系不多，但是星系(xì)当中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系的千分之一。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩(bēng)离(lí)析。但是科学(xué)家(jiā)们使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行(xíng)了40个(gè)小时的详细测(cè)量(liàng)之后，发现星系中(zhōng)的(de)恒星运(yùn)动是可以(yǐ)用正常的物质和力学定(dìng)律来解释的。那么(me)又有人提出，也许该(gāi)星系的(de)暗物质，已经(jīng)被附近的另一(yī)个大(dà)星系剥(bō)离了。奇怪(guài)的是，它的附近没有任何星系存在。造(zào)成(chéng)这(zhè)些(xiē)现象的除了暗物质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人类对(duì)引力的理解还不够全(quán)面，引力很(hěn)可能在不同尺度空间(jiān)中的工作方(fāng)式(shì)是不同的，这意(yì)味着在行星(xīng)系尺度(dù)中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的(de)方式运(yùn)动(dòng)。但是上升到星系和星团的(de)尺度，引力之间的(de)相互(hù)作用(yòng)则(zé)是不同(tóng)的(de)方式。对于(yú)在星(xīng)系团之间的(de)相互作用，科(kē)学家还引入(rù)了外部场(chǎng)效应的概(gài)念，指的(de)是在数百万(wàn)光(guāng)年的规模(mó)上，巨(jù)大(dà)的质量之间(jiān)会(huì)产生对彼此特殊的效果(guǒ)，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德(dé)理论成立，这意味(wèi)着我们需(xū)要对现(xiàn)在的物理定律进行(xíng)修正，这些发现也让(ràng)很多人认为暗物质假说(shuō)理论就此终结。但是在宇宙当中还有关(guān)于(yú)暗物质(zhì)存在的其他的理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙德(dé)理论所没法解释(shì)的“引力透(tòu)镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的子(zi)弹星系团，由两个碰撞的(de)星(xīng)系(xì)团所组成，类(lèi)似(shì)这样的星(xīng)团，它们大部分的(de)普通质量都在星系的(de)气体当中。当(dāng)星团以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气体的(de)相互(hù)作(zuò)用就会导致(zhì)温度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在(zài)理论上，在碰撞之后，子(zi)弹(dàn)星系(xì)团大部分的质量(liàng)将位于(yú)所有(yǒu)这些气体所在的中间区(qū)域(yù)。那么我(wǒ)们通过(guò)什么来(lái)验证它的质量区域(yù)到底是不是集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全彩的高清照片，在照片中我们可以明(míng)显地看到(dào)很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不(bù)是真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯望(wàng)远镜出了(le)什么问(wèn)题，而是(shì)这样极遥远的天体(tǐ)和我(wǒ)们(men)地球上的观测(cè)者之间。被一(yī)个质量超级巨大的天(tiān)体遮(zhē)挡，这个超大质量的东西的引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象(xiàng)就(jiù)是(shì)引(yǐn)力透镜效(xiào)应。这个巨大(dà)的天体可能是超大质量的(de)黑洞或(huò)者(zhě)是(shì)暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时(shí)候，发(fā)现它的大质量(liàng)区域并不是在中(zhōng)间，而是在两侧(cè)。所以最好的解(jiě)释方法就是(shì)当星团(tuán)发生全(quán)部(bù)的碰撞时，可被观测到的(de)质量(liàng)气体被(bèi)卡在了中间(jiān)，暗物质则直接通过了(le)这(zhè)个区域，并在两边形成(chéng)了(le)引力透镜(jìng)。对子弹(dàn)星(xīng)系团的引力透镜研究也被(bèi)认(rèn)为(wèi)是暗物(wù)质存在的(de)迄今为止(zhǐ)最好的理论证据。

除(chú)此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，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(jīng)过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇宙空间背景上留下了各相同(tóng)性的微波辐射(shè)。其(qí)中红色的部分表示温度较高(gāo)的(de)区域，蓝色则表(biǎo)示相对(duì)较冷(lěng)的(de)区域，但实(shí)际(jì)上它们之间的(de)温差只有(yǒu)万分之一。

科(kē)学家们通过对(duì)前景背(bèi)景(jǐng)分离后的二(èr)值图像(xiàng)进行连通域提取和(hé)标(biāo)记之后发现，如果宇宙当(dāng)中没有(yǒu)暗(àn)物质，图形看起来不(bù)应(yīng)该是这(zhè)样的，而(ér)随着暗物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度(dù)会减小(xiǎo)，才变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的测量值，我们需(xū)要的暗物(wù)质大约是普通物质的5倍。这个数(shù)字与解释星系当中恒星运(yùn)动(dòng)所需要的暗物质比例(lì)是一致的(de)。这就意味着。

用了一个简单(dān)的理论框架，就很好地解(jiě)释了很(hěn)多(duō)不同的观测结果。而暗物(wù)质的本质就(jiù)是宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)存(cún)在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们不参与(yǔ)任何其(qí)他的电磁作用，只通过引力来相互作用(yòng)。所以如果能够找到(dào)这种粒子(zi)的存(cún)在，就相当于找到了暗(àn)物(wù)质存(cún)在的(de)实际证据(jù)。这种粒子到底是什么？科学家们(men)已经提出了数十种的(de)假想目(mù)标，而(ér)要寻(xún)找这些不同(tóng)的目标粒(lì)子所需要的实验方式也(yě)不相同。在(zài)过去的(de)几十年当(dāng)中(zhōng)，人(rén)类为(wèi)了寻找(zhǎo)这些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互(hù)作用的“暗物质”，科(kē)学家们已经进行了超过(guò)50次的实验，却没有任(rèn)何(hé)实质性的发现，除了一个地方，意大利的格(gé)兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中(zhōng)，藏(cáng)着地(dì)球上最(zuì)大(dà)的地学(xué)实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个(gè)三层(céng)楼高的探测器，一直(zhí)致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这里的(de)科学家(jiā)声(shēng)称(chēng)观测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的(de)数据(jù)收(shōu)集，人们发现了(le)一(yī)个有趣的事情。探(tàn)测率会(huì)在每年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降到(dào)最低，而且(qiě)在20年当中每(měi)年都(dōu)是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗物质的第一(yī)个直接(jiē)证据。

但是为什么(me)暗物(wù)质(zhì)会产生周期性(xìng)的年度信号呢？刚才我(wǒ)们(men)讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速(sù)度围绕着银(yín)河系进行移动(dòng)，那(nà)么(me)如果(guǒ)暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着我(wǒ)们(men)也在以这样的速(sù)度在穿(chuān)越着暗物质流，这(zhè)个过程(chéng)中会产生(shēng)相应的(de)振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的速(sù)度围绕太(tài)阳进(jìn)行旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳(yáng)的方(fāng)向(xiàng)与(yǔ)太(tài)阳环(huán)绕银河系的(de)方向(xiàng)是(shì)一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月(yuè)份的(de)时候，地球与(yǔ)太阳的方向正好达(dá)到完全一致，这是理论上地球穿(chuān)越(yuè)暗(àn)物质流最快的(de)时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的情(qíng)况中，太阳系相对(duì)银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影(yǐng)响这个理论(lùn)的有效性。

因此(cǐ)科学(xué)家认为这可以用来解(jiě)释，研究人员们所观(guān)测到的周期性(xìng)信(xìn)号。当然也可(kě)能有(yǒu)其(qí)他的情况，造成这种年度(dù)周期信(xìn)号的差异也可能(né命运多桀和命运多舛的区别怎么读，命运多桀和命运多舛的区别是什么ng)是温度(dù)、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游(yóu)客的数量也符(fú)合这个周期的规律。

所以，科学家们又在南半球建立了一个(gè)几乎相同的实验室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿(chuān)过暗物(wù)质(zhì)流(liú)的(de)运动特(tè)征(zhēng)和第一个实验(yàn)室是(shì)一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗物质(zhì)所存在的非(fēi)常有力的(de)证据了。但是由于这个实验室刚刚建成(chéng)不(bù)久，所以截至目(mù)前还无法提供相应的(de)数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同(tóng)，但它的宽视场仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南(nán)希格雷斯罗曼(màn)太空望(wàng)远(yuǎn)镜其中一个关键的用途(tú)就是探索暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我们只(zhǐ)能拭(shì)目以待了。费(fèi)米实验室粒(lì)子(zi)天体物(wù)理(lǐ)中心的(de)科(kē)学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如(rú)果暗物质存在，它们(men)极有可(kě)能拥(yōng)有另一种神秘的效应，这(zhè)种暗物(wù)质效应(yīng)，会(huì)支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或(huò)者说是生(shēng)命进化的一个重(zhòng)要因素(sù)。

如果这一(yī)理论(lùn)得到进一(yī)步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物(wù)质会(huì)不(bù)会意味着人类并不孤单呢？或(huò)许(xǔ)在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在(zài)通过(guò)这样的效应创造生命(mìng)。当(dāng)然，这些推论的大前提是要先找(zhǎo)到暗物质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物(wù)质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持是我更新的(de)动力！

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