宇宙是(shì)“人为制(zhì)造(zào)”的？为(wèi)何(hé)会存在科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人类为了寻找暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的证(zhèng)据，科(kē)学家(jiā)们在过去(qù)的几十年当中进行了(le)超过50次(cì)的长期实验，但(dàn)是(shì)却没有发现任(rèn)何的(de)有效证据。除了一个地方(fāng)，在1687年(nián)出版(bǎn)的(de)自然哲学数学原(yuán)理一书中，埃萨(sà)克牛顿发表了万(wàn)有引力定(dìng)律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的规律(lǜ)。往后的几百(bǎi)年来，当(dāng)天文学家们发现某些天体(tǐ)运行轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引力定律的(de)时候，他(tā)们就会知道，周围(wéi)一(yī)定有未知的天(tiān)体通过引力在摄(shè)动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒(lēi)维(wéi)耶(yé)就通过天王星运行轨道(dào)的异常(cháng)，推算并且发现了(le)海王星的存在(zài)。另(lìng)外，哈雷(léi)彗(huì)星、冥(míng)王星(xīng)的发现(xiàn)都(dōu)是应用(yòng)万有引力定律所取得(dé)重大天文成就(jiù)的(de)例子。但是这些发现都是在(zài)恒星(xīng)系统的(de)尺度当中，可当(dāng)我们上(shàng)升到星系或者是(shì)星团的尺(chǐ)度(dù)，事情就开始变得诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士(shì)的(de)物理学家弗里茨兹威基(jī)正在研究和测量后发星系(xì)团的质量。这是一(yī)个由数千个星系所(suǒ)组成(chéng)的巨大星(xīng)系(xì)团(tuán)，这些(xiē)星系(xì)被引力束缚(fù)在一起(qǐ)。测量星系(xì)团的(de)质量一(yī)般(bān)会使(shǐ)用到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一致，就可以确定其(qí)质量的范围(wéi)。

第(dì)一(yī)种是(shì)获得其"光度(dù)学的(de)质量"，需要的数(shù)据是(shì)测量(liàng)各(gè)个星系(xì)的光度。

第二(èr)种是(shì)动(dòng)力(lì)学质量的(de)计算，是利用光谱红(hóng)移测量星系团中的各个星系相对于星系团(tuán)的运(yùn)动速度。当(dāng)测量结果出来之后，兹威基(jī)彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量(liàng)并不(bù)以可见光的形式所存在，我们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中很多星系(xì)的速(sù)度比理论上要快(kuài)得多(duō)，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可(kě)见星系的质(zhì)量所产生的引力是无(wú)法将(jiāng)它(tā)们束缚在(zài)星系团内的(de)，它们早就(jiù)应该被抛(pāo)出星(xīng)系团之外了(le)，除非(fēi)有(yǒu)一(yī)种神(shén)秘的力(lì)量在(zài)起作用，这种(zhǒng)力量(liàng)来源于(yú)某种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部分不可见的暗(àn)质，它不发(fā)散光、吸光、反射光(guāng)，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的(de)质量。只是当时的(de)人们对这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才(cái)再一(yī)次出(chū)现。天(tiān)文(wén)学家维拉(lā)鲁宾(bīn)和肯特福特在(zài)观测仙女座星(xīng)系(xì)中的恒星运动。理论(lùn)上来说(shuō)，距离中心越远的(de)恒星在其轨道(dào)上的运行速度就会越慢。但是他们(men)观测的结果却让人(rén)感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星的旋(xuán)转速度几乎保持不(bù)变。可是根据牛顿的万有(yǒu)引力定律，在星(xīng)系当中如果没有足够(gòu)大的质(zhì)量来吸引它们，这些外(wài)围的恒(héng)星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们(men)会使用一种(zhǒng)相对标准的方法来解(jiě)释暗物质的存(cún)在，这(zhè)种方法(fǎ)就(jiù)是测量星(xīng)系当(dāng)中气体(tǐ)在(zài)X轴上(shàng)距离星系中心(xīn)的距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如果出现(xiàn)异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质(zhì)的力量进入其中(zhōng)。

于(yú)是科学家们通过射电望远镜测量了距离(lí)星系中心(xīn)更远(yuǎn)距离(lí)的(de)氢元素，发现它们(men)的旋转速度并不符合(hé)牛(niú)顿的(de)力学定(dìng)律。我们的太(tài)阳系(xì)也不例(lì)外，太阳系位于银河系(xì)的(de)第(dì)三悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系(xì)的运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实(shí)际上，太阳系正(zhèng)在以220千(qiān)米/秒的速度围(wéi)绕银河系旋转，这个(gè)实际速度远远大于理论(lùn)速(sù)度，那么产生以(yǐ)上这种(zhǒng)向(xiàng)心加速度的原因很可(kě)能就是存在着一(yī)种(zhǒng)我们看不到的物(wù)质(zhì)，是(shì)这些(xiē)暗物质的引力效应将星系聚集在了一起(qǐ)。

也(yě)是从这时开始，越来越多的(de)研究(jiū)人员(yuán)开始相(xiāng)信(xìn)暗(àn)物(wù)质(zhì)的存在(zài)。科学家根据(jù)星(xīng)系外恒星轨道(dào)的速度(dù)，估算在星(xīng)系当(dāng)中暗物质(zhì)的质量占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不是(shì)唯一(yī)可(kě)以解释这个(gè)现象的原因。在一项新(xīn)的(de)研究当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应(yīng)的遥(yáo)远恒星之间，也会出现速度上的微小差(chà)异。另外，天文学家还发现(xiàn)了一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多，但是星系当(dāng)中存(cún)在的恒星数量却只(zhǐ)有(yǒu)银河系的千分之一。

所以在理论上，该星系必(bì)须(xū)存(cún)在暗(àn)物质，否则就会分崩离析。但是科(kē)学家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发(fā)现星系中的恒星运动(dòng)是可(kě)以用正常的物(wù)质(zhì)和力学定律来解释(shì)的(de)。那么又有人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经被附近的另一(yī)个大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的(de)附近(jìn)没(méi)有任何星系(xì)存在。造成(chéng)这(zhè)些(xiē)现象的(de)除了暗物质(zhì)的假说之外，另一种可能就(jiù)是人类对(duì)引力的理解还不(bù)够全面，引力(lì)很可能在不同尺度空间(jiān)中的(de)工作(zuò)方式(shì)是(shì)不同的(de)，这意味着在行星系尺度中的天体会沿(yán)着(zhe)它们的轨道，按照我们所理(lǐ)解的方式运动。但是(shì)上升(shēng)到星系(xì)和星团的尺度，引力之间的相互作用(yòng)则是(shì)不同的方式。对于在星(xīng)系(xì)团之间的相(xiāng)互作用(yòng)，科学(xué)家还引入(rù)了外部(bù)场效应(yīng)的概念，指的是在数百万光(guāng)年的规模(mó)上，巨(jù)大的质量之(zhī)间会(huì)产生对彼此特殊的效果，这个理(lǐ)论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味(wèi)着我们需(xū)要对现在的物理定律进(jìn)行修正，这些发现也让很(hěn)多人认(rèn)为暗物质假(jiǎ)说理(lǐ)论就(jiù)此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还(hái)有关(guān)于暗物(wù)质存(cún)在的其他(tā)的理论(lùn)证据，这些(xiē)理论证(zhèng)据是蒙(méng)德理论所没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子(zi)弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组(zǔ)成，类似这样的星(xīng)团，它们大部(bù)分的普通质量都在(zài)星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时(shí)发生碰(pèng)撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用(yòng)就会导(dǎo)致温(wēn)度的急(jí)剧升(shēng)高，速(sù)度大(dà)幅降低。所以在(zài)理论上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星系团大(dà)部分的质量将位于(yú)所有这(zhè)些气体(tǐ)所在的中间区域。那么(me)我们通过什么来验证它的质量区域到底是(shì)不(bù)是集(jí)中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太(tài)空(kōng)望远镜(jìng)传回(huí)了宇宙当中第(dì)一(yī)张(zhāng)全(quán)彩的高清照(zhào)片，在(zài)照片中(zhōng)我(wǒ)们可以(yǐ)明显地看到很(hěn)多星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大的形变。其(qí)实这(zhè)些星(xīng)系本身(shēn)并(bìng)不是真的(de)被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不(bù)是(shì)韦伯望(wàng)远(yuǎn)镜出了什么问(wèn)题，而是这(zhè)样极遥远的(de)天体和我们地球上的观测(cè)者(zhě)之间。被一个质(zhì)量(liàng)超级(jí)巨(jù)大(dà)的天体(tǐ)遮挡，这(zhè)个(gè)超大质量的(de)东西的引力，会使身(shēn)后更遥远星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜效应(yīng)。这个(gè)巨大的天体(tǐ)可(kě)能(néng)是(shì)超大质量的(de)黑(hēi)洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对(duì)子弹星系团观(guān)测(cè)的时候(hòu)，发现它的大质量区域并不是在中(zhōng)间，而是(shì)在两侧。所以最好的(de)解释方法就是当星团发生全(quán)部(bù)的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中间，暗(àn)物质则直(zhí)接通过了(le)这个区域，并在(zài)两边(biān)形成了引力透镜(jìng)。对子(zi)弹星系团的引力透镜研究(jiū)也被认(rèn)为是暗(àn)物质存(cún)在的迄(qì)今为止最好的理滴滴总部在北京哪个区，滴滴总部北京地址(lǐ)论证据。

除此(cǐ)之外，还有来自宇宙当中最古老的光(guāng)。从宇宙大(dà)爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光(guāng)终于(yú)可以畅通无(wú)阻地穿越在宇(yǔ)宙(zhòu)当中了(le)。经(jīng)过了130多亿(yì)年之(zhī)后，这些(xiē)光在宇宙空间背景上留(liú)下了(le)各相同性的微波辐射。其(qí)中(zhōng)红色的部分(fēn)表示(shì)温度(dù)较(jiào)高(gāo)的(de)区域，蓝色则表(biǎo)示相(xiāng)对较冷的区(qū)域(yù)，但(dàn)实(shí)际上它们之间的温差(chà)只有万分之(zhī)一。

科学家们(men)通(tōng)过(guò)对前景背(bèi)景分离后的二值图像(xiàng)进行连通域提(tí)取和标(biāo)记(jì)之后(hòu)发(fā)现(xiàn)，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物(wù)质，图形(xíng)看起(qǐ)来不应该是这样的，而随着(zhe)暗物质的增(zēng)加(jiā)，一些峰值的幅度会减小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐射(shè)的测量值，我们需要的暗物质(zhì)大约是普通物(wù)质的5倍(bèi)。这个数字与解释(shì)星系(xì)当中恒(héng)星运动所需要的暗物质比例是一致(zhì)的(de)。这就意味着(zhe)。

用了一个简单的(de)理(lǐ)论框架，就很好地解释了很多不(bù)同(tóng)的观测结果。而暗物质的本(běn)质就是宇宙当(dāng)中(zhōng)存在着(zhe)某(mǒu)种类(lèi)型的粒子，它们不参与任何其(qí)他的电磁作用，只通过(guò)引力来相互作用。所以如果(guǒ)能够找到这(zhè)种粒子的存在，就相当于找到了(le)暗物(wù)质存在的实(shí)际证(zhèng)据。这种粒子到(dào)底是什(shén)么(me)？科(kē)学家们(men)已经(jīng)提(tí)出了(le)数十种的假想目(mù)标，而要寻找这(zhè)些(xiē)不同的(de)目标粒子所(suǒ)需(xū)要的实验方式也不(bù)相同。在过去的几十(shí)年当中，人类为(wèi)了(le)寻找这些看(kàn)不见(jiàn)、摸不到，几乎不会与常规物(wù)质(zhì)相互作用的“暗(àn)物质(zhì)”，科(kē)学家们已(yǐ)经进行(xíng)了超(chāo)过50次(cì)的实验(yàn)，却没(méi)有任何实质性的发现，除了(le)一个(gè)地方，意大利的格兰(lán)萨索山，隶(lì)属于(yú)阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏(cáng)着地球上最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一个(gè)三(sān)层楼高的探测(cè)器，一直致力于寻找暗物(wù)质粒(lì)子的(de)周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科学家(jiā)声(shēng)称(chēng)观(guān)测到了某种信(xìn)号。经过了20多年的(de)数据收集，人(rén)们发现了一个有趣(qù)的事情。探测率会在每年的6月份达到(dào)峰(fēng)值，然后在11月降到最低(dī)，而且在20年(nián)当中每年都是一样(yàng)。一(yī)些科学(xué)家认为(wèi)这可能(néng)是人(rén)类发现暗物质的第一(yī)个直接证据(jù)。

但(dàn)是(shì)为(wèi)什(shén)么暗物质会产生周期性的年度信号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度围绕(rào)着(zhe)银(yín)河系进(jìn)行移(yí)动，那么如果暗物质(zhì)存(cún)在宇宙当(dāng)中，这(zhè)意味着我们也在以这(zhè)样(yàng)的速度(dù)在穿越着暗物(wù)质流，这个过程中会产生相应的振荡(dàng)，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太(tài)阳进(jìn)行旋(xuán)转。所以有半年(nián)的时间，地球围绕太阳的方(fāng)向(xiàng)与太阳环绕银河系的方向是(shì)一(yī)致的，而(ér)另外半(bàn)年则与之相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳的方向正好达到完全一致，这是(shì)理论上地球(qiú)穿越暗物(wù)质流(liú)最快的时段。而在11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最(zuì)慢值。尽(jǐn)管在实际的情况中，太阳(yáng)系(xì)相对银(yín)河(hé)系的(de)平面呈(chéng)现了60度的(de)倾斜，但是这并不影(yǐng)响这个理论的有效性(xìng)。

因此科学家(jiā)认为这可以用来解(jiě)释(shì)，研究人(rén)员们(men)所(suǒ)观(guān)测到的周期性信号。当然也可能(néng)有(yǒu)其他的情(qíng)况(kuàng)，造成这种年(nián)度周期信号(hào)的(de)差异(yì)也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的积雪(xuě)，甚至(zhì)连意大利游客的数量也符合这个周(zhōu)期的规律(lǜ)。

所以(yǐ)，科学(xué)家(jiā)们又在南(nán)半(bàn)球建立了(le)一个(gè)几乎相同的实验室，这里的季(jì)节与之前的实验室(shì)正好相反，而在(zài)这(zhè)里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实验室是一样的(de)。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这里(lǐ)可以得到(dào)相同(tóng)的信号，就可以成为暗物质所存在的非常有(yǒu)力的证据了。但(dàn)是由于这个实验(yàn)室刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还无(wú)法提供相应的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台(tái)新的(de)望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南(nán)希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小跟(gēn)哈(hā)勃望远(yuǎn)镜(jìng)相同，但(dàn)它的宽(kuān)视场仪(yí)器提供(gōng)的(de)视野(yě)是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太(tài)空望(wàng)远镜其中一个关键(jiàn)的用(yòng)途就是探索(suǒ)暗(àn)物质背后的奥秘，对于(yú)探测的结果，我们只能拭目以待了。费(fèi)米(mǐ)实验(yàn)室粒子天体物理中心的科学家(jiā)丹(dān)琥(hǔ)珀和贾(jiǎ)森斯(sī)特芬研究发现，如果(guǒ)暗物质(zhì)存在(zài)，它们极有可(kě)能拥有另(lìng)一种神秘的效应，这(zhè)种暗物质(zhì)效(xiào)应，会(huì)支持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是生命(mìng)进滴滴总部在北京哪个区，滴滴总部北京地址化(huà)的一(yī)个重要(yào)因素。

如果这一理论(lùn)得到进一(yī)步的(de)证实(shí)，那么(me)遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会不会意味(wèi)着(zhe)人类并(bìng)不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角(jiǎo)落的行星(xīng)上，暗(àn)物(wù)质正(zhèng)在(zài)通过这样的效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论的大(dà)前提是要(yào)先(xiān)找到暗物质存在(zài)的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你们(men)觉得暗物质到(dào)底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是(shì)我更新的动力！

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