宇宙是“人为制(zhì)造(zào)”的(de)？为何会(huì)存(cún)在科学无法(fǎ)解释(shì)的(de)“暗物质”？暗物(wù)质又(yòu)究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物质存在(zài)的(de)证(zhèng)据，科学家们在(zài)过去(qù)的几十(shí)年当中进行了超过(guò)50次(cì)的长期实验，但是却没有(yǒu)发现(xiàn)任何的有效证据。除了一个地方(fāng)，在1687年(nián)出(chū)版(bǎn)的自然哲学数(shù)学(xué)原理一书中，埃萨(sà)克牛顿(dùn)发表了万(wàn)有引力定(dìng)律，它(tā)揭(jiē)示了宇宙中天体运动的规(guī)律。往后的几(jǐ)百年(nián)来，当天(tiān)文学(xué)家们发(fā)现某些天体运(yùn)行轨道出现异常，不符合万(wàn)有引力定律的(de)时候，他们(men)就会知道，周围一(yī)定有(yǒu)未知的(de)天体通(tōng)过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶(yé)就(jiù)通过(guò)天王星运行轨道的异(yì)常，推算并(bìng)且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发现都是应用万有引力定律(lǜ)所(suǒ)取(qǔ)得重大天文成就的例子。但(dàn)是这(zhè)些发(fā)现都是在恒(héng)星(xīng)系统的尺度当中，可当我们上(shàng)升到星系(xì)或者是星团的尺度，事情就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家(jiā)弗里茨(cí)兹威基正在研究和测量(liàng)后发星系(xì)团(tuán)的质(zhì)量。这是一(yī)个由(yóu)数(shù)千个星系所组成的巨大星系团，这些星(xīng)系被引力(lì)束缚在一(yī)起。测量星系团的质(zhì)量一般会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致(zhì)，就可以确定(dìng)其(qí)质(zhì)量的范(fàn)围。

第一种是(shì)获得其"光度(dù)学的质量"，需要的数据是测量各个星系的光度(dù)。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱红移测量星系团中的各个星(xīng)系相对于星系团的运动速度。当(dāng)测(cè)量结果出来之(zhī)后，兹威基(jī)彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这(zhè)意味着，后发座星系团有99%的(de)质量(liàng)消失了，或者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的(de)形式(shì)所(suǒ)存在，我们无法看到。最(zuì)诡异(yì)的是，在测量速度的过程(chéng)中，兹威(wēi)基发现星系团中很多(duō)星系(xì)的速度比理论上要快得多，按照牛顿(dùn)的运动学定律(lǜ)，仅靠这些可(kě)见星系的(de)质(zhì)量(liàng)所产生的引(yǐn)力是(shì)无法将它们束缚在星(xīng)系团内的，它(tā)们早就应(yīng)该被(bèi)抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部分不可见的暗质(zhì)，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是(shì)它们却占(zhàn)据着宇宙中绝大部分的(de)质量(liàng)。只(zhǐ)是当时的人们对这样的一(yī)种说(shuō)法不屑(xiè)一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出(chū)现。天文学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾和肯(kěn)特(tè)福(fú)特在观测仙女座星系中的(de)恒(héng)星运动(dòng)。理论上来(lái)说，距离(lí)中(zhōng)心越远的(de)恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度(dù)就会越慢(màn)。但是他们观测的结(jié)果却让人感(gǎn)到不可(kě)思议。

随(suí)着(zhe)与中心距离的增加，恒星的旋转速(sù)度几乎保持(chí)不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在星(xīng)系当中如(rú)果(guǒ)没(méi)有足够大的质量来吸引它们，这些外围的(de)恒星早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科(kē)学家们会使用一种(zhǒng)相对(duì)标准的方法来解(jiě)释暗物质的(de)存在(zài)，这种方法就是(shì)测量星系当中气体(tǐ)在X轴上(shàng)距离星系中心(xīn)的距(jù)离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果出现异(yì)常(cháng)的结果，就认为是(shì)由暗物(wù)质的力量进入其中。

于是(shì)科学家(jiā)们(men)通(tōng)过(guò)射电望远镜测(cè)量了距离星系中心(xīn)更远(yuǎn)距离的氢元素(sù)，发现它(tā)们的(de)旋转速度并不符合牛(niú)顿的(de)力学(xué)定律。我们的太阳系也(yě)不例外，太阳(yáng)系(xì)位于银河系(xì)的第三悬臂之上，距离银河系中心(xīn)2.6万光年(nián)，根据万有引力定律进行计算(suàn)，太阳系的(de)运行(xíng)速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米(mǐ)/秒的(de)速度围绕(rào)银河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于理(lǐ)论速度，那么产(chǎn)生以上(shàng)这种向(xiàng)心加速度的原(yuán)因(yīn)很可能就是存在着一(yī)种我们看不到的物质，是这些暗物质的引(yǐn)力效应将星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越(yuè)来越多的研究人员开始相(xiāng)信暗(àn)物质的存在。科学(xué)家根据星系外恒(héng)星(xīng)轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物质的(de)质量(liàng)占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释(shì)这个(gè)现象的原(yuán)因(yīn)。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发现，几乎没(méi)有引(yǐn)力效应(yīng)的(de)遥远恒星(xīng)之间，也会出现速度(dù)上的微小差异。另(lìng)外，天文(wén)学家还发现了一个反常(cháng)的(de)星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小(xiǎo)和银河系(xì)不多，但是(shì)星系(xì)当中存在(zài)的(de)恒星数量却只有银(yín)河系(xì)的千分之一(yī)。

所以在理论上，该星系必须(xū)存在暗物质(zhì)，否则就会(huì)分崩离析。但是科学家们使用最先进的望(wàng)远镜对其进(jìn)行了40个小时的详细测量(liàng)之后，发现星系中的恒星运动是可(kě)以(yǐ)用(yòng)正常(cháng)的物质和力(lì)学定律来解释(shì)的(de)。那么又有人提出，也许该星(xīng)系的暗物(wù)质(zhì)，已经被附近的另(lìng)一个大星系(xì)剥离了。奇怪(guài)的是，它的附近没有(yǒu)任(rèn)何星系存在。造成这些现象(xiàng)的除了暗物质的假说之外，另(lìng)一(yī)种(zhǒng)可能就是人类对引(yǐn)力的理解还(hái)不够全面(miàn)，引力很可能在不(bù)同(tóng)尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意味着在(zài)行星系尺度中的天(tiān)体会(huì)沿着(zhe)它们的轨道(dào)，按照我(wǒ)们(men)所理解的方(fāng)式运动(dòng)。但(dàn)是上升(shēng)到星(xīng)系和星团的尺度(dù)，引力之间的相互作用则是不同(tóng)的方式。对于(yú)在星系(xì)团之间的相互作(zuò)用(yòng)，科学家还(hái)引入了(le)外部(bù)场效应的(de)概(gài)念，指(zhǐ)的是在数百(bǎi)万(wàn)光(guāng)年的规模上，巨大的质量(liàng)之间会产生对彼此特殊的效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我(wǒ)们需要对现在的(de)物理定律进(jìn)行修(xiū)正(zhèng)，这些发(fā)现也让很多人认为暗物质假说理论就(jiù)此终结。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗物质存在的其他(tā)的理论证据，这些理论证据是(shì)蒙德理论所(suǒ)没法(fǎ)解释的“引力透镜(jìng)”。

bd和hd哪个好，bd和蓝光有什么区别"1649" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/18fc0a6e444b507.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

径向距离为37亿光(guāng)年的(de)子(zi)弹星(xīng)系(xì)团，由两(liǎng)个碰撞的星系团所组成，类似这样的(de)星团，它(tā)们大部分的普通(tōng)质(zhì)量都在星(xīng)系的气体当中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导致(zhì)温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低(dī)。所以在理论上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系团大部分的质量将位(wèi)于(yú)所有这些气体所在(zài)的中(zhōng)间区域。那(nà)么(me)我们通过什么(me)来(lái)验证它的质量区域到底是不是集中在中间(jiān)呢？前不(bù)久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远镜(jìng)传回(huí)了宇宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全彩(cǎi)的(de)高清照片，在(zài)照片中我们(men)可以(yǐ)明显地看(kàn)到很多(duō)星系似乎(hū)被拉伸(shēn)产(chǎn)生(shēng)了巨大的(de)形(xíng)变(biàn)。其实(shí)这(zhè)些星系本身(shēn)并不是真的被扭曲了(le)，也不(bù)是韦伯望远镜出(chū)了什么(me)问题(tí)，而(ér)是这(zhè)样极遥(yáo)远的天体和我们地球(qiú)上的(de)观测者之间。被一个质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质(zhì)量的(de)东(dōng)西(xī)的引(yǐn)力，会使身后(hòu)更(gèng)遥远星系的(de)光都发生了扭曲(qū)。这个现象(xiàng)就(jiù)是引力透镜效(xiào)应(yīng)。这(zhè)个巨大的天(tiān)体可能是超大质量的黑洞(dòng)或者是暗物(wù)质(zhì)。

所(suǒ)以当人(rén)们对子弹星系(xì)团观测的时候(hòu)，发现它(tā)的(de)大质量区域(yù)并不是在中间，而(ér)是(shì)在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法(fǎ)就(jiù)是(shì)当(dāng)星团发(fā)生全部的碰撞时，可被观测到(dào)的质量(liàng)气(qì)体(tǐ)被卡在(zài)了中间，暗物质则直接(jiē)通过(guò)了这个区域，并在两边形成了(le)引力透镜。对子弹星系团(tuán)的引力透镜研(yán)究(jiū)也被认为是暗物质(zhì)存(cún)在(zài)的迄今为止最好的理论(lùn)证据。

除(chú)此之外，还有来自宇(yǔ)宙(zhòu)当中最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之后，可见光终于(yú)可以畅(chàng)通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当(dāng)中了(le)。经(jīng)过了130多亿(yì)年之后，这(zhè)些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射。其中红(hóng)色的部(bù)分表示温度(dù)较高的区域，蓝色则表(biǎo)示(shì)相(xiāng)对较冷的(de)区域，但实(shí)际上它们之间的温差只有万分(fēn)之(zhī)一。

科学家们通过(guò)对前景背景分(fēn)离后的二值图像(xiàng)进行(xíng)连通域(yù)提取和标记之(zhī)后发现，如果(guǒ)宇宙当中(zhōng)没有暗(àn)物质，图(tú)形(xíng)看起来不应该是(shì)这样(yàng)的，而随着暗物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景辐射的(de)测量值(zhí)，我们需要的(de)暗物(wù)质大约(yuē)是普通物质的5倍。这个数(shù)字(zì)与解释星系当中恒星运动所需要的暗物质比例是一致的。这就意味(wèi)着(zhe)。

用了一个简单的理论框架，就很好地解释了很多(duō)不同的观测结果(guǒ)。而暗物质(zhì)的本(běn)质就(jiù)是(shì)宇宙当(dāng)中存(cún)在着某种类型(xíng)的(de)粒子，它们不参(cān)与(yǔ)任(rèn)何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来(lái)相互(hù)作用。所(suǒ)以(yǐ)如果能(néng)够找到这种粒子的(de)存在，就相(xiāng)当于找(zhǎo)到了(le)暗物质存在(zài)的实际证据。这种粒子到(dào)底是(shì)什(shén)么？科学家们已经(jīng)提出了数(shù)十种的假想(xiǎng)目(mù)标，而要寻找(zhǎo)这些不同(tóng)的(de)目(mù)标粒(lì)子所需要的实验方式(shì)也(yě)不相同。在过(guò)去的几十年当中，人类为了寻找这些(xiē)看不(bù)见、摸不到，几乎不(bù)会与常规物质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学(xué)家(jiā)们已经进行了超过50次(cì)的实(shí)验，却没有任何(hé)实质性的发现，除了(le)一(yī)个地方，意(yì)大利的格兰(lán)萨索山(shān)，隶属于(yú)阿尔卑斯山(shān)脉。

在(zài)山下1400米处的(de)地下(xià)矿(kuàng)井(jǐng)当中，藏着地球上最大(dà)的地学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探测(cè)器(qì)，一直(zhí)致(zhì)力于寻(xún)找(zhǎo)暗(àn)物(wù)质粒子(zi)的周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这(zhè)里的(de)科学家声称(chēng)观测到了(le)某种信号。经过了(le)20多年(nián)的数据收集，人们发现了一个(gè)有(yǒu)趣的事情。探测(cè)率(lǜ)会(huì)在每年的6月份达到峰值，然(rán)后在(zài)11月降(jiàng)到最低，而且在20年当(dāng)中(zhōng)每(měi)年都是一(yī)样。一(yī)些(xiē)科(kē)学家认为这(zhè)可能是人类(lèi)发现暗(àn)物质(zhì)的第一个直(zhí)接证据(jù)。

但是为什(shén)么暗物(wù)质会产生周期性的年度信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系(xì)正(zhèng)在以220公(gōng)里/秒的速bd和hd哪个好，bd和蓝光有什么区别度围绕着银河(hé)系进行(xíng)移动(dòng)，那么如(rú)果暗物(wù)质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这个(gè)过程中会产生相应的振荡，同时(shí)地球又以(yǐ)30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳(yáng)的(de)方向与(yǔ)太阳环绕(rào)银河系(xì)的(de)方向是一(yī)致的，而另外(wài)半年则(zé)与之相反。

而在(zài)6月份(fèn)的时(shí)候，地球(qiú)与太阳的(de)方(fāng)向(xiàng)正好(hǎo)达(dá)到完全一(yī)致(zhì)，这(zhè)是理论(lùn)上地球(qiú)穿(chuān)越暗物质流最快(kuài)的(de)时段。而在11月份，又恰好达到(dào)了最慢值(zhí)。尽管(guǎn)在实(shí)际(jì)的情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系相(xiāng)对(duì)银河系的(de)平(píng)面呈(chéng)现了(le)60度的倾斜，但(dàn)是(shì)这并不(bù)影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科学家(jiā)认为这(zhè)可以用来解释，研究人员们所(suǒ)观测到的周期(qī)性信号(hào)。当然也可能(néng)有(yǒu)其他的情况(kuàng)，造成这(zhè)种年度周期信(xìn)号的差(chà)异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的(de)积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也符合(hé)这个周期(qī)的规(guī)律。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们又在南半球建(jiàn)立了(le)一个几乎相同(tóng)的实(shí)验(yàn)室，这里的季节与(yǔ)之前的实验室正好(hǎo)相反，而在(zài)这(zhè)里(lǐ)，地球穿过(guò)暗物质流(liú)的(de)运动特征和(hé)第一个(gè)实验室(shì)是一样的(de)。

因(yīn)此，如果在这里(lǐ)可以得(dé)到相同的(de)信号(hào)，就可(kě)以成为暗物质所存在的非常(cháng)有力的证(zhèng)据了(le)。但是由于(yú)这(zhè)个实(shí)验室刚(gāng)刚建成不久(jiǔ)，所以截至目前还(hái)无法提(tí)供相应的数据支持(chí)。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望(wàng)远镜，这台太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫(jiào)做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的宽视(shì)场(chǎng)仪器提(tí)供的视(shì)野是哈勃红外(wài)仪器的100倍(bèi)。南(nán)希(xī)格雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其中(zhōng)一个(gè)关键的用途就(jiù)是探索暗物质背后的(de)奥秘(mì)，对于(yú)探测(cè)的结果，我们只能拭目(mù)以待了。费米实验室(shì)粒子天体物理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物(wù)质存在，它们(men)极有可(kě)能(néng)拥有另一种(zhǒng)神秘的效应(yīng)，这种暗物质效应(yīng)，会(huì)支持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或(huò)者说是生(shēng)命进化的一个(gè)重要因素。

如果这一理论得(dé)到进一(yī)步(bù)的(de)证(zhèng)实，那么遍(biàn)布宇宙当中的(de)暗物(wù)质会不会意味着人类并不(bù)孤(gū)单呢(ne)？或许在宇宙当(dāng)中某个角落的行星上，暗物(wù)质(zhì)正在通(tōng)过这样的效应创造生命(mìng)。当(dāng)然，这些推(tuī)论(lùn)的大前提是要先找到(dào)暗物(wù)质存在的实际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不存在(zài)呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你(nǐ)的(de)支持是(shì)我更新的动力！

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