宇宙是“人(rén)为(wèi)制造”的(de)？为何(hé)会(huì)存在科学无法解释的“暗(àn)物(wù)质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为了(le)寻(xún)找暗物质存在的证据，科学家们在过去(qù)的几(jǐ)十年当中进(jìn)行了超过50次(cì)的长期实验，但是却没(méi)有(yǒu)发现(xiàn)任何的有效(xiào)证据。除(chú)了(le)一(yī)个地(dì)方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学原理(lǐ)一(yī)书(shū)中(zhōng)，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动的规律(lǜ)。往(wǎng)后的几百年来，当天文(wén)学(xué)家们发现某些天体运行轨道(dào)出现异常，不(bù)符合万有引力定(dìng)律的时(shí)候，他(tā)们就会(huì)知道，周围(wéi)一(yī)定(dìng)有未知的(de)天体通过引力在(zài)摄动它的轨道(dào)。比如在(zài)1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都(dōu)是应用万(wàn)有引力定(dìng)律所取得重大天文成就的例(lì)子。但是这些发现都是在恒星系统的尺度当中(zhōng)，可(kě)当我们上(shàng)升(shēng)到星系或者(zhě)是星(xīng)团的尺度，事情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测(cè)量后发星系团的质量。这是一个由数千个(gè)星(xīng)系(xì)所组成的巨(jù)大星系团(tuán)，这些星系被(bèi)引力束缚在一起。测量星(xīng)系团的质量一般会使用(yòng)到两(liǎng)种方法，当两种(zhǒng)方法结果一致，就可以确定(dìng)其质量的(de)范围(wéi)。

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

第(dì)二种(zhǒng)是动(dòng)力学质量的计算，是(shì)利用光谱(pǔ)红移测(cè)量星(xīng)系团中的(de)各个(gè)星系相(xiāng)对于星系团(tuán)的运动(dòng)速度。当测量结果出来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动(dòng)力学质量(liàng)”竟(jìng)然是(shì)“光(guāng)度学质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星(xīng)系团(tuán)有99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的(de)质量(liàng)并(bìng)不以可(kě)见(jiàn)光(guāng)的(de)形式所存在，我们无法看到。最诡异的是，在测量速(sù)度的过程中(zhōng)，兹威(wēi)基(jī)发现星系团中(zhōng)很多星系的(de)速(sù)度比理论上要快(kuài)得多，按(àn)照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些(xiē)可(kě)见(jiàn)星系的质量所产生的引力是无法将它们束缚在(zài)星系团内(nèi)的，它们(men)早就应该被抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力量在(zài)起作用，这种力(lì)量来(lái)源于某种隐形的物质(zhì)。

据此，兹(zī)维基(jī)提(tí)出(chū)了这样部分不可见的(de)暗质，它不发散(sàn)光、吸(xī)光、反射光，但是它们(men)却占据(jù)着宇宙中绝大(dà)部分的质量。只是当时的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质(zhì)”这个(gè)词才(cái)再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯(kěn)特福特在观测仙女座星系(xì)中的恒(héng)星(xīng)运动。理(lǐ)论上(shàng)来说(shuō)，距离中心越(yuè)远的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是他们观测的(de)结(jié)果却让人感到不可思议。

随着与中心距(jù)离的(de)增加(jiā)，恒星的(de)旋转速度(dù)几乎保持不变(biàn)。可(kě)是根据牛顿的(de)万(wàn)有引力定(dìng)律，在星系当中如(rú)果(guǒ)没有(yǒu)足够大的质量(liàng)来吸引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使(shǐ)用一种相对标准(zhǔn)的(de)方(fāng)法来解释暗物质的存(cún)在，这种方法就是测量星系当中(zhōng)气体(tǐ)在X轴上距离星系中(zhōng)心(xīn)的(de)距离(lí)，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转速度。如果出现异常的结果，就认(rèn)为是(shì)由暗物质的力量进入其中。

于是(shì)科学家(jiā)们(men)通过(guò)射电(diàn)望远镜(jìng)测(cè)量了(le)距(jù)离(lí)星系中(zhōng)心更(gèng)远距离的(de)氢元素(sù)，发(fā)现它们的(de)旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力学定(dìng)律。我们的太阳系也不例外，太阳系(xì)位于银河(hé)系的第三悬臂之上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定律进行(xíng)计算，太阳系的(de)运(yùn)行速度(dù)应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速度围绕(rào)银河系(xì)旋转，这个实际速度远远大于(yú)理论速度，那么产(chǎn)生以上(shàng)这种向心加(jiā)速(sù)度的原因很可能(néng)就是(shì)存在着一种我(wǒ)们看不(bù)到的物质，是这些暗物质的引力(lì)效应将星系聚集在了一起。

也是从这(zhè)时(shí)开始，越(yuè)来(lái)越多的研(yán)究人员(yuán)开始相信暗物质(zhì)的存在。科学家根据(jù)星系外(wài)恒(héng)星轨(guǐ)道的速度，估算在星系当(dāng)中暗物(wù)质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不(bù)是唯一可以解释这个(gè)现象的原因。在一项新(xīn)的(de)研究(jiū)当中(zhōng)，科学家们发(fā)现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒(héng)星之间，也会出现速度上的微小(xiǎo)差异(yì)。另(lìng)外，天文学(xué)家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地(dì)球大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大(dà)小和银河系(xì)不多，但是(shì)星(xīng)系当中存在(zài)的恒星数量却只有(yǒu)银(yín)河系的(de)千(qiān)分之一(yī)。

所(suǒ)以在理论上，该星(xīng)系必须存在暗物(wù)质，否则就会分崩离析。但是科学(xué)家们使用最先进的望远镜对其进行了40个小时(shí)的详(xiáng)细测量(liàng)之后(hòu)，发现星系(xì)中的(de)恒星(xīng)运动是可(kě)以用正常的物质(zhì)和力学定律来解(jiě)释的。那么又(yòu)有人提出，也许该(gāi)星系(xì)的(de)暗物质，已经被附(fù)近(jìn)的另一个大星系剥离了。奇怪的(de)是(shì)，它的附(fù)近没有(yǒu)任何(hé)星系存在(zài)。造成这些现象的除(chú)了暗(àn)物质的假(jiǎ)说之(zhī)外，另一种可能就(jiù)是(shì)人类对引力的(de)理(lǐ)解还不(bù)够全面，引力很可能在(zài)不同尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意味着(zhe)在行星(xīng)系尺度中(zhōng)的(de)天(tiān)体会(huì)沿着(zhe)它们的轨道(dào)，按照我(wǒ)们所理解的方(fāng)式运动(dòng)。但是上升到星系和星团的尺度，引力之(zhī)间的相(xiāng)互(hù)作用则是不同的方式。对于在(zài)星系团之间的(de)相互作用，科(kē)学家还引入了外(wài)部场效应(yīng)的概念，指的是在数(shù)百万光年的(de)规模上，巨大(dà)的(de)质量(liàng)之间(jiān)会产生对彼此特殊的效(xiào)果，这个(gè)理(lǐ)论叫做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙(méng)德(dé)理论成立(lì)，这意味着(zhe)我(wǒ)们需要对现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些发现也让很多人认为(wèi)暗物质(zhì)假(jiǎ)说理(lǐ)论就此(cǐ)终结(jié)。但是在宇宙当中还(hái)有关于暗物质存(cún)在的(de)其他的理论证据，这些理论(lùn)证据是(shì)蒙德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径(jìng)向距(jù)离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所组成，类(lèi)似这(zhè)样的(de)星团，它们大部分的(de)普(pǔ)通质(zhì)量都在星系的气体当中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的(de)时候，星(xīng)际气(qì)体的相互作用(yòng)就(jiù)会导致温度的急剧升高，速度大幅降低。所以(yǐ)在理(lǐ)论上，在碰(pèng)撞(zhuàng)之后，子(zi)弹星系团大部分的质量(liàng)将位于所(suǒ)有这些气体所(suǒ)在(zài)的中间区域。那么我(wǒ)们(men)通过什么来(lái)验(yàn)证它的质量区(qū)域(yù)到底是不是(shì)集(jí)中在中间呢？前(qián)不久，詹(zhān)姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的(de)高清照片，在照片中我们可以明显(xiǎn)地看(kàn)到很多(duō)星系似乎被(bèi)拉伸(shēn)产(chǎn)生了巨(jù)大的形变。其实这些(xiē)星(xīng)系本身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我们(men)地球上(shàng)的(de)观(guān)测者之间。被一个质量(liàng)超级(jí)巨大的天体遮挡(dǎng)，这个超大质(zhì)量的东(dōng)西(xī)的(de)引(yǐn)力，会使身后更遥(yáo)远星(xīng)系(xì)的光都发生了扭(niǔ)曲。这个(gè)现象就是(shì)引力透镜效应(yīng)。这个巨大的天体可能是(shì)超(chāo)大质量的黑(hēi)洞或(huò)者是暗(àn)物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系(xì)团观测的时候，发(fā)现它的大质量(liàng)区(qū)域并不是在中间，而是(shì)在两侧。所以最好(hǎo)的解释方(fāng)法就是当星团发生(shēng)全部的(de)碰撞时，可被(bèi)观测(cè)到的质量气体被卡在(zài)了(le)中间，暗物质则直接通过(guò)了这个区域，并在两边形成了引力透(tòu)镜。对(duì)子弹星系团的引力(lì)透镜研(yán)究也(yě)被(bèi)认为(wèi)是暗物质存在的迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙当中最古(gǔ)老的(de)光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿(chuān)越在宇(yǔ)宙(zhòu)当中了(le)。经(jīng)过了130多亿(yì)年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同(tóng)性(xìng)的微波辐射。其中红色(sè)的部分表(biǎo)示温度较高(gāo)的区域，蓝(lán)色则表示相对(duì)较冷的区域，但实际上(shàng)它们之间(jiān)的(de)温差只有万(wàn)分之一(yī)。

科学家们通过对前景背景分(fēn)离后的二值图像(xiàng)进行连(lián)通域提取和(hé)标记之后发(fā)现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形(xíng)看起(qǐ)来不(bù)应该是这样的，而随(suí)着暗物(wù)质的增加(jiā)，一些(xiē)峰值(zhí)的(de)幅度会减小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要的暗物质(zhì)大约(yuē)是普通物质的(de)5倍。这(zhè)个数字(zì)与解释(shì)星系当中恒星运动所需要的(de)暗物质比(bǐ)例是(shì)一(yī)致(zhì)的。这就意味着。

用了(le)一个简(jiǎn)单的理论框(kuāng)架(jià)，就很好地解释了很多不同的观测(cè)结果。而暗(àn)物质(zhì)的本质就是(shì)宇宙当中存在(zài)着辍学是什么意思？拼音，缀学和辍学是什么意思某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒子，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来(lái)相互作用。所以(yǐ)如果能(néng)够找到这种(zhǒng)粒子(zi)的存在，就相(xiāng)当(dāng)于(yú)找到了暗物(wù)质存在的实际证(zhèng)据。这(zhè)种(zhǒng)粒(lì)子(zi)到底是什(shén)么？科学家们已经提出(chū)了数十种的假想(xiǎng)目标(biāo)，而要(yào)寻(xún)找(zhǎo)这些不同的目标(biāo)粒子(zi)所需要的实验方式也不(bù)相同。在过去的(de)几(jǐ)十年当中(zhōng)，人类(lèi)为(wèi)了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互(hù)作用的“暗物质”，科学家们已经进行了(le)超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了一个地方，意大利的(de)格兰萨索山(shān)，隶(lì)属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下(xià)1400米处的地下(xià)矿井当中(zhōng)，藏着地球(qiú)上最大的地学(xué)实(shí)验室，这个(gè)实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的(de)探测(cè)器，一直致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家声称观测到了某种信(xìn)号。经(jīng)过了20多年的数据收集，人(rén)们发现(xiàn)了一(yī)个有趣(qù)的(de)事情。探(tàn)测(cè)率(lǜ)会在每年的6月份达到(dào)峰值，然后在(zài)11月降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年都是(shì)一样。一些科学家(jiā)认为这可(kě)能(néng)是(shì)人类(lèi)发现暗(àn)物质的第一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周期性的年度信号呢？刚才我们(men)讲了太阳(yáng)系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物质存在(zài)宇宙当(dāng)中，这意味(wèi)着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质(zhì)流(liú)，这个过程(chéng)中会产生相应的振荡(dàng)，同(tóng)时地球又以30公里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的方(fāng)向是一致(zhì)的(de)，而另外半(bàn)年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候(hòu)，地球与太(tài)阳的方向正好达到(dào)完全一致，这是理论上地球穿越(yuè)暗(àn)物质流(liú)最快的时段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢(màn)值。尽(jǐn)管在实际(jì)的情况中，太阳系相(xiāng)对银河系的平面呈(chéng)现了(le)60度的倾斜(xié)，但是这并不影响这个(gè)理论的有效性。

因此科学(xué)家认(rèn)为这可(kě)以用来解释，研究人员们所观测到的周期性信(xìn)号(hào)。当然也可(kě)能(néng)有其他(tā)的情况，造成这种(zhǒng)年度周期信号的差异(yì)也可(kě)能是温度、湿度、土壤中的(de)水(shuǐ)分、高(gāo)山上的积雪，甚至连(lián)意(yì)大(dà)利游(yóu)客的数量也符合(hé)这(zhè)个周期的规律。

所以(yǐ)，科学(xué)家们(men)又在南半球建立了(le)一个几乎相(xiāng)同的实(shí)验室(shì)，这里的(de)季节与(yǔ)之前的实验室(shì)正好相(xiāng)反，而在(zài)这里，地球穿过暗(àn)物质流的运(yùn)动特征和(hé)第一个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的(de)信号，就可以成为暗物质所存在的非常有(yǒu)力的证(zhèng)据(jù)了。但(dàn)是(shì)由于这个实验室刚(gāng)刚建成不久，所以截至(zhì)目前(qián)还无法提供(gōng)相应的数据支(zhī)持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜，这(zhè)台太空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大(dà)小跟(gēn)哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它的(de)宽视场仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷(léi)斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键的用途(tú)就是探索暗物(wù)质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我们(men)只能拭目以待了。费米实辍学是什么意思？拼音，缀学和辍学是什么意思验室粒(lì)子天(tiān)体物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物(wù)质存(cún)在，它们(men)极有可能拥有另一种神(shén)秘的效应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的(de)诞生，或者说是生命(mìng)进化的(de)一个重(zhòng)要(yào)因素。

如果这一理论得到进一步(bù)的证实，那(nà)么(me)遍布宇(yǔ)宙当(dāng)中的暗物(wù)质会不会意味着(zhe)人(rén)类(lèi)并不孤单(dān)呢？或许在宇宙当(dāng)中某个角落的行星上(shàng)，暗物质正(zhèng)在通(tōng)过这样的效应创(chuàng)造(zào)生命。当然，这些推(tuī)论的大(dà)前提是(shì)要(yào)先找(zhǎo)到暗物质存在的实(shí)际(jì)证据(jù)。那么小(xiǎo)伙伴们，你们(men)觉(jué)得暗物(wù)质到底存不存在(zài)呢？喜(xǐ)欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新的动力(lì)！

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