宇宙是“人为(wèi)制造”的？为何(hé)会存在科学无(wú)法(fǎ)解(jiě)释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟是什(shén)么？人类为了寻找暗(àn)物质(zhì)存在的证据，科(kē)学(xué)家们在(zài)过去的几十年当中进行了超过50次(cì)的长期实验，但是却没有发现(xiàn)任何的(de)有效证(zhèng)据。除了一(yī)个地方，在(zài)1687年出版(bǎn)的自(zì)然哲学数学(xué)原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定(dìng)律(lǜ)，它(tā)揭示了宇宙(zhòu)中天(tiān)体运动的(de)规律。往后的(de)几百年(nián)来(lái)，当天文(wén)学家(jiā)们发现(xiàn)某些天体运行轨道(dào)出现异常，不符合万有引力定律的时(shí)候，他们就会知道，周围一(yī)定(dìng)有未知的天体通(tōng)过引力在摄动(dòng)它的(de)轨(guǐ)道。比如在(zài)1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天王(wáng)星运行轨道的异常，推(tuī)算并且(qiě)发现了(le)海(hǎi)王星的存(cún)在(zài)。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应(yīng)用万有引(yǐn)力定律所(suǒ)取得重大天文成就的例子。但是这些发现都(dōu)是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或者(zhě)是(shì)星团的尺度，事情就开始变(biàn)得诡异了(le)。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨(cí)兹威基(jī)正在研(yán)究和测量后(hòu)发星系团(tuán)的(de)质量(liàng)。这是一(yī)个由(yóu)数(shù)千个星(xīng)系所组成的巨大星系团，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到两种(zhǒng)方(fāng)法，当两种(zhǒng)方法结(jié)果一致，就可以确定其(qí)质量的范围。

第一种是获得其"光度(dù)学(xué)的(de)质(zhì)量"，需(xū)要的数(shù)据是测量各个星系的光度。

第二种是动力学(xué)质(zhì)量的计(jì)算(suàn)，是利用(yòng)光(guāng)谱红移测量星系团中的(de)各个星(xīng)系(xì)相(xiāng)对(duì)于星系团的运动速度(dù)。当测量结果出来之后，兹威基(jī)彻底懵了(le)，“动力学(xué)质(zhì)量”竟然是“光(guāng)度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星高级合伙人律师一年收入多少，律师合伙人分几级系团有99%的质量消失了(le)，或者说这99%的(de)质量并不以可见光的(de)形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异(yì)的是，在测(cè)量速度的过程中，兹威基发现(xiàn)星系团(tuán)中(zhōng)很多星系的速度比理(lǐ)论上(shàng)要(yào)快得多，按照牛顿的运(yùn)动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质量所(suǒ)产生的(de)引力是无法将它们束缚在星系团内的，它们早(zǎo)就应该被抛出星(xīng)系团之(zhī)外了，除非有一种神秘的力量在起作(zuò)用(yòng)，这种(zhǒng)力(lì)量来源于某(mǒu)种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了(le)这(zhè)样部分不可(kě)见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射(shè)光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时(shí)的(de)人们对这样(yàng)的一种说(shuō)法不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星(xīng)系中的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论上来说，距离中心越远的恒星(xīng)在其轨道(dào)上的运行(xíng)速度(dù)就会越慢(màn)。但是他们观测的结果(guǒ)却让人感到不(bù)可思议。

随着与(yǔ)中心距离(lí)的(de)增加(jiā)，恒星的旋(xuán)转速度几(jǐ)乎保(bǎo)持不变。可(kě)是根据牛顿的万有(yǒu)引力定律，在星(xīng)系(xì)当中如果没有足够大的质量(liàng)来吸引它(tā)们(men)，这些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当中了(le)。基于这种现象，科学(xué)家们(men)会使用一种相(xiāng)对(duì)标准(zhǔn)的方(fāng)法来解释暗物质的存在(zài)，这种方法就是测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中心的距离，以(yǐ)及(jí)在Y轴上气体的旋转速度。如果出现异(yì)常的(de)结(jié)果，就认为是由暗物质的力量进入(rù)其中(zhōng)。

于(yú)是科学家们通过射电(diàn)望远(yuǎn)镜测量了距离星系(xì)中心更远距(jù)离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符合牛顿(dùn)的(de)力学定律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳系(xì)也不例外，太(tài)阳系(xì)位(wèi)于银(yín)河(hé)系的第(dì)三(sān)悬(xuán)臂之上，距(jù)离(lí)银河系(xì)中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力(lì)定律进(jìn)行计算，太阳(yáng)系的运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以220千米/秒的(de)速度围绕银(yín)河系旋转，这个实际速度(dù)远(yuǎn)远大于(yú)理(lǐ)论速(sù)度，那么产生以上这(zhè)种向(xiàng)心(xīn)加(jiā)速度的(de)原因很(hěn)可能就是存(cún)在(zài)着一种我(wǒ)们看(kàn)不到的物质，是(shì)这些暗(àn)物质的引(yǐn)力效应将(jiāng)星系聚(jù)集(jí)在了(le)一起。

也是(shì)从这时开始，越来越(yuè)多的(de)研(yán)究人员开(kāi)始(shǐ)相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒(héng)星轨道的(de)速度，估(gū)算(suàn)在星(xīng)系当中暗物质的质量(liàng)占整个星系(xì)质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可以解释这(zhè)个现象的原因。在一(yī)项(xiàng)新的研究当中，科学(xué)家们发现(xiàn)，几乎没有引力(lì)效应的(de)遥远恒(héng)星之间，也(yě)会(huì)出现(xiàn)速度上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发现了一个(gè)反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约2.5亿光年(nián)，大小(xiǎo)和银河(hé)系不(bù)多，但(dàn)是(shì)星系当中存在的恒星数量却只有银河(hé)系的千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系(xì)必(bì)须存在暗物质，否则(zé)就(jiù)会分(fēn)崩离(lí)析(xī)。但(dàn)是科(kē)学家们使用最先(xiān)进的望远镜(jìng)对其进(jìn)行了40个(gè)小(xiǎo)时的详细测(cè)量(liàng)之(zhī)后，发现(xiàn)星系(xì)中的恒星(xīng)运动是可(kě)以用正(zhèng)常的(de)物质和力学(xué)定律(lǜ)来解(jiě)释的。那么又有人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经被(bèi)附(fù)近的(de)另一个大星系剥(bō)离(lí)了。奇怪(guài)的是，它的附近没有任何星系存在。造成这(zhè)些现象(xiàng)的除了暗物质的假说之(zhī)外，另一种可能(néng)就是(shì)人类(lèi)对引力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面(miàn)，引力很可能在不同尺(chǐ)度空间中的(de)工(gōng)作(zuò)方式是不同的(de)，这意(yì)味着在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它(tā)们的(de)轨(guǐ)道，按照我们所理(lǐ)解的(de)方式运(yùn)动。但是上升到星系和星团(tuán)的尺度，引力之间的相(xiāng)互作用(yòng)则是不同的方式。对于在(zài)星系团(tuán)之(zhī)间的相互作(zuò)用，科(kē)学家还引(yǐn)入了外部场效应的(de)概念，指的是在数百万光年的规模上，巨大的(de)质量之间(jiān)会产生对彼(bǐ)此(cǐ)特殊的(de)效果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理论。高级合伙人律师一年收入多少，律师合伙人分几级如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我们需要(yào)对(duì)现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些(xiē)发现(xiàn)也让很多人认为暗物质假说理(lǐ)论就此(cǐ)终结。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中还有关(guān)于暗物(wù)质(zhì)存在的其他的理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理论(lùn)所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离为(wèi)37亿光年(nián)的子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的星(xīng)系团所(suǒ)组成，类似这样的(de)星团，它们大(dà)部分的普通质量(liàng)都在星系的气体(tǐ)当中(zhōng)。当(dāng)星团(tuán)以1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的时候，星际气体的相互(hù)作用就会导致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅(fú)降(jiàng)低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞之后(hòu)，子(zi)弹星系团大部(bù)分的(de)质量将位于所有(yǒu)这些气体(tǐ)所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过什么来(lái)验(yàn)证它的(de)质量区域到(dào)底(dǐ)是(shì)不(bù)是集(jí)中(zhōng)在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦(wéi)伯太空望远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当中第一张全彩的(de)高清(qīng)照片，在(zài)照片中我们可(kě)以明显地看(kàn)到很多(duō)星(xīng)系(xì)似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这(zhè)些星系本身(shēn)并(bìng)不是真的被扭曲了，也(yě)不是(shì)韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜出了(le)什(shén)么问题，而是这样极(jí)遥远的(de)天体(tǐ)和我们地球上的观测者之间。被一个(gè)质(zhì)量超(chāo)级巨大的(de)天体遮(zhē)挡(dǎng)，这个超大质量的(de)东西(xī)的引(yǐn)力，会使身后更遥(yáo)远(yuǎn)星(xīng)系的光都发生了(le)扭曲。这(zhè)个现象(xiàng)就是(shì)引力透镜效应(yīng)。这(zhè)个巨大的天体(tǐ)可能是超大质量(liàng)的(de)黑洞或者是暗物(wù)质。

所以当人们对子弹星系团观(guān)测(cè)的时候，发(fā)现它的大质量区域并不是(shì)在中间(jiān)，而是在两侧(cè)。所以(yǐ)最好的解释方法(fǎ)就是当星团发生(shēng)全(quán)部(bù)的(de)碰撞(zhuàng)时，可(kě)被观测到(dào)的质量气(qì)体被卡在了中间，暗物质则直接通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜(jìng)。对子弹(dàn)星系团的引(yǐn)力透镜研究(jiū)也被认为是暗(àn)物质存在的(de)迄(qì)今为止最好的(de)理论证据。

除(chú)此之外(wài)，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开(kāi)始(shǐ)，38万年之后，可见光终于(yú)可(kě)以(yǐ)畅通无阻(zǔ)地穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光在宇宙空间(jiān)背景上留下了各相同性的微波辐射(shè)。其中(zhōng)红(hóng)色的(de)部分表示温度(dù)较高(gāo)的(de)区(qū)域，蓝(lán)色(sè)则表示(shì)相对较冷的区域，但实际上(shàng)它们之间的(de)温差只有万分之一。

科(kē)学家们通过对(duì)前景背(bèi)景分(fēn)离后的二值图像进行连通域提取和标记之(zhī)后(hòu)发现(xiàn)，如果宇宙当中(zhōng)没(méi)有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着暗物质的增加，一(yī)些(xiē)峰(fēng)值的幅度会减小，才变得看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹(pǐ)配宇(yǔ)宙微波背景(jǐng)辐射的测量(liàng)值(zhí)，我们需(xū)要的暗物质大约是普(pǔ)通物质的(de)5倍。这个数(shù)字(zì)与(yǔ)解释星系(xì)当中恒星运动所需要的(de)暗物质比例(lì)是一致的(de)。这就意味着。

用了(le)一个简单的理论框架，就(jiù)很好地解释(shì)了很多(duō)不(bù)同的观测结果。而暗(àn)物质(zhì)的本(běn)质就是宇宙当中(zhōng)存在着某种类型的(de)粒(lì)子，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互作用(yòng)。所以如(rú)果能够找到这(zhè)种(zhǒng)粒(lì)子的(de)存在，就相(xiāng)当于(yú)找到了暗物质存在的(de)实(shí)际(jì)证据。这种粒子到底是什(shén)么？科学家们已经提出(chū)了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这些不(bù)同的目(mù)标粒(lì)子所需(xū)要的实验方式也(yě)不相(xiāng)同。在过去(qù)的几十年当中，人类为了寻(xún)找(zhǎo)这些看不见、摸不到，几乎(hū)不会与(yǔ)常规(guī)物质相互作用的(de)“暗物质”，科学家们(men)已经进行了超过50次的实验，却(què)没有任(rèn)何实质性的发(fā)现，除了一个(gè)地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中(zhōng)，藏着(zhe)地球上(shàng)最大的地学实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高(gāo)的探测器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒子(zi)的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声(shēng)称观测到了某种信号(hào)。经过了(le)20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的事情(qíng)。探测率会在每年的6月份达到(dào)峰值，然后(hòu)在11月降(jiàng)到最(zuì)低(dī)，而且在20年(nián)当中(zhōng)每年都是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗(àn)物(wù)质的第(dì)一个直接(jiē)证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会产生周期(qī)性(xìng)的年度信号呢？刚才(cái)我们(men)讲了太阳(yáng)系正在以220公里/秒的速度围绕着银(yín)河系进行移动，那么如果暗物质(zhì)存(cún)在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样的速度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过程(chéng)中会产生相应的振荡，同时(shí)地(dì)球又以30公里/秒的速度围绕(rào)太阳进行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有半(bàn)年(nián)的时间，地球(qiú)围绕太阳的(de)方向与太阳(yáng)环(huán)绕银河(hé)系的方向是一致的，而另外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太(tài)阳的(de)方向正好(hǎo)达(dá)到完全(quán)一(yī)致，这是理论上地球穿越暗物质(zhì)流最快的时(shí)段。而(ér)在(zài)11月(yuè)份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银河系(xì)的平(píng)面呈(chéng)现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这(zhè)个(gè)理论的(de)有效性(xìng)。

因此科学家认为这可(kě)以用(yòng)来解释，研究人员们(men)所观测(cè)到的周期高级合伙人律师一年收入多少，律师合伙人分几级性信号。当(dāng)然也可能有其他的(de)情况，造(zào)成这种年度周期信号的(de)差异(yì)也(yě)可(kě)能是温度、湿度(dù)、土壤中的水(shuǐ)分、高山(shān)上的积雪，甚(shèn)至连(lián)意大利游客(kè)的数量也符合这(zhè)个周期的(de)规(guī)律。

所(suǒ)以，科学家们又在南(nán)半球建立了(le)一个(gè)几乎相同的实(shí)验室，这里的季(jì)节与之前的实验室正好相反，而在这里，地(dì)球穿(chuān)过(guò)暗物质流的运动特征和(hé)第一个实验室是一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这里可以得到相同(tóng)的信号，就可以成为暗物质所存在的(de)非常有(yǒu)力的(de)证(zhèng)据了。但(dàn)是(shì)由于这个实验室刚刚建成不久，所以(yǐ)截至目前还(hái)无法提供(gōng)相应(yīng)的数据支持。另(lìng)外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的望远镜(jìng)，这台太(tài)空望远镜叫做(zuò)“南希(xī)格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但(dàn)它的(de)宽(kuān)视(shì)场仪器提(tí)供的视野是哈勃(bó)红(hóng)外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就(jiù)是探索暗(àn)物质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于(yú)探测(cè)的结果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾(jiǎ)森斯(sī)特芬研究发现(xiàn)，如果(guǒ)暗(àn)物质存在，它(tā)们(men)极有可能拥有另一种神秘的效应，这(zhè)种(zhǒng)暗物质效(xiào)应(yīng)，会(huì)支持(chí)宇宙当中生命(mìng)的(de)诞生，或者说(shuō)是生命(mìng)进化的一个重要因(yīn)素。

如果这一理论得到进(jìn)一步的证实，那(nà)么遍布宇(yǔ)宙当中的暗物(wù)质会不(bù)会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个角落的行(xíng)星上，暗物质正在通过这样的效应创造生(shēng)命。当然，这些推(tuī)论的大前提是(shì)要先找到暗物(wù)质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存不存在(zài)呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你的支持是我更新的动力！

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