宇宙是“人(rén)为制造”的？为(wèi)何(hé)会(huì)存在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什(shén)么(me)？人类(lèi)为了寻(xún)找暗(àn)物质(zhì)存在的证据，科学家们在(zài)过(guò)去(qù)的(de)几十年当中进行了超过50次的长期实验(yàn)，但是却没有发现任何(hé)的有效证(zhèng)据(jù)。除了一个地(dì)方，在1687年出版的自(zì)然(rán)哲学(xué)数学原理一(yī)书(shū)中，埃萨克(kè)牛顿发表了(le)万有引力定(dìng)律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往后的几百年(nián)来(lái)，当天(tiān)文学(xué)家们发(fā)现某些天体运行轨道出现(xiàn)异常，不(bù)符合万有引(yǐn)力(lì)定律的时候，他们就会(huì)知(zhī)道，周(zhōu)围一定(dìng)有未知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通(tōng)过天王星运行轨(guǐ)道的异常，推算并且发现了海王(wáng)星的存在(zài)。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的发现都是(shì)应用(yòng)万(wàn)有引力定律所取(qǔ)得重大天文成(chéng)就的例子。但(dàn)是这些发(fā)现都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可(kě)当我们上升到星系或者是星团的尺度，事情就开(kāi)始变得诡异(yì)了(le)。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里茨兹威基正(zhèng)在研究和测量(liàng)后发星系团的质量。这是一个(gè)由数千个(gè)星系所(suǒ)组成的巨大星系团，这些星(xīng)系被引(yǐn)力束缚在一起(qǐ)。测(cè)量星系团(tuán)的质量一般(bān)会使用到两种方法(fǎ)，当两种方(fāng)法(fǎ)结果一致，就可以确(què)定其(qí)质量的(de)范围。

第一(yī)种是获得(dé)其"光度学的质量"，需(xū)要的数据是测量(liàng)各个星系的光度。

第二(èr)种是动力学质量(liàng)的计算，是利用光谱红移测量星系团(tuán)中的各个星系相对于(yú)星系团(tuán)的(de)运(yùn)动速度(dù)。当(dāng)测(cè)量结果出来之后，兹(zī)威基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不以可见光的(de)形式所存在，我们(men)无(wú)法看到。最诡(guǐ)异的是，在测量速度(dù)的过程中(zhōng)，兹威基(jī)发现星系团中很多星系的(de)速(sù)度比理论上要快得多，按(àn)照牛顿的运动学(xué)定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这(zhè)些可见星系的质(zhì)量所产生的引力是无法将它(tā)们束缚在(zài)星系团内的，它们早就应该被(bèi)抛(pāo)出星系(xì)团(tuán)之(zhī)外了，除非有一种神秘的力量在起作用(yòng)，这(zhè)种力(lì)量来源于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹(zī)维基提出了(le)这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光(guāng)，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中(zhōng)绝大(dà)部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这(zhè)样的一(yī)种(zhǒng)说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个词(cí)才再(zài)一(yī)次出现(xiàn)。天文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特在观测仙(xiān)女(nǚ)座星(xīng)系中的恒星(xīng)运动。理论上来说，距离(lí)中心越远的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会越慢。但是他们观(guān)测的结果却让人感到不可(kě)思议(yì)。

随着与中心距(jù)离的(de)增加，恒星的旋转速度(dù)几乎保持不(bù)变。可(kě)是根据牛(niú)顿的万有(yǒu)引力定律，在(zài)星系(xì)当中如果没有足(zú)够大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了。基于这(zhè)种(zhǒng)现象，科(kē)学家们会使(shǐ)用一种相对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的存在，这种方法就是测量星(xīng)系当中气体在(zài)X轴上距(jù)离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴上气(qì)体的(de)旋转(zhuǎn)速度。如果(guǒ)出(chū)现异常的结(jié)果，就认为(wèi)是由(yóu)暗物质的力量(liàng)进入其中。

于是(shì)科学家们通过射电望远镜测量了距离星系中(zhōng)心更(gèng)远距离(lí)的(de)氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力学(xué)定律(lǜ)。我们(men)的太(tài)阳系也不例外(wài)，太阳系(xì)位于银河(hé)系的第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进行计(jì)算(suàn)，太(tài)阳系的运行(xíng)速度应该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上(shàng)，太阳系(xì)正(zhèng)在以220千(qiān)米(mǐ)/秒的速度围绕银河(hé410开头的身份证是哪里的？ 410开头的身份证号码是河南省吗)系(xì)旋转，这个(gè)实际速(sù)度远(yuǎn)远大于理论(lùn)速度，那么产生以上这(zhè)种向(xiàng)心加(jiā)速度的原(yuán)因很可能就是存在着一种我们看不到的物质，是这些暗(àn)物质(zhì)的引力效应将(jiāng)星(xīng)系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越多的研究人(rén)员开始相信暗物(wù)质的存在。科学(xué)家根据星系外恒星轨道的(de)速度(dù)，估算(suàn)在星系(xì)当中暗物质的质量占整个星系质(zhì)量的(de)85%。但(dàn)是，暗(àn)物质并不是唯一可以解释这个现象的原因。在(zài)一项新的研究当(dāng)中，科(kē)学(xué)家们发(fā)现，几乎没有引力效(xiào)应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另(lìng)外，天文学(xué)家还发现了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离(lí)地球(qiú)大约2.5亿光年，大(dà)小和银河(hé)系不多(duō)，但是星(xīng)系当中存在的恒星数量却只有银河系(xì)的千(qiān)分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系(xì)必须存在暗物质(zhì)，否则就会分(fēn)崩离析(xī)。但是科学家(jiā)们使用最先进(jìn)的(de)望远镜对(duì)其进行(xíng)了40个小时的详细测量之后，发现星系中的恒星运动是(shì)可以用正常的物(wù)质和力学定律来(lái)解释的。那么又有人提(tí)出，也许该星系的暗物质(zhì)，已经被附(fù)近的(de)另(lìng)一个大星系剥(bō)离了(le)。奇怪的是(shì)，它的附近(jìn)没有任何星系存在。造成这(zhè)些现(xiàn)象(xiàng)的除了暗(àn)物(wù)质的假说之外(wài)，另一种可(kě)能就(jiù)是人类对引力(lì)的理解还不(bù)够(gòu)全面，引力很(hěn)可能在(zài)不同尺度(dù)空间中的工作方式是(shì)不(bù)同的(de)，这意味(wèi)着在行星(xīng)系尺(chǐ)度中的天体会沿(yán)着它们的轨道，按照我们所理解(jiě)的方(fāng)式(shì)运动。但是上升到星系和星团的(de)尺度，引力之间的相(xiāng)互作(zuò)用则是不同的(de)方式。对于(yú)在星系团之(zhī)间的相互作用(yòng)，科(kē)学家还引入了(le)外(wài)部场(chǎng)效应的概念，指的是在数百万光年(nián)的规模(mó)上，巨(jù)大的质量(liàng)之间(jiān)会产生(shēng)对彼此特(tè)殊的效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着我们(men)需(xū)要对现在的物理(lǐ)定律进(jìn)行(xíng)修正，这些发现也让很(hěn)多(duō)人(rén)认为暗物质(zhì)假说理论就(jiù)此终结。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗(àn)物质存在的(de)其他的理论(lùn)证据，这(zhè)些理论证据是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距(jù)离(lí)为37亿光年(nián)的子弹星系团，由两个(gè)碰撞的星系团所(suǒ)组成，类似这样(yàng)的星团，它们大部(bù)分的普(pǔ)通(tōng)质(zhì)量都在(zài)星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小时(shí)发生碰(pèng)撞的时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会导致温度的(de)急剧(jù)升(shēng)高，速度(dù)大幅降低。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些气体所在的中间区域。那(nà)么我们通(tōng)过什(shén)么来验(yàn)证它的质量区域到(dào)底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传(chuán)回(huí)了宇(yǔ)宙当中(zhōng)第一张全彩(cǎi)的高(gāo)清照片(piàn)，在照片中我们可以明(míng)显地(dì)看到很多星系似乎(hū)被拉伸产生(shēng)了巨大的形(xíng)变(biàn)。其(qí)实这(zhè)些星系本身并不是(shì)真的被扭(niǔ)曲(qū)了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而是(shì)这样极遥远的(de)天体和我们地球上的观测者之间。被一个质量(liàng)超级巨大的天体(tǐ)遮(zhē)挡，这个超大质量的东(dōng)西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨大的(de)天(tiān)体可(kě)能是超大质量的黑(hēi)洞或者是(shì)暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹星系团观测(cè)的时候，发现它的大质量区(qū)域并不是在中间，而是在(zài)两侧。所以最(zuì)好的解释方(fāng)法(fǎ)就是(shì)当星团发生全部(bù)的碰撞时，可(kě)被观测到的质量气体被卡在(zài)了中间，暗物质(zhì)则直接通(tōng)过了这个(gè)区域，并在两边形成(chéng)了引力透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力(lì)透(tòu)镜研究也被认为是暗物质存在(zài)的迄今为止最好的理(lǐ)论证据。

除(chú)此之外(wài)，还(hái)有来自宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始，38万年之后(hòu)，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿(chuān)越在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中了。经过了(le)130多亿年之后，这(zhè)些光在(zài)宇宙(zhòu)空间背景上留下了各(gè)相同性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的(de)区(qū)域，蓝色则(zé)表示相对较冷(lěng)的(de)区(qū)域，但实际上它们之(zhī)间的(de)温差只有万分之一。

科学家们(men)通(tōng)过对前景背(bèi)景分离后的二值图像进行(xíng)连通域提取和标(biāo)记(jì)之后发(fā)现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图(tú)形看(kàn)起来不应该是(shì)这样的，而随着暗物质的增加，一些峰值的(de)幅度会减小，才变得看(kàn)起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质(zhì)大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动所(suǒ)需要的暗物质比例是一致(zhì)的。这就(jiù)意味着(zhe)。

用(yòng)了(le)一个简(jiǎn)单的理论框架，就很好地解释了(le)很多不同的(de)观测结果。而暗物质的(de)本质就是(shì)宇(yǔ)宙当中(zhōng)存(cún)在(zài)着某种类型的粒子，它们不参与(yǔ)任何(hé)其他的电磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过引(yǐn)力来相互作用。所以(yǐ)如果(guǒ)能够找到(dào)这种粒子(zi)的存在(zài)，就相当于(yú)找到了暗(àn)物质存在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是(shì)什么？科学家们(men)已经提出了(le)数十种的假想目标，而(ér)要寻(xún)找这些不同的目标粒子所需要的实验方式也不相(xiāng)同。在过去(qù)的(de)几(jǐ)十年当中，人类(lèi)为了寻找这(zhè)些(xiē)看不(bù)见、摸不到，几乎不会(huì)与常规物质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超(chāo)过50次的(de)实验，却没有任何(hé)实质性的发现(xiàn)，除了一个(gè)地方(fāng)，意大利的(de)格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当(dāng)中(zhōng)，藏(cáng)着(zhe)地球上最(zuì)大的地学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探测器，一直(zhí)致(zhì)力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的(de)周期性(xìng)震荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这里的科学家声称(chēng)观测到了某种信号(hào)。经过了20多年的数(shù)据(jù)收集(jí)，人们发现(xiàn)了一个有(yǒu)趣(qù)的事情(qíng)。探(tàn)测率会在每年的(de)6月份达到峰值，然(rán)后(hòu)在11月降到最(zuì)低，而且在20年当(dāng)中每年都是(shì)一样。一些科学家(jiā)认为这(zhè)可能是人类发现(xiàn)暗物(wù)质的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗物质会(huì)产生(shēng)周期性的(de)年度信号(hào)呢？刚才我(wǒ)们(men)讲了太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕(rào)着银河系进(jìn)行移动，那么如果(guǒ)暗物(wù)质存在(zài)宇宙当中(zhōng)，这意味着我们(men)也(yě)在以这样(yàng)的速(sù)度在穿越着暗物质流，这个过程中会产生(shēng)相应(yīng)的振荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的(de)速(sù)度围绕太阳(yáng)进(jìn)行旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕(rào)太阳(yáng)的方向(xiàng)与太阳环绕银河系的方向是一致的(de)，而(ér)另外半(bàn)年则与(yǔ)之相反。

而(ér)在6月(yuè)份的时候，地球与太阳的(de)方向正好(hǎo)达到完全一致，这(zhè)是理论上地球穿越暗物(wù)质(zhì)流最快的(de)时段。而(ér)在11月份，又恰好达到了(le)最(zuì)慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系(xì)相对银河(hé)系的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这(zhè)并不影响(xiǎng)这个理论的(de)有效性。

因此(cǐ)科学(xué)家认(rèn)为这(zhè)可以用(yòng)来解释，研究人员们所(suǒ)观测(cè)到(dào)的周期性信号。当然也(yě)可(kě)能有(yǒu)其他的情(qíng)况，造(zào)成(chéng)这(zhè)种年(nián)度周期信号的差异(yì)也可(kě)能(néng)是温度、湿(shī)度、土壤中的(de)水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大(dà)利(lì)游客的数量也符合这个周(zhōu)期(qī)的规(guī)律。

所以(yǐ)，科学家(jiā)们又在南半球建立(lì)了一个几乎相同的(de)实(shí)验室(shì)，这里的季节与之前的实验室(shì)正(zhèng)好相反，而在(zài)这里，地球穿过暗物质(zhì)流的运动特(tè)征和第一个(gè)实验(yàn)室是一样的(de)。

因此，如果在(zài)这里可以得(dé)到相同的(de)信(xìn)号，就可以成为暗物质所(suǒ)存在(zài)的非常(cháng)有力(lì)的证(zhèng)据了。但是由于这个(gè)实验室(shì)刚刚建成不久，所(suǒ)以截至(zhì)目(mù)前还无法提供相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一(yī)台(tái)新的望远镜(jìng)，这(zhè)台太空望远镜(jìng)叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相(xiāng)同，但(dàn)它的宽(kuān)视场仪器提供的视野(yě)是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远镜其中一个关(guān)键的用途就是探索暗物质(zhì)背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测的结果，我们只能拭目(mù)以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体(tǐ)物理(lǐ)中心的科学家丹(dān)琥珀(pò)和贾森斯特(tè)芬研究发现，如果暗物质(zhì)存(cún)在，它们极有(yǒu)可(kě)能拥(yōng)有另一(yī)种神秘的效(xiào)应，这种暗物(wù)质效应，会(huì)支(zhī)持宇宙(zhòu)当(dāng)中生(shēng)命的诞生，或者(zhě)说(shuō)是生命(mìng)进化的一个重要因素(sù)。

如果这一理论得到进一步(bù)的证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的(de)暗(àn)物(wù)质会不(bù)会意味着人类(lèi)并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角(jiǎo)落(luò)的行星(xīng)上，暗(àn)物质正在通过这样的效应创(chuàng)造(zào)生命(mìng)。当然，这些推(tuī)论的大前提是要先找到暗物质(zhì)存(cún)在的实际证据。那么小(xiǎo)伙(huǒ)410开头的身份证是哪里的？ 410开头的身份证号码是河南省吗伴们(men)，你们觉得暗物(wù)质到(dào)底存不(bù)存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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