宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在(zài)科学无法解释(shì)的“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的(de)证据(jù)，科学家们在过去的几(jǐ)十(shí)年当中进行(xíng)了超过50次的长期(qī)实验，但是却没有发(fā)现任(rèn)何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学原理一(yī)书中(zhōng)，埃萨(sà)克牛顿发(fā)表了万有引力定律，它揭示(shì)了宇宙中(zhōng)天体运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当天文学家们发现某些(xiē)天体(tǐ)运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引力定律的(de)时候，他们就会知道，周围一定有未(wèi)知的(de)天体通过引力在(zài)摄动它的轨道(dào)。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶就通过(guò)天(tiān)王星(xīng)运行轨(guǐ)道的异常，推算并(bìng)且发现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥王星的发现都是应用万有引力定律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统(tǒng)的(de)尺度当中，可当我们(men)上(shàng)升到星系或者是星(xīng)团的(de)尺度，事(shì)情就开始变得(dé)诡(guǐ)异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家(jiā)弗里茨(cí)兹威(wēi)基正在研(yán)究(jiū)和测(cè)量(liàng)后(hòu)发星系团的质量。这是一个由(yóu)数千个星(xīng)系所组成(chéng)的巨大星(xīng)系团，这(zhè)些星系被引力(lì)束(shù)缚在一起。测量(liàng)星系团的质量一般会使用到(dào)两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就可以确定其(qí)质量(liàng)的(de)范围。

第一种(zhǒng)是获(huò)得其"光(guāng)度(dù)学的质(zhì)量"，需要的数据是测量各个星(xīng)系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是(shì)利用光谱红移测(cè)量星系(xì)团中的各个星系相对于星系团的运动速度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹威基(jī)彻底(dǐ)懵了，“动力(lì)学(xué)质量”竟然是“光(guāng)度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团(tuán)有99%的质(zhì)量消失了(le)，或者说这99%的质量并(bìng)不(bù)以可见光的形式所存在，我们(men)无法看到。最诡异(yì)的(de)是，在测量速度的过程中，兹威基发现(xiàn)星系团中很多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的(de)运动学(xué)定律，仅(jǐn)靠这些可见(jiàn)星系的质量所产生的引力是无法将它们(men)束缚在星系团内的，它们早就应该(gāi)被(bèi)抛出星系(xì)团之外了，除非(fēi)有一种神秘的力量在起作用，这种力量来源于(yú)某种隐形的物质。

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据此，兹维(wéi)基提出了这样部分不(bù)可见的暗(àn)质，它不发散光(guāng)、吸光、反射光，但是它(tā)们(men)却(què)占据(jù)着(zhe)宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当(dāng)时的人们对这样的一种(zhǒng)说法不屑一(yī)顾(gù)。

直(zhí)到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福(fú)特在观测仙女座星系中的恒(héng)星运动。理(lǐ)论上来说(shuō)，距离(lí)中心越远的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是他(tā)们观测的结果却让人感到不(bù)可思议。

随(suí)着与中心(xīn)距离的增加(jiā)，恒(héng)星的(de)旋转速(sù)度(dù)几乎保持(chí)不变。可是(shì)根(gēn)据牛顿的万有引(yǐn)力定律，在(zài)星(xīng)系当中如(rú)果没有足够大(dà)的质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中(zhōng)了(le)。基于这种现(xiàn)象(xiàng)，科学家们会使用一种相对标准的方法(fǎ)来解释暗物(wù)质的(de)存(cún)在，这(zhè)种方法就是测量(liàng)星系(xì)当中气(qì)体在X轴上距离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体(tǐ)的(de)旋转速(sù)度。如果出现(xiàn)异常的结果，就认为是由暗(àn)物质的力量进(jìn)入其中。

于(yú)是科学家们通过(guò)射电(diàn)望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远距离的氢元素，发现它(tā)们的旋转速度并不符合牛顿的力(lì)学定(dìng)律。我们的太阳系也不(bù)例外，太阳系(xì)位于银河系(xì)的(de)第三悬(xuán)臂之(zhī)上，距离(lí)银河系中心(xīn)2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进行计(jì)算，太阳系(xì)的运行速度应(yīng)该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系(xì)正在(zài)以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系(xì)旋(xuán)转，这个实(shí)际(jì)速度远(yuǎn)远大于理(lǐ)论速度，那么产生以上这种向心加(jiā)速度的原因(yīn)很(hěn)可能就(jiù)是存在着一(yī)种我们看不(bù)到的(de)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(shí)开始，越(yuè)来(lái)越多的研(yán)究人员开始(shǐ)相信(xìn)暗(àn)物质的存在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的速度，估(gū)算在星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)暗物质的质量占(zhàn)整(zhěng)个星系质量的85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯一可以(yǐ)解释(shì)这(zhè)个现象的原因。在(zài)一项新的(de)研(yán)究当中，科学(xué)家们发现，几乎(hū)没有引力效应的遥远(yuǎn)恒星(xīng)之间，也会(huì)出现速度上的微(wēi)小差异。另外，天(tiān)文学家还发(fā)现了一个(gè)反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个(gè)星(xīng)系距(jù)离地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和(hé)银河系不多(duō)，但是星(xīng)系当中存在的恒星数量(liàng)却只有银(yín)河(hé)系的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗(àn)物质，否(fǒu)则就会分崩离析。但是科(kē)学家们使用最先(xiān)进(jìn)的(de)望远镜对其进(jìn)行了40个小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系中的恒星(xīng)运动是可以用正常的物(wù)质和(hé)力学(xué)定律来解释的。那么又有人(rén)提(tí)出(chū)，也许该星系的暗物质(zhì)，已(yǐ)经被附(fù)近的(de)另一个大星系剥离了。奇(qí)怪的是，它的附近没有任何星系存(cún)在。造成(chéng)这(zhè)些现象的除(chú)了暗物质的假说之外(wài)，另一种(zhǒng)可能就是人类对(duì)引力的理(lǐ)解(jiě)还(hái)不够全面，引力很可能(néng)在不同尺度(dù)空间中的工(gōng)作方式是不同的(de)，这意味着在行星系尺度中的天体会(huì)沿着它(tā)们的轨道，按照(zhào)我们所理解的(de)方式运动。但是(shì)上(shàng)升到星系和(hé)星(xīng)团(tuán)的尺度，引力之(zhī)间的(de)相互作用则是不同的方式。对于在(zài)星系团之间的(de)相互作用，科学家还引(yǐn)入(rù)了(le)外部场效应的概念，指的是在数百万光(guāng)年的规模上(shàng)，巨大(dà)的质(zhì)量(liàng)之间会产生对彼此(cǐ)特殊(shū)的效(xiào)果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德(dé)理论(lùn)成立，这(zhè)意味着我们需要对(duì)现在的物理定律进行(xíng)修正(zhèng)，这些(xiē)发现也让很多人认为暗物质(zhì)假说理(lǐ)论就此终结。但(dàn)是在宇宙当中还(hái)有关于暗物质存在的其(qí)他的理论(lùn)证据(jù)，这些理论证据是蒙德理(lǐ)论所没法解释(shì)的“引(yǐn)力透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距离为37亿(yì)光年的子弹星系团，由两个碰撞(zhuàng)的星系团(tuán)所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大部分的(de)普(pǔ)通质量都在星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时发生碰(pèng)撞(zhuàng)的(de)时(shí)候(hòu)，星际气体的(de)相互(hù)作用(yòng)就会导致温度的急剧升高，速度大(dà)幅降(jiàng)低(dī)。所以在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的质量将位于所有(yǒu)这些气体所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过什么来验证它的质(zhì)量区(qū)域到底是不是(shì)集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回(huí)了(le)宇宙(zhòu)当中第一张全彩的高(gāo)清照片，在照(zhào)片中我们可以明(míng)显地看到很多星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大的形变。其实这些星系本身并(bìng)不(bù)是真的(de)被扭曲了，也不是韦伯(bó)望(wàng)远镜出(chū)了(le)什么问题，而(ér)是这(zhè)样极遥(yáo)远的(de)天体和我们地球上(shàng)的观测者之(zhī)间。被一(yī)个质量超级巨大的天(tiān)体遮(zhē)挡，这个超大(dà)质量的东西的引力(lì)，会使(shǐ)身后(hòu)更遥远(yuǎn)星系的光都发生了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效应。这(zhè)个(gè)巨大(dà)的天体可能是超大(dà)质量的黑洞或(huò)者是暗(àn)物质。

所以当人们对(duì)子弹星系团(tuán)观测的时候(hòu)，发现(xiàn)它的大质量区(qū)域并(bìng)不是在中间(jiān)，而(ér)是在两侧。所以(yǐ)最(zuì)好的解释方法(fǎ)就是当星团发生全部(bù)的碰撞时(shí)，可被观测到的(de)质(zhì)量气体被卡(kǎ)在(zài)了中间(jiān)，暗物质则直接通(tōng)过了这个区域，并在两边形成(chéng)了引力透镜。对子(zi)弹星(xīng)系团的引力透镜研究也被认为是暗物质存在的迄(qì)今为止最好的理论证(zhèng)据。

除(chú)此(cǐ)之外，还有来(lái)自宇(yǔ)宙当中(zhōng)最古老(lǎo)的(de)光(guāng)。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后(hòu)，可见光终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景(jǐng)上留下了各相(xiāng)同性的微波辐射(shè)。其(qí)中红色的部(bù)分表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域，但实际上它们之间的温(wēn)差只有万分之(zhī)一(yī)。

科学家(jiā)们通(tōng)过对(duì)前景背景分(fēn)离后的(de)二值图像进行连(lián)通(tōng)域提取(qǔ)和标记(jì)之后发现，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中(zhōng)没(méi)有暗物质，图(tú)形看起来不应(yīng)该(gāi)是这样(yàng)的，而随着暗物质的(de)增加，一些(xiē)峰值的幅度会减小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波(bō)背景辐(fú)射的(de)测量(liàng)值，我(wǒ)们需要的暗物质大约(yuē)是普通物质(zhì)的5倍。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星运(yùn)动(dòng)所需要的暗物质比例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很(hěn)好(hǎo)地解释了很(hěn)多不同的观测结果(guǒ)。而(ér)暗(àn)物(wù)质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子(zi)，它(tā)们不参与任何其他的(de)电磁作用，只通(tōng)过引(yǐn)力来相互(hù)作用。所以如果能够(gòu)找(zhǎo)到(dào)这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找(zhǎo)到了(le)暗物质存在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已经(jīng)提出了数(shù)十种(zhǒng)的假想目(mù)标，而要寻找这些不同的目标粒子(zi)所需(xū)要(yào)的(de)实验方式(shì)也不相同。在过去(qù)的几十年(nián)当中，人(rén)类(lèi)为了寻找这(zhè)些看(kàn)不见(jiàn)、摸不到，几乎不会与常规物质(zhì)相(xiāng)互(hù)作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经进行了(le)超过50次的实(shí)验，却没有任何实(shí)质性的发现(xiàn)，除(chú)了(le)一个地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的地(dì)下矿井(jǐng)当中，藏(cáng)着地球上最大的(de)地学(xué)实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层(céng)楼(lóu)高(gāo)的探测器，一直致(zhì)力(lì)于寻找暗物质(zhì)粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声(shēng)称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多年的数(shù)据收集，人们发现了一个有趣(qù)的事情。探测(cè)率会在每年(nián)的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都(dōu)是(shì)一样。一些(xiē)科学家认为这可能是人类发现暗物(wù)质的第(dì)一个直(zhí)接(jiē)证据(jù)。

但是为什么暗物(wù)质(zhì)会产生周(zhōu)期性的(de)年度信号呢(ne)？刚才我们(men)讲了太阳系正在以220公里/秒的速(sù)度(dù)围绕着(zhe)银河系(xì)进(jìn)行移(yí)动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着(zhe)我(wǒ)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(de)振荡，同(tóng)时地球又(yòu)以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太(tài)阳(yáng)进(jìn)行(xíng)旋转。所(suǒ)以有半年的时(shí)间，地球围绕太阳的方向(xiàng)与太阳环绕银(yín)河系的方向是一(yī)致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与(yǔ)太阳的方向正好达到完(wán)全(quán)一致(zhì)，这是理(lǐ)论上地球穿越(yuè)暗物(wù)质流最快的时段。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的情况中，太阳系相对银河系(xì)的(de)平面呈现了(le)60度(dù)的(de)倾斜，但是这(zhè)并不影响这个理论的有效性。

因(yīn)此科学家认为这(zhè)可以用来(lái)解释，研(yán)究人员(yuán)们所观测到的周期性信(xìn)号。当然也(yě)可能(néng)有(yǒu)其他的情(qíng)况，造成这种(zhǒng)年(nián)度周期信号的差(chà)异也可能(néng)是(shì)温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连(lián)意大利游客的数量也符合(hé)这个周(zhōu)期的规(guī)律。

所以，科学家们又在南半球建立了一个几(jǐ)乎相(xiāng)同的实验(yàn)室，这1亿越南盾是富豪吗，越南打工一个月多少钱里的(de)季(jì)节(jié)与之前的实(shí)验室正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过暗物质(zhì)流的运动特征和第一个实验室是一样的。

因此，如果(guǒ)在(zài)这(zhè)里可以得到相同的信号，就(jiù)可以成(chéng)为暗物质(zhì)所(suǒ)存在(zài)的(de)非常有(yǒu)力(lì)的(de)证据了。但是由于这个实验室(shì)刚刚建成(chéng)不久，所以截至(zhì)目前还无法提供相应的数(shù)据支持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会(huì)发射一台(tái)新的望(wàng)远镜，这台太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相同，但它(tā)的(de)宽视场仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格(gé)雷(léi)斯罗曼太(tài)空望远镜其中一个关键(jiàn)的用途就是探索暗物质背后(hòu)的(de)奥秘，对于探测的(de)结(jié)果，我们(men)只能拭目以待了。费米实验(yàn)室粒子天体(tǐ)物(wù)理中心的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发(fā)现，如果(guǒ)暗物质(zhì)存在，它们极有可能拥有另一种(zhǒng)神秘的效(xiào)应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙(zhòu)当(dāng)中生命(mìng)的诞生，或(huò)者说是生(shēng)命进化的一(yī)个重要(yào1亿越南盾是富豪吗，越南打工一个月多少钱)因素(sù)。

如果这一理(lǐ)论得到进一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中的暗物质(zhì)会不会(huì)意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角(jiǎo)落的行星上(shàng)，暗物质(zhì)正在通过这样的效应创造生(shēng)命。当然，这些推论的(de)大前提是要(yào)先找到暗(àn)物质(zhì)存在的(de)实际证据。那么小(xiǎo)伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存(cún)不存在(zài)呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我(wǒ)更(gèng)新的动力！

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