宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学(xué)无(wú)法(fǎ)解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟是什么？人类为了(le)寻找暗物(wù)质存在的(de)证据，科学家(jiā)们在过去的几(jǐ)十年当中(zhōng)进行了超过(guò)50次(cì)的(de)长期实验，但是却没(méi)有(yǒu)发现任何的有效证据。除了一个(gè)地方，在1687年出(chū)版的自(zì)然(rán)哲(zhé)学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引力定(dìng)律，它揭(jiē)示了宇宙中天体运(yùn)动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天文学家们发(fā)现某(mǒu)些(xiē)天(tiān)体(tǐ)运行轨(guǐ)道出现异常，不(bù)符合万(wàn)有引(yǐn)力定律的时候(hòu)，他们就会知道，周(zhōu)围(wéi)一定有(yǒu)未知(zhī)的天体通过引力在摄动它的轨(guǐ)道。比如(rú)在1846年，奥(ào)本勒(lēi)维耶就通(tōng)过天王星运(yùn)行轨(guǐ)道(dào)的异(yì)常，推算并且发现了海王星(xīng)的存(cún)在(zài)。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星(xīng)的发现都(dōu)是应用万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)所取(qǔ)得重大天(tiān)文成就的例子。但是(shì)这(zhè)些(xiē)发现都是在(zài)恒(héng)星系统的尺度当中，可当我们上升到(dào)星系或者(zhě)是星团的尺度，事情就开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞(ruì)士(shì)的物(wù)理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发星系团的质(zhì)量。这是(shì)一个由数千个星(xīng)系所组成(chéng)的巨大(dà)星系团(tuán)，这(zhè)些(xiē)星系(xì)被引力束缚在一起。测量星系团的(de)质(zhì)量一般会使用到两种方法，当两种方法结果一(yī)致，就可(kě)以确定其质量(liàng)的范围(wéi)。

第一种是获得其"光度学的质量"，需(xū)要(yào)的(de)数据是(shì)测量各个(gè)星系的光(guāng)度(dù)。

第二种是动(dòng)力学质(zhì)量的(de)计算(suàn)，是利用(yòng)光谱红移测量(liàng)星系(xì)团中的各个星系相(xiāng)对于星系团的运动速度(dù)。当测量结果出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的质(zhì)量消(xiāo)失了，或者说这(zhè)99%的质量并(bìng)不以可(kě)见光(guāng)的形式所存在，我(wǒ)们无(wú)法看到。最(zuì)诡异的(de)是，在测(cè)量速度的过程(chéng)中(zhōng)，兹威基发现星系团中很(hěn)多星(xīng)系的(de)速度(dù)比(bǐ)理论上要快得多，按照牛(niú)顿的(de)运动学定(dìng)律，仅靠这些可见星系的(de)质(zhì)量所产(chǎn)生的引力是无法将它们束缚在(zài)星(xīng)系团(tuán)内的(de)，它们早就(jiù)应该被抛(pāo)出星系(xì)团(tuán)之外了，除(chú)非(fēi)有一(yī)种神秘的力(lì)量在起作用(yòng)，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分(fēn)不可(kě)见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但(dàn)是它们却占据着宇宙(zhòu)中绝大部分的质(zhì)量(liàng)。只是当时的人们对(duì)这样(yàng)的一种说法不屑一顾(gù)。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物质”这个(gè)词才再一(yī)次出现。天文(wén)学家维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯(kěn)特福特(tè)在(zài)观(guān)测(cè)仙女(nǚ)座星系(xì)中的(de)恒(héng)星运动。理论(lùn)上(shàng)来说，距离中心越远的恒星在其轨道上的运行速度就会越(yuè)慢。但是他们观测的(de)结果却让人感到不可(kě)思议。

随着与中心距离(lí)的增加，恒星的(de)旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可(kě)是(shì)根据牛顿的万有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律，在星(xīng)系当中如(rú)果(guǒ)没有足够大的(de)质量(liàng)来吸引它们，这(zhè)些外(wài)围的恒星早就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这(zhè)种现象，科学家(jiā)们(men)会使用一种相对标准的(de)方法(fǎ)来解释暗物质的存在(zài)，这种方法就是测(cè)量星系(xì)当中气体(tǐ)在(zài)X轴上距离星系中心的(de)距离，以及(jí)在Y轴上气体的(de)旋转速(sù)度。如(rú)果出(chū)现(xiàn)异(yì)常的(de)结果(guǒ)，就(jiù)认为是由暗(àn)物(wù)质的(de)力(lì)量进(jìn)入(rù)其中。

于是科学家们通过(guò)射电(diàn)望远镜测量了(le)距离星系中心更远距离的氢元(yuán)素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符(fú)合牛顿的力(lì)学定律。我们的太阳系(xì)也不例(lì)外，太阳系位于银河系的第三(sān)悬臂之(zhī)上(shàng)，距(jù)离银(yín)河系中心2.6万(wàn)光年，根据(jù)万有(yǒu)引力(lì)定律进行计算，太阳系的运行速(sù)度应该是160千米/秒，但实际(jì)上(shàng)，太阳系(xì)正(zhèng)在以220千米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转，这个实际速度(dù)远(yuǎn)远大(dà)于理(lǐ)论速(sù)李宇春的现任丈夫是谁度(dù)，那(nà)么产生以上(shàng)这种向(xiàng)心加速度的原因很可能(néng)就是(shì)存在着一(yī)种我们看不(bù)到的物质，是这些暗物质(zhì)的(de)引力(lì)效应将星系聚集(jí)在了(le)一起。

也是从这时开始，越来(lái)越多(duō)的研究人员开始(shǐ)相(xiāng)信暗物质的存(cún)在。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的速度，估(gū)算在星系当中暗物质的质量占(zhàn)整个(gè)星系质(zhì)量的85%。但(dàn)是，暗物质并不是唯一可以解释这个现(xiàn)象的原(yuán)因(yīn)。在一项新的研究当(dāng)中(zhōng)，科(kē)学(xué)家们发现，几乎没(méi)有(yǒu)引力效应的遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上的(de)微(wēi)小差异。另外，天(tiān)文学(xué)家还发现(xiàn)了(le)一个反常的(de)星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大(dà)约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系(xì)不(bù)多(duō)，但是星系当中存在的恒星数(shù)量(liàng)却只(zhǐ)有(yǒu)银河系的千(qiān)分之一。

所以在理(lǐ)论上，该(gāi)星系(xì)必(bì)须存(cún)在暗物质，否则就(jiù)会分崩(bēng)离析。但是科(kē)学家们(men)使用最先(xiān)进的(de)望远镜(jìng)对其(qí)进行(xíng)了(le)40个小时的(de)详细测量之(zhī)后，发现(xiàn)星(xīng)系中的恒(héng)星运(yùn)动(dòng)是可以用正(zhèng)常(cháng)的物质和力学(xué)定律来解释的。那(nà)么又有人提(tí)出，也许(xǔ)该星(xīng)系的暗物质，已(yǐ)经被附近的另一(yī)个大星(xīng)系剥(bō)离了(le)。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造(zào)成(chéng)这(zhè)些现象的除了暗(àn)物质的假说之外，另(lìng)一种(zhǒng)可能就是人(rén)类对引力的(de)理解还不够全面，引力很可(kě)能在不(bù)同尺度空间中的工作方(fāng)式是不同的，这意味着在行星系尺(chǐ)度中的天(tiān)体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但是上升到星(xīng)系(xì)和星团的尺度(dù)，引(yǐn)力之间的相互作(zuò)用则(zé)是(shì)不同的方(fāng)式。对于在星系团之(zhī)间的(de)相互作用，科学家还引入了外部场效应的(de)概(gài)念(niàn)，指(zhǐ)的是在数百万光年的规模上，巨大的质量(liàng)之间会产生对彼此特殊(shū)的(de)效果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味着我们需要对现在的物理(lǐ)定律进行修(xiū)正，这(zhè)些发现(xiàn)也让很多(duō)人认(rèn)为暗物(wù)质(zhì)假(jiǎ)说理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还有关于(yú)暗(àn)物质存在(zài)的其他(tā)的(de)理论(lùn)证据，这(zhè)些理论(lùn)证(zhèng)据是蒙(méng)德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星(xīng)系团，由两个碰(pèng)撞(zhuàng)的(de)星系团所(suǒ)组成，类似这(zhè)样的(de)星团，它们大部分的(de)普(pǔ)通质量都在星系的气体当(dāng)中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公里/小时(shí)发(fā)生碰撞的时候(hòu)，星(xīng)际(jì)气体(tǐ)的(de)相互作(zuò)用(yòng)就会导致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降低(dī)。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子(zi)弹星系团大部分(fēn)的质量将位于(yú)所(suǒ)有这些气体(tǐ)所(suǒ)在的(de)中间(jiān)区(qū)域。那么我们通过什么来(lái)验证(zhèng)它的质量(liàng)区域到底是(shì)不是集(jí)中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙当中第一(yī)张全彩的高清(qīng)照片，在照(zhào)片(piàn)中我们(men)可以明显地看到(dào)很多星(xīng)系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大(dà)的形变。其实这些星系本身并不是真的被(bèi)扭曲了，也不是(shì)韦(wéi)伯望远镜出了(le)什么问题，而是这样极遥远的(de)天体(tǐ)和我们地球上的观测者之间(jiān)。被一个质量超(chāo)级巨大(dà)的天体遮(zhē)挡，这个超大质量的东西的(de)引力，会使(shǐ)身后(hòu)更遥远星系的(de)光都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大的天体(tǐ)可能是超大质量(liàng)的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹(dàn)星系团(tuán)观(guān)测的时候，发现它的大质量区域并不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的解释(shì)方(fāng)法就是当(dāng)星团发生全部的碰(pèng)撞时，可(kě)被观测到的(de)质量气(qì)体被卡(kǎ)在了中(zhōng)间，暗物质(zhì)则直接通过(guò)了(le)这个(gè)区域(yù)，并在两边(biān)形成了引力透镜。对子弹星系团(tuán)的引力透(tòu)镜研究也被认为是(shì)暗物质存(cún)在的迄今为止(zhǐ)最好的理论证据。

除(chú)此之外，还(hái)有(yǒu)来自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终于可(kě)以(yǐ)畅通无阻(zǔ)地穿(chuān)越(yuè)在宇宙当中(zhōng)了。经(jīng)过了130多(duō)亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空(kōng)间背(bèi)景上(shàng)留下了(le)各相同性的微(wēi)波辐射。其(qí)中红色的部分表示温(wēn)度较高的区(qū)域，蓝色(sè)则(zé)表示相(xiāng)对较(jiào)冷的区域(yù)，但实(shí)际上它们之间的温差只有万分之一。

科学家(jiā)们通(tōng)过对前景(jǐng)背景分(fēn)离后的二值图(tú)像进行连通(tōng)域提(tí)取和标记之(zhī)后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应该是这样(yàng)的，而随着暗物(wù)质的增加，一(yī)些峰(fēng)值的幅度会减小，才变得看起来(lái)“和(hé)谐(xié)”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐(fú)射的测量(liàng)值，我们需(xū)要的暗物(wù)质大(dà)约(yuē)是普通物质的5倍。这个数字与解(jiě)释星系当中恒星运动(dòng)所需要的暗(àn)物(wù)质比例是一致的。这就意味(wèi)着(zhe)。

用了(le)一个简单的理论框架，就(jiù)很好地解(jiě)释了(le)很多不同(tóng)的观测结果。而(ér)暗(àn)物质的本(běn)质(zhì)就是宇宙当中存在着某种类型(xíng)的粒子，它们(men)不(bù)参与任何其他的电磁作用，只通过引力来(lái)相互作(zuò)用。所以如果能够(gòu)找到这种粒子(zi)的存在，就相当于找(zhǎo)到了暗物质存在的(de)实际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子到底是(shì)什么？科学家们已经提出了数十种的假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不(bù)同的目标粒(lì)子所(suǒ)需要的实验方式也不相(xiāng)同。在(zài)过去的几十年当中，人类(lèi)为了寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会与常规(guī)物质(zhì)相互作(zuò)用的(de)“暗(àn)物(wù)质”，科学(xué)家(jiā)们已经进(jìn)行了超过(guò)50次(cì)的实(shí)验(yàn)，却没有(yǒu)任(rèn)何实质(zhì)性的发(fā)现，除(chú)了(le)一个地方，意大利(lì)的格(gé)兰萨索山，隶(lì)属于阿(ā)尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏着地球上(shàng)最大的地(dì)学实验室(shì)，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一(yī)直致力于寻找暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科学家声称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多年(nián)的数据收集，人们发(fā)现了一个有趣的(de)事情。探(tàn)测率会在每年的(de)6月份(fèn)达到(dào)峰值(zhí)，然后在(zài)11月降到最低，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一(yī)些科学家认为这可能是人类(lèi)发(fā)现暗物质的第一个(gè)直(zhí)接证据。

但是为(wèi)什么暗物质会产生周(zhōu)期性(xìng)的(de)年度信(xìn)号呢？刚才(cái)我(wǒ)们(men)讲了太阳系正(zhèng)在(zài)以220公里/秒(miǎo)的速(sù)度(dù)围绕着银(yín)河系进(jìn)行(xíng)移动，那么(me)如(rú)果暗物质存(cún)在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们(men)也在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流(liú)，这(zhè)个(gè)过程(chéng)中会产生相应的(de)振荡，同时地(dì)球又以(yǐ)30公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半年的时间(jiān)，地球(qiú)围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而(ér)在6月份(fèn)的时候，地(dì)球与(yǔ)太阳(yáng)的方向(xiàng)正好(hǎo)达到完全一致，这是理(lǐ)论上(shàng)地球穿(chuān)越暗物质(zhì)流最快的(de)时(shí)段。而在11月份(fèn)，又恰好(hǎo)达到(dào)了最(zuì)慢值(zhí)。尽管在实际的(de)情(qíng)况中(zhōng)，太(tài)阳系(xì)相对银河系的平面呈现了(le)60度的倾斜，但是(shì)这(zhè)并(bìng)不影(yǐng)响这个理(lǐ)论(lùn)的有效性。

因此科学(xué)家(jiā)认为这可以用来解释，研究人员们所观测到(dào)的周期(qī)性信号。当然也(yě)可能有其(qí)他的(de)情(qíng)况(kuàng)，造成这种(zhǒng)年度周(zhōu)期信号(hào)的差异也(yě)可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的(de)积(jī)雪，甚至(zhì)连意大(dà)利游客(kè)的数量(liàng)也符合这个周期的规律。

李宇春的现任丈夫是谁data-type="jpeg" data-w="1545" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/8743f9db0f4ec1b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以(yǐ)，科学(xué)家(jiā)们(men)又在(zài)南(nán)半球建立了一个几乎相同的(de)实验(yàn)室(shì)，这里(lǐ)的季节(jié)与(yǔ)之前的实验室正好相(xiāng)反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗物质(zhì)流的(de)运动特征和第(dì)一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成为(wèi)暗物质(zhì)所存在(zài)的(de)非常有力的证据(jù)了。但是由于这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以(yǐ)截(jié)至目前(qián)还(hái)无法提供相应(yīng)的(de)数(shù)据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射(shè)一台新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南(nán)希格雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相同，但它的宽视场仪(yí)器提供(gōng)的视野(yě)是哈勃(bó)红外仪器(qì)的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就是探索(suǒ)暗(àn)物质背(bèi)后(hòu)的奥(ào)秘，对于(yú)探测的结果，我们只能拭目以待了。费(fèi)米实验室粒子天体物理中心的科(kē)学(xué)家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗物质存在(zài)，它(tā)们极有可能拥有另(lìng)一种神秘的效(xiào)应(yīng)，这种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者说是生命进化的一个(gè)重要因素。

如果这(zhè)一(yī)理论得到(dào)进(jìn)一步的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中(zhōng)的暗物质(zhì)会不会意(yì)味着人类并(bìng)不孤(gū)单呢？或许(xǔ)在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中某(mǒu)个角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的效应创(chuàng)造生命(mìng)。当然(rán)，这些推论的大前提(tí)是要先(xiān)找到(dào)暗(àn)物质存在的实际证(zhèng)据(jù)。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉(jué)得暗物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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