宇宙是(shì)“人为(wèi)制造”的？为何会存(cún)在科学无(wú)法解释(shì)的(de)“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为了(le)寻找暗物质存在的证据，科学(xué)家们在过(guò)去的(de)几十年当(dāng)中进行(xíng)了超(chāo)过50次的长(zhǎng)期实(shí)验(yàn)，但是却没有发现任何(hé)的有效证据。除(chú)了一个(gè)地方，在(zài)1687年出版的(de)自然哲学数学(xué)原理一书中(zhōng)，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了(le)宇宙中(zhōng)天体(tǐ)运动的规(guī)律(lǜ)。往后(hòu)的几(jǐ)百年来(lái)，当天文学家们发现某些天(tiān)体运行(xíng)轨道(dào)出现异常，不符合万有引(yǐn)力定律的(de)时候，他们就(jiù)会知道，周(zhōu)围一定有未知的(de)天体通(tōng)过引力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨(guǐ)道(dào)的(de)异常，推算并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星(xīng)的发现(xiàn)都是应用万有(yǒu)引力定律(lǜ)所取得重大天文成就的(de)例子(zi)。但是这(zhè)些发现(xiàn)都是在恒星系统的尺度当中，可(kě)当我(wǒ)们上升到(dào)星系或(huò)者是星团(tuán)的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗(fú)里(lǐ)茨兹威基正在(zài)研(yán)究(jiū)和测量后发(fā)星(xīng)系团的质量。这是一(yī)个由数千个星系所(suǒ)组成的巨大星系团(tuán)，这些星(xīng)系(xì)被引力束缚在(zài)一起。测量星系团的质量一(yī)般会使用到(dào)两种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确定其质(zhì)量的范围。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质量(liàng)"，需要的数据是测量(liàng)各个星系的光度。

第二种(zhǒng)是动力学(xué)质量的计算，是利用光(guāng)谱(pǔ)红移(yí)测量星系团中的各个星系相对于星系团的运动速度。当测量结(jié)果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星(xīng)系(xì)团(tuán)有99%的质(zhì)量消失了，或者(zhě)说这(zhè)99%的质量(liàng)并(bìng)不(bù)以可见光的形式所存在，我们(men)无法看到。最(zuì)诡异(yì)的是，在测量速(sù)度(dù)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，按照牛顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产生的引力是无法将它们束缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该被(bèi)抛出星系(xì)团之外了，除非有一种神秘的力(lì)量在起(qǐ)作(zuò)用(yòng)，这(zhè)种力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹维(wéi)基提出了(le)这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但(dàn)是(shì)它(tā)们却占据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量(liàng)。只是当时的(de)人们对这样的(de)一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之(zhī)后，“暗(àn)物(wù)质”这(zhè)个词才再(zài)一(yī)次出现。天文学家维拉(lā)鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福(fú)特在观(guān)测仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论(lùn)上来说(shuō)，距离中心(xīn)越远的恒星在(zài)其(qí)轨道上的运行速度就会越慢。但是他们观(guān)测的结(jié)果(guǒ)却让人感到(dào)不可思议。

随(suí)着与中心(xīn)距(jù)离的增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持不变。可是根据牛顿的万有(yǒu)引力定(dìng)律，在星系当(dāng)中如(rú)果没有足够大的质量来吸(xī)引(yǐn)它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种现象，科学家们(men)会使用一种相对标准的方法来(lái)解释(shì)暗物质的存在，这种方法就(jiù)是(shì)测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中(zhōng)心的距(jù)离，以及在Y轴上气体的(de)旋转速度。如果出现异(yì)常(cháng)的结果，就认(rèn)为是由暗(àn)物质的力(lì)量进入其中。

于(yú)是科学家们通过(guò)射电望(wàng)远(yuǎn)镜测(cè)量了距离星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现它们的旋转速(sù)度并不符合(hé)牛顿的力学(xué)定律。我们的太阳系也不例外，太(tài)阳系位于银(yín)河系的第三悬臂之上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律进行计算，太阳系(xì)的运行(xíng)速度应该(gāi)是160千米(mǐ)/秒(miǎo)，但实际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒(miǎo)的(de)速度围绕银河系(xì)旋转，这个实(shí)际(jì)速度远远(yuǎn)大于理论(lùn)速(sù)度，那么产生以(yǐ)上这种向心加速度的原(yuán)因很可能就是存(cún)在着一种我们看(kàn)不到的(de)物质，是这些暗物质的引力(lì)效应将星系聚集在了(le)一起。

也是从这时开始，越来(lái)越多的研究(jiū)人(rén)员开始相(xiāng)信(xìn)暗(àn)物质的(de)存在。科(kē)学家(jiā)根(gēn)据星系外恒星轨道的速(sù)度，估算在星系当中暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是(shì)唯一可以解释这个现象(xiàng)的原因。在一(yī)项新的研究(jiū)当中，科学家们(men)发现(xiàn)，几(jǐ)乎(hū)没有引力(lì)效应的(de)遥(yáo)远恒星之间，也(yě)会出现速度上的微小差异。另外(wài)，天文学家还发现了一个(gè)反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星系当中(zhōng)存(cún)在的恒星数(shù)量却只(zhǐ)有银(yín)河系(xì)的千分之(zhī)一。

所以在理论(lùn)上(shàng)，该星系(xì)必须存(cún)在(zài)暗(àn)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(duì)其进行了40个小时的详(xiáng)细测量(liàng)之后，发现(xiàn)星(xīng)系中的恒星运动是可以用正常(cháng)的物质和(hé)力学定律来(lái)解(jiě)释的。那么又有人提(tí)出(chū)，也(yě)许该(gāi)星系的暗物质，已经被附近的另一(yī)个大星系(xì)剥离(lí)了(le)。奇怪(guài)的(de)是，它的(de)附近没(méi)有任何星系存在。造成这些现象的除(chú)了暗物质的假说(shuō)之外，另一(yī)种可能就是人(rén)类(lèi)对引力的(de)理解(jiě)还不(bù)够全面，引力很可能(néng)在(zài)不同尺度(dù)空间中的(de)工作方式(shì)是不同(tóng)的，这意味着在行星(xīng)系尺度中的天体会(huì)沿着它们(men)的轨道，按(àn)照我们所理解的方式运动。但是(shì)上升到星系和星团的尺度，引力之间(jiān)的相互作用则是不同的方式。对于在星(xīng)系团(tuán)之间的相互作用，科学(xué)家还引(yǐn)入(rù)了外部场效应的概念，指的(de)是在数百(bǎi)万光年的规模上，巨大(dà)的质量之间会(huì)产生对彼此(cǐ)特殊(shū)的效果(guǒ)，这个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成立，这意味(wèi)着我们需要对现在的物理(lǐ)定律进行修(xiū)正(zhèng)，这些发现也让(ràng)很多人认(rèn)为暗物质假说理(lǐ)论就此(cǐ)终结(jié)。但是(shì)在宇宙当中还(hái)有关于暗物质存在的其他的理论证据，这些理论证据是蒙德(dé)理论所(suǒ)没法解释的(de)“引力透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星(xīng)系(xì)团所组成，类似(shì)这(zhè)样的星团，它们(men)大部(bù)分的普通质量都在(zài)星系的气体当中。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公里(lǐ)/小时发生碰(pèng)撞(zhuàng)的时候，星(xīng)际气体(tǐ)的相互作用(yòng)就(jiù)会导(dǎo)致温(wēn)度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大部分的(de)质量(liàng)将位(wèi)于(yú)所有这些气(qì)体所在的中(zhōng)间区域(yù)。那么我们通过什么(me)来验证它的质量(liàng)区域到底是不是集(jí)中在(zài)中间呢？前不久，詹(zhān)姆(mǔ)斯(sī)韦(wéi)伯太(tài)空望远镜传回了(le)宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高(gāo)清(qīng)照(zhào)片，在照片中我(wǒ)们可以明(míng)显地看到很多星(xīng)系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大(dà)的形(xíng)变。其实这些星系本身并(bìng)不是真(zhēn)的被扭曲(qū)了，也(yě)不是韦伯(bó)望远镜出了什么问题，而(ér)是(shì)这(zhè)样(yàng)极遥远的(de)天体和我们地球上的观测者(zhě)之间。被一个质量超级巨大(dà)的(de)天体遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后(hòu)更(gèng)遥远星(xīng)系的光都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应(yīng)。这个巨大的(de)天体可能是超大质量的(de)黑洞或(huò)者是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星(xīng)系团(tuán)观测的时候，发现它(tā)的(de)大质量区域并不是在(zài)中间，而是在两侧。所以(yǐ)最(zuì)好的解释方(fāng)法就是当(dāng)星团发(fā)生(shēng)全部的(de)碰撞(zhuàng)时(shí)，可被(bèi)观测到的质量气(qì)体被(bèi)卡(kǎ)在了中间，暗物质则(zé)直(zhí)接通过了(le)这个区(qū)域，并在两边(biān)形(xíng)成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力透镜研究(jiū)也被(bèi)认为是暗物(wù)质存在的迄今为止最好的理论证据(jù)。

除此(cǐ)之外，还有来(lái)自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙大(dà)爆(bào)炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于可以畅(chàng)通(tōng)无阻地穿越在(zài)宇宙当(dāng)中(zhōng)了。经过了(le)130多亿年之后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下了各相同性的(de)微波辐射(shè)。其(qí)中红色的部分表示温度较高的(de)区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的(de)区域，但实际上它们之间(jiān)的温差(chà)只有万分(fēn)之(zhī)一。

科学家们通(tōng)过对前景背(bèi)景分离后的二值图像进行连通域提(tí)取和标(biāo)记之(zhī)后(hòu)发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图(tú)形看起来不应该(gāi)是这样的，而(ér)随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度会减(jiǎn)小(xiǎo)，才(cái)变得看起来“和谐(xié)”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇宙微佛诞是什么时候,佛诞是几月几日 佛诞是香港的劳工假期吗波(bō)背景辐射的测量(liàng)值，我们需要的暗物质大约是普通(tōng)物质的5倍(bèi)。这个数字与解(jiě)释星系(xì)当中恒星运动(dòng)所需要的暗(àn)物(wù)质比例是一(yī)致(zhì)的。这就意味着(zhe)。

用了(le)一个简(jiǎn)单(dān)的理论框架，就(jiù)很好地(dì)解释了很(hěn)多不同(tóng)的(de)观(guān)测结果。而(ér)暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的(de)粒子，它们不参与任何其他的(de)电磁作(zuò)用，只通过(guò)引力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的(de)存(cún)在，就相当于(yú)找到了暗(àn)物质存在的实(shí)际证据(jù)。这种粒子到(dào)底是(shì)什么(me)？科(kē)学(xué)家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目(mù)标，而(ér)要寻找这些不(bù)同的目标粒子所需要的实验方式也不相同。在(zài)过去的几(jǐ)十年当(dāng)中，人类为了(le)寻找这些看(kàn)不(bù)见、摸不(bù)到(dào)，几乎(hū)不会(huì)与(yǔ)常规(guī)物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行了(le)超过(guò)50次的实(shí)验，却没有(yǒu)任何(hé)实质性的发(fā)现，除了一个地方，意大利的(de)格(gé)兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山(shān)脉。

在山(shān)下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏(cáng)着地球(qiú)上最大的地学实(shí)验(yàn)室，这(zhè)个(gè)实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层(céng)楼高的探测器(qì)，一直致力于寻找暗物质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学(xué)家声称观测到了某(mǒu)种信号。经过(guò)了20多年(nián)的(de)数据收集，人们发现(xiàn)了一个有趣(qù)的事(shì)情。探测率会(huì)在每年的6月份达到峰值(zhí)，然后(hòu)在11月降到最低(dī)，而且在20年当中每年都是一样。一些(xiē)科学(xué)家认为这(zhè)可(kě)能(néng)是人类(lèi)发现暗物(wù)质的第一个直(zhí)接(jiē)证据。

但(dàn)是为什么暗物质会产生周期性的年度(dù)信号呢？刚(gāng)才我们讲了太(tài)阳系正在以220公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围绕(rào)着银河系(xì)进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在(zài)以这样的速度在穿越(yuè)着暗物(wù)质流(liú)，这个过程中(zhōng)会产生(shēng)相应的振荡，同(tóng)时地球又(yòu)以30公里/秒的速(sù)度围绕(rào)太阳(yáng)进(jìn)行旋转。所以有半年的(de)时(shí)间，地球(qiú)围(wéi)绕(rào)太阳的方向(xiàng)与太阳环(huán)绕银河系(xì)的方向是一致的，而另外半年(nián)则与之相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在(zài)实际的情况中，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理论(lùn)的有效性。

因此科(kē)学家认(rèn)为这可以用来解释(shì)，研究人员(yuán)们所观(guān)测到的周期性信号。当然也可能有其他的(de)情况，造成这种年(nián)度周期信号的差异也可能是(shì)温(wēn)度、湿度、土壤中的(de)水分、高山(shān)上的(de)积雪(xuě)，甚(shèn)至连意大利游客的数量(liàng)也(yě)符合(hé)这(zhè)个周期(qī)的规律(lǜ)。

所以，科学(xué)家们(men)又在(zài)南半球建立了一个几(jǐ)乎相同的(de)实验室，这(zhè)里的季节与之前的实(shí)验室正(zhèng)好相(xiāng)反，而在(zài)这里，地球(qiú)穿过暗物质流的运动(dòng)特(tè)征和第(dì)一个实验室是一样的。

因(yīn)此，如(rú)果(guǒ)在(zài)这里可以得(dé)到相(xiāng)同(tóng)的信号，就可以成为暗物(wù)质所(suǒ)存(cún)在的(de)非(fēi)常有(yǒu)力(lì)的证(zhèng)据了。但是由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目(mù)前(qián)还无法(fǎ)提供(gōng)相(xiāng)应的(de)数(shù)据支持。另外，在(zài)2025年(nián)，NASA将(jiāng)会发射(shè)一(yī)台新的望远镜，这(zhè)台太空望远镜叫做“南希格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它(tā)的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南(nán)希(xī)格雷(léi)斯罗曼太(tài)空望远(yuǎn)镜其中(zhōng)一个关键(jiàn)的(de)用途就(jiù)是探索暗(àn)物质背后的奥秘，对(duì)于探测的结果，我(wǒ)们只能拭(shì)目以待了。费(fèi)米实验室粒(lì)子(zi)天(tiān)体物(wù)理(lǐ)中(zhōng)心的科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究(jiū)发(fā)现(xiàn)，如(rú)果暗物质存在，它们(men)极有可能(néng)拥有另一种神(shén)秘的效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质(zhì)效应，会(huì)支(zhī)持(chí)宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或者说是生命(mìng)进化(huà)的一个重要因素。

如果这一理论得到进(jìn)一(yī)步的证实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质会不会(huì)意(yì)味着(zhe)人(rén)类并(bìng)不孤(gū)单(dān)呢？或许在(zài)宇宙当中某个角落(luò)的行星(xīng)上(shàng)，暗物质正在通过这样的效(xiào)应创造生(shēng)命。当然，这些推论的(de)大前提是要先找到暗物(wù)质存在的实际(jì)证佛诞是什么时候,佛诞是几月几日 佛诞是香港的劳工假期吗(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到(dào)底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更(gèng)新的动(dòng)力(lì)！

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