宇宙是(shì)“人为制造”的？为(wèi)何(hé)会存在科(kē)学无法解释的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么(me)？人类为了寻找暗物质存在的证据，科学家们在过去的几十年(nián)当中进(jìn)行(xíng)了超(chāo)过50次的长期(qī)实验，但是(shì)却没有发现任(rèn)何的有效证据。除了一个地(dì)方(fāng)，在1687年出版的自(zì)然哲学数(shù)学原(yuán)理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它(tā)揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中天体运动的规(guī)律(lǜ)。往后(hòu)的(de)几(jǐ)百(bǎi)年来，当天(tiān)文学(xué)家(jiā)们发现某(mǒu)些天体运行轨道(dào)出现异常，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就会(huì)知(zhī)道，周围一定有未知的(de)天体通过引力在(zài)摄动(dòng)它(tā)的(de)轨(guǐ)道。比如在1846年(nián)，奥本(běn)勒维耶就通过天王星(xīng)运行轨道(dào)的异常，推算并且发(fā)现了海王星(xīng)的(de)存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥(míng)王(wáng)星的(de)发现都是应用万有引力定律所(suǒ)取得重大天文成就的例(lì)子。但是这(zhè)些发现都(dōu)是(shì)在恒星系(xì)统的尺度当中，可当我们上升到星(xīng)系或者是星团的尺度(dù)，事情就开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗里茨兹威(wēi)基(jī)正在研究(jiū)和(hé)测(cè)量后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千个星浆水是热性还是凉性的 浆水可以当水喝吗系所组成的(de)巨大星系团，这些(xiē)星(xīng)系被(bèi)引力(lì)束缚在一起。测量星系团的质量一般(bān)会使(shǐ)用到两(liǎng)种(zhǒng)方法(fǎ)，当两种(zhǒng)方法结果一致(zhì)，就可以确定其质量(liàng)的范(fàn)围。

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

第二种是(shì)动力学质量(liàng)的(de)计算，是利用光谱红(hóng)移测量(liàng)星系团中的各个星系相(xiāng)对于星系团的运动速(sù)度。当(dāng)测(cè)量结(jié)果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量(liàng)”竟(jìng)然是(shì)“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质量消(xiāo)失(shī)了，或者说这99%的质量(liàng)并(bìng)不以可见光(guāng)的形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过(guò)程中(zhōng)，兹(zī)威基发现星系团(tuán)中很多星(xīng)系的速(sù)度比理(lǐ)论上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些(xiē)可见星系的(de)质(zhì)量所产生的引力是无(wú)法将它们束缚(fù)在星系团内(nèi)的，它们(men)早就应该被抛(pāo)出星系团之外(wài)了，除(chú)非有一种(zhǒng)神(shén)秘的力量在(zài)起作用，这(zhè)种(zhǒng)力量(liàng)来源(yuán)于某种隐形的物质(zhì)。

据此，兹维基提出(chū)了这样(yàng)部分不可(kě)见的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是(shì)它(tā)们却(què)占据着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当时的人们对这样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一次出现(xiàn)。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来(lái)说，距离(lí)中(zhōng)心(xīn)越远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运(yùn)行(xíng)速度就会越慢(màn)。但是他(tā)们(men)观(guān)测(cè)的(de)结果(guǒ)却(què)让人感到(dào)不可思议。

随着与中心距离(lí)的(de)增加，恒星(xīng)的旋(xuán)转速度(dù)几乎保持(chí)不(bù)变。可是(shì)根据牛顿(dùn)的万有引力(lì)定律，在(zài)星系当中(zhōng)如果没有足够大的质量来吸引它们，这些外围的(de)恒(héng)星早就被(bèi)甩到宇(yǔ)宙当(dāng)中了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会使用一种相(xiāng)对(duì)标准的(de)方法来(lái)解释暗物质的(de)存(cún)在，这种方(fāng)法(fǎ)就是测量星系当中气体在X轴上距离星系中(zhōng)心的(de)距(jù)离，以及在Y轴上气体的(de)旋转速(sù)度。如果出现(xiàn)异(yì)常的(de)结果，就认为是由暗物质(zhì)的力量(liàng)进入其中。

于是(shì)科(kē)学家们通过射(shè)电望远镜(jìng)测量了距(jù)离星(xīng)系中心更远距离的氢元素，发(fā)现它们的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的(de)太阳系也不例(lì)外，太阳系(xì)位于(yú)银河系(xì)的第(dì)三(sān)悬(xuán)臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力定律进(jìn)行(xíng)计(jì)算(suàn)，太(tài)阳系的运行速(sù)度应该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度(dù)远远(yuǎn)大于理论(lùn)速(sù)度，那(nà)么产生以上这种向心加速度的(de)原因(yīn)很可能(néng)就是存在(zài)着(zhe)一种(zhǒng)我们(men)看不到的物质(zhì)，是这些暗物质的(de)引(yǐn)力效(xiào)应将星系(xì)聚集(jí)在了(le)一起。

也(yě)是从这时开始，越(yuè)来越(yuè)多(duō)的研究(jiū)人员(yuán)开(kāi)始相(xiāng)信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星系当中暗物(wù)质的质量(liàng)占整个星系质量的85%。但(dàn)是(shì)，暗物质(zhì)并不是唯(wéi)一(yī)可(kě)以解释这个现(xiàn)象的原(yuán)因。在(zài)一项新的研(yán)究当中，科学家们发(fā)现，几乎没有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也(yě)会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还(hái)发(fā)现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大(dà)小(xiǎo)和(hé)银河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒(héng)星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该星系(xì)必须(xū)存在暗物(wù)质，否(fǒu)则(zé)就会分崩离析。但是科(kē)学(xué)家们使用最先进的望远镜(jìng)对(duì)其进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的恒星运(yùn)动是(shì)可(kě)以用(yòng)正常的物质和力学定律来解释的。那么(me)又有人提出(chū)，也(yě)许(xǔ)该星系的暗(àn)物质，已(yǐ)经被附近的(de)另一个大星(xīng)系(xì)剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没(méi)有任何星(xīng)系存(cún)在(zài)。造成这些现象的除了暗(àn)物质的假说(shuō)之外(wài)，另一种可能就是人类对引力的理解还不够全面(miàn)，引力很可能在不(bù)同尺度空间(jiān)中的工作方式是不同的，这意味着(zhe)在(zài)行星系尺度(dù)中的天体会(huì)沿着它们的轨(guǐ)道，按(àn)照我们所理解(jiě)的方(fāng)式运(yùn)动(dòng)。但是上升(shēng)到(dào)星系和星团的尺度，引力之间的相互作(zuò)用则是(shì)不(bù)同的方(fāng)式(shì)。对于(yú)在星系团之(zhī)间的(de)相互作(zuò)用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是在数百万光年的规模上，巨(jù)大的质量(liàng)之间会产生对彼此特(tè)殊的效果，这个(gè)理论(lùn)叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我(wǒ)们需(xū)要对现在的物(wù)理定律进(jìn)行修(xiū)正，这些发现也让(ràng)很多人(rén)认为(wèi)暗物质假(jiǎ)说(shuō)理论就此终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有(yǒu)关于暗物质存在(zài)的其他的理(lǐ)论证据，这些理论证据是蒙德理论(lùn)所没(méi)法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离(lí)为37亿光年的(de)子弹星系(xì)团，由两个(gè)碰撞的星系团所组成，类似这样的星团，它们大(dà)部分的普通质量都在星系的气体当中。当星团(tuán)以(yǐ)1000万公(gōng)里(lǐ)/小时(shí)发(fā)生(shēng)碰撞的时候，星际气(qì)体的相互作用就(jiù)会(huì)导致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降低。所以(yǐ)在理论(lùn)上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大(dà)部分(fēn)的(de)质量将位于所有这些气体所在(zài)的中间区域。那么(me)我们通过(guò)什么来验证它的质量(liàng)区(qū)域到底(dǐ)是不是集中在(zài)中间呢？前(qián)不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空(kōng)望远镜传(chuán)回了宇宙(zhòu)当中第一张(zhāng)全(quán)彩的高(gāo)清照片，在(zài)照片中我们可(kě)以(yǐ)明(míng)显(xiǎn)地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨大(dà)的形变(biàn)。其实这些星系本身并不(bù)是真(zhēn)的被扭曲了(le)，也不(bù)是韦伯望远镜出(chū)了(le)什么问题，而是这样(yàng)极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观测(cè)者之(zhī)间。被一个质量超级巨大的(de)天体遮挡，这(zhè)个(gè)超大质量的(de)东西的引力，会使身后更遥(yáo)远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体可能是超大质量的(de)黑洞或者(zhě)是暗物质(zhì)。

所以当人(rén)们对子弹星系团(tuán)观测的(de)时候，发现它(tā)的大(dà)质量区域并不(bù)是(shì)在中间，而是在(zài)两(liǎng)侧。所以最(zuì)好的解释方法就是当星团发生全部的碰(pèng)撞时，可(kě)被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并在两边(biān)形成(chéng)了(le)引力透(tòu)镜(jìng)。对子弹星(xīng)系团的引(yǐn)力透镜研究(jiū)也(yě)被认为是暗物质存在的迄今为止(zhǐ)最好(hǎo)的理论证据。

除此之外(wài)，还(hái)有(yǒu)来自宇宙当中最古老(lǎo)的光(guāng)。从(cóng)宇(yǔ)宙(zhòu)大(dà)爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了(le)。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间(jiān)背景(jǐng)上留下了各相同性的微波辐射(shè)。其中红色的(de)部(bù)分表示温度(dù)较高的区域(yù)，蓝(lán)色则(zé)表示(shì)相(xiāng)对较冷(lěng)的区域，但实(shí)际上它们之间的温差只有万分(fēn)之一。

科学家们通(tōng)过对(duì)前(qián)景背景分离后的二值图像(xiàng)进行连(lián)通(tōng)域提取(qǔ)和标记之(zhī)后发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗(àn)物质，图形(xíng)看起来不应该是这样(yàng)的(de)，而随(suí)着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小，才(cái)变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我(wǒ)们需要的暗(àn)物(wù)质(zhì)大(dà)约是普通物质(zhì)的5倍。这个(gè)数(shù)字与(yǔ)解释星系当中恒星运动所(suǒ)需要的(de)暗(àn)物(wù)质(zhì)比例是一致的。这就意(yì)味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论(lùn)框架，就(jiù)很好地解释了很多不同的观(guān)测结果。而暗物(wù)质的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙(zhòu)当中存在着某种类型(xíng)的粒(lì)子(zi)，它(tā)们不(bù)参与任何(hé)其他的电(diàn)磁(cí)作(zuò)用，只通过引(yǐn)力(lì)来相互(hù)作用。所以如(rú)果(guǒ)能够找到这种粒子的存在，就(jiù)相(xiāng)当于找(zhǎo)到(dào)了(le)暗(àn)物质存在的实际(j浆水是热性还是凉性的 浆水可以当水喝吗ì)证据(jù)。这种粒(lì)子到底是什么？科学(xué)家们已(yǐ)经提(tí)出了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这(zhè)些不同的(de)目(mù)标粒子所需要的实(shí)验方(fāng)式也不相(xiāng)同。在(zài)过(guò)去(qù)的(de)几十年当中，人类(lèi)为了(le)寻找这些看(kàn)不见、摸(mō)不到，几乎不会(huì)与常规(guī)物(wù)质(zhì)相互作用的(de)“暗(àn)物质”，科学(xué)家(jiā)们已经进(jìn)行了超(chāo)过50次的实验(yàn)，却没有任(rèn)何实质性的发(fā)现(xiàn)，除了一个(gè)地方，意大(dà)利的格兰(lán)萨索(suǒ)山，隶属于阿尔(ěr)卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大的地学实验室，这(zhè)个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有(yǒu)一(yī)个三层(céng)楼高(gāo)的探测(cè)器(qì)，一直致力(lì)于寻找暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了(le)某种信号。经过(guò)了20多(duō)年的数据收集，人们发现(xiàn)了一个(gè)有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到(dào)峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一些(xiē)科学(xué)家认为这可能是人类发(fā)现(xiàn)暗(àn)物(wù)质的第(dì)一(yī)个直接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产生周期性的年度信(xìn)号呢？刚才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速(sù)度(dù)围绕(rào)着银河系进行移(yí)动，那么如果暗物质存(cún)在宇(yǔ)宙当中，这意味着(zhe)我们(men)也在(zài)以这样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会(huì)产生相应(yīng)的振荡，同时地(dì)球又以30公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕太阳进行(xíng)旋转。所以(yǐ)有半年的(de)时间(jiān)，地球围绕太(tài)阳的方向与(yǔ)太阳环(huán)绕银河(hé)系的方向是(shì)一致的，而另外半年则(zé)与之(zhī)相反。

而(ér)在(zài)6月(yuè)份的(de)时候，地球与(yǔ)太阳的方向正(zhèng)好达到完(wán)全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的(de)时段。而在11月(yuè)份，又恰好(hǎo)达(dá)到了最慢(màn)值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河(hé)系(xì)的平(píng)面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这(zhè)并(bìng)不影(yǐng)响这个理论的有(yǒu)效性。

因(yīn)此科学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究人(rén)员们所观测到的(de)周期性信号。当(dāng)然也可能有其他(tā)的情况，造成这(zhè)种年(nián)度周(zhōu)期信号的差异(yì)也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高山上的积雪，甚至连意大(dà)利游客(kè)的数量也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家(jiā)们又在(zài)南半(bàn)球建(jiàn)立(lì)了一个几乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这里的季节与之前的实验(yàn)室正好相反，而(ér)在这里，地球穿过暗物质(zhì)流的(de)运动特征和(hé)第一个实验(yàn)室是一样的(de)。

因(yīn)此(cǐ)，如果(guǒ)在(zài)这里可以得到(dào)相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非常(cháng)有力(lì)的(de)证据了。但是(shì)由于(yú)这个实(shí)验室刚(gāng)刚(gāng)建成不久(jiǔ)，所以截至目前还无法(fǎ)提供(gōng)相(xiāng)应(yīng)的(de)数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜(jìng)，这台太(tài)空(kōng)望远镜叫做“南希格雷(léi)斯罗曼(màn)”，它的主镜大(dà)小跟(gēn)哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它的(de)宽视场仪器(qì)提(tí)供的视(shì)野是(shì)哈勃(bó)红外仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关(guān)键的用(yòng)途就是(shì)探索暗物(wù)质背后的奥秘，对于(yú)探测的结果，我们只能拭目以(yǐ)待(dài)了。费(fèi)米实(shí)验室粒子(zi)天体(tǐ)物理中心的(de)科(kē)学家丹琥珀和贾(jiǎ)森(sēn)斯(sī)特芬研究(jiū)发现，如果(guǒ)暗物质(zhì)存在，它们极有可能拥有另一种神秘的效(xiào)应，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说(shuō)是生命进化的一个重要因素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质会(huì)不会(huì)意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许在宇宙当(dāng)中某个角落的行(xíng)星上，暗物质正在(zài)通过这样的效应创(chuàng)造生命。当然，这(zhè)些推论的(de)大(dà)前提是(shì)要(yào)先找到暗物质(zhì)存在的(de)实(shí)际(jì)证据。那么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物(wù)质到底(dǐ)存(cún)不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支持是我(wǒ)更(gèng)新的动力(lì)！

未经允许不得转载：中国书画艺术 浆水是热性还是凉性的 浆水可以当水喝吗