宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制造”的(de)？为(wèi)何会(huì)存在科学无法解释(shì)的(de)“暗(àn)物质”？暗物质又(yòu)究竟是什(shén)么？人(rén)类为(wèi)了寻(xún)找暗物质存在的证据，科学家们(men)在过去的几十年当中进行了超过(guò)50次的(de)长期实验，但是却没有发现(xiàn)任何的有效证据。除(chú)了一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然(rán)哲学(xué)数学原(yuán)理一书中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动(dòng)的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天(tiān)文(wén)学家们(men)发现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有引力定律的时候(hòu)，他们就会知(zhī)道，周围一定有未知的天(tiān)体通过(guò)引力在摄动它的轨(guǐ)道(dào)。比如在(zài)1846年，奥(ào)本勒维耶就通过天王星运(yùn)行(xíng)轨道的异常(cháng)，推算并(bìng)且发现了海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王(wáng)星(xīng)的发现都(dōu)是应用万有引力(lì)定律(lǜ)所(suǒ)取得(dé)重(zhòng)大(dà)天文(wén)成(chéng)就的例子。但是这(zhè)些发现(xiàn)都是(shì)在恒星系统的尺度当中，可(kě)当我们(men)上升到星系或者是星团的尺度，事情(qíng)就开(kāi)始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千个星系所组(zǔ)成的巨大星系团，这些星系(xì)被引力束缚在(zài)一起。测量星系团的质量一般会使用到两(liǎng)种方(fāng)法(fǎ)，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确(què)定其质(zhì)量(liàng)的(de)范(fàn)围。

第(dì)一种是获得其(qí)"光度学的(de)质量"，需要的数(shù)据是测(cè)量各(gè)个星系的光度。

第(dì)二种是动(dòng)力学质量的计算，是利用(yòng)光谱(pǔ)红移测量(liàng)星系团中(zhōng)的各个星(xīng)系相(xiāng)对(duì)于星(xīng)系团的运动速度。当测(cè)量结果出(chū)来(lái)之后，兹威(wēi)基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意(yì)味着，后发座(zuò)星系团(tuán)有(yǒu)99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的(de)质量(liàng)并不(bù)以可见光的(de)形式(shì)所存在，我们无法看到。最诡异(yì)的(de)是，在测量速度的过(guò)程中，兹威基发现(xiàn)星系团(tuán)中很多(duō)星系的速度比理论(lùn)上要(yào)快得多，按照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这(zhè)些(xiē)可见星(xīng)系(xì)的质量所(suǒ)产(chǎn)生的引力(lì)是无法将它(tā)们束缚在星(xīng)系团内的，它们(men)早(zǎo)就应该被抛出(chū)星系团之(zhī)外(wài)了，除非有一种神(shén)秘的力量在起作用，这种力量来源于某种隐形的物质。<辍耕之垄上的意思，垄上的意思是什么/p>

据此(cǐ)，兹维基(jī)提出(chū)了这(zhè)样(yàng)部分不可见的暗质，它不发(fā)散(sàn)光、吸(xī)光、反射光(guāng)，但(dàn)是它们却(què)占(z辍耕之垄上的意思，垄上的意思是什么hàn)据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对这(zhè)样的一(yī)种(zhǒng)说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后(hòu)，“暗(àn)物质”这个(gè)词才再一次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙女座(zuò)星(xīng)系中的(de)恒星(xīng)运动。理论(lùn)上(shàng)来说，距离中心越(yuè)远的恒星(xīng)在其轨道上(shàng)的运行速度就(jiù)会越慢(màn)。但(dàn)是他们观(guān)测的结果却让人感到不可思议。

随着(zhe)与中心距离的(de)增加，恒星的旋转速度几乎(hū)保持不变。可是根据牛(niú)顿的(de)万有引(yǐn)力定律(lǜ)，在(zài)星系当中如果没有(yǒu)足够大的质量(liàng)来吸引(yǐn)它们，这些外围(wéi)的(de)恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学(xué)家们会使用一种相对(duì)标准(zhǔn)的(de)方法来解释暗(àn)物质的存在，这种方法就(jiù)是测量星系当中气体在(zài)X轴(zhóu)上距离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的旋转速(sù)度。如果出现异(yì)常的结果(guǒ)，就(jiù)认为(wèi)是由(yóu)暗物质的(de)力量进入其中(zhōng)。

于是科学(xué)家(jiā)们通过射电(diàn)望(wàng)远镜测量了距离(lí)星(xīng)系中心更远距离的氢(qīng)元(yuán)素，发现它(tā)们的旋转速度并不符合(hé)牛(niú)顿的力学定律。我们(men)的太阳系也不例外(wài)，太(tài)阳系位于银(yín)河系的第三悬(xuán)臂之上(shàng)，距离银河系(xì)中心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万有(yǒu)引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运(yùn)行速度应该是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但(dàn)实际上，太(tài)阳系正(zhèng)在以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河系(xì)旋转，这个实(shí)际速度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产生以(yǐ)上这种向心加速(sù)度(dù)的原因很可能(néng)就是(shì)存在着(zhe)一种我们看不到的物质，是这些暗物质的(de)引力(lì)效应将星系聚集(jí)在了一起。

也是从这(zhè)时开始，越(yuè)来越多的研究(jiū)人员开始相信暗物(wù)质(zhì)的(de)存在。科学家根据星(xīng)系外恒星(xīng)轨道(dào)的速度，估(gū)算在(zài)星系当中暗物质的质量(liàng)占(zhàn)整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释(shì)这个(gè)现象(xiàng)的原因。在(zài)一项新的(de)研究当中，科学(xué)家(jiā)们(men)发(fā)现，几乎没有(yǒu)引力效应(yīng)的遥(yáo)远恒(héng)星之间(jiān)，也会出现速度上的微小差(chà)异。另外，天文学(xué)家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系(xì)距离地球(qiú)大约2.5亿(yì)光年，大小和银河系(xì)不多，但是星系当中存(cún)在的恒(héng)星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该星系必(bì)须存在暗物质，否则就(jiù)会(huì)分崩离(lí)析。但是科学家们使用最先进的望远(yuǎn)镜(jìng)对其进行了(le)40个小时(shí)的详细测量之后(hòu)，发现星(xīng)系中的恒星运动是(shì)可以用正常的物质(zhì)和(hé)力学定律来解释(shì)的。那(nà)么又有人提出(chū)，也许该星系的暗物(wù)质，已经被附(fù)近的(de)另一个大(dà)星系(xì)剥离(lí)了。奇(qí)怪的(de)是，它(tā)的附近没有(yǒu)任何(hé)星(xīng)系存在。造成(chéng)这(zhè)些现象的除了暗物(wù)质的假说之外，另(lìng)一种(zhǒng)可(kě)能就是人(rén)类对引力的理解还不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度空间中的工(gōng)作方(fāng)式是不同(tóng)的，这(zhè)意味着在(zài)行星系(xì)尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所(suǒ)理(lǐ)解(jiě)的方式运动(dòng)。但是(shì)上升到星系(xì)和星(xīng)团的尺度，引(yǐn)力之(zhī)间的(de)相互(hù)作用则是不同的方式。对(duì)于在星系团(tuán)之间的相互作用，科学家还(hái)引(yǐn)入了(le)外(wài)部(bù)场效应的概念(niàn)，指(zhǐ)的是(shì)在(zài)数(shù)百万光年的规模上，巨大的(de)质(zhì)量(liàng)之间会产生对彼(bǐ)此特殊(shū)的效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论(lùn)成立，这意味着(zhe)我们需要(yào)对现在的物理定律进行修正(zhèng)，这些发现也(yě)让(ràng)很多人认为暗物(wù)质假说(shuō)理论就此终结。但是在(zài)宇宙当中还有(yǒu)关(guān)于(yú)暗物质存在的其他的理论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的“引力透镜”。

辍耕之垄上的意思，垄上的意思是什么 decoding="async" data-ratio="0.5597331716191631" data-type="jpeg" data-w="1649" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/18fc0a6e444b507.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们(men)大部(bù)分的普通质量都(dōu)在星(xīng)系的气(qì)体当中。当(dāng)星(xīng)团以1000万公里/小时发生(shēng)碰(pèng)撞的(de)时候，星际气(qì)体的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰撞之(zhī)后，子弹星系(xì)团大(dà)部(bù)分的质量(liàng)将位于所有这些(xiē)气(qì)体(tǐ)所在的中间区域(yù)。那么我们通过什(shén)么来(lái)验证它的(de)质量(liàng)区域到底是不是集中在中间呢(ne)？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传(chuán)回了(le)宇宙当(dāng)中第一(yī)张全彩(cǎi)的高清照片，在照片中我们可以(yǐ)明显地看到很多星系似乎被(bèi)拉伸(shēn)产生了巨大的(de)形(xíng)变(biàn)。其实(shí)这(zhè)些星系(xì)本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜(jìng)出了什么问(wèn)题，而是这样极(jí)遥远的天(tiān)体(tǐ)和(hé)我们(men)地(dì)球上的(de)观测者之(zhī)间。被一个质量超级(jí)巨(jù)大的(de)天体遮挡，这个超大(dà)质量的东西(xī)的(de)引力，会使身后(hòu)更遥远星系的光都发生了扭曲。这(zhè)个现(xiàn)象就是引力(lì)透镜效应。这个巨大的天体(tǐ)可能是(shì)超大质量的黑洞或(huò)者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时(shí)候(hòu)，发现它的(de)大质量区域并不是在中间，而是在(zài)两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就是(shì)当(dāng)星(xīng)团发生全部的(de)碰撞时，可被(bèi)观测(cè)到的质量气(qì)体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接通过了这(zhè)个(gè)区域，并(bìng)在两边形成了引力透镜。对子弹(dàn)星系团的引力透(tòu)镜研究也(yě)被认为是(shì)暗(àn)物(wù)质存在(zài)的迄今为止(zhǐ)最好的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当(dāng)中最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光终于可(kě)以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿(yì)年(nián)之后，这些光在宇宙(zhòu)空(kōng)间(jiān)背景(jǐng)上(shàng)留下了各(gè)相同(tóng)性的(de)微(wēi)波辐射。其中(zhōng)红(hóng)色的部分表示(shì)温度较(jiào)高的(de)区域(yù)，蓝色则表示相对(duì)较冷的(de)区域，但(dàn)实际上它们(men)之间的温差(chà)只(zhǐ)有(yǒu)万分之一。

科学家们通过对前(qián)景背(bèi)景分离后的二值图像进行连通域(yù)提取和标记(jì)之后发现(xiàn)，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看(kàn)起来(lái)不(bù)应该是这样的，而(ér)随着暗(àn)物(wù)质(zhì)的增加，一些峰值(zhí)的幅度会(huì)减(jiǎn)小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙(zhòu)微波背景辐射的(de)测量(liàng)值，我们需(xū)要的(de)暗(àn)物质大(dà)约是普通物质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系(xì)当(dāng)中恒星运动所(suǒ)需要的(de)暗物质比例是一致(zhì)的(de)。这就意味着。

用了一个简单(dān)的理论框架，就很好地解(jiě)释了(le)很(hěn)多(duō)不同的观测结(jié)果。而暗(àn)物(wù)质(zhì)的本质(zhì)就是宇宙当(dāng)中(zhōng)存在着某种类型(xíng)的粒子，它们不参与任何其他的电(diàn)磁作用，只通(tōng)过引力来(lái)相互(hù)作(zuò)用。所以(yǐ)如果能够找到这(zhè)种粒子的存(cún)在，就相当于找到了暗物质存在的实(shí)际(jì)证据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十(shí)种(zhǒng)的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同(tóng)的(de)目标(biāo)粒子(zi)所需要的(de)实验方式也(yě)不相(xiāng)同。在过去(qù)的几十年当中，人类为了(le)寻找这些(xiē)看不(bù)见、摸(mō)不到(dào)，几(jǐ)乎不会与常规(guī)物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们(men)已经(jīng)进行了超(chāo)过50次的实(shí)验，却没有(yǒu)任何实质性(xìng)的发现，除了一个地方，意大利的格兰(lán)萨索山，隶属(shǔ)于阿(ā)尔(ěr)卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿井(jǐng)当中，藏着地(dì)球上最大的地学实验(yàn)室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的(de)探测(cè)器，一直(zhí)致力于寻找暗物(wù)质粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声(shēng)称观(guān)测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多(duō)年的数(shù)据(jù)收集，人们(men)发现了一个有趣的事情。探测率(lǜ)会在每(měi)年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月(yuè)降到(dào)最(zuì)低，而且(qiě)在20年(nián)当中(zhōng)每年都是一样。一些科(kē)学家(jiā)认为这可能(néng)是人类发(fā)现暗物质(zhì)的第一个直接证据。

但是为什(shén)么暗物质会(huì)产(chǎn)生(shēng)周期性的年度信(xìn)号呢？刚才(cái)我们讲(jiǎng)了太(tài)阳系正在以220公里/秒的(de)速度(dù)围绕着银河系进行移动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意(yì)味着我们也(yě)在以这样的速度在穿越着(zhe)暗(àn)物质流，这个过程(chéng)中(zhōng)会产生相(xiāng)应的振荡，同(tóng)时地球又(yòu)以30公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕太阳进(jìn)行旋转。所以(yǐ)有(yǒu)半年的时间，地球围绕太阳的方(fāng)向与太阳(yáng)环绕银河系(xì)的方(fāng)向是一致的(de)，而另外(wài)半年则与之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的时候，地(dì)球与太阳(yáng)的方向正好达到完全(quán)一致，这是理论上(shàng)地球穿(chuān)越(yuè)暗物质流最快的时(shí)段(duàn)。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰好达(dá)到(dào)了最慢值。尽(jǐn)管在实(shí)际的(de)情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的(de)倾(qīng)斜，但(dàn)是这并不影响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科学家认为这可(kě)以用来解释，研(yán)究人员们所观(guān)测到的周期性信号。当然也(yě)可能有其(qí)他的情况，造成(chéng)这种年(nián)度周期信号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意(yì)大利游客的数量也符合(hé)这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家(jiā)们又(yòu)在南半球建立了一个几乎相同的实验室(shì)，这里的季(jì)节与之前的实验(yàn)室正好相反，而(ér)在这里(lǐ)，地球穿过暗物(wù)质流的(de)运(yùn)动特征(zhēng)和第(dì)一个(gè)实(shí)验室(shì)是一样的。

因此(cǐ)，如果在这里可(kě)以得到相同的(de)信号，就可以成为暗物质所存在(zài)的(de)非常(cháng)有力的证(zhèng)据了。但是由于这(zhè)个实验室(shì)刚刚建成不久，所以截(jié)至(zhì)目前还无法提(tí)供相应(yīng)的数据支持。另(lìng)外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台太空望远镜(jìng)叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相(xiāng)同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供(gōng)的(de)视野(yě)是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希(xī)格(gé)雷斯罗曼太空望远镜其中一个关(guān)键的用途就是探索暗(àn)物质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只能拭目以(yǐ)待了。费米(mǐ)实验(yàn)室粒子天体物理(lǐ)中心(xīn)的科学家(jiā)丹琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如(rú)果暗物(wù)质(zhì)存在，它们极有可能拥(yōng)有另一种神(shén)秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞(dàn)生，或(huò)者说是(shì)生命进(jìn)化的一个重要因素。

如(rú)果这一理论得(dé)到进一(yī)步的证(zhèng)实，那么遍布宇(yǔ)宙当中的暗物质会(huì)不会意味着人类并(bìng)不孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落(luò)的(de)行(xíng)星上，暗物(wù)质正在通过这样的效应创(chuàng)造生(shēng)命。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗(àn)物质到(dào)底存(cún)不(bù)存(cún)在(zài)呢(ne)？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持(chí)是我更新的动力！

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