宇宙(zhòu)是“人为(wèi)制造”的？为何会(huì)存在(zài)科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟(jìng)是什么？人类(lèi)为(wèi)了寻找暗物质存(cún)在的(de)证(zhèng)据，科学家(jiā)们在过去的几十(shí)年当中进行了超(chāo)过50次的长期实验，但(dàn)是(shì)却没有发现(xiàn)任何的有效(xiào)证据。除了一个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了(le)宇宙中天体运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当天文学(xué)家(jiā)们发现某些天体(tǐ)运行轨道出现异(yì)常(cháng)，不符合万有引力定律(lǜ)的时候(hòu)，他们就会知道，周(zhōu)围一(yī)定有未(wèi)知的天(tiān)体通过引力在(zài)摄(shè)动它的轨(guǐ)道。比(bǐ)如在1846年，奥(ào)本勒维耶就通(tōng)过天王星运行轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的(de)发现都是应用(yòng)万有引(yǐn)力(lì)定律所取得重(zhòng)大天文成就的例子(zi)。但是这些发(fā)现都是在恒(héng)星(xīng)系统的尺度当(dāng)中(zhōng)，可(kě)当我们上升(shēng)到(dào)星系(xì)或(huò)者是(shì)星(xīng)团(tuán)的(de)尺度，事情就(jiù)开始变得诡(guǐ)异了。

广西大学唐纪良主任科员，广西大学唐记良="宇(yǔ)宙是“人为创造”的证据？颠(diān)覆科学认知的(de)暗物质(zhì)！竟是生命诞(dàn)生的基础？_黑料正能量" decoding="async" data-ratio="0.5500910746812386" data-type="jpeg" data-w="1647" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/7e58e8fcd62ac7f.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里(lǐ)茨兹(zī)威基(jī)正在研究和测量后(hòu)发星系团的质量。这是一个由数千(qiān)个星系所组成的巨(jù)大星系团，这(zhè)些星系被引力束缚在(zài)一起。测量星系(xì)团的质(zhì)量一般会使用到两种方法(fǎ)，当(dāng)两种方(fāng)法结果一致，就可以确(què)定其质量(liàng)的(de)范围(wéi)。

第(dì)一种是(shì)获(huò)得其"光度学的质量(liàng)"，需要的数(shù)据是测(cè)量各个星系(xì)的光(guāng)度。

第二种是动力学(xué)质量(liàng)的计算(suàn)，是利用光谱红(hóng)移测量(liàng)星系团中(zhōng)的各个星系(xì)相对于星系团的运动速度(dù)。当测量(liàng)结(jié)果出(chū)来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星(xīng)系团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量并不以可见光(guāng)的形(xíng)式(shì)所存在，我们无(wú)法看(kàn)到。最诡异(yì)的是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹威基发(fā)现星系团(tuán)中很多星系的(de)速度比理论上要快得多，按照牛(niú)顿(dùn)的运动学(xué)定(dìng)律(lǜ)，仅(jǐn)靠这些(xiē)可(kě)见星系的质量(liàng)所(suǒ)产(chǎn)生的引力(lì)是无法将它们束缚在星系团内的，它们早(zǎo)就应该被抛出星系团之(zhī)外了，除(chú)非有一(yī)种(zhǒng)神秘的力量在起作用，这种力量来源于某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样部分不可见的(de)暗质(zhì)，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是(shì)它们却占据着宇宙中绝大(dà)部分(fēn)的质量。只是当时的人(rén)们对这(zhè)样的一(yī)种(zhǒng)说法(fǎ)不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再一次出现。天(tiān)文学家维(wéi)拉鲁宾和肯特(tè)福特(tè)在观测仙(xiān)女座星系中(zhōng)的(de)恒(héng)星运动(dòng)。理论上(shàng)来说，距离中(zhōng)心越远(yuǎn)的(de)恒星在(zài)其(qí)轨道上的(de)运行(xíng)速度就会越(yuè)慢。但是他们(men)观测的结果却(què)让人感到不可思(sī)议。

随着与(yǔ)中心距离的增加(jiā)，恒(héng)星的旋转速度(dù)几乎保持不变。可是根(gēn)据牛顿的万有引力定律，在星系当中如(rú)果没有足够(gòu)大(dà)的质量来(lái)吸(xī)引它们，这些(xiē)外围的(de)恒星早(zǎo)就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象(xiàng)，科学家们(men)会使用一种(zhǒng)相对标准的方法来解释(shì)暗物质的存在，这种(zhǒng)方(fāng)法就(jiù)是测(cè)量星系当(dāng)中气(qì)体在X轴上距(jù)离星系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转速(sù)度。如果(guǒ)出现异常的结(jié)果(guǒ)，就认(rèn)为是由暗物质的(de)力(lì)量进(jìn)入其中。

于是科学家们通过(guò)射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远(yuǎn)距离的氢元素(sù)，发(fā)现(xiàn)它们(men)的旋转速度并不(bù)符(fú)合牛顿的力学定律。我(wǒ)们(men)的(de)太阳(yáng)系(xì)也不例(lì)外，太(tài)阳(yáng)系位于银河系的第三悬(xuán)臂(bì)之上，距离银(yín)河(hé)系中(zhōng)心2.6万光年(nián)，根据万有引力定律进行计(jì)算，太(tài)阳系的运行(xíng)速度应该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的(de)速度围绕(rào)银河(hé)系旋转，这个实际速度远远大于理论速度，那么产生以上这种向心(xīn)加速度的原因很(hěn)可能就是存在着一种我(wǒ)们看不到的物质，是这些暗(àn)物质的(de)引力效(xiào)应将星系聚集在(zài)了一起。

也是(shì)从这时开(kāi)始，越来越多的(de)研究(jiū)人(rén)员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道(dào)的(de)速度，估(gū)算在星(xīng)系(xì)当中暗物质的质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗(àn)物质(zhì)并不是唯一可(kě)以(yǐ)解释这个(gè)现象的(de)原因(yīn)。在一项(xiàng)新的研(yán)究当中(zhōng)，科(kē)学家们发(fā)现，几乎没(méi)有引力效应(yīng)的遥远恒星(xīng)之间，也会出(chū)现速(sù)度上的微小差异(yì)。另外，天(tiān)文学家还发现了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大(dà)约2.5亿光年，大小和银河系不(bù)多，但是(shì)星系当中存在的恒(héng)星数量却只有(yǒu)银(yín)河系的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该(gāi)星系(xì)必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使用最先进(jìn)的望远镜对其进行了40个小时(shí)的详(xiáng)细(xì)测(cè)量之后，发现星系中的恒星(xīng)运动是(shì)可以(yǐ)用正常的(de)物质(zhì)和(hé)力(lì)学(xué)定律来解释的。那(nà)么(me)又有(yǒu)人(rén)提出(chū)，也许该(gāi)星系(xì)的暗物质，已(yǐ)经被附近(jìn)的另一个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它的(de)附近没有任(rèn)何星系存(cún)在(zài)。造(zào)成这(zhè)些现象的(de)除了暗(àn)物质的(de)假说(shuō)之外，另一种可能就(jiù)是人类对(duì)引(yǐn)力(lì)的理解还不够全面(miàn)，引力(lì)很可(kě)能在不同尺度空间中的工作方(fāng)式是(shì)不同的(de)，这(zhè)意味(wèi)着在行星系尺度中的天体会(huì)沿着它(tā)们的(de)轨道，按照我们所(suǒ)理解的方式运动(dòng)。但是上(shàng)升到星(xīng)系和星团的尺度，引(yǐn)力之(zhī)间的相(xiāng)互(hù)作用则(zé)是不同的(de)方式(shì)。对于在星系团之间的相(xiāng)互作用(yòng)，科学家还引入(rù)了(le)外部(bù)场效应的概(gài)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)特殊的效果，这(zhè)个(gè)理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现在的物理定律进行(xíng)修正(zhèng)，这些发(fā)现也让(ràng)很多人认为暗物质假说理(lǐ)论就(jiù)此终结。但(dàn)是在(zài)宇(yǔ)宙当中还有关(guān)于暗物质(zhì)存在的其他的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德(dé)理(lǐ)论所没(méi)法(fǎ)解释的“引(yǐn)力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光(guāng)年(nián)的子弹星(xīng)系团，由两个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系(xì)团所组成，类似这样(yàng)的星团，它们大部分(fēn)的(de)普(pǔ)通质量都在星系的气体当中。当(dāng)星团以1000万公里/小时发生(shēng)碰(pèng)撞的时候，星际气体的相互作(zuò)用就会导(dǎo)致(zhì)温度的(de)急剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所以在(zài)理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团大部分的(de)质量将位于所有这些气体所(suǒ)在(zài)的中(zhōng)间区(qū)域。那么我们(men)通(tōng)过什么(me)来验证(zhèng)它的质(zhì)量区域到底是不是集中在中间呢(ne)？前不(bù)久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当中第一(yī)张全彩的高清照片，在照(zhào)片中我(wǒ)们可以明显地看(kàn)到很多星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大的形(xíng)变。其(qí)实这些星(xīng)系本(běn)身并不是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了什么(me)问题，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地(dì)球上(shàng)的(de)观(guān)测者之间。被一(yī)个质(zhì)量超(chāo)级巨(jù)大(dà)的天体遮挡(dǎng)，这个(gè)超大质量的(de)东西(xī)的引力，会使(shǐ)身后更(gèng)遥远(yuǎn)星系的光都发(fā)生了(le)扭(niǔ)曲(qū)。这个现(xiàn)象就(jiù)是引力(lì)透镜效(xiào)应。这个巨(jù)大(dà)的天(tiān)体(tǐ)可能是超(chāo)大质量(liàng)的黑洞或者是(shì)暗物质。

所以当人们对子弹星(xīng)系团观测的时候，发(fā)现它的大(dà)质量区域(yù)并不是(shì)在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的解释方法就是当星团(tuán)发生全部的碰撞时(shí)，可被观测到的质量气体被卡在了中(zhōng)间(jiān)，暗物质则直接通过了这(zhè)个(gè)区域，并在两边形成了(le)引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认(rèn)为是(shì)暗(àn)物质存在的迄今(jīn)为止最好(hǎo)的理论证(zhèng)据。

除(chú)此之外，还(hái)有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之(zhī)后，可见光终于可以畅通(tōng)无(wú)阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背景(jǐng)上留(liú)下(xià)了各相同性的微(wēi)波辐射。其中(zhōng)红(hóng)色(sè)的部分(fēn)表示温度较(jiào)高的区域(yù)，蓝色则表示相对(duì)较冷的区域，但实际(jì)上(shàng)它们之间的温差(chà)只有万(wàn)分之(zhī)一。

科学家(jiā)们通(tōng)过对前景背景分离后的(de)二值图像进(jìn)行连通(tōng)域提(tí)取(qǔ)和标记之后发(fā)现，如(rú)果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看(kàn)起来不应该是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅度(dù)会减小，才(cái)变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的(de)测量(liàng)值，我们(men)需要的暗物质大约是普通物质(zhì)的5倍。这个数(shù)字与解释星系当(dāng)中恒星运动所需要(yào)的(de)暗物质比例是一(yī)致的。这就意味着(zhe)。

用了一个简单的理(lǐ)论框(kuāng)架，就很好地解释了很多不同(tóng)的(de)观测(cè)结果(guǒ)。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子(zi)，它们不参与任何其(qí)他的电磁(cí)作用，只通过引力来相互(hù)作用。所以如果能够找到这(zhè)种粒(lì)子的存(cún)在，就相当(dāng)于(yú)找到(dào)了(le)暗物(wù)质(zhì)存在的(de)实际(jì)证据。这种粒子到底是什么？科(kē)学家们(men)已(yǐ)经(jīng)提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标粒(lì)子(zi)所需要的实验方(fāng)式也不相同。在过去的(de)几十年当中(zhōng)，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸不到，几(jǐ)乎不会与常规(guī)物质相互作用的(de)“暗物质(zhì)”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现(xiàn)，除(chú)了一个地方，意大利(lì)的格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最(zuì)大的地学实验室，这(zhè)个实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器(qì)，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子的(de)周(zhōu)期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观(guān)测到了某种信号。经过了20多年的(de)数据收集，人们发(fā)现了一个有趣的事情。探(tàn)测率(lǜ)会在每年(nián)的6月份达到(dào)峰值，然(rán)后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是(shì)一(yī)样。一些(xiē)科学家认为这可(kě)能是(shì)人(rén)类发现暗(àn)物质的第一个直(zhí)接证据。

但(dàn)是为什么暗物质会产生(shēng)周期(qī)性的年度信(xìn)号呢(ne)？刚(gāng)才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太(tài)阳系正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样(yàng)的速度在(zài)穿(chuān)越着暗物质流(liú)，这个(gè)过(guò)程中会(huì)产生(shēng)相应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒的速度(dù)围(wéi)绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间(jiān)，地球围(wéi)绕太(tài)阳(yáng)的方向(xiàng)与太阳环绕银河(hé)系的方向是一(yī)致的，而(ér)另外半年(nián)则与之相反(fǎn)。

而在6月份(fèn)的时候(hòu)，地(dì)球与太阳的方(fāng)向正好达到完全一(yī)致(zhì)，这是理论上地(dì)球穿越暗物(wù)质流最快的时段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢(màn)值。尽管(guǎn)在实际的(de)情况中，太阳系相对银河系的(de)平面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并不(bù)影(yǐng)响这个理论(lùn)的有效性。

因此(cǐ)科学家认为(wèi)这可以(yǐ)用来解释，研究人(rén)员们所(suǒ)观测到的周期性信(xìn)号(hào)。当然(rán)也可能有其他(tā)的情(qíng)况，造成这种(zhǒng)年度周期信号的差异也可(kě)能是温度、湿度、土壤中(zhōng)的(de)水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大(dà)利(lì)游客的数量也(yě)符合(hé)这(zhè)个周(zhōu)期的规(guī)律。

所以，科学家(jiā)们又在(zài)南(nán)半球(qiú)建立了一个几乎(hū)相同(tóng)的(de)实验(yàn)室，这里的季节与之前的实验室正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第(dì)一(yī)个实验室是(shì)一样的。

因此，如果(guǒ)在这里可(kě)以得(dé)到相同的(de)信号，就可(kě)以成为暗(àn)物质所存在的非常有力的证据了。但是由于这个实验室刚刚(gāng)建成(chéng)不久，所以(yǐ)截(jié)至目前还无(wú)法提供(gōng)相应的数据支(zhī)持。另外(wài)，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台太(tài)空(kōng)望远镜叫(jiào)做(zuò)“南(nán)希格(gé)雷斯罗曼”，它的(de)主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场(chǎng)仪(yí)器(qì)提供的视(shì)野是哈勃红外仪(yí)器(qì)的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空(kōng)望远镜其(qí)中一个关(guān)键(jiàn)的用途就(jiù)是探(tàn)索暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我们(men)只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒(lì)子(zi)天(tiān)体物理中心的科学家丹(dān)琥(hǔ)珀(pò)和贾(jiǎ)森斯特芬研究发现(xiàn)，如果(guǒ)暗物质存在，它们极有可能(néng)拥有另一(yī)种神秘的效应，这(zhè)种(zhǒng)暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中(zhōng)生(shēng)命的(de)诞生，或者说是生(shēng)命进化的一个重(zhòng)要因素。

如果这(zhè)一理(lǐ)论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质(zhì)会不(bù)会意味(wèi)着人(rén)类(lèi)并不(bù)孤单呢？或许在(zài)宇宙当中某个角落的行星(xīng)上，暗物质正在通(tōng)过这样的效(xiào)应创造(zào)生命。当然，这(zhè)些推论的大前(qián)提是要先(xiān)找到暗物质存在的实(shí)际(jì)证据。那么小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质到底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的动力！

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