宇宙是“人为制造”的(de)？为(wèi)何会存在科学(xué)无法(fǎ)解(jiě)释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找暗(àn)物(wù)质存在的证据，科学家(jiā)们(men)在过去的(de)几十年当中进行了(le)超过50次(cì)的长期实验(yàn)，但(dàn)是却没有发现任(rèn)何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的(de)自然哲学数(shù)学原(yuán)理(lǐ)一书中，埃(āi)萨克(kè)牛顿发表(biǎo)了万有(yǒu)引力定律(lǜ)，它揭示了宇宙(zhòu)中天体(tǐ)运(yùn)动的(de)规(guī)律(lǜ)。往(wǎng)后的几百年来(lái)，当天文学家们发(fā)现某些天体运行轨道(dào)出现异常(cháng)，不符合万有引力定律的时(shí)候，他们就(jiù)会知道，周围一(yī)定有未知(zhī)的天体通过引力在摄动(dòng)它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天(tiān)王(wáng)星运行轨道的(de)异(yì)常，推算并且发现了(le)海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现(xiàn)都是应(yīng)用(yòng)万有引力定律所取得重大天文成(chéng)就的例(lì)子。但是这些发现都是(shì)在恒(héng)星系统(tǒng)的尺度当中，可当我(wǒ)们上升(shēng)到(dào)星系或者是星团(tuán)的尺度，事情(qíng)就(jiù)开(kāi)始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和(hé)测量(liàng)后(hòu)发星(长岛冰茶好喝吗，十大断片鸡尾酒酒排名xīng)系(xì)团(tuán)的质(zhì)量。这是一个(gè)由数千个星系所组(zǔ)成的巨大星(xīng)系团，这些星系被引力(lì)束缚(fù)在一起。测(cè)量星系团的质(zhì)量一般会使(shǐ)用到两种方法，当两种方法结果一致(zhì)，就可以确定其质量的(de)范围(wéi)。

第一(yī)种是获(huò)得其"光度学的质量"，需要的数据是测量(liàng)各(gè)个(gè)星(xīng)系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱红(hóng)移测量星系(xì)团中的各(gè)个星系相对于星系团的运动速度。当测(cè)量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学质量”的400倍。这意(yì)味(wèi)着，后发座(zuò)星系(xì)团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的质量并(bìng)不以可见光(guāng)的形式所存(cún)在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的是，在测量速度的过程中，兹(zī)威(wēi)基发现星(xīng)系团中很多星(xīng)系的(de)速度比理(lǐ)论上(shàng)要(yào)快得(dé)多，按照牛(niú)顿的(de)运动学定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所产生(shēng)的引力是无(wú)法将它们束缚在星系团内的，它(tā)们早就应该被抛(pāo)出星系(xì)团之(zhī)外了，除(chú)非有一(yī)种神秘的力量在起作(zuò)用，这种力量来源于(yú)某(mǒu)种隐形的物质。

据此，兹维基提出了(le)这样部分(fēn)不可见(jiàn)的暗质，它不发(fā)散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当(dāng)时(shí)的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出(chū)现。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯特福特(tè)在观测(cè)仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说，距离(lí)中(zhōng)心越远的恒星在(zài)其轨道上的运行速度(dù)就会越慢。但(dàn)是(shì)他们观(guān)测的结果却让人感到不可思议。

随(suí)着与中(zhōng)心距离(lí)的(de)增(zēng)加，恒星的旋(xuán)转速度(dù)几(jǐ)乎保持不变。可是根据(jù)牛顿的万(wàn)有引力定(dìng)律，在星系当中如果没有足够大(dà)的质量来吸引它们(men)，这(zhè)些外围(wéi)的恒星(xīng)早就被甩到宇宙当中了(le)。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科(kē)学家们会使(shǐ)用一种相对(duì)标(biāo)准的方法来解释(shì)暗(àn)物质的存在，这(zhè)种方法就是(shì)测量星(xīng)系当中气体在X轴上距(jù)离星(xīng)系中心(xīn)的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的(de)旋转速度。如果(guǒ)出现异(yì)常的结果，就认(rèn)为(wèi)是由暗物质(zhì)的力量进入(rù)其中。

于(yú)是科学家们通过射电望远镜测(cè)量(liàng)了距离星系中心更远距(jù)离的氢元素，发(fā)现它们的旋转速(sù)度并(bìng)不符(fú)合(hé)牛顿的力学定律。我们的(de)太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第(dì)三(sān)悬臂(bì)之上(shàng)，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有(yǒu)引力定(dìng)律进行计算(suàn)，太(tài)阳系的运行速(sù)度应该是(shì)160千米/秒，但(dàn)实际(jì)上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的(de)速(sù)度围绕银河系旋转，这个实际速度(dù)远远大于理论速度，那么(me)产生(shēng)以上(shàng)这种向心加(jiā)速度的原因很可能就(jiù)是存在着(zhe)一种我们看不到的(de)物质，是这些暗物质的引力效(xiào)应将星系聚集(jí)在了一起。

也是从这时开始，越来越多的(de)研(yán)究人员开始相信暗(àn)物质的存在。科(kē)学(xué)家根据星系外恒星(xīng)轨道的速(sù)度(dù)，估算(suàn)在星(xīng)系当中暗物质的质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可(kě)以解释这个现(xiàn)象的原因。在(zài)一项新(xīn)的研究当中，科学家(jiā)们发(fā)现，几乎没有引(yǐn)力效应(yīng)的(de)遥远恒星之(zhī)间，也会(huì)出现速度(dù)上(shàng)的微小(xiǎo)差异。另(lìng)外，天文学家(jiā)还发现(xiàn)了一个反常(cháng)的星系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距离地球(qiú)大约2.5亿(yì)光年，大小和银河系不多，但是星系当中存(cún)在(zài)的恒星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论(lùn)上(shàng)，该星系(xì)必(bì)须(xū)存在暗物(wù)质，否(fǒu)则就会分崩离析。但是(shì)科学家们使用最先进的望远镜(jìng)对其进(jìn)行了40个小时的详细测量之后，发现星系(xì)中的(de)恒星(xīng)运动是可以用正(zhèng)常的(de)物质和力学定(dìng)律来(lái)解释的。那(nà)么又有人(rén)提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被附(fù)近(jìn)的(de)另一个大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附近没有(yǒu)任(rèn)何星系(xì)存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外，另一种可能就是(shì)人类(lèi)对引(yǐn)力的理解还不(bù)够全面，引力很可(kě)能在不同尺度空间中的(de)工作方(fāng)式(shì)是不同的(de)，这意(yì)味(wèi)着(zhe)在行(xíng)星系尺度中的天(tiān)体会沿着(zhe)它们的(de)轨道，按照我们所理(lǐ)解的方式运动。但是上升到星系和星团(tuán)的(de)尺度，引力(lì)之间的(de)相互作用则是不同的方(fāng)式(shì)。对于在(zài)星系团之间的相互作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指(zhǐ)的(de)是在(zài)数百万光年的(de)规模上，巨大的质量之(zhī)间会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙(méng)德理(lǐ)论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着(zhe)我们需(xū)要(yào)对现(xiàn)在的物(wù)理定律(lǜ)进行修(xiū)正，这些发(fā)现也让很(hěn)多人(rén)认为暗物质假说理论(lùn)就此终结。但是在宇宙当中还有关(guān)于(yú)暗物质存在(zài)的其(qí)他的(de)理论证据，这(zhè)些理论证据是蒙(méng)德理(lǐ)论所没法(fǎ)解释的“引(yǐn)力透镜”。

长岛冰茶好喝吗，十大断片鸡尾酒酒排名 src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/18fc0a6e444b507.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

径向(xiàng)距离为37亿(yì)光年的子弹星系团，由两(liǎng)个碰(pèng)撞的星系团所组(zǔ)成，类似这样的星(xīng)团，它(tā)们大部分的普通(tōng)质量都在星(xīng)系的(de)气体(tǐ)当中。当(dāng)星团以1000万公里/小时(shí)发(fā)生碰撞的时候(hòu)，星际气体的相互作用(yòng)就会导致温(wēn)度的急剧升高，速度(dù)大幅降(jiàng)低(dī)。所以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团大部(bù)分的质量将位于所(suǒ)有这些气体所在的中间区(qū)域。那么(me)我们通(tōng)过什么(me)来验证它的(de)质量区域到底(dǐ)是不(bù)是集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜(jìng)传回(huí)了宇宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全彩的(de)高(gāo)清照片，在照片中(zhōng)我们可以明显(xiǎn)地看到(dào)很多星系似乎被拉伸产(chǎn)生了巨(jù)大的形变。其实这些星系(xì)本身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦(wéi)伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和(hé)我们地球上的观测(cè)者之间(jiān)。被一个质(zhì)量超级巨大的天体(tǐ)遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量的东西的(de)引力，会使身后(hòu)更遥远星系的光都发生了扭曲(qū)。这个(gè)现象就是引力透镜(jìng)效应。这个巨(jù)大(dà)的天体可能是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当(dāng)人们对(duì)子弹星(xīng)系团观(guān)测的(de)时(shí)候，发现它的(de)大质(zhì)量区域并(bìng)不(bù)是(shì)在中间，而是在两侧(cè)。所以最好(hǎo)的解释方(fāng)法就是当星团发(fā)生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的质量气体被(bèi)卡在了中(zhōng)间，暗物质(zhì)则直(zhí)接通过(guò)了这个区域，并在(zài)两边形成了(le)引力(lì)透(tòu)镜(jìng)。对子弹星系(xì)团的引力透镜(jìng)研(yán)究也被认为(wèi)是(shì)暗(àn)物质存在的迄今为止最好的理论(lùn)证据(jù)。

除此之外，还有来自(zì)宇宙当(dāng)中最古老的光。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开始，38万年(nián)之后(hòu)，可(kě)见(jiàn)光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背景上(shàng)留下了(le)各(gè)相同性的微波辐射(shè)。其中(zhōng)红(hóng)色的部分表示温(wēn)度(dù)较高的区域(yù)，蓝色则表示相(xiāng)对较(jiào)冷的区域，但实(shí)际上它们之间(jiān)的温差只有万(wàn)分之一(yī)。

科(kē)学家们通(tōng)过对前景背景分离(lí)后的二值(zhí)图像进行连通域提取和标(biāo)记(jì)之后发现，如果宇(yǔ)宙当中(zhōng)没有暗(àn)物质，图形看起来不应该是这样的(de)，而随着暗(àn)物质的增加，一(yī)些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得(dé)看起来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量值，我(wǒ)们需要的暗物质大约(yuē)是(shì)普通物质的5倍。这个数字与解释星系(xì)当中(zhōng)恒星运动所需要的(de)暗物质(zhì)比例是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一(yī)个简单(dān)的理论框架，就(jiù)很(hěn)好地解(jiě)释了很(hěn)多不同(tóng)的观测结果。而(ér)暗物质的(de)本质就是宇(yǔ)宙当(dāng)中存(cún)在着某种类型的(de)粒子(zi)，它们(men)不(bù)参与任何其他的电(diàn)磁作用，只通过(guò)引(yǐn)力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的(de)存(cún)在，就相当于找到了暗物质存(cún)在的实(shí)际证据。这种粒子(zi)到底是什么(me)？科(kē)学家(jiā)们已经(jīng)提出了数十种的假想目标(biāo)，而要寻找(zhǎo)这(zhè)些不同(tóng)的目标粒子所需(xū)要的(de)实验方式也不相同。在过去的几十年(nián)当中，人(rén)类为了(le)寻找这些看不(bù)见、摸不到，几乎不会(huì)与常规物(wù)质相互作(zuò)用(yòng)的“暗物质”，科(kē)学(xué)家(jiā)们已(yǐ)经进行了超(chāo)过(guò)50次的(de)实验，却(què)没有任何实质(zhì)性(xìng)的发现，除了一个地(dì)方，意大利的(de)格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的(de)地下矿井(jǐng)当中，藏着地球(qiú)上最大(dà)的地学实验室，这个(gè)实验室(shì)叫长岛冰茶好喝吗，十大断片鸡尾酒酒排名“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼(lóu)高的(de)探(tàn)测器，一直(zhí)致力(lì)于(yú)寻找暗物质粒(lì)子(zi)的周期性(xìng)震(zhèn)荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这里的科学家声称观测到了某种信号。经过(guò)了20多年的数(shù)据收集(jí)，人们发(fā)现(xiàn)了一(yī)个有(yǒu)趣的事(shì)情(qíng)。探测(cè)率会(huì)在每年的6月份达到(dào)峰值，然后在11月降到最低，而(ér)且在20年当(dāng)中(zhōng)每年(nián)都是一样(yàng)。一(yī)些科(kē)学(xué)家认为这可能是人类发现暗物质的第一个(gè)直接证据。

但是为什(shén)么暗(àn)物质会产(chǎn)生(shēng)周(zhōu)期性的年(nián)度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度围(wéi)绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意味着(zhe)我们也在以这样的速度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过程中会(huì)产生相应(yīng)的振荡，同时地球(qiú)又(yòu)以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地球围绕太阳(yáng)的方向与(yǔ)太(tài)阳环绕银河(hé)系的方向是一致的，而另外半(bàn)年则与之相反。

而在6月份的时候(hòu)，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这(zhè)是理论上地球穿越暗物(wù)质(zhì)流最(zuì)快的时(shí)段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管(guǎn)在实际的情(qíng)况中(zhōng)，太阳系相对(duì)银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是(shì)这(zhè)并不影响这个(gè)理论(lùn)的有效性。

因(yīn)此科学家(jiā)认为这(zhè)可(kě)以用来(lái)解释，研究(jiū)人员(yuán)们所观测到的周期性信号。当然也可能有其他的情(qíng)况，造成这种年(nián)度周期信号的(de)差异也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分(fēn)、高(gāo)山(shān)上的积雪，甚至(zhì)连意(yì)大利游客(kè)的数量(liàng)也符合这个(gè)周(zhōu)期的规律。

所以，科学(xué)家们又(yòu)在南半球建立(lì)了一个几乎相同的(de)实验室，这(zhè)里的(de)季节与(yǔ)之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这(zhè)里，地(dì)球(qiú)穿过暗(àn)物(wù)质流的运动特征和第一个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同(tóng)的信号，就可(kě)以(yǐ)成为暗物质所存在的非(fēi)常有力的(de)证据了(le)。但(dàn)是(shì)由于这个实验室(shì)刚刚(gāng)建成不(bù)久，所以截至目前(qián)还无法提供(gōng)相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜(jìng)，这台太空望(wàng)远镜叫(jiào)做“南(nán)希格雷斯罗曼(màn)”，它的主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈(hā)勃望(wàng)远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器(qì)提供(gōng)的视野是(shì)哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关(guān)键(jiàn)的用途就是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对于(yú)探(tàn)测的结果，我们只(zhǐ)能(néng)拭目以(yǐ)待了(le)。费米(mǐ)实验室粒子(zi)天体物理中心的(de)科(kē)学(xué)家丹琥珀和(hé)贾(jiǎ)森(sēn)斯特(tè)芬研究发现，如果暗(àn)物质存(cún)在，它们极有可能拥(yōng)有(yǒu)另(lìng)一种神秘的效应，这种暗物(wù)质效应，会(huì)支持宇宙当(dāng)中生命(mìng)的诞生，或者说(shuō)是生(shēng)命进化的一(yī)个重要(yào)因素。

如果(guǒ)这一理论(lùn)得到(dào)进(jìn)一步的证实，那(nà)么(me)遍(biàn)布宇宙当中(zhōng)的暗物质(zhì)会不会意味着人(rén)类并(bìng)不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落(luò)的行星上，暗物质正在(zài)通过这样的效应创造生命。当(dāng)然，这(zhè)些(xiē)推论的大前提是要先找到暗物质存在(zài)的实际(jì)证据。那么(me)小伙伴(bàn)们，你们觉得暗(àn)物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更(gèng)新的(de)动力！

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