宇宙是“人为制(zhì)造”的(de)？为(wèi)何会存(cún)在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？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当中(zhōng)进(jìn)行了超(chāo)过(guò)50次的长期实验，但是(shì)却没有发现任(rèn)何的(de)有效(xiào)证据。除了一个地方，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引力定律(lǜ)，它揭(jiē)示了宇宙中天(tiān)体运动的(de)规律。往后的几百年来(lái)，当天文学(xué)家们发现某些(xiē)天体(tǐ)运行轨道出(chū)现异常，不符合万有引力(lì)定律(lǜ)的时候(hòu)，他们就会知道(dào)，周围一定(dìng)有(yǒu)未知的天体通过引(yǐn)力在摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶(yé)就通过天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并且(qiě)发(fā)现(xiàn)了海王星(xīng)的(de)存在。另外(wài)，哈(hā)雷彗(huì)星、冥王星的发现都是应用万有引力定律所取得(dé)重大天文成(chéng)就的例子(zi)。但是这些发现都是在恒星系统的尺度当中，可(kě)当我们上升(shēng)到星系或者是星团的尺度，事情就开始变得(dé)诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物(wù)理学家弗里(lǐ)茨兹威基正(zhèng)在研(yán)究和测量后发星(xīng)系团的质量。这是一(yī)个(gè)由数千个(gè)星系(xì)所(suǒ)组成(chéng)的巨大(dà)星系(xì)团，这些(xiē)星(xīng)系被引力束(shù)缚在一(yī)起(qǐ)。测量360借条是正规的吗星系团的质量一(yī)般会使用到两种方法，当(dāng)两种方法结果一致，就可以确定(dìng)其质量的范围。

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

第(dì)二种是动力(lì)学质量的计算，是利(lì)用光谱红移测量星系(xì)团中(zhōng)的各个星系相对于星系团(tuán)的运动速度。当测量结果出来之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动(dòng)力学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光度学(xué)质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味(wèi)着，后发座(zuò)星系(xì)团有99%的质量消失了(le)，或(huò)者说这99%的质(zhì)量并不(bù)以可见(jiàn)光的形式所存(cún)在，我们无法看到(dào)。最(zuì)诡异的是，在测量速(sù)度的(de)过程(chéng)中，兹威(wēi)基发(fā)现星系团(tuán)中很多星(xīng)系的速度比(bǐ)理论上要快得(dé)多，按照(zhào)牛顿的运(yùn)动学(xué)定律，仅(jǐn)靠这些可见星系(xì)的(de)质量所产生的引力是无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它们早就应该(gāi)被抛出(chū)星系团之外(wài)了，除非(fēi)有一(yī)种神秘的力量在起作用，这种力量来源(yuán)于(yú)某种隐(yǐn)形的物质(zhì)。

据此(cǐ)，兹维基提(tí)出了这样(yàng)部分(fēn)不可见的暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸光、反(fǎn)射(shè)光(guāng)，但是它(tā)们却(què)占据(jù)着(zhe)宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是当时的人们对这样的一种说(shuō)法不屑一顾(gù)。

直到40年之(zhī)后，“暗物质”这(zhè)个(gè)词(cí)才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特(tè)福特在观测仙女座星系中的恒(héng)星(xīng)运动(dòng)。理(lǐ)论上来(lái)说，距离中(zhōng)心越远的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越慢。但(dàn)是他们观测的结果却让人感到不可(kě)思(sī)议(yì)。

随着与中心距离的增加，恒星的旋(xuán)转速度几(jǐ)乎保持不变(biàn)。可是(shì)根据牛顿的万有引力定律，在星系当中如果(guǒ)没有足够大(dà)的质(zhì)量来吸引(yǐn)它(tā)们，这些外(wài)围的恒星(xīng)早就被甩(shuǎi)到宇宙当(dāng)中了。基于这(zhè)种现象，科学家(jiā)们(men)会使用一(yī)种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方(fāng)法来解释暗物质的存在，这种方法(fǎ)就是测量星系当(dāng)中气体在X轴上距离星系中(zhōng)心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果出现异常(cháng)的结果，就认为是由暗物质的力(lì)量进入其中。

于是科学家们通过射电(diàn)望远镜测量(liàng)了距离星(xīng)系中心更远距离的氢元素(sù)，发现(xiàn)它们的(de)旋转速度并不符合牛顿的(de)力学定律。我们(men)的(de)太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三悬(xuán)臂之上(shàng)，距离银河(hé)系中(zhōng)心(xīn)2.6万(wàn)光年，根据万有引力定(dìng)律(lǜ)进行计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但(dàn)实际上(shàng)，太阳系(xì)正(zhèng)在(zài)以220千(qiān)米/秒的(de)速(sù)度围绕(rào)银河(hé)系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于理论速(sù)度，那(nà)么产生(shēng)以上这(zhè)种(zhǒng)向心加速度的(de)原因很可能就是存(cún)在(zài)着一种我们看(kàn)不到的物质，是这些暗物(wù)质的引力效应(yīng)将星系聚(jù)集在了一起。

也是从这时(shí)开始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在(zài)。科(kē)学(xué)家根据星系外恒星轨道的速度，估算在星系(xì)当(dāng)中暗物(wù)质的质(zhì)量占(zhàn)整(zhěng)个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不(bù)是唯一可以解释这(zhè)个现象的原因。在(zài)一(yī)项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒(héng)星之(zhī)间，也会出现速(sù)度上(shàng)的(de)微小差(chà)异。另外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多，但是星系当中存在的恒星数量却只有银河系的(de)千分之一。

所(suǒ)以在理(lǐ)论(lùn)上，该星(xīng)系必须存(cún)在(zài)暗物质，否则就会(huì)分(fēn)崩(bēng)离析。但是(shì)科学家们使(shǐ)用最先进的(de)望远镜对(duì)其进行了40个(gè)小时的详细测量之(zhī)后，发现星系中的恒(héng)星运动是可以用(yòng)正常(cháng)的(de)物质和力学定律来解(jiě)释的。那么又有人提(tí)出，也(yě)许该(gāi)星系的暗物质，已(yǐ)经(jīng)被附近的另一个大(dà)星系剥离了(le)。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在。造成(chéng)这些现象的除了暗物质的(de)假(jiǎ)说之(zhī)外，另一种可能就是人类对(duì)引力(lì)的理解还不够(gòu)全(quán)面，引(yǐn)力很可能在(zài)不同尺(chǐ)度空间中的工作方(fāng)式是不同的，这意味着在行星(xīng)系尺度(dù)中(zhōng)的天体会(huì)沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所(suǒ)理解的方式运动。但是上(shàng)升到星(xīng)系和星(xīng)团的尺度，引(yǐn)力(lì)之间的相互作(zuò)用(yòng)则(zé)是(shì)不(bù)同的方(fāng)式。对(duì)于在星系(xì)团之间的相互作用，科学家还(hái)引入了外部场效应的概念，指的是在数百万光年(nián)的规模(mó)上，巨大的质量之间会(huì)产生(shēng)对彼此特殊的(de)效果，这个理论(lùn)叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们(men)需要(yào)对现在的物理定(dìng)律进行修(xiū)正，这些(xiē)发现也让很多(duō)人认为暗物质假(jiǎ)说理论就此终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有(yǒu)关于暗物(wù)质(zhì)存在的其他的理(lǐ)论证据(jù)，这(zhè)些(xiē)理论证(zhèng)据(jù)是蒙德(dé)理论(lùn)所没(méi)法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹(dàn)星系团，由两个碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这(zhè)样的星团，它们大部分的(de)普通质量都在星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时(shí)候，星际气体的相互作(zuò)用就会导致温度的急剧(jù)升高，速度(dù)大幅(fú)降低。所以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹(dàn)星(xīng)系团大(dà)部分的质量将位于所有这些气体所在的中间(jiān)区域。那(nà)么我们通过什(shén)么(me)来验证它的质量区域到底是不是集中在中间呢？前(qián)不(bù)久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太(tài)空望远(yuǎn)镜传回(huí)了宇(yǔ)宙(zhòu)当中第一张(zhāng)全彩的高(gāo)清照(zhào)片，在照片(piàn)中我们(men)可以明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形(xíng)变。其实这些星系本身并不是真的被扭(niǔ)曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而是这样极遥远的天体和(hé)我们地(dì)球上的观(guān)测者之间。被一个(gè)质量(liàng)超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质(zhì)量(liàng)的东西的引力，会使身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这(zhè)个现象就是引(yǐn)力透镜效应。这个(gè)巨大的天体可能是超大(dà)质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是暗(àn)物质。

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测的时(shí)候，发现它的(de)大(dà)质(zhì)量区域(yù)并不是在中间，而是在两(liǎng)侧(cè)。所(suǒ)以最好的(de)解释方(fāng)法就是当星团发生全部的(de)碰撞时，可被(bèi)观测到的质量气体被卡在了(le)中间，暗物质则直(zhí)接通过(guò)了这个区域，并在(zài)两边(biān)形成了引(yǐn)力透镜。对子弹(dàn)星系团的引力(lì)透镜研究也被(bèi)认(rèn)为是暗物质存在的(de)迄今为止(zhǐ)最好的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之外，还(hái)有来自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之后(hòu)，可见光终于可以畅通(tōng)无阻(zǔ)地穿越在(zài)宇宙当中了。经(jīng)过(guò)了(le)130多(duō)亿(yì)年之后，这(zhè)些光在宇宙(zhòu)空间背景上留下了各相同(tóng)性(xìng)的微波辐(fú)射。其(qí)中红色的部(bù)分表(biǎo)示温度较(jiào)高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较冷的区(qū)域(yù)，但实际(jì)上它(tā)们之间的温差只有万(wàn)分之一(yī)。

科学(xué)家们通过(guò)对(duì)前(qián)景背景分离后的二值图像(xiàng)进(jìn)行(xíng)连通域(yù)提取和(hé)标记之后发现，如果宇宙当(dāng)中(zhōng)没有(yǒu)暗物(wù)质，图(tú)形看起来(lái)不应该是这(zhè)样的，而随着暗物质的增加(jiā)，一(yī)些峰值的幅(fú)度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇(yǔ)宙微(wēi)波背景辐射的测量值，我们需要的暗物质大约(yuē)是(shì)普通物质的5倍。这个(gè)数字与解(jiě)释星系当(dāng)中恒星(xīng)运动所需要的暗物(wù)质比例(lì)是(shì)一致的。这就意味着。

用(yòng)了一(yī)个简单(dān)的(de)理论框架，就很好(hǎo)地解释了很多不(bù)同的观测结(jié)果。而(ér)暗物质的本质就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒(lì)子，它们(men)不参(cān)与(yǔ)任(rèn)何(hé)其他(tā)的电磁(cí)作用，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所以如果(guǒ)能(néng)够找到这(zhè)种(zhǒng)粒子的存在，就相当于(yú)找到了暗物质存在(zài)的实际证(zhèng)据(jù)。这种粒(360借条是正规的吗lì)子到(dào)底是什么(me)？科学(xué)家(jiā)们已经(jīng)提出(chū)了数(shù)十(shí)种的(de)假想目(mù)标(biāo)，而要(yào)寻找这些不同的目(mù)标粒子(zi)所需要的实验方(fāng)式也(yě)不相同(tóng)。在过去的(de)几十(shí)年(nián)当中，人类(lèi)为了寻找这(zhè)些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会与常规物质(zhì)相互作用的“暗物(wù)质”，科(kē)学家们(men)已经进行了超(chāo)过50次(cì)的实验，却没有(yǒu)任(rèn)何实质性的(de)发(fā)现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学实(shí)验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的探测器，一(yī)直致力于寻(xún)找暗物(wù)质(zhì)粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家声称观(guān)测到了某种信(xìn)号。经过了20多年的数据收集，人(rén)们发现(xiàn)了一个有趣的事情(qíng)。探测率会在每(měi)年的6月(yuè)份达到峰(fēng)值，然后在11月降到最低，而且在20年当中每(měi)年(nián)都(dōu)是(shì)一样。一些科学家(jiā)认为这可(kě)能是人类(lèi)发现暗(àn)物质的第(dì)一个直接证据。

但是(shì)为(wèi)什么暗物质(zhì)会产生周期(qī)性的年(nián)度信号呢？刚(gāng)才我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银河系(xì)进(jìn)行移动，那么(me)如果暗物质存在宇宙当中，这意味(wèi)着我们(men)也(yě)在以这样(yàng)的(de)速度在穿越着暗物(wù)质流，这个过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同时(shí)地球又以(yǐ)30公(gōng)里/秒(miǎo)的(de)速度围绕太阳进行旋转。所以有(yǒu)半年的时间，地球围(wéi)绕太阳的方向与太(tài)阳环绕银河系(xì)的方向是一(yī)致(zhì)的，而(ér)另外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与太阳的方向正好(hǎo)达到完全(quán)一致，这是(shì)理(lǐ)论上地球穿越暗物(wù)质流最快的时(shí)段。而在(zài)11月(yuè)份(fèn)，又(yòu)恰(qià)好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银(yín)河系的平面呈现了(le)60度的倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理(lǐ)论的(de)有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科学家认为(wèi)这可以用来解释(shì)，研(yán)究(jiū)人员(yuán)们所观测到的周期性信号。当然也可能有其(qí)他(tā)的情况，造成这种年度周期信号的差异也可能(néng)是温(wēn)度、湿(shī)度、土壤(rǎng)中的水分(fēn)、高山上的积(jī)雪，甚至连意(yì)大利游(yóu)客的数量也符合这个(gè)周期的规律。

所以，科学(xué)家们又(yòu)在南半球建立了一个(gè)几乎相同的实验室(shì)，这里的季节与之前的实验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿(chuān)过暗物质流的运动特(tè)征和第(dì)一个实(shí)验室(shì)是一样的。

因(yīn)此，如果在这里(lǐ)可以得(dé)到相同的信号，就可以(yǐ)成(chéng)为暗物质所(suǒ)存在的非常(cháng)有力的证据了。但是由于这(zhè)个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以(yǐ)截至目(mù)前还(hái)无法(fǎ)提供相应(yīng)的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射一台新的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器(qì)提(tí)供的视野是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼(màn)太空望远镜其中一个关(guān)键的用途(tú)就是探(tàn)索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我们只能拭目以待了。费米实(shí)验室粒子天体物理中心(xīn)的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现，如果暗(àn)物质(zhì)存(cún)在，它们极有可能拥(yōng)有(yǒu)另一种神秘的(de)效应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质效应(yīng)，会(huì)支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或者说是生命进(jìn)化的(de)一个重要(yào)因(yīn)素。

如果这一理论(lùn)得(dé)到(dào)进(jìn)一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会(huì)意味(wèi)着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的(de)行星上，暗物质正在(zài)通过这(zhè)样的效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论(lùn)的大前提是(shì)要(yào)先找到暗物质存在的实际证(zhèng)据(jù)。那(nà)么小(xiǎo)伙伴(bàn)们(men)，你们觉得暗物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更新的动力！

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