宇宙是“人为制(zhì)造(zào)”的？为(wèi)何会存在科学无法(fǎ)解(jiě)释的“暗物(wù)质”？暗(àn)物质又究(jiū)竟是什(shén)么？人类(lèi)为了寻找暗物质存(cún)在的(de)证据，科学家们在过(guò)去(qù)的几(jǐ)十(shí)年当(dāng)中(zhōng)进行了超过50次(cì)的(de)长期实验，但是却没有发现任何(hé)的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原理一(yī)书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往后的(de)几百年来，当天(tiān)文学家(jiā)们发现某些天体(tǐ)运(yùn)行轨(guǐ)道出现(xiàn)异常，不符合(hé)万有引力定律(lǜ)的时候，他(tā)们就会知道，周(zhōu)围(wéi)一定(dìng)有(yǒu)未知的(de)天体通(tōng)过引力在(zài)摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒(lēi)维耶就通过天王(wáng)星运(yùn)行轨道(dào)的异常，推算(suàn)并(bìng)且发(fā)现(xiàn)了海王星的存在(zài)。另(lìng)外(wài)，哈(hā)雷彗(huì)星、冥王星的(de)发现都(dōu)是应(yīng)用万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)所取(qǔ)得重大(dà)天文成就的例子。但(dàn)是这些发现都是(shì)在恒星系统的尺度当中，可当(dāng)我们上升到星系或(huò)者(zhě)是(shì)星团(tuán)的尺(chǐ)度(dù)，事(shì)情就开始(shǐ)变(biàn)得(dé)诡异了。

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(xì)团(tuán)的质量。这是一个由数千个(gè)星系所组成(chéng)的巨大(dà)星系团，这(zhè)些星系被引(yǐn)力束缚在一起。测(cè)量星系团(tuán)的质(zhì)量一般会使用(yòng)到两种方法，当两种方法(fǎ)结(jié)果一致，就可以确(què)定其质量的(de)范围。

第一种是获(huò)得其"光度(dù)学(xué)的质量"，需要的数据是测(cè)量(liàng)各个星系的(de)光(guāng)度(dù)。

第(dì)二种是(shì)动力学质量的(de)计算(suàn)，是利用光谱红移测量星(xīng)系团中的各个(gè)星系相对(duì)于星系(xì)团的运动速度。当(dāng)测(cè)量结果出(chū)来之(zhī)后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质量消失了，或(huò)者说这(zhè)99%的(de)质量并(bìng)不以可见光(guāng)的形(xíng)式所存(cún)在，我们无(wú)法看到。最诡异的是，在测量速度(dù)的过程中，兹威(wēi)基发(fā)现(xiàn)星系团中很多星系的速度比理论上(shàng)要快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅靠(kào)这些可(kě)见星系的质量所产生的引力是无法将它们束缚在星(xīng)系(xì)团内的，它们早就应该被抛(pāo)出星系团之外(wài)了，除非有(yǒu)一种神秘的(de)力(lì)量(liàng)在起作用，这种力量来源于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基提出了(le)这样(yàng)部分(fēn)不可(kě)见的暗质，它不(bù)发散光、吸(xī)光(guāng)、反射光，但是(shì)它们(men)却(què)占据(jù)着(zhe)宇宙中绝大部分(fēn)的质(zhì)量。只(zhǐ)是当时的人(rén)们对(duì)这样的一种说法不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现。天(tiān)文学家维拉(lā)鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙(xiān)女座(zuò)星系中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中心(xīn)越远的恒星在其(qí)轨道上的运(yùn)行速度就会越(yuè)慢。但是他们观测的结果(guǒ)却让人(rén)感到不可思议。

随着与(yǔ)中(zhōng)心距离(lí)的增加(jiā)，恒星(xīng)的旋转速度(dù)几乎保持不变。可是(shì)根据牛(niú)顿(dùn)的(de)万有引力定律，在(zài)星系当中(zhōng)如果没有足够大的质量来吸引它们，这些外围的恒星(xīng)早就被(bèi)甩到宇宙当(dāng)中(zhōng)了。基于(yú)这种(zhǒng)现象，科学家们会使用(yòng)一种相对标(biāo)准的方(fāng)法(fǎ)来解释(shì)暗物质的存在，这(zhè)种方法就是测量星系当中气体(tǐ)在X轴上距(jù)离星系中心的距离(lí)，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如(rú)果(guǒ)出现异常的结果(guǒ)，就(jiù)认(rèn)为是(shì)由暗物质的力量进入其(qí)中。

于是科学家们(men)通(tōng)过射(shè)电望远镜测(cè)量了距(jù)离星系中心(xīn)更远距离的氢(qīng)元(yuán)素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太阳系也不例外，太阳(yáng)系位于(yú)银河系的第(dì)三悬(xuán)臂之上，距离银(yín)河(hé)系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)进行计(jì)算，太阳系(xì)的(de)运行(xíng)速(sù)度应(yīng)该(gāi)是(shì)160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度(dù)围(wéi)绕银(yín)河系旋转，这个实际速度远远大于理论速度(dù)，那么产(chǎn)生(shēng)以上这种向心加(jiā)速度的原因(yīn)很可能(néng)就(jiù)是存在(zài)着(zhe)一种我们看不到的物质，是这(zhè)些暗物(wù)质的引力(lì)效应将星系聚集在了一起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研究人员开(kāi)始相信(xìn)暗物质的(de)存在。科学(xué)家根(gēn)据星系(xì)外(wài)恒星轨(guǐ)道的速度(dù)，估算在星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质(zhì)量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一(yī)可以解释这个现象的原因(yīn)。在一(yī)项新的研(yán)究(jiū)当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引(yǐn)力效应(yīng)的(de)遥远恒(héng)星之(zhī)间，也会出现(xiàn)速(sù)度上的(de)微小差异。另外，天(tiān)文学家还发(fā)现了(le)一(yī)个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和(hé)银河(hé)系不多，但是星(xīng)系当中存在的恒星数量却只(zhǐ)有银河系的千分之一。

所以(yǐ)在理(lǐ)论上，该星系必须存在(zài)暗物质，否则就(jiù)会(huì)分崩离析。但是(shì)科学家们使用最(zuì)先进(jìn)的(de)望远镜对(duì)其进行了40个(gè)小时的详细测量之后，发现星系中的(de)恒星(xīng)运动(dòng)是(shì)可以用正常的(de)物质和(hé)力学定律来解释的。那(nà)么又有人提出，也许该星系的(de)暗(àn)物(wù)质，已经被附近的另一个大(dà)星系剥离了。奇怪的(de)是(shì)，它的附近没有任何(hé)星(xīng)系存在。造成(chéng)这些现象的除了暗物质(zhì)的(de)假(jiǎ)说之(zhī)外，另一(yī)种(zhǒng)可(kě)能就是人类对引(yǐn)力的(de)理解还(hái)不够(gòu)全面，引力(lì)很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的(de)，这意味着(zhe)在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的轨道，按照我们(men)所理解的方式运动。但(dàn)是上升(shēng)到星(xīng)系和(hé)星团的尺度，引力(lì)之(zhī)间的相互(hù)作用则是不同的方(fāng)式。对于(yú)在星系团(tuán)之间的相互作用(yòng)，科学家还引入了外部场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的是在数百万(wàn)光年(nián)的(de)规模上，巨大的质量之间会(huì)产生对彼此特殊(shū)的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德(dé)理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着(zhe)我们需要对(duì)现在的(de)物理定律(lǜ)进(jìn)行修正，这些发现也让很多人认为暗物质假说理论(lùn)就(jiù)此终结(jié)。但是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质存在的其他的理论证据(jù)，这些(xiē)理论证据是(shì)蒙德(dé)理论所没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿(yì)光年的(de)子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组成，类似这样的星团，它们大部分的普通质量(liàng)都在(zài)星系(xì)的(de)气体当中。当星(xīng)团以1000万公(gōng)里/小时发(fā)生碰(pèng)撞的时候，星际(jì)气体(tǐ)的相互(hù)作用就会导致(zhì)温(wēn)度的急剧升(shēng)高，速(sù)度大幅(fú)降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系团大(dà)部分的质量将位(wèi)于所有这些气(qì)体所在(zài)的(de)中(zhōng)间(jiān)区域。那么我们(men)通过什么来(lái)验证它的质量区(qū)域到(dào)底(dǐ)是不是集中在(zài)中(zhōng)间呢？前不(bù)久非练实不食的练实是什么意思，练实指的是什么，詹(zhān)姆斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜传回(huí)了宇(yǔ)宙当中第(dì)一(yī)张全彩的高清照片(piàn)，在(zài)照(zhào)片(piàn)中我们可以明(míng)显(xiǎn)地看到很(hěn)多星系似乎被拉(lā)伸产生(shēng)了巨大的形变。其(qí)实(shí)这些(xiē)星(xīng)系本身并不(bù)是(shì)真的被(bèi)扭曲了，也不(bù)是韦伯(bó)望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我们地球上的观测(cè)者之间(jiān)。被一(yī)个质(zhì)量超级巨(jù)大的(de)天体遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量的东西(xī)的引力，会(huì)使身后更遥远星(xīng)系的(de)光(guāng)都(dōu)发(fā)生了扭曲。这个现象就是(shì)引力(lì)透(tòu)镜效应。这个(gè)巨大(dà)的天体(tǐ)可能(néng)是超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以(yǐ)当人们对子(zi)弹(dàn)星系团(tuán)观测的时候，发(fā)现它的大质量区域并不是在中间，而是在(zài)两侧。所以最好的解释方法就是当星团发(fā)生全部(bù)的碰撞时，可(kě)被(bèi)观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接通过了(le)这(zhè)个区域(yù)，并(bìng)在两边形成了引力透镜。对(duì)子弹星系(xì)团(tuán)的引(yǐn)力透镜(jìng)研究也(yě)被(bèi)认为是暗物质存在的迄今为止最好的理论证据。

除(chú)此之(zhī)外，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光。从宇宙大爆炸(zhà)开始，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通(tōng)无(wú)阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多(duō)亿(yì)年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相同性的(de)微波辐(fú)射。其中红色的部分表(biǎo)示温度(dù)较高(gāo)的区域，蓝色(sè)则表示相对(duì)较冷的区域，但(dàn)实际上它们之间(jiān)的温(wēn)差只有万分(fēn)之一。

科学家们通(tōng)过(guò)对前景背(bèi)景(jǐng)分(fēn)离后(hòu)的(de)二(èr)值图像(xiàng)进行(xíng)连通域提取和标记之后(hòu)发现，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中(zhōng)没(méi)有暗物质，图(tú)形看起来不应(yīng)该是这(zhè)样的，而(ér)随着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值，我们需要(yào)的暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这个数字与解释(shì)星系当中恒星运(yùn)动所需要(yào)的暗(àn)物质(zhì)比例是一致的。这就意味着。

用(yòng)了一个(gè)简单的理论框架，就很好地解释了很多不(bù)同(tóng)的观(guān)测结果。而暗物质的(de)本(běn)质(zhì)就是宇宙当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通(tōng)过引力来(lái)相互作用(yòng)。所以如果能够找到这种(zhǒng)粒子(zi)的存在，就相(xiāng)当于找到了暗物质存在的实际证据(jù)。这种粒(lì)子到底(dǐ)是什(shén)么？科学家们已(yǐ)经提出了(le)数(shù)十种的假想目标，而要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需要(yào)的实验方式也不(bù)相同(tóng)。在(zài)过去的几十年当(dāng)中(zhōng)，人类为了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几(jǐ)乎不会与常规物质相互作用(yòng)的“暗物质(zhì)”，科学家们已经进行了(le)超过50次(cì)的实验，却没(méi)有任(rèn)何实质性的发现(xiàn)，除了(le)一个地方，意大利的格兰萨索山，隶(lì)属于(yú)阿尔卑斯山脉(mài)。

在山(shān)下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地球上最大的地(dì)学实(shí)验室(shì)，这个(gè)实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的探(tàn)测(cè)器，一直致(zhì)力(lì)于寻(xún)找暗(àn)物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自(zì)1997年以来，这里的科学家声称观测到了某种信号。非练实不食的练实是什么意思，练实指的是什么经过了20多年的数(shù)据收集，人们发(fā)现(xiàn)了一个(gè)有趣(qù)的(de)事情(qíng)。探测率会在每年的(de)6月份(fèn)达到峰值，然(rán)后在11月降(jiàng)到最(zuì)低(dī)，而且在20年当(dāng)中每年(nián)都是一样。一些(xiē)科学家(jiā)认(rèn)为这可能是(shì)人类发现暗(àn)物(wù)质的(de)第(dì)一(yī)个直接证据。

但(dàn)是为什么暗(àn)物质会(huì)产(chǎn)生周期(qī)性的年度(dù)信号呢？刚(gāng)才我们讲了太(tài)阳系正(zhèng)在(zà非练实不食的练实是什么意思，练实指的是什么i)以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的速(sù)度(dù)围绕着银河系进行移动，那么如果暗(àn)物质存(cún)在宇宙当中(zhōng)，这意味着我们也(yě)在以这样的(de)速度在穿越着暗物(wù)质流，这个过程中(zhōng)会产生相应的振荡(dàng)，同时地球又以30公(gōng)里/秒的(de)速度围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕(rào)太阳的方向与太阳(yáng)环绕银(yín)河系的方向是一致的，而(ér)另(lìng)外(wài)半年则与(yǔ)之相反。

而在(zài)6月(yuè)份的时(shí)候(hòu)，地球(qiú)与(yǔ)太(tài)阳(yáng)的方向(xiàng)正好达到完全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系相对(duì)银河系的平面呈现了60度(dù)的倾(qīng)斜，但是这并不影响这(zhè)个理论的有效性。

因此科学家认(rèn)为这(zhè)可以(yǐ)用来解释，研究人(rén)员(yuán)们所观测到的周期性信(xìn)号。当然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种(zhǒng)年(nián)度(dù)周期信(xìn)号(hào)的差异也可能是温度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客的(de)数量也符合(hé)这个周期的规律。

所以，科学(xué)家们又在南半球建立了一个几乎相同的实(shí)验室(shì)，这里的(de)季节与之前的(de)实验室(shì)正好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗物质(zhì)流(liú)的(de)运(yùn)动特(tè)征和第一个实(shí)验(yàn)室是一样的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在这里可以得到(dào)相同的信号，就(jiù)可以(yǐ)成为(wèi)暗物(wù)质所存在的非常有力(lì)的证据了(le)。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建(jiàn)成不久，所以截(jié)至目(mù)前还(hái)无法提供相应的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会(huì)发(fā)射一台新的望(wàng)远(yuǎn)镜，这(zhè)台太空望(wàng)远镜叫(jiào)做(zuò)“南希格雷斯罗曼(màn)”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它(tā)的宽视场(chǎng)仪(yí)器提供的视野是哈勃红(hóng)外仪器(qì)的100倍(bèi)。南希格(gé)雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中(zhōng)一个关键(jiàn)的(de)用(yòng)途就(jiù)是探索暗物质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于探测的结果，我们只能拭目(mù)以待了。费米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬(fēn)研究发(fā)现(xiàn)，如果暗物质(zhì)存在，它们极有可能(néng)拥有另(lìng)一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物(wù)质效应，会支持宇宙(zhòu)当中(zhōng)生命的诞生，或(huò)者说是生命进化的一(yī)个重要因素。

如果这一(yī)理论得到(dào)进一步的证实，那(nà)么遍(biàn)布宇宙当中的(de)暗物(wù)质会(huì)不会意味(wèi)着人(rén)类(lèi)并不孤单呢(ne)？或许在宇宙(zhòu)当中某个(gè)角落的(de)行(xíng)星上(shàng)，暗物质正在通过(guò)这样(yàng)的效应创(chuàng)造生(shēng)命。当然，这些推论的大前提(tí)是(shì)要(yào)先找到暗物质存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你(nǐ)们觉得暗物质(zhì)到(dào)底(dǐ)存不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我更新的动力！

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