宇宙是(shì)“人为制造”的？为何会存在(zài)科(kē)学无法(fǎ)解(jiě)释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证(zhèng)据，科学家们在过去的几十年当中(zhōng)进行了超过50次(cì)的长期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了(le)一个地方，在(zài)1687年出(chū)版(bǎn)的(de)自然哲学数学原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表(biǎo)了万有引(yǐn)力定律，它揭示了(le)宇宙中天体运动的(de)规律。往后的几百年(nián)来，当天文学家们发现某些天(tiān)体运行轨道(dào)出现异常，不(bù)符(fú)合万有引力定律的时候，他(tā)们(men)就会知道，周围一定有未(wèi)知的(de)天体(tǐ)通过引力在(zài)摄动它的(de)轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就(jiù)通过(guò)天王星(xīng)运行轨道的(de)异常，推算并且发(fā)现了海王星的(de)存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现都是应用万有引力定律所取(qǔ)得重(zhòng)大天文(wén)成就(jiù)的例子。但是这些发现(xiàn)都是在恒(héng)星系(xì)统的(de)尺(chǐ)度当中(zhōng)，可当我们上升到(dào)星(xīng)系或(huò)者(zhě)是星团的尺度，事情就(jiù)开(kāi)始变(biàn)得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物(wù)理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在研(yán)究和测量后发星系(xì)团(tuán)的质量。这是一个(gè)由数千个星系(xì)所组成的巨(jù)大星系团，这些(xiē)星系被(bèi)引(yǐn)力束缚在一起。测量星系(xì)团的质(zhì)量一般会(huì)使用(yòng)到两种(zhǒng)方(fāng)法，当两种方法结果一(yī)致，就可以(yǐ)确定其质量(liàng)的范围。

第一(yī)种是获得(dé)其"光(guāng)度学的质量"，需(xū)要的(de)数(shù)据是测量各(gè)个星系(xì)的(de)光度。

第二种是动力学质量的(de)计算，是利用光谱红移测量星(xīng)系团中的(de)各个星系相对于星系团的运动速度。当(dāng)测量结果出(chū)来之后，兹(zī)威基彻底(dǐ)懵(měng)了，“动(dòng)力学质量(liàng)”竟然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以可见光(guāng)的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们无法看到。最(zuì)诡异(yì)的是(shì)，在(zài)测量速度的(de)过程中，兹威基发现(xiàn)星系团中(敷面膜前要擦水和乳液吗，正确的护肤顺序七步zhōng)很多星系(xì)的速(sù)度比理论(lùn)上(shàng)要(yào)快得(dé)多，按照牛顿的运动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系(xì)的(de)质量(liàng)所产(chǎn)生(shēng)的引(yǐn)力(lì)是(shì)无法将它(tā)们(men)束缚在星系(xì)团内(nèi)的，它们早就应(yīng)该被抛出星系团之外了，除非有一(yī)种神(shén)秘的力量在起作用，这种力量(liàng)来源于某种隐(yǐn)形的(de)物质。

据此(cǐ)，兹(zī)维(wéi)基提出了(le)这样部分不(bù)可见的(de)暗(àn)质(zhì)，它不发散光、吸光、反射光(guāng)，但是它(tā)们却占据着宇宙中绝大部分的质敷面膜前要擦水和乳液吗，正确的护肤顺序七步量。只是当时的(de)人们对这样(yàng)的(de)一种说法不屑一顾(gù)。

直(zhí)到40年(nián)之后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天文学(xué)家维拉(lā)鲁宾和肯(kěn)特福特(tè)在观测(cè)仙(xiān)女(nǚ)座星系中的恒星运动。理论上来说，距离中心越远的(de)恒星在(zài)其轨道上的运行速度就(jiù)会越慢。但是他(tā)们观测的结果(guǒ)却让人感(gǎn)到不可思议(yì)。

随(suí)着与(yǔ)中(zhōng)心距离的增加，恒(héng)星的旋转速度几(jǐ)乎保(bǎo)持不(bù)变。可是(shì)根据牛顿的万有引力定律，在星系(xì)当中(zhōng)如果没有足够大的质量(liàng)来吸引它们，这些外围的(de)恒星早就被(bèi)甩到(dào)宇宙当中了(le)。基于这种现(xiàn)象(xiàng)，科学家们会使用一种相(xiāng)对标准的(de)方法来(lái)解释暗物质的存在，这种方法就是测量星系当中气体(tǐ)在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如(rú)果出(chū)现异常的结果，就(jiù)认为(wèi)是由暗物质的力量进入其中。

敷面膜前要擦水和乳液吗，正确的护肤顺序七步atio="0.46758039008961516" data-type="jpeg" data-w="1897" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

于(yú)是科学(xué)家们通过(guò)射电望(wàng)远镜测量了距(jù)离(lí)星系(xì)中(zhōng)心更远(yuǎn)距离的氢(qīng)元(yuán)素，发(fā)现(xiàn)它(tā)们的旋转速度并不符合牛(niú)顿的力学(xué)定(dìng)律(lǜ)。我们的(de)太阳系(xì)也(yě)不例外，太阳系位(wèi)于(yú)银河(hé)系的第三(sān)悬臂之(zhī)上，距(jù)离银(yín)河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引力定律进行计(jì)算，太阳系的运行速度(dù)应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太(tài)阳系正在(zài)以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河系旋(xuán)转，这个实(shí)际速度(dù)远远大于理论速度，那么(me)产生以上这种向心加速度的原因(yīn)很可能(néng)就(jiù)是存在着一(yī)种我(wǒ)们看(kàn)不到的物质，是这些暗物(wù)质的引力效应将星系聚集(jí)在了一(yī)起。

也是从这时(shí)开始，越来越多的研(yán)究(jiū)人(rén)员开始相信(xìn)暗物(wù)质的存在。科学家根据星系外恒星轨道(dào)的(de)速(sù)度(dù)，估算在星(xīng)系当中暗物质的(de)质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗(àn)物(wù)质(zhì)并不是唯(wéi)一可以解释这(zhè)个现象的原因(yīn)。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力(lì)效应的遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速度上的(de)微(wēi)小差(chà)异。另外，天文学家(jiā)还发现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多，但(dàn)是(shì)星系当中(zhōng)存在的恒(héng)星数(shù)量却只有银河系的(de)千(qiān)分之一。

所以在理(lǐ)论上，该星系(xì)必须存在暗物(wù)质，否则就会分崩(bēng)离(lí)析。但是科学家们使用最先进的望(wàng)远镜对其进行(xíng)了(le)40个小(xiǎo)时的详(xiáng)细测量之后(hòu)，发现星系中的恒(héng)星运(yùn)动是可以用正常的物质和(hé)力学定律来解释的。那么又(yòu)有(yǒu)人提(tí)出，也许该(gāi)星系(xì)的(de)暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它(tā)的附近没(méi)有任何星系存在。造成这些现(xiàn)象的除了暗(àn)物质(zhì)的(de)假说(shuō)之(zhī)外，另(lìng)一(yī)种(zhǒng)可能就是人类对引力的理解还不够全面(miàn)，引力(lì)很(hěn)可能(néng)在不同尺(chǐ)度空间中的工作方式是不同的，这意味着在行(xíng)星系尺度中(zhōng)的天(tiān)体会(huì)沿着它们(men)的(de)轨道，按照我们所(suǒ)理解的(de)方(fāng)式运动。但是上升到星(xīng)系和星团的(de)尺度(dù)，引力之间的相互作用则是不同的方式。对于在星系团(tuán)之间(jiān)的(de)相(xiāng)互作用(yòng)，科学家还(hái)引入了外(wài)部场效应的(de)概念，指(zhǐ)的是在数百(bǎi)万(wàn)光年的规(guī)模(mó)上，巨大的质量之(zhī)间会产生对彼(bǐ)此特(tè)殊的效果，这个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙(méng)德(dé)理论(lùn)成立，这(zhè)意味着我们需(xū)要对现在的物理(lǐ)定(dìng)律(lǜ)进行(xíng)修正，这(zhè)些发现也让很多人认(rèn)为暗物质假说理(lǐ)论就此终结。但是在宇宙当中(zhōng)还(hái)有关于暗物质存在的其他的理论证据，这些理论证据是蒙德理论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿(yì)光年的子弹星系团，由(yóu)两个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团(tuán)所组成，类似(shì)这样的星团(tuán)，它们大(dà)部分的普通(tōng)质(zhì)量(liàng)都在星系(xì)的(de)气体(tǐ)当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气体的相互作用就会(huì)导致温度的急剧(jù)升高(gāo)，速度大幅降低(dī)。所以在(zài)理论上(shàng)，在(zài)碰撞(zhuàng)之后，子(zi)弹星系团大部分(fēn)的质量将位于(yú)所有这(zhè)些气(qì)体所在的中间区域。那(nà)么我(wǒ)们通过什么来(lái)验证它(tā)的质量区域到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前不(bù)久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传(chuán)回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照片(piàn)，在(zài)照片中我们可以明显地看到很多星系似乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨大(dà)的(de)形变。其实(shí)这些星系本身并不是真的(de)被扭(niǔ)曲(qū)了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜(jìng)出了(le)什么(me)问题，而是这样(yàng)极遥远(yuǎn)的天体(tǐ)和我们(men)地球上的观(guān)测(cè)者之间。被一个(gè)质(zhì)量超(chāo)级(jí)巨大的(de)天体遮挡，这个超大质量的东(dōng)西的引力(lì)，会(huì)使身后更遥远星系的光(guāng)都发生了(le)扭曲(qū)。这个(gè)现象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨大的(de)天体可能(néng)是超大质(zhì)量的黑洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团观测的(de)时候，发(fā)现它的大(dà)质量(liàng)区域并不(bù)是在(zài)中间(jiān)，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法(fǎ)就(jiù)是(shì)当星团发生全部的碰撞时，可被(bèi)观(guān)测到的质量气体被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接通(tōng)过(guò)了这(zhè)个区域，并在两边形(xíng)成了引力透镜。对(duì)子弹(dàn)星系团的引力透镜(jìng)研究也(yě)被(bèi)认为是(shì)暗(àn)物质存在的迄今为(wèi)止(zhǐ)最好的理论证(zhèng)据。

除此(cǐ)之(zhī)外，还有来自宇(yǔ)宙(zhòu)当中最古老的(de)光。从宇宙(zhòu)大爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见光(guāng)终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这些光(guāng)在宇宙(zhòu)空间背(bèi)景(jǐng)上留下(xià)了各(gè)相同性(xìng)的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高(gāo)的(de)区(qū)域，蓝色则表(biǎo)示(shì)相对较冷的区域，但实际(jì)上它们之间的温差只有万(wàn)分之一。

科学家们通(tōng)过对前(qián)景(jǐng)背景分离后的二值图像进行连通域提取和标记之后发(fā)现(xiàn)，如(rú)果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应(yīng)该是这样的，而随着暗(àn)物质(zhì)的增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才变得看(kàn)起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙(zhòu)微波(bō)背景辐射(shè)的测量(liàng)值，我们需要(yào)的暗物质大约是普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与(yǔ)解释星系当(dāng)中恒(héng)星运动所需(xū)要(yào)的暗物质比例是一致的。这就意(yì)味着。

用(yòng)了一个简(jiǎn)单的理论框架，就很好(hǎo)地解释(shì)了(le)很(hěn)多不同(tóng)的(de)观测结果。而暗(àn)物(wù)质的本质(zhì)就是(shì)宇宙当中存在着(zhe)某种类(lèi)型的粒子，它们不参与任何其他的(de)电磁(cí)作用(yòng)，只通过引力(lì)来相互(hù)作用。所以如果能(néng)够找到这种粒子(zi)的存在，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的实(shí)际证据。这种粒子到底是(shì)什么？科学家们已经提出了数十种的假(jiǎ)想目标，而(ér)要寻找这些不(bù)同(tóng)的(de)目标粒子所需要的实(shí)验方(fāng)式也不(bù)相(xiāng)同。在过去的几十年(nián)当中，人类为了寻找这些看不(bù)见、摸(mō)不到(dào)，几乎不(bù)会与常规(guī)物(wù)质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进行(xíng)了超过50次的实(shí)验，却(què)没有任何实质性的发现，除了一个地(dì)方(fāng)，意大利的格(gé)兰(lán)萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处的(de)地下矿(kuàng)井当中，藏(cáng)着地球(qiú)上最(zuì)大的地学实验室(shì)，这(zhè)个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层(céng)楼高的探测器，一(yī)直致力于寻(xún)找(zhǎo)暗物质粒子的周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学家(jiā)声称(chēng)观测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集，人们发(fā)现了一个有趣的事情。探(tàn)测率会在每年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年(nián)当中(zhōng)每年都是一样。一些科学(xué)家认为这可能是人(rén)类发现暗(àn)物质的第(dì)一个直(zhí)接(jiē)证(zhèng)据。

但是为什么暗物质(zhì)会产(chǎn)生周期性(xìng)的(de)年度信(xìn)号呢(ne)？刚才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕(rào)着银河系进行移(yí)动(dòng)，那么如(rú)果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这(zhè)意味(wèi)着(zhe)我们也在以这样的(de)速(sù)度在(zài)穿越着(zhe)暗物质(zhì)流(liú)，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的(de)速度围绕太阳进行旋(xuán)转。所以有半年(nián)的(de)时间(jiān)，地球围(wéi)绕太阳的方向(xiàng)与太阳环绕(rào)银河系(xì)的方向(xiàng)是一致的(de)，而另外(wài)半年则与之相反。

而在6月份(fèn)的时(shí)候，地球(qiú)与太(tài)阳的方向(xiàng)正好达(dá)到完全(quán)一致(zhì)，这是理论上地球穿越(yuè)暗物质流最快的时段(duàn)。而在(zài)11月份，又恰好(hǎo)达(dá)到了最慢值(zhí)。尽管(guǎn)在实际的情况中，太阳系相(xiāng)对银河(hé)系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜(xié)，但(dàn)是这并不影响这个理(lǐ)论(lùn)的有效性(xìng)。

因此科学家认为这可以用(yòng)来解(jiě)释(shì)，研究人员们所观(guān)测到的(de)周(zhōu)期性(xìng)信号。当然(rán)也(yě)可能有其他的情(qíng)况(kuàng)，造(zào)成这种年度周期信(xìn)号的(de)差异也可能(néng)是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪，甚(shèn)至(zhì)连意大(dà)利游客的数量也符(fú)合这个周期的(de)规律。

所以，科(kē)学家们又(yòu)在南半球建(jiàn)立了一个几乎相同的实(shí)验(yàn)室，这里的季节(jié)与之前的实验室正好相反，而(ér)在(zài)这里，地球穿过暗物质流的运(yùn)动特征和第一个实验室是一样的。

因此，如果在这(zhè)里可以得到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据(jù)了。但是由(yóu)于这个实验室(shì)刚(gāng)刚建成不久，所(suǒ)以截(jié)至目前还无法提供相(xiāng)应(yīng)的数据支持。另(lìng)外，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望(wàng)远镜(jìng)，这台太(tài)空(kōng)望远镜叫做(zuò)“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远镜相(xiāng)同，但它的(de)宽视场(chǎng)仪器(qì)提供的视野是哈勃红(hóng)外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼(màn)太空望远(yuǎn)镜(jìng)其(qí)中一个关键的(de)用(yòng)途就(jiù)是探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对(duì)于探测的结果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体物理(lǐ)中(zhōng)心(xīn)的科(kē)学(xué)家丹(dān)琥珀和(hé)贾森斯(sī)特(tè)芬(fēn)研究发现，如果(guǒ)暗物质存在，它们极(jí)有可能拥有另一种(zhǒng)神秘(mì)的效应，这(zhè)种(zhǒng)暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者(zhě)说(shuō)是生命进化(huà)的一个重要(yào)因素。

如果(guǒ)这一(yī)理(lǐ)论(lùn)得到进一(yī)步的(de)证实，那么遍(biàn)布(bù)宇宙当中的暗物质(zhì)会(huì)不会意(yì)味(wèi)着人(rén)类并不孤(gū)单(dān)呢(ne)？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上，暗物质正(zhèng)在通过这样的效应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提(tí)是要(yào)先(xiān)找到暗物质存在的实(shí)际(jì)证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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