宇宙是“人为(wèi)制造(zào)”的？为(wèi)何会(huì)存在科(kē)学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟(jìng)是(shì)什么(me)？人类(lèi)为(wèi)了(le)寻找暗物质存在的证据，科学家们在(zài)过去的几十(shí)年(nián)当(dāng)中(zhōng)进行(xíng)了超过50次的长期实验，但是却没有发现任何的有效(xiào)证据。除(chú)了一(yī)个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引(yǐn)力定律，它揭示了(le)宇宙中天体运动(dòng)的规律。往后的几百年(nián)来，当天文学(xué)家(jiā)们发现某些天体运(yùn)行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符合万有引力定律的时候(hòu)，他们(men)就(jiù)会知道，周围(wéi)一(yī)定凤凰男能嫁吗，凤凰男的八大特征和交往原则有未(wèi)知的(de)天(tiān)体通(tōng)过引力在摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王(wáng)星(xīng)运行轨道的(de)异常，推算并且发现(xiàn)了海王星的(de)存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王星的(de)发现都(dōu)是应用(yòng)万有引力(lì)定律所取(qǔ)得重大(dà)天文(wén)成(chéng)就(jiù)的例子(zi)。但(dàn)是(shì)这些发(fā)现(xiàn)都(dōu)是在(zài)恒星系统(tǒng)的尺度(dù)当中，可当我们(men)上升到星(xīng)系(xì)或者是(shì)星团的尺度，事情(qíng)就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物(wù)理(lǐ)学家(jiā)弗里(lǐ)茨兹威基(jī)正(zhèng)在(zài)研究和测(cè)量后发(fā)星系团的质量。这是一个由数千个(gè)星系所(suǒ)组成的巨(jù)大星系团(tuán)，这些星系被(bèi)引力束缚在一起。测(cè)量星系(xì)团的质量一般会使用(yòng)到两种方法，当两(liǎng)种方法结果一致，就(jiù)可以确(què)定(dìng)其(qí)质量的范围。

第一种是获(huò)得(dé)其"光(guāng)度学的质量"，需要(yào)的数据是测(cè)量各个星系的光(guāng)度(dù)。

第二种(zhǒng)是(shì)动力学质量的计(jì)算，是利用(yòng)光(guāng)谱红移测量星系团(tuán)中的各个(gè)星系相对于星系团的运动(dòng)速度(dù)。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质(zhì)量”竟然是(shì)“光度学(xué)质量”的400倍。这(zhè)意味着，后(hòu)发座星系团有(yǒu)99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的质(zhì)量并不以可见(jiàn)光的形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡异的(de)是(shì)，在测量速度(dù)的过程中，兹(zī)威基发现(xiàn)星(xīng)系团中很多星系(xì)的速度比理论上要快(kuài)得多，按照牛顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些可(kě)见(jiàn)星系的质量所产生(shēng)的(de)引力是无法将它们束缚在星系(xì)团内的，它们早就应该被抛出(chū)星系(xì)团之外(wài)了(le)，除非有一种(zhǒng)神(shén)秘(mì)的力(lì)量在起作用(yòng)，这种(zhǒng)力(lì)量来源于(yú)某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基(jī)提出了这样部分不可见的暗质(zhì)，它(tā)不发散光、吸(xī)光、反射光，但(dàn)是它(tā)们却占据(jù)着宇宙中绝大(dà)部分的质量。只(zhǐ)是当时的人们对这样的(de)一种说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再一(yī)次出现(xiàn)。天文学(xué)家维拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特福(fú)特在观测仙女(nǚ)座星(xīng)系中的恒星运动(dòng)。理论(lùn)上来说，距离中心越远的恒星在其轨道上的运行速度(dù)就会越慢。但是他们观测的(de)结果却让(ràng)人感到(dào)不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持(chí)不(bù)变。可是(shì)根(gēn)据(jù)牛顿的万有(yǒu)引力定律，在(zài)星系当中如果没有足够(gòu)大的(de)质量来吸引它们(men)，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到(dào)宇(yǔ)宙当中了。基于这种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家们(men)会使用一(yī)种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的方法来(lái)解释暗物质的存在，这种方法(fǎ)就(jiù)是测(cè)量星系当(dāng)中气体(tǐ)在X轴上距离(lí)星系(xì)中心的(de)距离，以及在Y轴(zhóu)上(shàng)气体的旋转(zhuǎn)速度(dù)。如果出现异常的(de)结果，就认为(wèi)是由暗物质的力量进(jìn)入其(qí)中。

于(yú)是科(kē)学家们通(tōng)过射电望远镜测(cè)量(liàng)了距(jù)离星系中心更(gèng)远距(jù)离的(de)氢元(yuán)素，发(fā)现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们(men)的太阳系也(yě)不例外，太阳(yáng)系位于银河系(xì)的第三悬臂之上(shàng)，距离银河(hé)系中心2.6万光(guāng)年，根据万有引力(lì)定律进行计算，太阳系的运行(xíng)速(sù)度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的(de)速度围(wéi)绕银河(hé)系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于理论(lùn)速度，那么产生以上这种向心加速(sù)度的原因很(hěn)可能(néng)就是存在着一种我们(men)看(kàn)不到的(de)物质，是这些(xiē)暗物质的(de)引力(lì)效(xiào)应(yīng)将(jiāng)星系聚(jù)集在了一起。

也(yě)是(shì)从这时(shí)开始，越(yuè)来越多(duō)的研究人员(yuán)开始相信暗(àn)物(wù)质(zhì)的(de)存在。科学家根据星系外恒(héng)星轨(guǐ)道的(de)速度，估算在(zài)星系当中(zhōng)暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一(yī)可(kě)以解释这个现象的(de)原因。在一(yī)项新的(de)研究当中，科学(xué)家们发(fā)现，几乎没有引力效应的遥远恒(héng)星(xīng)之间(jiān)，也会出现(xiàn)速度上(shàng)的微小差异。另外，天文学(xué)家还发现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球大约2.5亿光年，大小和银河(hé)系不(bù)多，但是星系(xì)当中存在的恒星数量却只有(yǒu)银(yín)河系的(de)千分(fēn)之(zhī)一。

所以在(zài)理论上，该星系必(bì)须(xū)存在暗物(wù)质，否则(zé)就会分崩离析。但是科(kē)学家们使用最先(xiān)进的望远镜对其(qí)进(jìn)行了40个(gè)小(xiǎo)时的详细测量之后(hòu)，发(fā)现星系(xì)中的恒星运动是可以用正(zhèng)常(cháng)的物质和力学定律来(lái)解释的。那么又有(yǒu)人(rén)提出，也(yě)许(xǔ)该星系(xì)的暗物(wù)质，已经被附近的另(lìng)一个大星系剥离了。奇(qí)怪的是，它(tā)的附(fù)近没有任何星系存在。造成(chéng)这(zhè)些现(xiàn)象的除了暗物质(zhì)的假(jiǎ)说(shuō)之外，另一种可能就是(shì)人类对引(yǐn)力的理解还不够全面(miàn)，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中(zhōng)的工作方式是不同的(de)，这意味着在行(xíng)星(xīng)系尺度中(zhōng)的天体会(huì)沿着它(tā)们的(de)轨道，按照我(wǒ)们所(suǒ)理(lǐ)解的(de)方式(shì)运动。但是上升到星系和星团的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则是不同的(de)方式。对于在星系团(tuán)之(zhī)间(jiān)的(de)相(xiāng)互作用，科学(xué)家(jiā)还(hái)引入了(le)外部场(chǎng)效应(yīng)的概(gà凤凰男能嫁吗，凤凰男的八大特征和交往原则i)念，指的是(shì)在(zài)数(shù)百万光年的规模上，巨大的(de)质(zhì)量之间会产生对彼此(cǐ)特(tè)殊的效果(guǒ)，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成(chéng)立，这意味着我们需(xū)要对现(xiàn)在的(de)物理(lǐ)定律进行修正(zhèng)，这些发现也让很多人认为暗物质假说理论就此终结。但是(shì)在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质(zhì)存(cún)在的其他的理论(lùn)证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理(lǐ)论所没法解释的(de)“引力透镜(jìng)”。

径(jìng)向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星(xīng)系团(tuán)，由(yóu)两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似(shì)这样的(de)星团，它们大(dà)部分的普(pǔ)通质量都在星系的气体当(dāng)中。当星团以1000万公(gōng)里/小时(shí)发生碰撞的(de)时(shí)候，星(xīng)际(jì)气体的相互(hù)作(zuò)用(yòng)就会导致温度(dù)的(de)急剧(jù)升高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团大部(bù)分(fēn)的质量将位(wèi)于所有这些气体所在的中间区域。那么我们通过(guò)什么来验(yàn)证它的质量区域(yù)到(dào)底(dǐ)是不是集中在(zài)中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯(bó)太空望(wàng)远镜(jìng)传(chuán)回了宇宙(zhòu)当中第(dì)一(yī)张全彩的高清照片，在照片中我们可以明显地(dì)看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨大的形变(biàn)。其实这些(xiē)星系本身(shēn)并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出(chū)了什么(me)问题(tí)，而是这样极遥远(yuǎn)的天体(tǐ)和我们地球上的(de)观测(cè)者之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超(chāo)大质量(liàng)的东西的引(yǐn)力(lì)，会使身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的天(tiān)体(tǐ)可能是超大质量的黑洞或(huò)者是暗(àn)物质(zhì)。

所以当人们(men)对子弹星系(xì)团观测的时候，发现(xiàn)它(tā)的大质量区域(yù)并不(bù)是(shì)在中间(jiān)，而是(shì)在两侧(cè)。所以最好的解释方法就是当星(xīng)团(tuán)发生全部的碰(pèng)撞时，可(kě)被(bèi)观测到(dào)的质量气体被(bèi)卡(kǎ)在了中间(jiān)，暗物质则直(zhí)接通过了这个区域，并在两边形(xíng)成了引力(lì)透镜(jìng)。对子弹星系团(tuán)的引(yǐn)力透镜研究也被(bèi)认为是暗(àn)物质存在的迄今为止(zhǐ)最好的理论证据。

除此之(zhī)外(wài)，还有(yǒu)来自宇(yǔ)宙当(dāng)中最古老的光。从宇(yǔ)宙(zhòu)大爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可(kě)见光终于可以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上(shàng)留下(xià)了各相同性的微(wēi)波辐(fú)射。其中红色的(de)部分表示温(wēn)度较高的(de)区(qū)域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际上它们之间的温差只(zhǐ)有(yǒu)万分(fēn)之一。

科(kē)学家们通过对前景背景分离(lí)后的(de)二(èr)值图像进(jìn)行连通域提取(qǔ)和标记(jì)之后发现，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没有暗物质(zhì)，图形看起来(lái)不(bù)应该(gāi)是(shì)这样的，而随着暗物质的增(zēng)加，一些峰值的幅度(dù)会减小，才变得(dé)看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景辐射的测(cè)量值，我们需要的暗(àn)物质大约(yuē)是普(pǔ)通物质的5倍。这个数字与解释星系当中(zhōng)恒(héng)星运动所需要(yào)的暗(àn)物质(zhì)比例(lì)是一致的。这(zhè)就(jiù)意味着。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就很好地解(jiě)释了(le)很多不同的观测结果。而(ér)暗物(wù)质(zhì)的本质就是(shì)宇宙当(dāng)中存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们(men)不参与任(rèn)何其他的(de)电磁作用，只通过引力来(lái)相互(hù)作用。所以如果能够找(zhǎo)到这种粒子(zi)的(de)存在，就(jiù)相(xiāng)当于找到了(le)暗物质(zhì)存在(zài)的实际证据(jù)。这种粒子到(dào)底(dǐ)是什么(me)？科学(xué)家(jiā)们已经提出(chū)了数十种的假想目标，而(ér)要寻找这些不(bù)同(tóng)的(de)目标粒(lì)子(zi)所需要(yào)的实验方式也不相同。在(zài)过去的几十年当(dāng)中(zhōng)，人类(lèi)为了寻找这些看不见、摸不到，几(jǐ)乎不(bù)会与(yǔ)常规物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家们(men)已经进行了超(chāo)过50次的实(shí)验，却没有任何实(shí)质性的发现(xiàn)，除了一(yī)个地(dì)方，意大利的格兰萨索山，隶(lì)属于(yú)阿尔(ěr)卑(bēi)斯(sī)山脉。

在山(shān)下(xià)1400米处(chù)的地下矿(kuàng)井当中，藏着(zhe)地球上最(zuì)大的(de)地学实验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一(yī)个三(sān)层楼高的探测器，一直致力(lì)于(yú)寻(xún)找(zhǎo)暗物(wù)质(zhì)粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了某种信(xìn)号。经(jīng)过了(le)20多(duō)年的数据收(shōu)集(jí)，人们(men)发现了一个(gè)有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在(zài)11月降到最低，而(ér)且在(zài)20年当中每年都(dōu)是一样。一些科学家认为(wèi)这可能是(shì)人类发现暗物质的第(dì)一个直(zhí)接证据。

但是(shì)为什么暗物质会产生周期性(xìng)的年度信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河(hé)系(xì)进行移动，那么(me)如(rú)果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们(men)也在以(yǐ)这样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产生相应的(de)振荡，同时(shí)地球又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半(bàn)年的时(shí)间，地球(qiú)围(wéi)绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银(yín)河系的(de)方向是一致(zhì)的，而另外半(bàn)年(nián)则与之(zhī)相反。

而(ér)在6月份的时候，地球与太阳的方向(xiàng)正好达到完全一(yī)致，这是理论上地球穿越暗(àn)物质流最快的时段。而在11月(yuè)份(fèn)，又恰(qià)好达(dá)到了最慢值。尽管在(zài)实际的情况(kuàng)中，太阳(yáng)系相对银河系(xì)的平面(miàn)呈(chéng)现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这个(gè)理论的有(yǒu)效(xiào)性(xìng)。

因(yīn)此(cǐ)科学家认为这可以(yǐ)用来解(jiě)释，研究人(rén)员们所观测到的(de)周期性信号。当然(rán)也可能有其他的情(qíng)况(kuàng)，造成这(zhè)种年(nián)度周(zhōu)期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度(dù)、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连(lián)意大利游客的数(shù)量也符合(hé)这个(gè)周(zhōu)期(qī)的规律。

所以，科学(xué)家们又在南半球建(jiàn)立了一个(gè)几乎相同(tóng)的实验室，这(zhè)里的季(jì)节与(yǔ)之前的(de)实(shí)验室正好(hǎo)相(xiāng)反(fǎn)，而在这里，地(dì)球穿过暗物质流的(de)运动特征和(hé)第一(yī)个实验(yàn)室是一(yī)样的。

因此，如(rú)果(guǒ)在(zài)这里(lǐ)可以得(dé)到(dào)相同(tóng)的信号(hào)，就可(kě)以成为(wèi)暗(àn)物质所(suǒ)存(cún)在的非常有力的证据了。但是由于这个(gè)实验室刚刚建(jiàn)成不久，所以(yǐ)截至(zhì)目(mù)前还无(wú)法提供相应的(de)数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜(jìng)，这(zhè)台(tái)太空望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯(sī)罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟(gēn)哈勃望(wàng)远镜相同，但它的(de)宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格(gé)雷(léi)斯罗曼太(tài)空望(wàng)远镜其中(zhōng)一个关键的用(yòng)途就(jiù)是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对(duì)于探测的结果，我们(men)只能(néng)拭目以(yǐ)待了。费(fèi)米实验室粒子(zi)天体物(wù)理中心的(de)科学(xué)家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存(cún)在，它(tā)们(men)极有可能拥有另(lìng)一种神秘的效(xiào)应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持宇(yǔ)宙当中生命的诞(dàn)生，或者(zhě)说是(shì)生命进(jìn)化的一(yī)个重要因素(sù)。

如果这一理论得到进(jìn)一步(bù)的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意味着(z凤凰男能嫁吗，凤凰男的八大特征和交往原则he)人(rén)类(lèi)并不(bù)孤单呢？或许在(zài)宇宙(zhòu)当中某(mǒu)个(gè)角落的(de)行星上，暗物质正在通(tōng)过这样的效(xiào)应(yīng)创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这(zhè)些(xiē)推论的大(dà)前(qián)提(tí)是要先找到暗物(wù)质存在的实际证据(jù)。那(nà)么(me)小伙(huǒ)伴们(men)，你们觉得暗物质到底(dǐ)存(cún)不存在呢？喜(xǐ)欢请点(diǎn)赞，你的支持(chí)是我更新(xīn)的动力！

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