宇宙是“人(rén)为制造”的？为何会存在(zài)科学无法解释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗(àn)物(wù)质又究竟是什么？人(r已婚男人经常找你聊天是什么意思，一个愿意陪你聊天的已婚男人én)类为了寻找(zhǎo)暗物(wù)质存在的证(zhèng)据，科学家们在过去的(de)几十年当中进行了超过50次(cì)的长期实验(yàn)，但(dàn)是却没有发现(xiàn)任何(hé)的有(yǒu)效证据。除了一个地方(fāng)，在1687年出版的自然(rán)哲(zhé)学数学原理一书中(zhōng)，埃(āi)萨克牛顿发(fā)表了(le)万有引力定律，它(tā)揭示了(le)宇宙(zhòu)中天体运(yùn)动(dòng)的规律。往后的几(jǐ)百(bǎi)年(nián)来，当天文学家(jiā)们(men)发现(xiàn)某些(xiē)天体运行(xíng)轨道出现(xiàn)异常，不符合万(wàn)有引(yǐn)力定律的时候，他(tā)们就会知道，周围一定有未知的天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王(wáng)星运行(xíng)轨道的(de)异常，推算并(bìng)且(qiě)发(fā)现了海王星的存在。另外，哈(hā)雷彗(huì)星、冥(míng)王(wáng)星的(de)发现都是应(yīng)用(yòng)万有引力(lì)定律所取得重大天文成就的例(lì)子。但是(shì)这些发(fā)现(xiàn)都(dōu)是在恒(héng)星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上升到星系(xì)或(huò)者是星团的尺度，事(shì)情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学(xué)家弗里茨兹威(wēi)基(jī)正在(zài)研究和测量(liàng)后(hòu)发星(xīng)系团的质量(liàng)。这是一(yī)个(gè)由(yóu)数千个星系所(suǒ)组成(chéng)的巨大星(xīng)系(xì)团，这些星系(xì)被引(yǐn)力束缚(fù)在一(yī)起。测量(liàng)星系团的(de)质量(liàng)一般(bān)会(huì)使用到两种方法，当(dāng)两种方法结(jié)果一致，就可(kě)以确定其质量的范(fàn)围。

第一种(zhǒng)是获得其(qí)"光度学的质量(liàng)"，需要的(de)数据是测(cè)量各个星系的(de)光度。

第二种是(shì)动(dòng)力学质(zhì)量的计算，是利用光(guāng)谱(pǔ)红移测(cè)量星系团中的各个星系相对于星(xīng)系团的运动(dòng)速度。当测量(liàng)结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是(shì)“光(guāng)度学质量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座(zuò)星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说(shuō)这99%的(de)质量(liàng)并不(bù)以可见光(guāng)的形式所存(cún)在，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在测量速度的(de)过程中(zhōng)，兹威基发现星(xīng)系(xì)团中很多星系的速度(dù)比理论上(shàng)要快得多，按照牛(niú)顿的运动学(xué)定律，仅靠(kào)这些可见(jiàn)星系的质(zhì)量所产(chǎn)生的引力是无(wú)法将它们束缚在星系团内的，它们(men)早(zǎo)就(jiù)应(yīng)该被(bèi)抛出星系(xì)团之(zhī)外了(le)，除非(fēi)有一种神(shén)秘的力量在起作用，这种力量(liàng)来源于(yú)某(mǒu)种隐形的物质(zhì)。

据此(cǐ)，兹维基提(tí)出(chū)了这样部(bù)分不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝(jué)大(dà)部分的(de)质量(liàng)。只(zhǐ)是当(dāng)时的人们对这样的一种(zhǒng)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。天文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙女座(zuò)星系中的恒(héng)星运动。理论上来说，距离(lí)中心越远的恒(héng)星(xīng)在(zài)其轨道上的运(yùn)行速度就会越慢。但是他们(men)观测(cè)的结果却让人感到不可(kě)思议。

随着与中心距(jù)离的增加，恒星的旋转速度几乎保(bǎo)持不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在(zài)星系当(dāng)中(zhōng)如果没有足够大的质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇(yǔ)宙当中(zhōng)了(le)。基于这种现象，科学家(jiā)们会使用一种(zhǒng)相对标(biāo)准的方法来解释(shì)暗(àn)物质的存在，这种方法就是测量星系(xì)当中气体在(zài)X轴(zhóu)上距离星系中心(xīn)的(de)距离，以及(jí)在Y轴上(shàng)气体的旋(xuán)转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认为是(shì)由暗物质的力量(liàng)进(jìn)入(rù)其中。

于是(shì)科学(xué)家们通过(guò)射电(diàn)望(wàng)远(yuǎn)镜测量了(le)距离(lí)星系中心更(gèng)远距离的氢元素，发现它(tā)们的(de)旋转速度(dù)并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳(yáng)系也不例外，太(tài)阳系位于银河系(xì)的第(dì)三悬臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力(lì)定律进行计算，太(tài)阳(yáng)系的(de)运行(xíng)速(sù)度(dù)应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在(zài)以220千米/秒的速度围绕(rào)银河(hé)系旋(xuán)转，这(zhè)个实际速(sù)度远远大(dà)于理论速度，那么产生以上(shàng)这种(zhǒng)向心加速(sù)度的原因很(hěn)可(kě)能就(jiù)是存在着一种我(wǒ)们(men)看不到(dào)的物质，是(shì)这些暗物质的(de)引力(lì)效应将星(xīng)系聚(jù)集在了一起。

也是从这时开始，越来越多(duō)的研究(jiū)人员开始相信暗物质(zhì)的存在。科学家(jiā)根据星系外(wài)恒星轨道的速度，估算在星系当中暗物(wù)质的质量占整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可以(yǐ)解释这个(gè)现象的原因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎没有(yǒu)引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会出(chū)现速度上的微(wēi)小差异。另外，天文学家还发现了(le)一(yī)个反常的(de)星(xīng)系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离地(dì)球大约2.5亿(yì)光年，大小和(hé)银(yín)河系不多，但是星系当中存在的(de)恒星数(shù)量却只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该星(xīng)系必须(xū)存在(zài)暗物质(zhì)，否则就(jiù)会分崩离析。但是科学家们使用最先进的望远(yuǎn)镜对其进(jìn)行(xíng)了40个小时的详细测量之后，发现(xiàn)星系中的恒(héng)星运动是可以(yǐ)用正(zhèng)常的物质和力学(xué)定律来解释的。那(nà)么(me)又有人提出，也许该星系的暗物质，已经被附近(jìn)的另一个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存在(zài)。造成这(zhè)些(xiē)现象的除了(le)暗物质(zhì)的假(jiǎ)说之外，另一(yī)种可能就是人类(lèi)对引力(lì)的理解还不够全面，引(yǐn)力很可能在不同尺(chǐ)度空间中的工作(zuò)方式是不同的，这意味着(zhe)在(zài)行星系(xì)尺度中的天体会沿着它(tā)们的轨道(dào)，按照我们所理解的方式(shì)运动。但是上(shàng)升到星系和星团的尺度，引力之间的相互作(zuò)用则是不同(tóng)的方式。对于在星系团之间的相互作(zuò)用，科学家还引入了外(wài)部场效(xiào)应(yīng)的概念(niàn)，指的是在数(shù)百万光年(nián)的规模上，巨大的(de)质量(liàng)之间会产生(shēng)对彼此特殊(shū)的(de)效(xiào)果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果MOND蒙(méng)德(dé)理论成立，这意味(wèi)着我们需要对(duì)现在的物理(lǐ)定律进(jìn)行修正，这(zhè)些发现也让很多人认为暗物质假说理论就此终结。但(dàn)是在宇(yǔ)宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在的其(qí)他的(de)理(lǐ)论证(zhèng)据，这些(xiē)理论(lùn)证据是蒙德理论所没法解(jiě)释的“引(yǐn)力透(tòu)镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子弹(dàn)星系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所(suǒ)组(zǔ)成，类似这样的星团(tuán)，它们大部分的普(pǔ)通质量都(dōu)在星(xīng)系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里(lǐ)/小(xiǎo)时发生碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气体(tǐ)的相互作用就会导(dǎo)致温(wēn)度的急剧升高(gāo)，速度大(dà)幅降(jiàng)低(dī)。所以在理论上，在碰撞(zhuàng)之后，子弹(dàn)星系团大部分的(de)质量将位于所(suǒ)有这些(xiē)气体所在(zài)的中间区(qū)域。那(nà)么(me)我们通过什么来验证它的质量区域到底是不是集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了(le)宇宙当中第一张全(quán)彩的高清照片，在照片(piàn)中我们可以(yǐ)明显地看(kàn)到很多星系似(shì)乎被拉伸产生(shēng)了巨(jù)大的形变。其实这些星系本身并不是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出了什(shén)么问题，而是这样极(jí)遥远(yuǎn)的天(tiān)体和(hé)我(wǒ)们地球上的观(guān)测者之(zhī)间。被一个质量超级巨(jù)大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东(dōng)西的引(yǐn)力，会(huì)使身后更遥远(yuǎn)星(xīng)系的光都发(fā)生了(le)扭曲(qū)。这(zhè)个现象(xiàng)就是引力(lì)透镜(jìng)效应。这个巨(jù)大的天(tiān)体可能是超大质(zhì)量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹星系团(tuán)观测的(de)时候，发现它的(de)大质量区域并不是在中(zhōng)间(jiān)，而是在两(liǎng)侧。所(suǒ)以最好的解释方(fāng)法就是当星团发生(shēng)全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质(zhì)则直接通过了这个区域，并(bìng)在(zài)两边形成了引(yǐn)力透镜(jìng)。对子弹星(xīng)系团的引力(lì)透镜研究也被认为是暗物(wù)质存在的迄今为止(zhǐ)最好(hǎo)的理论证据。

除此之(zhī)外，还(hái)有(yǒu)来自(zì)宇宙当中最古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万(wàn)年之后(hòu)，可(kě)见光终于(yú)可以(yǐ)畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背(bèi)景上留下了(le)各(gè)相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区(qū)域，蓝色则表示相对较冷的区域(yù)，但实际上(shàng)它们(men)之间的温差只(zhǐ)有万分之一(yī)。

科学家们(men)通过对前(qián)景(jǐng)背景分离后的二值图(tú)像(xiàng)进(jìn)行(xíng)连通(tōng)域提取和(hé)标记之后发(fā)现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该是这样(yàng)的，而随着暗物质的(de)增加，一些(xiē)峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波(bō)背景(jǐng)辐(fú)射的测量值，我们(men)需要的暗物质大约是普通(tōng)物质的(de)5倍。这个数字与(yǔ)解释星系(xì)当中恒星运动(dòng)所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着。

用了一个简单(dān)的理论(lùn)框架，就很(hěn)好地解(jiě)释了很多不同的观测结果。而(ér)暗物质(zhì)的本质就(jiù)是宇宙当中存在(zài)着某种类型(xíng)的粒子(zi)，它们不参与任何(hé)其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力(lì)来(lái)相互作用。所以如(rú)果能够找到(dào)这种(zhǒng)粒子(zi)的存在，就相当于找到了(le)暗物(wù)质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已(yǐ)经提出了(le)数十种的假想(xiǎng)目(mù)标(biāo)，而要寻找这些不同的目标粒(lì)子所需要的实验方式(shì)也(yě)不相(xiāng)同。在过去的几十年当(dāng)中，人类(lèi)为了寻(xún)找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会(huì)与常规物(wù)质相互作用的“暗物质”，科(kē)学家们已经进行(xíng)了超过50次的实验，却没(méi)有(yǒu)任何(hé)实质性(xìng)的发现，除了(le)一(yī)个(gè)地方(fāng)，意大利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处(chù)的(de)地下矿井当(dāng)中(zhōng)，藏(cáng)着地(dì)球(qiú)上最大(dà)的地学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的探测器，一直致(zhì)力于寻找暗物质粒子(zi)的周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声称(chēng)观测(cè)到了某(mǒu)种信(xìn)号。经过了20多(duō)年的(de)数据收(shōu)集，人们发现(xiàn)了一个有(yǒu)趣的事情(qíng)。探测率会在每年(nián)的6月份达到峰(fēng)值，然后(hòu)在11月降(jiàng)到最低，而且在20年当中每(měi)年(nián)都是已婚男人经常找你聊天是什么意思，一个愿意陪你聊天的已婚男人一样。一(yī)些科学家认为这可能是人类发(fā)现暗(àn)物(wù)质(zhì)的第一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周(zhōu)期性的(de)年度(dù)信号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了太阳(yáng)系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着银河(hé)系进行移动(dòng)，那么如果暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意味着(zhe)我们也在以(yǐ)这样的速度在穿越着(zhe)暗物质(zhì)流，这(zhè)个(gè)过程中(zhōng)会产生相应的振荡，同时地球又以30公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年(nián)的时间，地球围绕太阳的方向(xiàng)与太(tài)阳环绕银(yín)河系(xì)的(de)方向是一(yī)致的(de)，而另外半年则与(yǔ)之相反。

而在(zài)6月份的时候，地(dì)球(qiú)与太阳(yáng)的方向正好达(dá)到完全一致，这是理(lǐ)论上地球穿越(yuè)暗物质流最快的(de)时段。而在11月份(fèn)，又恰好(hǎo)达(dá)到(dào)了最慢值。尽(jǐn)管在(zài)实际的情(qíng)况中，太阳系相(xiāng)对银河系的平面呈现(xiàn)了(le)60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科(kē)学家认为这(zhè)可以用来解释，研究人员们所观测(cè)到的周(zhōu)期性信号。当然(rán)也可能(néng)有其(qí)他的情况，造成这种年度(dù)周期信(xìn)号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高山(shān)上的(de)积雪(xuě)，甚(shèn)至连意大利游(yóu)客的数量(liàng)也符合这个周期(qī)的(de)规律(lǜ)。

所以，科(kē)学家们又(yòu)在南半球建(jiàn)立了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季(jì)节(jié)与之前(qián)的(de)实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物(wù)质流的(de)运(yùn)动特征和第一个实验室是一样的。

因(yīn)此，如果在这里(lǐ)可以得(dé)到相同的信号，就可以成(chéng)为暗物质(zhì)所存在(zài)的非(fēi)常(cháng)有力的证据了。但(dàn)是由(yóu)于这个实(shí)验室刚(gāng)刚建成不久，所以(yǐ)截至(zhì)目前还无(wú)法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜(jìng)，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场(chǎng)仪(yí)器提供的视野(yě)是(shì)哈勃红外(wài)仪器的(de)100倍。南希(xī)格雷斯(sī)罗(luó)曼太空(kōng)望远镜其(qí)中一个关键的用(yòng)途就是(shì)探索(suǒ)暗物质背后(hòu)的(de)奥秘(mì)，对于探测的结果，我(wǒ)们(men)只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室(shì)粒子天体物理中心的(de)科(kē)学家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬(fēn)研究(jiū)发(fā)现，如果(guǒ)暗物质(zhì)存在，它(tā)们极有可能拥有另一种神(shén)秘的效(xiào)应，这种(zhǒng)暗(àn)物质(zhì)效应，会(huì)支持宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者说是生命(mìng)进(jìn)化(huà)的一个重要因素。

如果这一(yī)理论(lùn)得到(dào)进(jìn)一步(bù)的证实，那么遍布(bù)宇宙当(dāng)中的暗物质会不会(huì)意味着人类并(bìng)不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中(zhōng)某个角落(luò)的(de)行星(xīng)上(shàng)，暗(àn)物质正在通过(guò)这样的效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论的大前提是要先(xiān)找到暗物质存在的实(shí)际证据(jù)。那么小伙伴们(men)，你们觉得(dé)暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支(zhī)持是我更新的动力！

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