宇宙是“人为制(zhì)造”的？为何会存在科(kē)学无法解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟(jìng)是(shì)什(shén)么？人类(lèi)为了(le)寻(xún)找(zhǎo)暗物质(zhì)存在的证据(jù)，科学家们(men)在(zài)过去的几十年当(dāng)中进行(xíng)了(le)超(chāo)过50次的(de)长期实验，但是却(què)没有发现任何的有效(xiào)证据。除(chú)了一个地(dì)方，在1687年(nián)出版的自然哲学数学(xué)原理一书中，埃萨(sà)克牛顿(dùn)发表了(le)万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运(yùn)动的规律。往后的几百年(nián)来，当天(tiān)文学家们(men)发现某些天(tiān)体(tǐ)运行轨道出现异常，不(bù)符合万有引(yǐn)力定律的时候(hòu)，他们(men)就(jiù)会(huì)知(zhī)道，周围(wéi)一(yī)定(dìng)有(yǒu)未知(zhī)的天体通(tōng)过引力(lì)在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异(yì)常(cháng)，推算并且(qiě)发现了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万有(yǒu)引力定律所取得重(zhòng)大(dà)天文成就的例子(zi)。但是(shì)这(zhè)些发现都是在恒星系统的尺度当中(zhōng)，可当(dāng)我(wǒ)们上升到星(xīng)系或(huò)者(zhě)是星(xīng)团的尺度(dù)，事情就开始(shǐ)变得(dé)诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物(wù)理学(xué)家弗里茨兹威(wēi)基正在(zài)研(yán)究和测(cè)量后发星系(xì)团的质量。这是一(yī)个由数千个星系所组成的巨大(dà)星(xīng)系团，这些星系(xì)被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使(shǐ)用到两(liǎng)种方法，当两种方法结(jié)果一(yī)致，就(jiù)可以确定其质量的范围。

第一种是(shì)获得其"光度学的质(zhì)量"，需要的数据是测(cè)量各(gè)个星系的光度。

第二(èr)种是动力学(xué)质量的计算(suàn)，是(shì)利(lì)用光谱红移测(cè)量(liàng)星系团中的(de)各个星系相对于星系团的运动速度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学质(zhì)量”的(de)400倍。这意(yì)味着，后(hòu)发(fā)座星系(xì)团有99%的质量(liàng)消失了(le)，或者说这(zhè)99%的质量并不以可见光的(de)形式所(suǒ)存在，我们无法看到。最(zuì)诡异的(de)是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中很多星系(xì)的速度比理论上要(yào)快(kuài)得(dé)多，按照牛顿的运动(dòng)学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所(suǒ)产生的引力(lì)是无(wú)法将它们束缚(fù)在星系团内的，它们早就(jiù)应(yīng)该被抛出星系团之外了，除非(fēi)有一种(zhǒng)神(shén)秘的力量在起作(zuò)用，这种力量来(lái)源于某种(zhǒng)隐形的物质。

雍正在位多少年？寿命多少岁呢，雍正在位时多少岁="0.6186612576064908" data-type="jpeg" data-w="1479" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/46f985a9e4c3e7e.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

据此(cǐ)，兹(zī)维基提出了这样部分不可见(jiàn)的(de)暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但(dàn)是(shì)它(tā)们(men)却占据着宇宙(zhòu)中绝(jué)大部(bù)分的质量。只是当时的人(rén)们对这样的(de)一种说法(fǎ)不屑一(yī)顾(gù)。

直到40年(nián)之后，“暗物(wù)质”这(zhè)个词才(cái)再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙女(nǚ)座星系(xì)中的恒(héng)星运动。理论上(shàng)来说，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度(dù)就会(huì)越慢。但是他(tā)们(men)观测(cè)的结果(guǒ)却让(ràng)人感到不可思议。

随着与(yǔ)中(zhōng)心距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速(sù)度几乎保持不(bù)变(biàn)。可是根据牛顿(dùn)的万有引力定律，在(zài)星系(xì)当中如果没有足够大的质(zhì)量来吸引它们，这些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基(jī)于(yú)这种现象，科学家们会使用(yòng)一种相对标(biāo)准的方法(fǎ)来解释(shì)暗物质的存(cún)在，这(zhè)种方法就(jiù)是测量(liàng)星(xīng)系当(dāng)中气体在X轴上(shàng)距(jù)离星系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出现(xiàn)异常的结果，就认为是由(yóu)暗(àn)物质的力(lì)量(liàng)进入其中(zhōng)。

于是科学家(jiā)们(men)通过射(shè)电望(wàng)远镜测(cè)量(liàng)了(le)距离星系中心更远(yuǎn)距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符合牛顿的(de)力学定律。我们(men)的太阳系(xì)也(yě)不例外，太阳(yáng)系位于(yú)银河系的第(dì)三悬臂之上，距(jù)离银(yín)河系中心(xīn)2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律(lǜ)进行计算，太阳系的运(yùn)行速(sù)度(dù)应该(gāi)是160千米(mǐ)/秒，但实(shí)际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围绕银(yín)河系旋转，这个实际速度远远大(dà)于理论(lùn)速度，那(nà)么产生以上这种向心(xīn)加速度的(de)原因很可能就是存在着一种我们看不到的物质，是这些暗(àn)物(wù)质的(de)引(yǐn)力效(xiào)应(yīng)将星系(xì)聚集在了一起。

也是(shì)从这(zhè)时开始(shǐ)，越来(lái)越多(duō)的研(yán)究人员开(kāi)始相(xiāng)信暗物质(zhì)的存(cún)在。科学(xué)家根据星系外恒(héng)星(xīng)轨(guǐ)道的速度，估算(suàn)在星(xīng)系当中暗物质的(de)质量(liàng)占整个星系质量的85%。但是，暗(àn)物(wù)质并不是唯一可以解(jiě)释这个现(xiàn)象(xiàng)的原(yuán)因。在一项新的(de)研究(jiū)当中，科学家们发(fā)现，几乎没有引力效应(yīng)的遥(yáo)远恒星之间，也会出现速度上的(de)微小差异(yì)。另外，天文学(xué)家还发现了一(yī)个(gè)反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多，但是星系当(dāng)中(zhōng)存在(zài)的恒星数量却只有银(yín)河(hé)系的(de)千(qiān)分(fēn)之一(yī)。

所以在(zài)理论上(shàng)，该星系必须存在(zài)暗物质，否则就会分崩离析。但是科学(xué)家们使用最先(xiān)进(jìn)的望远(yuǎn)镜对其(qí)进行了40个小时的详细测(cè)量之(zhī)后，发(fā)现星系(xì)中的恒星(xīng)运动是可(kě)以用正常的物质和力(lì)学定律来解(jiě)释的。那(nà)么又有人提(tí)出，也许该星系的暗(àn)物质，已经被附近的另一(yī)个(gè)大星系(xì)剥离了。奇怪的(de)是，它的附近没(méi)有任何星系(xì)存(cún)在。造成这些现象的除了(le)暗(àn)物质的假(jiǎ)说之(zhī)外，另(lìng)一(yī)种(zhǒng)可能(néng)就是人类对引(yǐn)力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面，引力很可能在不(bù)同(tóng)尺度空间中的工作方式是不同的，这意味着在(zài)行星系(xì)尺(chǐ)度中的天体会沿着(zhe)它们的(de)轨道，按照我(wǒ)们所理解的方式运动。但是(shì)上升到(dào)星系和(hé)星(xīng)团的尺度，引力之(zhī)间的相互(hù)作(zuò)用则是不(bù)同的(de)方式。对于(yú)在(zài)星系团之间的相(xiāng)互作(zuò)用，科(kē)学家还引入(rù)了外部(bù)场效应的(de)概念，指的是在数百(bǎi)万光年的规模上，巨(jù)大的质量之间会产(chǎn)生(shēng)对彼此(cǐ)特(tè)殊的效果，这(zhè)个理(lǐ雍正在位多少年？寿命多少岁呢，雍正在位时多少岁)论叫做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味(wèi)着我们需要对现在的(de)物理定(dìng)律进(jìn)行修正(zhèng)，这些发现也让很(hěn)多人认为暗(àn)物质假说(shuō)理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存在的其(qí)他(tā)的(de)理(lǐ)论证据，这些理论证据(jù)是蒙德理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子弹星(xīng)系团，由(yóu)两个碰撞的星系团所(suǒ)组成，类似这样的星团，它(tā)们(men)大部分的普通质量都在星(xīng)系的气体(tǐ)当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气(qì)体的相互作用(yòng)就会导致温度的急剧升(shēng)高，速(sù)度大幅降(jiàng)低(dī)。所以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团(tuán)大部(bù)分的(de)质量将位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)证它的质量区域到底是不(bù)是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高清照(zhào)片，在照片中我们可以明显地看到很多星系似乎(hū)被拉(lā)伸产生了巨大(dà)的形(xíng)变(biàn)。其实(shí)这些星(xīng)系本身并不是真的被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是(shì)韦伯(bó)望远镜出了(le)什(shén)么问题，而是(shì)这样极遥远的天体(tǐ)和我们地球上的(de)观(guān)测者之间。被一个质量超(chāo)级巨(jù)大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东西的(de)引力，会使(shǐ)身后更遥远(yuǎn)星系的光(guāng)都发(fā)生了扭曲(qū)。这个现象就是(shì)引力(lì)透镜效应。这个(gè)巨大的天体(tǐ)可能是(shì)超(chāo)大(dà)质(zhì)量的(de)黑洞或者是(shì)暗物质。

所以当人们对(duì)子弹星系团观(guān)测的时候，发现它的(de)大质(zhì)量区域并(bìng)不是在中(zhōng)间，而是在两(liǎng)侧。所以最好(hǎo)的(de)解释方法就是当星团发生全(quán)部的(de)碰撞时，可被观测(cè)到(dào)的质(zhì)量气体被卡在了(le)中间，暗(àn)物质则直(zhí)接(jiē)通过(guò)了这个区域，并(bìng)在(zài)两边形成了(le)引力透镜。对(duì)子弹星(xīng)系团的(de)引力透(tòu)镜研究也(yě)被(bèi)认(rèn)为是暗物质存在的迄(qì)今为止(zhǐ)最好的(de)理(lǐ)论(lùn)证据。

除此(cǐ)之外，还有来(lái)自宇宙当(dāng)中最古(gǔ)老的光。从宇宙(zhòu)大爆(bào)炸(zhà)开始，38万(wàn)年(nián)之后，可见光终于(yú)可以畅通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年(n雍正在位多少年？寿命多少岁呢，雍正在位时多少岁ián)之后，这些光(guāng)在宇宙(zhòu)空(kōng)间背景上(shàng)留下了(le)各相同性(xìng)的微波辐射。其中(zhōng)红色的部分表(biǎo)示温度较高的区域(yù)，蓝(lán)色则表(biǎo)示相对较冷的区域，但实际上它(tā)们之间的温差(chà)只有万分之一(yī)。

科(kē)学家们通过对前景背(bèi)景分(fēn)离后的二(èr)值(zhí)图像进(jìn)行连通域(yù)提取和(hé)标记之后发(fā)现，如果(guǒ)宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中没有暗物(wù)质，图形(xíng)看起来不应该是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰值(zhí)的幅度会减小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的(de)测(cè)量值，我们(men)需(xū)要的暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中恒星运动所需要的暗(àn)物质比例是一致的。这就(jiù)意味着。

用了一个(gè)简单的理论框(kuāng)架，就很好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质的(de)本质(zhì)就是(shì)宇(yǔ)宙(zhòu)当中存在着某种类型(xíng)的粒子，它们不参与任何其他的电(diàn)磁作用，只通过引力(lì)来相互作用。所以如果(guǒ)能够找到这种粒子的存在(zài)，就相(xiāng)当(dāng)于找到了暗物质存在的实(shí)际证据。这种粒子到(dào)底是什么？科(kē)学家(jiā)们(men)已经提出了(le)数十种的假想目(mù)标，而要寻找这(zhè)些不同的目标(biāo)粒(lì)子所(suǒ)需要的实验方式也不(bù)相同。在过去(qù)的(de)几十年当中，人类为了寻找这些看不见(jiàn)、摸不到(dào)，几(jǐ)乎不会(huì)与常规物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经(jīng)进行了超(chāo)过50次的(de)实验，却没有任何实质(zhì)性的发现(xiàn)，除了一个地方(fāng)，意大利的格兰(lán)萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山(shān)脉(mài)。

在山下(xià)1400米处(chù)的(de)地下矿井当中，藏(cáng)着地球上最大(dà)的地(dì)学实(shí)验(yàn)室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器(qì)，一(yī)直致(zhì)力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周(zhōu)期(qī)性震荡。

自1997年(nián)以来(lái)，这(zhè)里(lǐ)的科(kē)学家声称观测到了某种信号(hào)。经(jīng)过了20多年的数据收集，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测(cè)率会(huì)在每年的6月份达到(dào)峰值，然(rán)后(hòu)在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样。一些科(kē)学家认(rèn)为这可能是人类发(fā)现(xiàn)暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但是为什么暗物质会产生周(zhōu)期(qī)性(xìng)的年度信号呢(ne)？刚才我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕着银河系进行移动(dòng)，那么如果(guǒ)暗物(wù)质存在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样的速度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过程中会产(chǎn)生相(xiāng)应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时(shí)间，地球围(wéi)绕(rào)太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一致的(de)，而另(lìng)外半年(nián)则(zé)与(yǔ)之(zhī)相反。

而在6月(yuè)份(fèn)的时候，地球与太阳(yáng)的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是(shì)理论上地球穿(chuān)越暗物(wù)质流(liú)最快的(de)时段。而(ér)在11月份，又恰好达到了最慢(màn)值。尽(jǐn)管在实际的情(qíng)况中，太阳系(xì)相对(duì)银河系的平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这(zhè)并(bìng)不影响这个理论(lùn)的(de)有效(xiào)性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来解释，研(yán)究人员们(men)所(suǒ)观测到(dào)的(de)周期性信号(hào)。当然也可能(néng)有其他(tā)的情况，造(zào)成这种年(nián)度(dù)周(zhōu)期信号的差(chà)异也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山上(shàng)的积雪(xuě)，甚至(zhì)连意(yì)大利游客的数量也(yě)符合这个(gè)周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们(men)又(yòu)在南半球建立了一个几乎相同(tóng)的实(shí)验室，这里的(de)季(jì)节与之(zhī)前的实验室(shì)正好相(xiāng)反，而在这里(lǐ)，地球穿(chuān)过暗物(wù)质流(liú)的运动特征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如(rú)果在这里可以得到(dào)相同的信号，就可以成为暗(àn)物(wù)质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但是由于这个实(shí)验(yàn)室刚刚(gāng)建成不久，所以截至目前还无法提(tí)供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发(fā)射(shè)一台新的望远镜(jìng)，这(zhè)台(tái)太空望远镜叫(jiào)做“南希格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远镜相同(tóng)，但它的(de)宽视场仪器提供的(de)视(shì)野是哈勃红外(wài)仪器的(de)100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空(kōng)望远镜其(qí)中一个关键(jiàn)的用途就(jiù)是探索暗(àn)物(wù)质(zhì)背后的(de)奥秘，对于探测的结果(guǒ)，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物(wù)质(zhì)存(cún)在，它(tā)们极(jí)有可能拥有另一种(zhǒng)神秘的效应(yīng)，这(zhè)种暗物质效应(yīng)，会(huì)支持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或者说是生(shēng)命进(jìn)化(huà)的一(yī)个(gè)重要因(yīn)素。

如(rú)果这一理论得到进一(yī)步的证(zhèng)实(shí)，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质会不(bù)会意味着人类并不孤(gū)单呢？或许在宇宙当(dāng)中某个角落的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造(zào)生(shēng)命。当然，这些推论(lùn)的大前提是(shì)要先(xiān)找到暗(àn)物质存在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质到底(dǐ)存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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