宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何(hé)会(huì)存在科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗物(wù)质存在的证据，科学家们在过去的几十年当(dāng)中进行了(le)超(chāo)过50次的(de)长期(qī)实验，但是却没(méi)有发(fā)现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的(de)自然哲学数学原理(lǐ)一书(shū)中，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引力定律，它揭(jiē)示了(le)宇(yǔ)宙中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文学家们发现某些天体运行轨道出现异(yì)常，不符合(hé)万(wàn)有引力(lì)定(dìng)律的时候(hòu)，他们就会知道，周围一定有未知的天体通过引力(lì)在摄动(dòng)它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就(jiù)通(tōng)过天(tiān)王星运行轨道的异常，推算并且发现了(le)海王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星(xīng)的发现(xiàn)都(dōu)是(shì)应用万有引(yǐn)力定律所取得重(zhòng)大天文成就的例子(zi)。但是(shì)这些发(fā)现都是(shì)在恒(héng)星(xīng)系(xì)统(tǒng)的尺度当中，可当(dāng)我们上(shàng)升(shēng)到星系(xì)或(huò)者(zhě)是星团的尺度，事情就(jiù)开(kāi)始变得诡(guǐ)异(yì)了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨(cí)兹威(wēi)基正在研究(jiū)和(hé)测(cè)量后发(fā)星系团的质量。这是(shì)一个由数千个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这(zhè)些(xiē)星系被引(yǐn)力束缚在(zài)一起(qǐ)。测量星系(xì)团的(de)质(zhì)量一般会使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果(guǒ)一致，就(jiù)可以确定其质量的范围(wéi)。

第(dì)一种是获(huò)得其"光度学的质量"，需要(yào)的数(shù)据是测量(liàng)各个星系的(de)光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱红移测量(liàng)星系团中的各个星系相(xiāng)对于星系团的运动速(sù)度。当(dāng)测量结果出来之后(hòu)，兹威基(jī)彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然(rán)是“光度学质(zhì)量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座星系(xì)团(tuán)有99%的质量消失了，或者说这99%的(de)质量并不以可见光的(de)形式所存在，我们无法(fǎ)看(kàn)到。最(zuì)诡(guǐ)异的是，在测量速度的(de)过程(chéng)中，兹威基发现星系团中很多星系的(de)速度(dù)比理论上要快(kuài)得多(duō)，按照牛顿的(de)运动(dòng)学定(dìng)律(lǜ)，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产生的引力是无法将它们束缚在星系团(tuán)内(nèi)的，它们(men)早就(jiù)应(yīng)该被抛出(chū)星系团(tuán)之外了(le)，除非(fēi)有一(yī)种神秘的力量在起作用，这种力(lì)量来源于某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹(zī)维(wéi)基提出了这(zhè)样部分不可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却(què)占据着宇宙中绝大(dà)部(bù)分的质量。只是当时的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词(cí)才再一次出现。天文学家(jiā)维拉鲁宾(bīn)和肯(kěn)特福特在观测(cè)仙女座星系(xì)中(zhōng)的恒星运动。理论上来说(shuō)，距(jù)离中心越远的恒星在其轨道上的运行(xíng)速(sù)度就(jiù)会越(yuè)慢。但是他(tā)们观测的结果却让人感到不可(kě)思议。

随(suí)着(zhe)与(yǔ)中心距离的增(zēng)加，恒(héng)星(xīng)的旋(xuán)转速(sù)度几乎(hū)保持不变。可(kě)是根(gēn)据(jù)牛顿的万有(yǒu)引力(lì)定律，在星系(xì)当中如果没有足(zú)够大的质量来吸(xī)引它(tā)们，这些外围(wéi)的恒星早就(jiù)被甩到宇(yǔ)宙当中了。基(jī)于这种现象，科学家们会使(shǐ)用一(yī)种相(xiāng)对(duì)标准(zhǔn)的方法来解(jiě)释暗物质的(de)存在，这(zhè)种方(fāng)法就(jiù)是测量星系(xì)当中气(qì)体在X轴上距(jù)离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上(shàng)气体的(de)旋转速度。如果(guǒ)出(chū)现(xiàn)异(yì)常的结果，就认为是由暗(àn)物质的力量进入其中。

于(yú)是(shì)科学家们通过(guò)射(shè)电(diàn)望远镜测量(liàng)了距离星系中心更远(yuǎn)距离的氢元素，发现它们(men)的旋转速度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于银河系的第三(sān)悬臂之上，距离银(yín)河系(xì)中(zhōng)心2.6万光年(nián)，根据万(wàn)有引力定(dìng)律(lǜ)进行计算，太阳系(xì)的运行速度应该是160千(qiān)米(mǐ)/秒，但实(shí)际上(shàng)，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围绕银(yín)河(hé)系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于理论速度，那(nà)么产生以上(shàng)这种向(xiàng)心加速度的(de)原因很可能(néng)就是存(cún)在着一种我(wǒ)们(men)看不(bù)到的物质，是这些暗物(wù)质的引力效(xiào)应将星系聚集在(zài)了一(yī)起。

也是(shì)从(cóng)这时开始(shǐ)，越来越多的研究人员开始相信暗(àn)物质(zhì)的存在。科学家根据(jù)星系外恒星(xīng)轨道的(de)速(sù)度，估(gū)算在星系当中暗物(wù)质的质量占整个(gè)星(xīng)系质(zhì)量的85%。但是，暗(àn)物质并(bìng)不(bù)是唯一(yī)可(kě)以(yǐ)解释这个现象的原因。在(zài)一项(xiàng)新的研究当中，科学(xué)家们(men)发现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另外，天(tiān)文(wén)学(xué)家还发(fā)现(xiàn)了(le)一个反常的(de)星系，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距离地球大约2.5亿(yì)光年，大(dà)小和银河系不多，但是星系当中存在的恒(héng)星数量却只(zhǐ)有银(yín)河系的(de)千分之一。

所以在理(lǐ)论上，该星系必(bì)须(xū)存在暗物(wù)质，否(fǒu)则就会分崩离析(xī)。但是科(kē)学(xué)家们使用最先进的望远镜(jìng)对(duì)其进行了40个小时的(de)详细测量之后，发现星系中的恒星运动(dòng)是可(kě)以用正常的物质和力学定律来解释(shì)的。那么又(yòu)有人提(tí)出，也许(xǔ)该星系的暗物质(zhì)，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附近没(méi)有任何星系存在。造成这些现(xiàn)象的(de)除(chú)了暗物质(zhì)的(de)假说之外，另一种可能就(jiù)是人类对引(yǐn)力的理解还不够全面，引力很可能在(zài)不同尺(chǐ)度空间中的(de)工作方式(shì)是(shì)不(bù)同的，这意味(wèi)着在(zài)行星系尺度中的天体会沿着(zhe)它们的轨道(dào)，按照我们所理解的(de)方式运动。但是上升到星系和星团的尺度(dù)，引(yǐn)力之(zhī)间的相互作(zuò)用则是不同(tóng)的方式。对于在星系团(tuán)之间的相互(hù)作用，科学家还引入(rù)了外部场(chǎng)效应的概念(niàn)，指的是在数百万(wàn)光年的规模上，巨大的质量之间(jiān)会产生对彼此特(tè)殊的效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现(xiàn)在(zài)的物理定(dìng)律进行修正，这些发现(xiàn)也(yě)让很多人认为暗(àn)物质假说理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存在(zài)的其他的理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理论所没法解释的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹星系团，由(yóu)两(liǎng)个(gè)碰撞的星系团(tuán)所组(zǔ)成，类似这样的星团尿布疹擦红霉素软膏效果好吗，尿布疹红霉素软膏一天涂几次，它们大部分(fēn)的普通质量都在星系的(de)气(qì)体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时发生(shēng)碰撞的(de)时候(hòu)，星(xīng)际气体的相互作(zuò)用就会导致温度的(de)急剧升高，速(sù)度大幅(fú)降低(dī)。所以在(zài)理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大(dà)部(bù)分的质(zhì)量将位于所有这些(xiē)气体所在的中间区(qū)域。那么我们(men)通过什么(me)来(lái)验证它的质量区域到底是(shì)不是集中在(zài)中间(jiān)呢(ne)？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远镜传(chuán)回了(le)宇(yǔ)宙当中第一张(zhāng)全(quán)彩的高(gāo)清(qīng)照(zhào)片，在照片中(zhōng)我们可以明(míng)显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生(shēng)了巨(jù)大(dà)的形(xíng)变。其实这(zhè)些(xiē)星系本身并不是真的被扭曲(qū)了，也不是韦伯望(wàng)远镜出了什么(me)问题，而(ér)是这样极遥(yáo)远的天(tiān)体和(hé)我们地球上的(de)观测者之间。被一(yī)个(gè)质量超(chāo)级巨大的(de)天体遮挡，这个(gè)超大质量的东西的引力，会使身后更遥远星系的(de)光都发生(shēng)了扭曲。这个现象(xiàng)就是引力透镜效(xiào)应。这(zhè)个(gè)巨大的天(tiān)体可能是(shì)超大(dà)质量的黑洞(dòng)或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹星系团观(guān)测的时候，发(fā)现它的(de)大质(zhì)量区(qū)域并不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解释方法(fǎ)就(jiù)是当星团发生(shēng)全部(bù)的碰撞时，可被观测到(dào)的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接通过了(le)这(zhè)个(gè)区域，并(bìng)在(zài)两边形成了引力透镜。对(duì)子弹(dàn)星系团的引力透镜研究也被认为是(shì)暗物质存在的迄今(jīn)为止最好的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此(cǐ)之外，还(hái)有来自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万(wàn)年之后，可见光(guāng)终(zhōng)于可以畅(chàng)通无(wú)阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙当中了。经过了(le)130多(duō)亿年(nián)之(zhī)后(hòu)，这些光在宇宙空(kōng)间(jiān)背景上留下了各(gè)相同性的微波辐射(shè)。其(qí)中红色的部分表示温度较高(gāo)的区域(yù)，蓝色则表示相对较冷的(de)区域，但实际(jì)上它们之间的(de)温差(chà)只有万分之(zhī)一。

科学家们(men)通(tōng)过(guò)对前景背景分(fēn)离(lí)后的二(èr)值图像(xiàng)进行连(lián)通域提取和标记之后发现(xiàn)，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没(méi)有暗(àn)物(wù)质，图形看起来不应该是这样的(de)，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值的(de)幅度会减小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波背景(jǐng)辐射的测(cè)量值，我们(men)需要(yào)的暗物质(zhì)大约是(shì)普通(tōng)物质的(de)5倍。这个(gè)数字与(yǔ)解(jiě)释(shì)星系当中恒星(xīng)运动所需(xū)要的暗物质比例是一致(zhì)的。这就意味着(zhe)。

用(yòng)了一个简(jiǎn)单的理论框架，就很好地解释了很多不同的观测(cè)结果。而暗物质(zhì)的本(běn)质就(jiù)是宇宙当中存在(zài)着某种类(lèi)型的粒子，它们不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通(tōng)过引力来(lái)相互作用。所(suǒ)以如果(guǒ)能够(gòu)找到这种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相当于找到(dào)了暗(àn)物(wù)质存在的实际证(zhèng)据。这种粒子到底是什么？科(kē)学(xué)家们已经提出了(le)数十种(zhǒng)的假(jiǎ)想目(mù)标，而(ér)要寻找这(zhè)些(xiē)不(bù)同的(de)目标粒子所需(xū)要的实验方式也不相同。在(zài)过去的几十(shí)年(nián)当(dāng)中，人类为了寻(xún)找这(zhè)些看(kàn)不(bù)见、摸不到，几(jǐ)乎不会(huì)与常(cháng)规(guī)物(wù)质(zhì)相互(hù)作用(yòng)的(de)“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了一(yī)个地方，意(yì)大利的格兰(lán)萨(sà)索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯(sī)山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球上最大的地(dì)学实(shí)验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层(céng)楼高的探测器，一(yī)直致力于寻找暗(àn)物质粒(lì)子的周期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的(de)科学家声称观测到了某(mǒu)种(zhǒng)信号(hào)。经(jīng)过了20多(duō)年(nián)的(de)数(shù)据(jù)收集，人们发现(xiàn)了一个有趣(qù)的(de)事情。探测(cè)率(lǜ)会(huì)在每年(nián)的6月份(fèn)达到峰(fēng)值，然后在11月降到(dào)最低(dī)，而且(qiě)在20年(nián)当中(zhōng)每(měi)年都是一样。一(yī)些科学家认为这可(kě)能是(shì)人(rén)类发现(xiàn)暗物(wù)质的第一(yī)个直接证据(jù)。

但(dàn)是为什(shén)么暗物质会(huì)产生周期性(xìng)的年度信(xìn)号呢？刚才我(wǒ)们(men)讲了太阳系正(zhèng)在以220公(gōng)里/秒的速度围绕(rào)着(zhe)银(yín)河系(xì)进行移(yí)动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度(dù)在穿越着暗物质流(liú)，这(zhè)个过程中会产生相(xiāng)应的振荡，同时地(dì)球又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行(xíng)旋(xuán)转。所以有半年的时(shí)间，地球围绕太阳的(de)方向与太(tài)阳环(huán)绕银河(hé)系的方向是一(yī)致的，而另外半年则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时(shí)候，地(dì)球与太阳的方(fāng)向(xiàng)正(zhèng)好达到(dào)完全一致，这是(shì)理论上地球(qiú)穿越暗(àn)物质(zhì)流最快的(de)时段。而在11月尿布疹擦红霉素软膏效果好吗，尿布疹红霉素软膏一天涂几次(yuè)份(fèn)，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管在(zài)实(shí)际的情(qíng)况中，太阳(yáng)系(xì)相(xiāng)对银河系的平面呈(chéng)现(xiàn)了60度的倾斜，但是(shì)这(zhè)并不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这(zhè)可以(yǐ)用(yòng)来解释，研(yán)究人员们所观测(cè)到的周期性信号。当然也(yě)可能有其(qí)他的(de)情况，造成这(zhè)种年度周期信(xìn)号(hào)的差异(yì)也(yě)可能是温度(dù)、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的水分、高山上的积雪，甚(shèn)至连意大利(lì)游(yóu)客的数量(liàng)也符合这(zhè)个周期的规律。

所(suǒ)以，科学(xué)家们又在南半(bàn)球建立了一个几乎相同的实(shí)验室，这里(lǐ)的季节(jié)与(yǔ)之前(qián)的实(shí)验室正好相反，而在这里，地(dì)球穿过暗物质流的运动(dòng)特征和第一个实验(yàn)室是(shì)一样的。

因(yīn)此，如果在这里可以得到相(xiāng)同的信号，就可以成为(wèi)暗(àn)物(wù)质所存在的非常有力(lì)的证据(jù)了。但是由(yóu)于这个实(shí)验室刚(gāng)刚建成不久，所以截至目前还无(wú)法提供(gōng)相应的数(shù)据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜(jìng)，这(zhè)台太空(kōng)望远镜叫做“南(nán)希格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视(shì)场(chǎng)仪(yí)器提供的视野(yě)是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南(nán)希格(gé)雷斯罗曼太空望(wàng)远(yuǎn)镜其中一个关键的(de)用途就是探索暗物质(zhì)背后的(de)奥秘(mì)，对(duì)于探测的结果，我们只能拭目(mù)以待了(le)。费米实验室粒子天体物理中心的科学家(jiā)丹琥(hǔ)珀(pò)和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在，它(tā)们极有可能拥有另一种神秘(mì)的(de)效应，这种暗物质效应，会支持宇(yǔ)宙当中生(shēng)命的诞生(shēng)，或(huò)者说是生(shēng)命(mìng)进化的一个(gè)重要因(yīn)素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步的证实(shí)，那么遍(biàn)布宇宙(zhòu)当中的暗物质会(huì)不会(huì)意味着人类并不孤(gū)单呢？或许在宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)某个角落(luò)的行星上，暗物质正在(zài)通过这样的效应创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这(zhè)些推论的大(dà)前(qián)提是(shì)要先找到暗(àn)物质存在的实(shí)际证(zhèng)据(jù)。那么小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你们觉(jué)得(dé)暗(àn)物质到底存不存(cún)在(zài)呢？喜欢请点赞，你的(de)支持是(shì)我更新的动(dòng)力！

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