宇宙是“人为制造”的(de)？为何(hé)会存在科学无法(fǎ)解释的“暗(àn)物质”？暗物质又究竟是(shì)什么？人(rén)类为了寻找(zhǎo)暗物质存在的证据，科学家(jiā)们在过去的几(jǐ)十年(nián)当中进行了超过50次的长期(qī)实验，但是却没(méi)有发(fā)现任何(hé)的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原理一书(shū)中，埃萨克牛(niú)顿发表(biǎo)了万(wàn)有引力定(dìng)律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天文(wén)学家们发现某些天(tiān)体运(yùn)行轨(guǐ)道(dào)出现异常(cháng)，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未知(zhī)的天体通(tōng)过(guò)引力在(zài)摄动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥(ào)本(běn)勒维耶就通过天王星运(yùn)行(xíng)轨道的异常，推算并且发现了海王星的(de)存在。另外，哈(hā)雷彗星、冥(míng)王星的发现都是(shì)应用万有(yǒu)引(yǐn)力定律所(suǒ)取得重大天文成(chéng)就的(de)例子。但是这些发现都是在恒星系(xì)统(tǒng)的尺(chǐ)度当中，可当我们上升到星系或者是星团的(de)尺度(dù)，事情就开始变得(dé)诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和(hé)测量后发星系团(tuán)的质(zhì)量。这(zhè)是一个由数千个星(xīng)系(xì)所组成的巨大(dà)星系团，这(zhè)些星系(xì)被(bèi)引(yǐn)力束缚在一起。测量星系团的质量一般(bān)会使用(yòng)到两种方法，当(dāng)两种(zhǒng)方法结果一致，就可(kě)以(yǐ)确(què)定其(qí)质(zhì)量的范围。

第一(yī)种是获得(dé)其"光度学的质量"，需要的(de)数据(jù)是测量各个星系(xì)的(de)光度。

第二种是(shì)动力学质(zhì)量的计算，是利(lì)用光谱红移测量星系团中的各个星系相(xiāng)对于星系团的运动速(sù)度。当测(cè)量结果出(chū)来之后(hòu)，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意味着，后发(fā)座星系团有(yǒu)99%的质(zhì)量(liàng)消失了，或者说这(zhè)99%的质量(liàng)并不(bù)以可见光的形式所存在(zài)，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在测量速(sù)度的(de)过程中，兹威基(jī)发(fā)现星系团(tuán)中(zhōng)很多星(xīng)系的速度(dù)比理论上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所产生(shēng)的(de)引力是无法将它(tā)们束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出星系团之外(wài)了(le)，除非有一种神秘的力量在(zài)起作用，这种力量来源于某(mǒu)种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基提出了(le)这样部分不可见(jiàn)的暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反(fǎn)射光，但是它(tā)们却占据着(zhe)宇宙中绝(jué)大部分的质量。只是当时的人们(men)对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个(gè)词才再一(yī)次(cì)出现(xiàn)。天(tiān)文学家维拉鲁宾和(hé)肯特福(fú)特在观测仙女(nǚ)座星系中的恒星(xīng)运动。理论上来说，距离中心越远(yuǎn)的恒(héng)星(xīng)在其轨道上(shàng)的运行速(sù)度就会(huì)越慢。但是(shì)他们观(guān)测的(de)结(jié)果却让人感到不可思议。

随着与中心距(jù)离的(de)增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力(lì)定律，在(zài)星系当中如(rú)果(guǒ)没有足够大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的(de)恒(héng)星(xīng)早就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于(yú)这种现象(xiàng)，科学家们会使用(yòng)一(yī)种相对标准的方法来(lái)解释暗物质(zhì)的存在，这(zhè)种方法(fǎ)就是测量(liàng)星(xīng)系(xì)当中(zhōng)气体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系(xì)中心的距(jù)离，以及在(zài)Y轴上气(qì)体的旋(xuán)转速度。如果出现(xiàn)异(yì)常(cháng)的结(jié)果，就认为是由(yóu)暗物质的力量进入其中。

于是科学家们通(tōng)过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远距离(lí)的氢元素，发(fā)现它(tā)们的旋转速度并不符合(hé)牛顿的力(lì)学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系(xì)位于银(yín)河系的第三悬臂之(zhī)上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系的(de)运行(xíng)速度(dù)应该(gāi)是160千米/秒(miǎo)，但实际上(shàng)，太(tài)阳系正(zhèng)在(zài)以220千米/秒的(de)速(sù)度围绕银(yín)河系旋转，这(zhè)个实际速度远(yuǎn)远大(dà)于理论速(sù)度，那么产生(shēng)以上(shàng)这(zhè)种向心(xīn)加(jiā)速度的(de)原(yuán)因很(hěn)可(kě)能就是存在着一(yī)种我们(men)看不(bù)到的物质，是这(zhè)些暗(àn)物(wù)质的(de)引力(lì)效应将星系(xì)聚集在(zài)了一起。

也是从这时开始(shǐ)，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家根据(jù)星(xīng)系外恒星轨道的速度，估(gū)算(suàn)在星(xīng)系(xì)当中暗物质的质(zhì)量(liàng)占整个星系(xì)质量的85%。但是，暗物(wù)质并不(bù)是唯一可以解释这(zhè)个现象的原因。在一项(xiàng)新的研(yán)究当中，科学家(jiā)们发(fā)现(xiàn)，几乎(hū)没有引(yǐn)力效应的遥远恒星之间，也会出现速度(dù)上的微小(xiǎo)差异。另外，天文学家还(hái)发现了一个(gè)反(fǎn)常的(de)星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大(dà)约2.5亿光年，大小和银河系不(bù)多，但是星(xīng)系(xì)当中存在(zài)的恒(héng)星数(shù)量却只有银河系的(de)千分(fēn)之一。

所(suǒ)以在理论上，该星系必须存(cún)在暗物质(zhì)，否则(zé)就会(huì)分崩(bēng)离析。但是(shì)科学家(jiā)们(men)使(shǐ)用最(zuì)先进的(de)望远镜(jìng)对其进行了40个小时的详细(xì)测量之(zhī)后，发现星系中的恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)是可以(yǐ)用正(zhèng)常的物质(zhì)和力学定律来解(jiě)释的(de)。那么又有(yǒu)人提(tí)出(chū)，也许该星(xīng)系的暗物质，已经被(bèi)附近的另一个(gè)大星(xīng)系(xì)剥离了。奇(qí)怪的是，它(tā)的附近没(méi)有任何星系存在(zài)。造成这(zhè)些现象的除了暗(àn)物质的假说之外，另(lìng)一种可能(néng)就是人类对引力(lì)的理解还不(bù)够全面，引力很可能(néng)在不(bù)同尺度空间中(zhōng)的工作(zuò)方式是不同的，这意(yì)味着在行星系尺度(dù)中的(de)天体会沿(yán)着(zhe)它们的(de)轨道(dào)，按照我们所理解的方(fāng)式运动(dòng)。但是(shì)上升到(dào)星(xīng)系和星团(tuán)的尺度(dù)，引力(lì)之间的相互(hù)作用则是(shì)不(bù)同的方式。对于在星系团(tuán)之间的相互作用，科学家还(hái)引入了(le)外部场效应的概念，指的是在(zài)数百万(wàn)光年的规模上，巨大的质量之间会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙(méng)德理论。如(rú)果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立，这(zhè)意(yì)味着我们需要对现在的物理定律进行(xíng)修正，这些发现也让很多人(rén)认为(wèi)暗物质(zhì)假(jiǎ)说理论就此终结。但是在(zài)宇宙当(dāng)中(zhōng)还有(yǒu)关于暗物(wù)质存在的其他的(de)理(lǐ)论证据，这些理(lǐ)论(lùn)证据是蒙德(dé)理论(lùn)所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星系(xì)团(tuán)，由两个碰撞(zhuàng)的(de)星(xīng)系团所组成，类似(shì)这样的星团，它们大部分(fēn)的普通质量(liàng)都在(zài)星系的气体(tǐ)当中。当(dāng)星(xīng)团以1000万公(gōng)里(lǐ)/小时发生(shēng)碰撞的(de)时候(hòu)，星际气(qì)体的相互作(zuò)用(yòng)就会导致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅(fú)降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这(zhè)些气体所(suǒ)在的中间(jiān)区(qū)域。那么我们通过什么来验证它的质量(liàng)区域到(dào)底是不是集(jí)中(zhōng)在中间呢(ne)？前不(bù)久，詹姆斯(sī)韦伯太(tài)空望远镜(jìng)传回了宇宙当中(zhōng)第一(yī)张全彩的高清照(zhào)片，在照片中我(wǒ)们可以(yǐ)明显地看到很多(duō)星(xīng)系似乎被拉(lā)伸(shēn)产生了巨大(dà)的形变。其实这些星(xīng)系(xì)本(běn)身并不是真的被(bèi)扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什么问(wèn)题(tí)，而是这样极遥远(yuǎn)的天(tiān)体(tǐ)和我们地球上的(de)观测者之(zhī)间。被一(yī)个质量超(chāo)级巨大的天(tiān)体遮(zhē)挡，这个超大质量的东西(xī)的引(yǐn)力，会(huì)使身后更(gèng)遥远星系(xì)的光都发生了扭曲。这个现象(xiàng)就(jiù)是引力透镜效应。这(zhè)个巨(jù)大的天体可(kě)能是超大(dà)质量的黑洞或(huò)者是(shì)暗物质。

所以(yǐ)当人们对子(zi)弹星系(xì)团(tuán)观测的时(shí)候，发现(xiàn)它的(de)大质量区域并不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好的解释方法就(jiù)是当星(xīng)团发生全(quán)部的碰(pèng)撞时，可被观测(cè)到的(de)质(zhì)量(liàng)气(qì)体被卡在了中(zhōng)间，暗(àn)物(wù)质则直接通过了这(zhè)个区域，并在两边形(xíng)成了(le)引力透镜。对子(zi)弹星(xīng)系团的引(yǐn)力透(tòu)镜研究也被(bèi)认为是暗物质存在的迄今为止最好的理论证据(jù)。

除此之外(wài)，还有来自(zì)宇(yǔ)宙当(dāng)中最apm是什么牌子，amp牌子项链是什么档次古(gǔ)老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于可以畅(chàng)通(tōng)无阻地穿越(yuè)在宇(yǔ)宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背景上留下了(le)各相同性(xìng)的微波辐(fú)射。其(qí)中红色(sè)的部分表示(shì)温(wēn)度较高的区域，蓝(lán)色则表示相对较冷的区(qū)域，但实际上它们之间的温差(chà)只有万(wàn)分(fēn)之(zhī)一。

科学家(jiā)们(men)通过(guò)对(duì)前(qián)景背景(jǐng)分离后的二值图像进行连通域提取和标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当中(zhōng)没(méi)有暗物质，图(tú)形看起(qǐ)来不应该是(shì)这样的，而随着暗物(wù)质的增(zēng)加，一些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测量值，我(wǒ)们需要的暗物质大约是(shì)普通物质(zhì)的5倍。这(zhè)个数字与(yǔ)解(jiě)释星系(xì)当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质比(bǐ)例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就(jiù)很好地解释了(le)很多不(bù)同的观(guān)测(cè)结果。而(ér)暗物质(zhì)的本质就是宇宙当中存在着某种类型的(de)粒子(zi)，它们不参与任何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来(lái)相(xiāng)互作用(yòng)。所以如果能够找到这种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相(xiāng)当于(yú)找到了暗物质存在的实际证据。这(zhè)种粒(lì)子到(dào)底(dǐ)是什么？科学家们已经提出了(le)数十种的假想目标，而要寻找这些(xiē)不(bù)同的目标(biāo)粒子所需要的实验方(fāng)式也不相(xiāng)同。在过去的几十(shí)年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几乎(hū)不会与常规物质相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)的“暗物质(zhì)”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次的实(shí)验，却没(méi)有任何实质(zhì)性的发现，除(chú)了一个地方，意(yì)大利的格(gé)兰萨索山(shān)，隶属于阿(ā)尔卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井(jǐng)当中，藏着地球(qiú)上最(zuì)大的地学实验室(shì)，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一(yī)个三层楼高的(de)探测器，一直致力于寻找(zhǎo)暗物质(zhì)粒子的周(zhōu)期(qī)性震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来(lái)，这里的科(kē)学家(jiā)声称观测到了某种信号。经过了(le)20多(duō)年(nián)的数据收集(jí)，人们发现了(le)一个有趣(qù)的(de)事情(qíng)。探测率会在每年的6月份达到(dào)峰值(zhí)，然后在11月降到最低，而(ér)且在20年当(dāng)中每(měi)年都(dōu)是一样。一些科学(xué)家认为这可能(néng)是人类(lèi)发(fā)现暗(àn)物(wù)质的(de)第一个(gè)直(zhí)接证据。

但是为(wèi)什(shén)么暗物质会产生(shēng)周期性(xìng)的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳系(xì)正在以220公里/秒的(de)速度围绕着(zhe)银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意(yì)味着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相(xiāng)应的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒的(de)速(sù)度围绕太(tài)阳进行旋转。所以(yǐ)有(yǒu)半年的时间(jiān)，地球(qiú)围绕(rào)太阳的方向与太阳(yáng)环绕(rào)银河系的方(fāng)向是一致的，而另外半年则与(yǔ)之相反。

而在(zài)6月份(fèn)的时候，地球与太阳的(de)方(fāng)向(xiàng)正(zhèng)好达到完(wán)全(quán)一(yī)致，这(zhè)是(shì)理论上地球穿越暗(àn)物质流最快(kuài)的时(shí)段(duàn)。而(ér)在11月份(fèn)，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河系的平面呈(chéng)现了60度(dù)的倾斜，但是这并不影响(xiǎng)这(zhè)个理论(lùn)的(de)有效(xiào)性。

因此科学家认为这(zhè)可以用(yòng)来解(jiě)释，研(yán)究人员们(men)所(suǒ)观测到的周期性(xìng)信号(hào)。当然也可能有其他的情况，造成这种(zhǒng)年(nián)度周期信号的(de)差异也可能是温度、湿度、土壤(rǎng)中的(de)水分、高山上的(de)积(jī)雪(xuě)，甚至连(lián)意大利游客的数(shù)量也符合这个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在(zài)南半球建立(lì)了一个几乎相同(tóng)的实验室，这(zhè)里的季(jì)节与之前的实验室正好(hǎo)相反(fǎn)，而在这(zhè)里，地球穿过暗物质(zhì)流的(de)运动特征和第一个实验(yàn)室是一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗物质(zhì)所存(cún)在的(de)非常有力的证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建成不(bù)久，所(suǒ)以(yǐ)截至(zhì)目前(qián)还(hái)无法(fǎ)提供相应(yīng)的(de)数据支(zhī)持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这(zhè)台(tái)太(tài)空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器提供的(de)视野是哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷斯罗(luó)曼太空望(wàng)远镜其(qí)中(zhōng)一个关键的用途就是(shì)探索暗物(wù)质(zhì)背后的奥秘，对于探测的(de)结果，我们只能拭目以待(dài)了。费米实验室粒子(zi)天体物(wù)理中心的科学(xué)家丹(dān)琥(hǔ)珀和贾森(sēn)斯(sī)特芬研究(jiū)发现，如(rú)果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神(shén)秘的(de)效应(yīng)，这种暗物质(zhì)效应，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或者说(shuō)是生(shēng)命进化的一(yī)个重(zhòng)要因素。

如(rú)果这一理论得(dé)到(dào)进一步(bù)的证实，那么遍(biàn)布宇宙当(dāng)中的(de)暗物质会不会意味着(zhe)人类(lèi)并不孤单(dān)呢？或(huòapm是什么牌子，amp牌子项链是什么档次)许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质(zhì)正(zhèng)在通过这(zhè)样(yàng)的效应(yīng)创造(zào)生命。当(dāng)然，这些(xiē)推论(lùn)的大前提是(shì)要先找到暗物质存在(zài)的实际证据。那(nà)么(me)小伙伴们，你们觉(jué)得(dé)暗物质到(dào)底存不(bù)存(cún)在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞，你(nǐ)的(de)支持是我更(gèng)新的动力！

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