宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学(xué)无法解释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟(jìng)是什么？人类(lèi)为了(le)寻(xún)找暗物质存在的证据，科学家们在过去(qù)的(de)几(jǐ)十(shí)年当中进行了超过50次的长期实验，但是却没(méi)有发现任何的(de)有效证据。除了一个地方(fāng)，在1687年出(chū)版的(de)自(zì)然哲学数学原理一书中，埃萨(sà)克牛顿发表了万有引力(lì)定(dìng)律(lǜ)，它揭示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运动(dòng)的(de)规律。往后的(de)几百年来，当天文学家们发现某(mǒu)些天体运行(xíng)轨道出现(xiàn)异常，不(bù)符合万(wàn)有引(yǐn)力定律的(de)时候(hòu)，他们就会知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通(tōng)过引(yǐn)力在摄动(dòng)它(tā)的(de)轨道(dào)。比(bǐ)如在1846年，奥(ào)本勒维耶(yé)就通过(guò)天王星运行轨(guǐ)道的(de)异常，推(tuī)算(suàn)并且(qiě)发现了海王星的存在。另外，哈雷(léi)彗(huì)星(xīng)、冥王星的发现都是应用万有引力定(dìng)律所取得重大天文成就的(de)例(lì)子。但(dàn)是这些发现都(dōu)是在恒星系统(tǒng)的尺度当中，可(kě)当我(wǒ)们(men)上升到星系或者是星(xīng)团的尺度，事情(qíng)就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发星系团的质量。这是一个(gè)由数(shù)千个(gè)星系所组成的巨大星系团，这些星(xīng)系被引(yǐn)力束缚(fù)在(zài)一起。测量星(xīng)系团的质量一般(bān)会使用到两(liǎng)种方法，当两种(zhǒng)方法结果一(yī)致，就可以确定其质量的范围(wéi)。

第一种是获(huò)得其"光度学的质量"，需要的数(shù)据是测量各个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光(guāng)谱红移测量星系团中的各个星系相对于星系团的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光度学质量(liàng)”的(de)400倍。这意(yì)味(wèi)着，后发(fā)座星(xīng)系团有(yǒu)99%的质(zhì)量消(xiāo)失了(le)，或者说这99%的质量(liàng)并不以可(kě)见光(guāng)的(de)形式所存在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的是(shì)，在测量速(sù)度的(de)过程(chéng)中(zhōng)，兹威基发现星(xīng)系团中很多星(xīng)系的速度比理论上要快(kuài)得多，按照牛(niú)顿(dùn)的运动学(xué)定律，仅靠(kào)这(zhè)些可见(jiàn)星(xīng)系的质量(liàng)所(suǒ)产生(shēng)的引力(lì)是95311怎么转人工服务，95311怎么转人工服务直接通无法将(jiāng)它们束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出(chū)星系团之外了(le)，除非有一种神秘的力(lì)量在起(qǐ)作用，这种(zhǒng)力量来源于某种(zhǒng)隐形的物质(zhì)。

据(jù)此，兹(zī)维基提(tí)出了这样部分不可(kě)见的暗质(zhì)，它不(bù)发散(sàn)光、吸(xī)光、反射(shè)光(gu95311怎么转人工服务，95311怎么转人工服务直接通āng)，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的人们对(duì)这样(yàng)的一种说法不屑(xiè)一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗(àn)物(wù)质”这个词才再一次出现。天文学家(jiā)维(wéi)拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福特在(zài)观测仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论(lùn)上来说(shuō)，距离(lí)中(zhōng)心越(yuè)远的恒(héng)星在(zài)其轨(guǐ)道上的运行速度就会越慢。但是他们观(guān)测的结果却让人感到不(bù)可思议。

随(suí)着与中心距(jù)离的增(zēng)加，恒(héng)星的(de)旋(xuán)转速(sù)度几(jǐ)乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的万有引力(lì)定律，在(zài)星系当(dāng)中如(rú)果(guǒ)没有足(zú)够大的质(zhì)量来(lái)吸引它们，这(zhè)些(xiē)外围的恒(héng)星早(zǎo)就被甩到宇宙当中了(le)。基于这种现象，科学家们(men)会(huì)使用一种相对标准的方(fāng)法来(lái)解释暗物质的存在，这种方法就是(shì)测(cè)量星系当(dāng)中气体在X轴上距离星(xīng)系中(zhōng)心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气(qì)体的旋(xuán)转速度。如果出现异(yì)常(cháng)的结果，就认为是由(yóu)暗(àn)物质的力量进入其(qí)中。

于是科学家们通过(guò)射电望远(yuǎn)镜测量了距离星(xīng)系中心更远距离的(de)氢元素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们的太(tài)阳系也不(bù)例外，太(tài)阳系位于银河系(xì)的(de)第(dì)三悬臂之上(shàng)，距离(lí)银(yín)河系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律进行计(jì)算，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米(mǐ)/秒(miǎo)，但实(shí)际(jì)上，太(tài)阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际(jì)速度远远大于理论速(sù)度，那么(me)产生以上(shàng)这种向心加速度的原因很可能就是存(cún)在着一(yī)种我(wǒ)们看不到的物质，是这(zhè)些暗物质(zhì)的引力效应将星系(xì)聚(jù)集在了一起。

也是从(cóng)这时开始(shǐ)，越(yuè)来越(yuè)多(duō)的(de)研究(jiū)人员开(kāi)始相信暗(àn)物质的(de)存(cún)在。科学家根据星系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中暗物质的质(zhì)量占(zhàn)整个(gè)星系质量的(de)85%。但是，暗物质并不是(shì)唯一可以解释这(zhè)个现象的(de)原因。在一项新的(de)研(yán)究当(dāng)中，科学家们发现，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥远(yuǎn)恒星之(zhī)间，也会出现速度(dù)上的微(wēi)小差异。另外，天文学家(jiā)还发现了一个(gè)反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地球(qiú)大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和(hé)银河系(xì)不多，但是星(xīng)系当中存在的恒星数量却只有银河系的(de)千分之(zhī)一。

所以在理论上，该星(xīng)系必须存在暗物质，否(fǒu)则就会分崩离析。但(dàn)是科学(xué)家们使(shǐ)用最(zuì)先进的望远镜对其进行(xíng)了(le)40个(gè)小(xiǎo)时(shí)的详(xiáng)细测量之后，发现星(xīng)系中的恒(héng)星(xīng)运动是可(kě)以(yǐ)用正(zhèng)常(cháng)的物(wù)质和力学定律来解释的。那(nà)么又有人提出(chū)，也(yě)许该星系的(de)暗物质，已经被附(fù)近的另一个(gè)大(dà)星系剥离了(le)。奇(qí)怪的是，它的附近没(méi)有任何星系(xì)存(cún)在(zài)。造成(chéng)这(zhè)些现象的除(chú)了(le)暗物质的(de)假说之外，另一(yī)种可能就(jiù)是人类(lèi)对(duì)引力的理(lǐ)解还(hái)不(bù)够(gòu)全面，引力(lì)很可能在不(bù)同(tóng)尺度空间中的工作方(fāng)式是不同(tóng)的，这(zhè)意味着在行星系尺度中的天体(tǐ)会沿(yán)着它们(men)的轨道，按照我们所理解的(de)方式运动(dòng)。但(dàn)是(shì)上升到星系和(hé)星团的尺度，引力之间(jiān)的相互作用(yòng)则是(shì)不同的方式。对于(yú)在(zài)星系(xì)团之间(jiān)的相互作(zuò)用(yòng)，科学家还(hái)引(yǐn)入(rù)了外部场(chǎng)效应的概念，指(zhǐ)的是(shì)在数百万光(guāng)年(nián)的(de)规模(mó)上，巨大的质(zhì)量之间(jiān)会(huì)产生对彼(bǐ)此特殊的效(xiào)果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们需要对现在(zài)的(de)物(wù)理定律进行(xíng)修正(zhèng)，这些发现也让很多人认为暗物(wù)质(zhì)假(jiǎ)说理(lǐ)论(lùn)就此(cǐ)终结。但(dàn)是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的其他的(de)理论证据，这(zhè)些理论证(zhèng)据是蒙德理论(lùn)所没法(fǎ)解释的(de)“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光(guāng)年的子弹星(xīng)系(xì)团，由(yóu)两个碰(pèng)撞(zhuàng)的星系(xì)团(tuán)所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大部(bù)分的普通(tōng)质(zhì)量(liàng)都(dōu)在星系的(de)气体当中(zhōng)。当星团以(yǐ)1000万(wàn)公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相互作用就会(huì)导致温(wēn)度的(de)急剧(jù)升高，速度大(dà)幅(fú)降低。所以在(zài)理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团大(dà)部分(fēn)的质(zhì)量将位(wèi)于所有这些气体(tǐ)所在的中间区域。那么我们通(tōng)过(guò)什么来验证它的质量(liàng)区域到底是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全彩的高(gāo)清照片(piàn)，在照片中我(wǒ)们可以(yǐ)明(míng)显地看到很多星系似(shì)乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形变。其(qí)实这些星系(xì)本身并(bìng)不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什(shén)么问题(tí)，而是(shì)这样极遥远的天(tiān)体和我(wǒ)们地球上的观(guān)测(cè)者(zhě)之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超大(dà)质量的(de)东西的(de)引力，会使身(shēn)后更遥远(yuǎn)星(xīng)系的光(guāng)都发生了扭曲。这(zhè)个现象就是引力透镜效应。这(zhè)个(gè)巨(jù)大的天体可能是超(chāo)大质量(liàng)的黑洞或者是暗物(wù)质。

所以当人们对子弹星系团观测的(de)时候，发现它的大(dà)质量区域并不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以最(zuì)好(hǎo)的解释(shì)方法(fǎ)就是当星(xīng)团发(fā)生(shēng)全(quán)部的碰(pèng)撞时，可被观(guān)测(cè)到(dào)的质量(liàng)气体被卡在了中间(jiān)，暗(àn)物质则直接通过了这个(gè)区域，并在两边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的(de)引力(lì)透镜(jìng)研(yán)究也被认(rèn)为是暗(àn)物质存在的迄今为止最好的理论证据。

除此之外(wài)，还有来自宇(yǔ)宙当(dāng)中最古老的(de)光(guāng)。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开(kāi)始，38万年(nián)之后，可(kě)见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相(xiāng)同性的(de)微波(bō)辐射。其中红色的部分表(biǎo)示(shì)温(wēn)度较高(gāo)的区(qū)域，蓝色(sè)则表示相(xiāng)对较冷的(de)区(qū)域，但实际上它们之间的温(wēn)差只有万(wàn)分之一。

科学家们(men)通过对前景(jǐng)背景分离后的(de)二值图像进行连(lián)通域(yù)提取和标(biāo)记之后发现，如(rú)果宇(yǔ)宙(zhòu)当中没有(yǒu)暗物质，图形看(kàn)起来不(bù)应该是这(zhè)样(yàng)的，而随着暗物质的增加，一些峰值(zhí)的幅(fú)度会减小，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，我们需要的暗物质大(dà)约是普通物(wù)质的5倍(bèi)。这(zhè)个数字与解释(shì)星系(xì)当中(zhōng)恒星运动(dòng)所需(xū)要的暗物质比(bǐ)例(lì)是一致的。这就意味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论框架，就很(hěn)好地解释(shì)了很多不同的观(guān)测(cè)结(jié)果。而暗物质(zhì)的本质就(jiù)是宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它们不参与任何其他的电(diàn)磁作用(yòng)，只通过引力来相互(hù)作用。所(suǒ)以如(rú)果(guǒ)能够(gòu)找(zhǎo)到这种粒子的(de)存(cún)在，就相(xiāng)当于(yú)找(zhǎo)到了(le)暗物质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子到底是(shì)什么？科学家们已(yǐ)经(jīng)提出了(le)数十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需要的实验(yàn)方式也不相同。在过去的几十(shí)年(nián)当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会与常规物(wù)质相互作用的“暗物质(zhì)”，科学家们已经进行了超过(guò)50次的实验(yàn)，却没有任何实质(zhì)性的发现，除(chú)了一个(gè)地方(fāng)，意(yì)大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球上最大的地学实验室(shì)，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个三层楼高(gāo)的(de)探测器，一直(zhí)致力于寻(xún)找(zhǎo)暗物质粒子的周期(qī)性震荡。

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自(zì)1997年以(yǐ)来，这里的科学家(jiā)声称(chēng)观测到了(le)某种信号。经(jīng)过(guò)了20多年的数据收集，人们发现了一个有(yǒu)趣的事情。探测率会在(zài)每年(nián)的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在(zài)20年(nián)当(dāng)中每年都(dōu)是一(yī)样。一(yī)些科学家(jiā)认(rèn)为(wèi)这可能(néng)是(shì)人类发现暗(àn)物(wù)质的第(dì)一(yī)个直接(jiē)证据(jù)。

但是为什么暗(àn)物质会产生(shēng)周(zhōu)期性的年度信号呢(ne)？刚(gāng)才(cái)我们(men)讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质存在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)，这意味着我们也在以(yǐ)这样(yàng)的(de)速度在穿越着(zhe)暗物质流，这个(gè)过程中(zhōng)会产生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速度围绕太(tài)阳进(jìn)行旋转。所(suǒ)以有半年的(de)时间，地球围绕(rào)太阳的(de)方(fāng)向与(yǔ)太阳环绕银河系的方向是一致的，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)向正好(hǎo)达(dá)到完全一致，这是理论上地球穿(chuān)越暗物质流最(zuì)快的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际(jì)的情况中，太(tài)阳系相对(duì)银河(hé)系的平面(miàn)呈(chéng)现了60度(dù)的倾斜，但(dàn)是这并不(bù)影响(xiǎng)这个(gè)理论的有效性。

因(yīn)此科学家认(rèn)为这可(kě)以(yǐ)用来解(jiě)释，研究(jiū)人员们所(suǒ)观测到的周(zhōu)期(qī)性信号。当然也可能(néng)有其(qí)他的情况，造成这种年度周期信号的(de)差异也可(kě)能是温度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高(gāo)山上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也(yě)符合这个周期的规律(lǜ)。

所以，科学家(jiā)们又(yòu)在南半(bàn)球建立了一个几乎相同的实验室，这里的季节与之前的实验(yàn)室正好相(xiāng)反，而在这里(lǐ)，地球穿(chuān)过(guò)暗物质流的(de)运动特征和(hé)第一个实验室(shì)是(shì)一样的。

因此，如果(guǒ)在这里(lǐ)可以得到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非(fēi)常有(yǒu)力的(de)证(zhèng)据了(le)。但是(shì)由于这(zhè)个(gè)实验室刚刚建成不久，所以(yǐ)截至目前还无法提供(gōng)相(xiāng)应的数据(jù)支持。另(lìng)外，在2025年(nián)，NASA将会发射(shè)一台新的望远镜，这(zhè)台太空望(wàng)远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它(tā)的主镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的(de)100倍。南希格(gé)雷斯(sī)罗曼太空望(wàng)远镜(jìng)其中(zhōng)一(yī)个关(guān)键的用途(tú)就是探索暗(àn)物(wù)质(zhì)背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以待了(le)。费(fèi)米实验室粒子天体物理中(zhōng)心(xīn)的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬(fēn)研究发(fā)现，如果暗物(wù)质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神秘的效(xiào)应，这(zhè)种暗物质效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命(mìng)的诞生(shēng)，或(huò)者说(shuō)是生命进化的一个重(zhòng)要(yào)因素。

如果这一理论(lùn)得到进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意味着人(rén)类并不孤(gū)单呢？或许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角(jiǎo)落的行星(xīng)上，暗物质正在(zài)通过这样的效应创造生(shēng)命。当然，这些推论的大前提是要先(xiān)找到(dào)暗(àn)物质(zhì)存在的(de)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(zài)呢？喜欢请点赞(zàn)，你(nǐ)的支持(chí)是我更新的(de)动力！

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