宇宙(zhòu)是“人为(wèi)制造”的(de)？为何(hé)会存在科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么？人类为了寻(xún)找暗物质存在的证据，科(kē)学家们在过去的几十年当中(zhōng)进行了超过50次的长期实验，但(dàn)是却(què)没有发现(xiàn)任何的(de)有效证(zhèng)据(jù)。除了一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原理一书中，埃萨(sà)克(kè)牛(niú)顿发(fā)表(biǎo)了万有引(yǐn)力定律(lǜ)，它揭示(shì)了(le)宇(yǔ)宙中天体运动的规(guī)律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学家(jiā)们发现某些(xiē)天体运行轨(guǐ)道(dào)出现异常，不符合万有(yǒu)引力定律(lǜ)的时候(hòu)，他们就会(huì)知道，周围一定有未(wèi)知的天体通(tōng)过引力(lì)在(zài)摄(shè)动它的轨道(dào)。比如在1846年，奥(ào)本勒维(wéi)耶就通过(guò)天(tiān)王星(xīng)运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王(wáng)星的发(fā)现都是(shì)应用万有引力定律所取得(dé)重(zhòng)大天文成就的(de)例子。但是这些(xiē)发现都是在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我(wǒ)们上升到星系或者是星团(tuán)的尺(chǐ)度，事情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里(lǐ)茨(cí)兹威基(jī)正(zhèng)在研究和测(cè)量后发星系团的质量。这(zhè)是一个由数千个(gè)星(xīng)系所组成的巨(jù)大星系(xì)团，这些(xiē)星系被引力束缚(fù)在一起。测量星系团的质量(liàng)一(yī)般会(huì)使用到两(liǎng)种方法，当(dāng)两种方法结果一(yī)致(zhì)，就(jiù)可以确定(dìng)其质量(liàng)的范围(wéi)。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学(xué)的质量"，需(xū)要的95311怎么转人工服务，95311怎么转人工服务直接通数据(jù)是测量各个星(xīng)系的光度。

第二种是动力(lì)学质量的计算，是利用(yòng)光谱红移测(cè)量星系团(tuán)中的各个星系(xì)相对于星(xīng)系团(tuán)的(de)运动速度。当测量结果出来之后，兹威基(jī)彻底懵了，“动(dòng)力学(xué)质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍。这意味着(zhe)，后(hòu)发座星系团有99%的(de)质量消失了，或者说(shuō)这99%的质量并不以可见光的(de)形式(shì)所存在，我们(men)无法看到。最诡异的是，在测(cè)量速度(dù)的过程中，兹威基发现星系团中很多星(xīng)系的速度比理论上要快得多，按照(zhào)牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些可见(jiàn)星(xīng)系(xì)的(de)质量所产生的引(yǐn)力是无法(fǎ)将(jiāng)它们束缚(fù)在星(xīng)系团内的，它们早(zǎo)就应该(gāi)被抛(pāo)出星系团(tuán)之外了(le)，除非有一种神(shén)秘的力量在起作(zuò)用，这种力量来源于某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出(chū)了这样部分不可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反(fǎn)射光，但是(shì)它们却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是(shì)当(dāng)时(shí)的人们对这(zhè)样的一种(zhǒng)说(shuō)法不屑一顾。

直(zhí)到40年之(zhī)后，“暗物(wù)质”这(zhè)个词才再一次(cì)出现。天文学家维拉(lā)鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙(xiān)女座星(xīng)系(xì)中的恒星运动。理论上来(lái)说，距(jù)离中(zhōng)心越远的恒星在(zài)其轨道(dào)上(shàng)的运行(xíng)速度就会越(yuè)慢。但是他(tā)们观(guān)测的(de)结果(guǒ)却让(ràng)人感到(dào)不(bù)可思议。

随着与中心距离的增(zēng)加，恒星(xīng)的(de)旋转速度几乎保持(chí)不(bù)变(biàn)。可是根据牛(niú)顿的万有引力定(dìng)律(lǜ)，在星系当中(zhōng)如(rú)果没有足(zú)够(gòu)大的质量来(lái)吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于(yú)这(zhè)种(zhǒng)现象，科学(xué)家们(men)会使用一种相对标准的方(fāng)法来解释暗物质的存(cún)在，这种(zhǒng)方法就是测(cè)量星系当中(zhōng)气体在X轴上距离星系中(zhōng)心的距离(lí)，以及在(zài)Y轴(zhóu)上气(qì)体(tǐ)的旋转速度(dù)。如果出现异常的结(jié)果，就(jiù)认(rèn)为(wèi)是由(yóu)暗物质(zhì)的力量进入其(qí)中。

于(yú)是科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了(le)距离(lí)星系(xì)中心更远(yuǎn)距离的(de)氢元素，发现它们的旋转速(sù)度(dù)并(bìng)不(bù)符合(hé)牛顿的力(lì)学定律。我(wǒ)们(men)的太阳系也(yě)不(bù)例(lì)外(wài)，太阳系位于银(yín)河系(xì)的第三(sān)悬臂之上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定(dìng)律进行计算，太阳系(xì)的运行(xíng)速度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太(tài)阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河系旋转(zhuǎn)，这个(gè)实际(jì)速度(dù)远远大于理论(lùn)速度，那么产生以上这种向心(xīn)加速度的原因很可能就是存在着一(yī)种我们看(kàn)不(bù)到的物质，是这些暗物质的引力效应(yīng)将星系聚集在(zài)了一(yī)起。

也是从这时开始(shǐ)，越来越多(duō)的研究人员开始相信暗物质(zhì)的存在(zài)。科学家根据星系外恒星(xīng)轨(guǐ)道的(de)速度，估算在星系当中暗物质的质量占(zhàn)整个星系质量(liàng)的(de)85%。但是，暗物(wù)质并不(bù)是唯(wéi)一可以解释这个现象(xiàng)的原因(yīn)。在一项(xiàng)新的研究(jiū)当(dāng)中，科学家们发现，几乎(hū)没有(yǒu)引力效应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之间(jiān)，也会出现速(sù)度(dù)上(shàng)的微小(xiǎo)差(chà)异。另外，天文学家还发(fā)现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大(dà)约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系不多，但是星(xīng)系当中存(cún)在的(de)恒星数(shù)量却只有银河系的千分之一。

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所以在理论(lùn)上，该星(xīng)系必须存(cún)在暗物(wù)质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科(kē)学家们(men)使用最先进(jìn)的望(wàng)远镜对其进行了40个(gè)小时(shí)的详细测量之后，发现星系中的恒星运(yùn)动(dòng)是(shì)可(kě)以用正常的(de)物质和力学定律来解释的。那(nà)么又有人提出，也许(xǔ)该星系的(de)暗(àn)物质，已经(jīng)被附近的95311怎么转人工服务，95311怎么转人工服务直接通另(lìng)一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附(fù)近(jìn)没(méi)有(yǒu)任何星(xīng)系(xì)存在。造成(chéng)这些(xiē)现象的除了暗物质(zhì)的假说之外，另一种可(kě)能就是人类对引力的理解还不(bù)够全面，引(yǐn)力很(hěn)可能在不同尺(chǐ)度空间中的工作方式是不同(tóng)的(de)，这意味着在(zài)行星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它(tā)们(men)的轨道，按照我(wǒ)们所理解(jiě)的(de)方式运(yùn)动。但是上升到星系(xì)和星团的尺度(dù)，引力之间的相互作(zuò)用则(zé)是不同的方式。对于(yú)在(zài)星(xīng)系(xì)团之间的相互作用，科(kē)学(xué)家还引入(rù)了外部场效(xiào)应的(de)概念，指(zhǐ)的是在数百万光年的规模上，巨大的(de)质量之(zhī)间会产生(shēng)对彼此(cǐ)特殊的效果(guǒ)，这(zhè)个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论(lùn)成立，这(zhè)意味(wèi)着(zhe)我们(men)需要对现在的物理定律(lǜ)进行修正，这些发(fā)现也让很多人认为暗物质假(jiǎ)说(shuō)理论就此终结。但是在宇宙当中还有关于暗物质存在的其他的理论(lùn)证据，这些理论证(zhèng)据是蒙德理(lǐ)论(lùn)所(suǒ)没法解释的“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向(xiàng)距(jù)离(lí)为37亿光(guāng)年的子弹(dàn)星系(xì)团，由两个碰(pèng)撞的星系团(tuán)所组成，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它们(men)大部分的普通质(zhì)量都在星系(xì)的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的(de)时候，星际气体的相互作用就会(huì)导致温度的急剧升高(gāo)，速度大幅(fú)降低(dī)。所以在理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星(xīng)系(xì)团大部分的(de)质(zhì)量将(jiāng)位于所有(yǒu)这些气体所在的中间区域(yù)。那么我(wǒ)们通过什么来验证它的质量区域到底是不是集(jí)中(zhōng)在(zài)中间呢？前不久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩(cǎi)的高清照(zhào)片，在(zài)照片中我(wǒ)们可以明显地看到很多星系似乎(hū)被拉伸产(chǎn)生了巨(jù)大(dà)的形变。其(qí)实这些星系本身并不是真(zhēn)的被扭曲了(le)，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出(chū)了什(shén)么(me)问题(tí)，而是这样极遥远(yuǎn)的天体(tǐ)和我们地球上的观测(cè)者之间。被一个质量超(chāo)级巨(jù)大的天(tiān)体遮挡，这个超(chāo)大质量的东西的引力，会使身后更(gèng)遥远(yuǎn)星系的(de)光都发生了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜(jìng)效应。这个(gè)巨大的天体可能(néng)是超大质量的黑洞(dòng)或者(zhě)是(shì)暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹(dàn)星系团观(guān)测的时候，发(fā)现它的大质量区域并不(bù)是在中(zhōng)间(jiān)，而是在(zài)两侧。所以最好的解释方法就是当星团发生(shēng)全部的碰撞时(shí)，可被观测到的(de)质(zhì)量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并在两(liǎng)边形(xíng)成了引力透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗(àn)物质(zhì)存在的(de)迄今(jīn)为止(zhǐ)最(zuì)好的理论证据(jù)。

除此(cǐ)之(zhī)外，还(hái)有来自宇宙当中最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年之后，可(kě)见光(guāng)终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了(le)各相同(tóng)性(xìng)的微波辐射。其中红色的部分表示温(wēn)度较高的区域，蓝色(sè)则表示(shì)相对较冷的区域，但实(shí)际上它们之(zhī)间(jiān)的温差(chà)只有万分之(zhī)一。

科学(xué)家们(men)通(tōng)过对前景背景(jǐng)分离后(hòu)的二值图像进行连(lián)通(tōng)域提(tí)取和标记之后发现，如(rú)果宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随(suí)着暗物质的增(zēng)加，一(yī)些峰值的幅(fú)度会减小，才变(biàn)得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测量值，我们需要的(de)暗物质(zhì)大约是普通物质的(de)5倍(bèi)。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星运(yùn)动(dòng)所需要的暗(àn)物(wù)质(zhì)比例(lì)是一致的。这就意味着。

用(yòng)了(le)一个简(jiǎn)单的理论框(kuāng)架，就(jiù)很好地解释了(le)很多(duō)不同的观(guān)测结果(guǒ)。而暗物质的本质就是宇宙当(dāng)中存在着(zhe)某种类型(xíng)的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通(tōng)过引力来相互作用。所以如(rú)果能够(gòu)找到这(zhè)种粒(lì)子的存(cún)在，就相当于找到(dào)了(le)暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的(de)实(shí)际证据。这种粒子到底是什么？科学家们(men)已经提出了数(shù)十种(zhǒng)的假(jiǎ)想目(mù)标，而要寻(xún)找这些不同的目标粒(lì)子所需要的实(shí)验(yàn)方式也(yě)不相(xiāng)同。在(zài)过去的几十年当中，人类为了寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规物质相互作(zuò)用的(de)“暗物质”，科学家们已经进行了超过(guò)50次的实验(yàn)，却(què)没(méi)有任(rèn)何(hé)实质性的发现，除(chú)了(le)一个地方(fāng)，意大利的格(gé)兰(lán)萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层(céng)楼高的(de)探测器，一直致力于(yú)寻(xún)找暗物质粒子的周期性(xìng)震荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这(zhè)里的(de)科学家声称(chēng)观测到了某(mǒu)种信号。经过了20多(duō)年(nián)的数据(jù)收集，人们发(fā)现了一(yī)个有趣的事情。探测(cè)率会在每年的6月份达到峰值，然(rán)后在11月降到最(zuì)低(dī)，而且在20年(nián)当中每年都是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗物质(zhì)的第(dì)一(yī)个直接证据(jù)。

但是(shì)为什么暗物质会产(chǎn)生周期性(xìng)的年度信(xìn)号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕(rào)着银河系进行(xíng)移动，那么(me)如果暗物质(zhì)存(cún)在(zài)宇宙当(dāng)中，这意味着我们也在以这样的速度(dù)在穿越着(zhe)暗物质(zhì)流，这(zhè)个过程中会产(chǎn)生相(xiāng)应的振荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以(yǐ)有(yǒu)半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是(shì)一致(zhì)的(de)，而(ér)另外(wài)半年则与(yǔ)之相(xiāng)反。

而(ér)在6月份的(de)时候(hòu)，地球与(yǔ)太(tài)阳(yáng)的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是(shì)理论上地球(qiú)穿(chuān)越(yuè)暗物质流最快(kuài)的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实(shí)际的(de)情(qíng)况中(zhōng)，太阳系相对银(yín)河系的(de)平面呈现(xiàn)了60度的倾斜(xié)，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科(kē)学家认为这可以(yǐ)用来解释，研究(jiū)人员们所观测到的周期性信号。当然也可能(néng)有其他的情况，造成这种年(nián)度周期信号的差异也可(kě)能是(shì)温(wēn)度、湿度(dù)、土壤中的水分、高(gāo)山上的(de)积雪(xuě)，甚至连(lián)意大(dà)利游客的数(shù)量(liàng)也符合这个周(zhōu)期(qī)的规律。

所以(yǐ)，科学家们又(yòu)在南(nán)半(bàn)球建立了一个(gè)几乎(hū)相同的实验室，这里的季节(jié)与之前的实验室正好相反，而在这(zhè)里，地球(qiú)穿过暗物质流的(de)运(yùn)动特征和第一个实验(yàn)室(shì)是一样的(de)。

因此，如果在这里可以得(dé)到相(xiāng)同的信号，就可以成为暗物质所存(cún)在(zài)的非常(cháng)有力的证据了。但是由于这个实验室刚刚(gāng)建成不久(jiǔ)，所以截至目前还无法提(tí)供相(xiāng)应(yīng)的(de)数据(jù)支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一(yī)台新的望远镜，这(zhè)台太空望远镜叫做“南希格(gé)雷(léi)斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃望(wàng)远(yuǎn)镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一个关键的用途就是探(tàn)索暗物质背后的(de)奥秘，对于(yú)探测的结果，我(wǒ)们只(zhǐ)能拭目以待了(le)。费米(mǐ)实验室粒子天体(tǐ)物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究发现，如果暗物质(zhì)存在，它们极有可能拥有(yǒu)另(lìng)一种神秘的效应，这种暗物(wù)质效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的(de)诞生，或者说(shuō)是生命进化的(de)一个重要因素。

如果这一(yī)理论得到进一步(bù)的证实，那(nà)么(me)遍布(bù)宇宙(zhòu)当中的(de)暗(àn)物质会不会意味着人类并不孤单(dān)呢(ne)？或(huò)许在宇(yǔ)宙当中(zhōng)某个角落(luò)的行(xíng)星(xīng)上(shàng)，暗物质正(zhèng)在通过这样(yàng)的效应创造生命(mìng)。当然，这些推论的大前提是要先找(zhǎo)到暗物(wù)质存(cún)在的实际证据。那(nà)么小伙伴们，你(nǐ)们觉得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的动力！

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