宇(yǔ)宙是“人为制造(zào)”的？为(wèi)何会存在(zài)科学无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质(zhì)又究竟是(shì)什么(me)？人类(lèi)为了(le)寻找暗物质存(cún)在的证据(jù)，科学家(jiā)们在过去的几十年当(dāng)中进行(xíng)了超(chāo)过50次的长期实验，但(dàn)是(shì)却没有发现任何(hé)的有效(xiào)证(zhèng)据。除了一个(gè)地方(fāng)，在(zài)1687年出(chū)版的自然(rán)哲学(xué)数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发(fā)表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的(de)规律。往后的几百年来(lái)，当天文学家们发现某(mǒu)些天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符合万有引(yǐn)力定律的时(shí)候(hòu)，他们就(jiù)会知道(dào)，周围一定有未知(zhī)的天(tiān)体通(tōng)过引力在(zài)摄动(dòng)它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶(yé)就(jiù)通过天王星(xīng)运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另(lìng)外(wài)，哈雷(léi)彗星、冥(míng)王星的发现都(dōu)是应用万有引力定律所取得重(zhòng)大天文成就的(de)例子。但是(shì)这些发(fā)现都是在恒星系统的尺度当中，可当我(wǒ)们上升到星系(xì)或者(zhě)是星团的尺度，事(shì)情就公交车爱心卡是什么人用的卡啊 公交车爱心卡可以让给别人用吗开始变得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物(wù)理学家弗里茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后(hòu)发星系团的质(zhì)量。这(zhè)是一个由数(shù)千个星(xīng)系所组成(chéng)的巨大星系团，这些(xiē)星(xīng)系被引力束(shù)缚在一起。测量星系团的质(zhì)量一般会(huì)使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当两(liǎng)种方法结果一(yī)致，就(jiù)可以确定其(qí)质量(liàng)的(de)范围。

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

第二(èr)种是动力(lì)学质量的(de)计算，是(shì)利用光谱(pǔ)红移测量(liàng)星系(xì)团中的各个(gè)星(xīng)系相对于星系(xì)团(tuán)的运动速度。当测量结(jié)果出来之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学质(zhì)量(liàng)”竟然是“光度学质量”的(de)400倍。这意味着(zhe)，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了，或(huò)者说这99%的质量(liàng)并不以(yǐ)可(kě)见光的形式所存(cún)在，我们无(wú)法看(kàn)到(dào)。最诡异的是(shì)，在测量速(sù)度的过程中，兹威基(公交车爱心卡是什么人用的卡啊 公交车爱心卡可以让给别人用吗jī)发现星系团中很多星系的(de)速(sù)度比理论上要(yào)快得多，按照牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些(xiē)可(kě)见(jiàn)星系的质量(liàng)所产生的(de)引力(lì)是无(wú)法(fǎ)将它们束缚在(zài)星系团内的，它们早就应该被抛出星系(xì)团之外(wài)了，除非有(yǒu)一种神秘的力量在起作用，这种力量来源于某种隐形的(de)物质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样部分(fēn)不可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸光(guāng)、反射光，但是它们却占据着宇宙(zhòu)中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的(de)人们(men)对这样(yàng)的一(yī)种说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和(hé)肯特(tè)福(fú)特(tè)在观(guān)测(cè)仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论(lùn)上(shàng)来说，距离(lí)中(zhōng)心(xīn)越远的恒星(xīng)在其(qí)轨道上的运行速度就会越慢(màn)。但是他们观测的结(jié)果却让人(rén)感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加(jiā)，恒星的(de)旋转速度(dù)几乎(hū)保(bǎo)持不变。可是根据牛顿的万有引力(lì)定(dìng)律，在星(xīng)系当中如果(guǒ)没有足(zú)够大的质量(liàng)来吸引它们，这(zhè)些外围的恒(héng)星早就被(bèi)甩到宇宙当(dāng)中了(le)。基于这(zhè)种现(xiàn)象，科(kē)学(xué)家们会使用一种相对标准(zhǔn)的方(fāng)法来解释(shì)暗物(wù)质(zhì)的(de)存(cún)在，这种方法就是测(cè)量星系当中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的(de)距离，以及在(zài)Y轴上(shàng)气(qì)体的旋转速度。如果出现(xiàn)异(yì)常的结果，就认为是由暗物质的(de)力量进入其(qí)中。

于是科(kē)学(xué)家们通过射电望远镜测量(liàng)了距离星(xīng)系(xì)中心(xīn)更(gèng)远距离的氢元(yuán)素，发现(xiàn)它们的(de)旋(xuán)转速度并(bìng)不符合牛(niú)顿的力学(xué)定律(lǜ)。我们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系(xì)位于银河系的(de)第三悬臂之上，距离(lí)银河系中心(xīn)2.6万光年，根(gēn)据万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系的运行速(sù)度(dù)应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太阳系正在以(yǐ)220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋转，这个实(shí)际速(sù)度(dù)远远大于理论速度，那(nà)么(me)产生以上这种向心(xīn)加速度的原因很可能就是存在着(zhe)一种(zhǒng)我们看不到的物质(zhì)，是这些暗物质(zhì)的引力效(xiào)应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是从这时(shí)开始(shǐ)，越来越多(duō)的研究人员开始(shǐ)相信暗物质的(de)存在。科学家根据(jù)星系外恒星轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物质的(de)质量占整个星系质量的85%。但(dàn)是(shì)，暗物质并(bìng)不是唯(wéi)一可以解释这(zhè)个现象的原因。在一项(xiàng)新的研究当(dāng)中，科学家们发现，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力效(xiào)应的遥(yáo)远恒(héng)星(xīng)之间(jiān)，也会出(chū)现速(sù)度上(shàng)的(de)微小差异(yì)。另外，天文学家还(hái)发现了一个反(fǎn)常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离地(dì)球(qiú)大约(yuē)2.5亿(yì)光年，大(dà)小和银河系不多，但是星系(xì)当中存在的恒星数量(liàng)却只有(yǒu)银河系的千分之(zhī)一。

所以在理论(lùn)上，该星系必须存在暗(àn)物(wù)质，否则(zé)就会分崩离(lí)析。但是科学(xué)家们(men)使用(yòng)最先进的望远镜对(duì)其进行(xíng)了40个小(xiǎo)时的详细测量之后(hòu)，发现(xiàn)星系中(zhōng)的恒星(xīng)运动是可以用正(zhèng)常(cháng)的物质和(hé)力(lì)学定(dìng)律来解释的。那么又(yòu)有人提(tí)出，也(yě)许该星系的暗物质，已经(jīng)被附(fù)近(jìn)的另一(yī)个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没(méi)有任何(hé)星(xīng)系存在。造成这些现象的(de)除了暗(àn)物质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人类对引力(lì)的理解还不够全面，引力很可能在不同(tóng)尺度空间中(zhōng)的(de)工作方式是不同的，这意味着在(zài)行星系尺(chǐ)度中的天体会(huì)沿着它们(men)的轨(guǐ)道，按照我们所理解(jiě)的方式运动。但(dàn)是(shì)上升(shēng)到星系和星团的尺度，引力之间(jiān)的相(xiāng)互作用则(zé)是不同的方式(shì)。对(duì)于在(zài)星(xīng)系团之间的(de)相互作(zuò)用，科学家还引入了外(wài)部(bù)场(chǎng)效(xiào)应的概念，指的是在数百万光年的规模上(shàng)，巨(jù)大的质量之间(jiān)会产生对(duì)彼此特殊的效果(guǒ)，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意(yì)味着我(wǒ)们需要对现在(zài)的(de)物理定律进(jìn)行修(xiū)正，这(zhè)些发(fā)现(xiàn)也让很多人认为(wèi)暗物(wù)质假说理(lǐ)论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当中还(hái)有(yǒu)关于(yú)暗物质存在的其他(tā)的理论证据(jù)，这些理论证据是蒙德理论所没法(fǎ)解(jiě)释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的(de)子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的星系团所组成，类似(shì)这样的(de)星团(tuán)，它们大部分(fēn)的普通质量都在(zài)星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时发(fā)生碰撞的时候，星际气体的(de)相互作用就会导致温度的急剧升高，速(sù)度(dù)大幅(fú)降低。所以在理(lǐ)论上，在碰(pèng)撞之后，子(zi)弹星系团大部分的质量(liàng)将位于所有这些气体所在的中间区域。那么我们通过什么来验证它的(de)质量区域到底是不是(shì)集中在中间(jiān)呢？前不(bù)久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太(tài)空(kōng)望远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当中第一张全(quán)彩的高(gāo)清照片，在照(zhào)片中我们可(kě)以明显地看到(dào)很(hěn)多星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大(dà)的形变。其(qí)实这些星(xīng)系本身并(bìng)不(bù)是真(zhēn)的被(bèi)扭曲了，也不是韦(wéi)伯望远镜(jìng)出了什么问题，而是这样极遥(yáo)远(yuǎn)的天(tiān)体和我们地球上的(de)观测者之间。被一(yī)个质量超级巨大(dà)的(de)天(tiān)体遮挡，这个超大(dà)质量(liàng)的(de)东西的引力，会使身后(hòu)更遥远(yuǎn)星系的光都发生了(le)扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜(jìng)效应。这个(gè)巨大的天(tiān)体可(kě)能是超大质量(liàng)的(de)黑洞或者是暗物质。<公交车爱心卡是什么人用的卡啊 公交车爱心卡可以让给别人用吗/p>

所以当人们对子弹星系团(tuán)观测的时候(hòu)，发现它的大质量区(qū)域并不是在(zài)中间，而(ér)是在两(liǎng)侧。所以最(zuì)好的解释方法就是当星团发生全(quán)部的碰撞时，可被观测到的质量气(qì)体被卡在了中间(jiān)，暗物质则直接通过(guò)了这个(gè)区域(yù)，并在两边形成了(le)引力透镜。对子(zi)弹星(xīng)系团的引(yǐn)力透镜(jìng)研究也被认为是(shì)暗物质存在的迄(qì)今为(wèi)止最好的(de)理论证据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中最(zuì)古老的光。从(cóng)宇(yǔ)宙大(dà)爆炸开始，38万年之后，可见光终于(yú)可以畅通无(wú)阻地穿(chuān)越(yuè)在(zài)宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光(guāng)在宇宙空间背景上(shàng)留下了各相(xiāng)同性的微(wēi)波辐射。其中红(hóng)色的部分表示(shì)温度较(jiào)高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际上它们之(zhī)间的(de)温差只(zhǐ)有(yǒu)万分之一。

科学家们通过(guò)对前景背景分离后的二值图像进行(xíng)连通域提取和标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而随着暗物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度(dù)会减(jiǎn)小，才(cái)变得看起(qǐ)来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波(bō)背景辐射的测量值(zhí)，我(wǒ)们需(xū)要(yào)的暗物质(zhì)大约是普通物(wù)质的5倍(bèi)。这个数字与解释(shì)星(xīng)系当中恒星(xīng)运动所需要的暗物质比(bǐ)例是(shì)一致的。这就意(yì)味着。

用了一个简(jiǎn)单(dān)的理论框架，就很好地解释了很多(duō)不同的(de)观测结果。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙当(dāng)中存(cún)在着某种类型(xíng)的粒子，它们不(bù)参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通过引力来相互(hù)作用。所以如(rú)果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存(cún)在的实际证(zhèng)据。这种粒子到底是什(shén)么？科学家(jiā)们已经提出了数十种的假想(xiǎng)目标，而要(yào)寻找这些不同(tóng)的目标(biāo)粒子所需要(yào)的实(shí)验(yàn)方式(shì)也不相(xiāng)同。在过去的(de)几十年当中，人类(lèi)为了(le)寻找这些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不会(huì)与常规物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家(jiā)们已(yǐ)经进(jìn)行了(le)超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了一个地方(fāng)，意(yì)大利的(de)格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉。

在(zài)山(shān)下1400米处(chù)的地(dì)下矿井当(dāng)中(zhōng)，藏(cáng)着(zhe)地球上(shàng)最大的地(dì)学实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三层(céng)楼高的探(tàn)测器，一直致(zhì)力于寻找暗(àn)物质粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到(dào)了某种信号。经过了20多年的数(shù)据收集，人(rén)们(men)发现(xiàn)了(le)一个(gè)有(yǒu)趣(qù)的事(shì)情。探测率会在每年的6月份达到(dào)峰值，然后在11月(yuè)降到最低，而且在20年当中每(měi)年都是一样。一些科学家(jiā)认为这可(kě)能(néng)是(shì)人类发现暗物质的(de)第一(yī)个直(zhí)接(jiē)证据(jù)。

但(dàn)是为什么暗物质会产(chǎn)生周期性的年(nián)度信号呢？刚(gāng)才(cái)我们讲了(le)太(tài)阳系正在以220公里/秒的速(sù)度围(wéi)绕着(zhe)银(yín)河系进行移动(dòng)，那么如果暗物质存在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中，这(zhè)意味(wèi)着我(wǒ)们也在以这样的速度在穿越(yuè)着(zhe)暗(àn)物质流，这(zhè)个过程中会产生相应(yīng)的振荡，同时(shí)地球又以30公(gōng)里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋(xuán)转。所以有(yǒu)半(bàn)年的时(shí)间，地球围绕太(tài)阳(yáng)的方向与(yǔ)太阳环(huán)绕银河系的(de)方向是一致的，而另外(wài)半年则与之相反。

而在6月份的时候(hòu)，地球与(yǔ)太阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理论(lùn)上(shàng)地球穿越暗物质(zhì)流最快的时(shí)段(duàn)。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在(zài)实际的情(qíng)况中，太阳系相(xiāng)对银(yín)河系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这(zhè)并(bìng)不影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科(kē)学家(jiā)认为这可以用来(lái)解(jiě)释(shì)，研究人(rén)员(yuán)们所(suǒ)观测(cè)到的周期性信号。当然(rán)也可(kě)能有其他的情况(kuàng)，造成(chéng)这种年度周(zhōu)期信号(hào)的差异也可能(néng)是温度(dù)、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这个(gè)周(zhōu)期的规(guī)律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家们(men)又(yòu)在南半球建立了一个(gè)几乎相同的实验室(shì)，这里的(de)季节与(yǔ)之(zhī)前的实验室(shì)正好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物质(zhì)流(liú)的运动特征和第一(yī)个实(shí)验室是一样(yàng)的。

因此，如(rú)果在这里可以得到相(xiāng)同(tóng)的信号(hào)，就可以成为暗物(wù)质(zhì)所存在的非常有力的证据了。但是由于这个实验(yàn)室刚刚建(jiàn)成不久，所以截至目前还无法提供(gōng)相应的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望(wàng)远镜，这(zhè)台太空望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟哈(hā)勃望(wàng)远镜相同，但它的宽(kuān)视(shì)场仪器提(tí)供的(de)视(shì)野是哈勃红外仪器的(de)100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其(qí)中一个关键的用途就是(shì)探索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥(ào)秘，对(duì)于探测的结(jié)果，我们只(zhǐ)能拭(shì)目(mù)以待了。费米实(shí)验室粒子天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和(hé)贾(jiǎ)森斯(sī)特芬研究发现，如果暗(àn)物质存(cún)在，它们极有可(kě)能(néng)拥(yōng)有(yǒu)另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生(shēng)命(mìng)的诞生，或者说是生命(mìng)进(jìn)化的(de)一个(gè)重要因素(sù)。

如果这一理论得(dé)到进一(yī)步的证实，那么(me)遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不(bù)会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中(zhōng)某个角落(luò)的行(xíng)星上(shàng)，暗物质正(zhèng)在通过(guò)这样的效应创造生命。当然(rán)，这些推(tuī)论的大前提(tí)是要先找到暗物质存(cún)在(zài)的实际(jì)证(zhèng)据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底存不存在(zài)呢(ne)？喜欢请点(diǎn)赞，你的支持是我更(gèng)新(xīn)的动力！

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