宇(yǔ)宙是“人为(wèi)制造”的？为何会存在科学无(wú)法解释的“暗物质(zhì)”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人(rén)类为了(le)寻找暗物质存(cún)在的证据，科学家们在过去(qù)的几十年当中(zhōng)进行了超过(guò)50次的长(zhǎng)期实验(yàn)，但是却(què)没(méi)有发现(xiàn)任何的(de)有效证据。除了一个地方，在1687年出版的(de)自(zì)然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往(wǎng)后的几百年来，当天(tiān)文(wén)学家们发现某些天体运(yùn)行轨(guǐ)道出现异常(cháng)，不符合万(wàn)有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知道，周围(wéi)一定有未知(zhī)的(de)天体通过引力在摄(shè)动它的轨(guǐ)道。比(bǐ)如在(zài)1846年(nián)，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的(de)异常，推算并且发现了海王(wáng)星的存在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗(huì)星、冥(míng)王星的发现(xiàn)都是应用万有引力(lì)定(dìng)律所(suǒ)取得重大(dà)天文(wén)成就的(de)例子。但是这些发(fā)现都是在恒星系统的(de)尺度当中(zhōng)，可当我(wǒ)们(men)上升到星(xīng)系或者是星(xīng)团(tuán)的尺度，事情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后(hòu)发星(xīng)系团的(de)质量。这是一个由数千个星(xīng)系所(suǒ)组成的巨大星(xīng)系团，这些星系被(bèi)引力束缚在一起。测量星(xīng)系团的质量(liàng)一(yī)般(bān)会使用到两种方法，当两种方法结果一致，就可以(yǐ)确定其质量的(de)范围。

第(dì)一种(zhǒng)是(shì)获得(dé)其"光度学的质量"，需要(yào)的(de)数据是(shì)测量各个星系(xì)的光度。

第二种是(shì)动力(lì)学质(zhì)量的计(jì)算，是(shì)利用光谱红移测(cè)量星系团中(zhōng)的各个星系(xì)相对于星系团的运动速2023年真的有僵尸病毒吗，丧尸病毒真的存在吗度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威(wēi)基彻底(dǐ)懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学(xué)质量(liàng)”的(de)400倍。这意味着，后发座星(xīng)系(xì)团(tuán)有99%的质(zhì)量(liàng)消失了，或者说这99%的质量并不以可(kě)见光的形式所存(cún)在，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速度(dù)的(de)过程(chéng)中，兹威基发现星系团(tuán)中很(hěn)多星系(xì)的速度比理论(lùn)上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可见星系的质量所(suǒ)产生的(de)引力是无法将它们束缚在星系团内(nèi)的，它们早就应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力(lì)量来源于(yú)某(mǒu)种隐(yǐn)形(xíng)的(de)物(wù)质(zhì)。

据此，兹维(wéi)基提出(chū)了这样部分不可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但(dàn)是它们却(què)占据着宇宙(zhòu)中绝大部分的(de)质(zhì)量(liàng)。只是当时的人们对这(zhè)样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才(cái)再一次(cì)出现。天(tiān)文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福(fú)特(tè)在(zài)观测仙女座星系中的(de)恒(héng)星运动(dòng)。理论(lùn)上(shàng)来说，距离中心(xīn)越远(yuǎn)的恒(héng)星在(zài)其轨(guǐ)道上的运(yùn)行速度就会越(yuè)慢。但是(shì)他们观(guān)测的结果却让人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心距离的增加，恒星的(de)旋转速度(dù)几乎保持不(bù)变。可是根据牛顿(dùn)的万有引(yǐn)力定律(lǜ)，在(zài)星系当中如果(guǒ)没有足够大的质量来吸引它(tā)们，这(zhè)些外(wài)围的(de)恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这(zhè)种现(xiàn)象(xiàng)，科(kē)学(xué)家(jiā)们会(huì)使用一(yī)种相(xiāng)对标准的方法来解释暗(àn)物(wù)质的(de)存在，这(zhè)种方法就是(shì)测量星系(xì)当中气(qì)体在(zài)X轴上(shàng)距离(lí)星系中心的距离(lí)，以及在(zài)Y轴上(shàng)气体的旋(xuán)转速(sù)度。如果出现异常的(de)结(jié)果，就认(rèn)为(wèi)是(shì)由(yóu)暗物质的力量进(jìn)入其中(zhōng)。

于(yú)是科学家们通过射电望远镜(jìng)测量了距(jù)离星系中心更远距离(lí)的(de)氢元素，发(fā)现它们(men)的旋转速(sù)度并不符(fú)合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太(tài)阳系也不例外(wài)，太阳系位于银(yín)河系的第三悬(xuán)臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律进行计算，太阳(yáng)系的运行速度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实(shí)际(jì)上，太阳系正在(zài)以220千米(mǐ)/秒的速度围绕(rào)银河系旋(xuán)转，这个实际(jì)速度远远大于理论速度，那(nà)么产生(shēng)以上(shàng)这(zhè)种向心(xīn)加(jiā)速度的原(yuán)因(yīn)很(hěn)可能(néng)就是(shì)存在着一种我(wǒ)们看(kàn)不到的(de)物质，是(shì)这些暗(àn)物(wù)质的引力效应将星系聚集在了(le)一起(qǐ)。

也是从这(zhè)时(shí)开始，越来越多的研究人员开(kāi)始相信(xìn)暗物质(zhì)的存在。科学家根据星(xīng)系外恒星(xīng)轨道的速度，估(gū)算(suàn)在(zài)星系当中(zhōng)暗物质(zhì)的质(zhì)量占整个星(xīng)系(xì)质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一(yī)可以解释这个现象的原(yuán)因(yīn)。在一(yī)项新(xīn)的研(yán)究(jiū)当(dāng)中，科学家们发现，几乎没有引力(lì)效应的遥远(yuǎn)恒星(xīng)之间，也会出现速度上(shàng)的微(wēi)小(xiǎo)差异(yì)。另外(wài)，天文学家(jiā)还发(fā)现了一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距离(lí)地(dì)球(qiú)大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不多，但(dàn)是(shì)星(xīng)系当(dāng)中存在的恒星数量却只有(yǒu)银(yín)河系的千分之一。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在(zài)暗物质(zhì)，否(fǒu)则就会(huì)分(fēn)崩离(lí)析。但是科学(xué)家(jiā)们使用最先进的望远镜对其进(jìn)行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的恒星运动(dòng)是可(kě)以(yǐ)用(yòng)正(zhèng)常的物质和力学定律(lǜ)来解(jiě)释的。那么(me)又有人提出，也许该星系的(de)暗物质，已(yǐ)经被附(fù)近的另一个大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附(fù)近没(méi)有任(rèn)何星(xīng)系存在(zài)。造成(chéng)这些(xiē)现(xiàn)象的除了暗(àn)物(wù)质(zhì)的假说(shuō)之(zhī)外，另一种可(kě)能就(jiù)是人类对引力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面，引力(lì)很(hěn)可能在不同尺度空间(jiān)中的工作方(fāng)式(shì)是不同的，这意味(wèi)着2023年真的有僵尸病毒吗，丧尸病毒真的存在吗在行星系尺度中的天体(tǐ)会沿着它(tā)们的(de)轨(guǐ)道，按照我们(men)所理解的方式运动。但是上升到星(xīng)系(xì)和(hé)星(xīng)团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的相互作用(yòng)则是不(bù)同的方式。对于在星系团(tuán)之间的(de)相互作用，科学家还引入了外部场效应(yīng)的概(gài)念，指的(de)是在(zài)数百万光年的规模上，巨大(dà)的质量之间会产生(shēng)对彼此(cǐ)特殊的效(xiào)果，这个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味(wèi)着(zhe)我们需(xū)要对现在的(de)物理(lǐ)定律进行修正，这些发(fā)现也(yě)让很(hěn)多人(rén)认(rèn)为暗物质假(jiǎ)说(shuō)理论(lùn)就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有(yǒu)关于(yú)暗物质存在的其他的理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙德理论所没法(fǎ)解(jiě)释的“引力(lì)透镜(jìng)”。

径向(xiàng)距离为37亿(yì)光年的(de)子弹(dàn)星系团，由(yóu)两个碰撞的星系团所(suǒ)组(zǔ)成，类似这样的星团(tuán)，它(tā)们大(dà)部分的普通质量(liàng)都(dōu)在星系的(de)气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时(shí)发生碰撞的时候，星际(jì)气(qì)体的相互作(zuò)用就(jiù)会导(dǎo)致温度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团(tuán)大部分的质量将位(wèi)于(yú)所(suǒ)有这些气体所(suǒ)在(zài)的中(zhōng)间区(qū)域(yù)。那么我们通(tōng)过什么来验证它的质量区(qū)域到底是不是(shì)集(jí)中在中(zhōng)间呢？前不久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全彩的高(gāo)清照(zhào)片，在(zài)照片中我们可(kě)以明显地看到很(hěn)多星系似乎被拉伸(shēn)产(chǎn)生了巨大(dà)的(de)形变。其实这些星系本身并不是真的(de)被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了(le)什(shén)么问(wèn)题，而是2023年真的有僵尸病毒吗，丧尸病毒真的存在吗这(zhè)样极遥(yáo)远(yuǎn)的天体和(hé)我们地球(qiú)上的观测者之间。被(bèi)一个质量(liàng)超级巨大的天体遮挡，这个超大质量(liàng)的东西的引力(lì)，会使身后更(gèng)遥远(yuǎn)星系的(de)光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是(shì)引力透镜效应。这个(gè)巨大的天体可能是超大质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是暗物质。

所(suǒ)以当人(rén)们对子(zi)弹星(xīng)系团观测(cè)的时(shí)候(hòu)，发(fā)现它(tā)的大质量区域并不是在中间，而是在(zài)两侧。所以最好的解释(shì)方法就是当星团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量(liàng)气体被卡在了(le)中(zhōng)间，暗物质则直接通(tōng)过了这个区(qū)域，并(bìng)在两边形成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的(de)引力透(tòu)镜(jìng)研究也被认为是暗物质(zhì)存(cún)在的迄今为止最好的理论证(zhèng)据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光(guāng)。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之(zhī)后，可(kě)见光终(zhōng)于可以畅(chàng)通无阻地穿(chuān)越在宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)了(le)。经过了130多亿(yì)年(nián)之(zhī)后，这些(xiē)光在宇宙空间背景上留下(xià)了各相同(tóng)性的(de)微波辐射。其中红色的部分表示温(wēn)度较高的(de)区域(yù)，蓝色则表示相对较冷的(de)区域，但实(shí)际上它们之间的(de)温(wēn)差只有万(wàn)分之一。

科学家们通过对(duì)前景背景分离后的二值图(tú)像进行连通域(yù)提(tí)取和标记之(zhī)后(hòu)发(fā)现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形(xíng)看(kàn)起来不应该(gāi)是这样(yàng)的，而随(suí)着暗(àn)物质的增(zēng)加(jiā)，一些峰值(zhí)的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背景辐射的(de)测量值(zhí)，我们(men)需要的暗(àn)物(wù)质大约是普通(tōng)物(wù)质(zhì)的5倍。这个数字与(yǔ)解释(shì)星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗(àn)物质比例(lì)是一致(zhì)的(de)。这就(jiù)意味着(zhe)。

用(yòng)了(le)一个简单的理论(lùn)框架(jià)，就很好(hǎo)地解释了很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存(cún)在着某种类型的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互作(zuò)用。所以如果能够找(zhǎo)到这种粒子的(de)存在，就相当(dāng)于找到了暗物(wù)质存在的实(shí)际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子到底是什(shén)么？科学家们已经提(tí)出了数十种的假想目标，而要寻(xún)找这些不同的目(mù)标(biāo)粒子所需要的实验方式(shì)也不相同。在过去的几十(shí)年当(dāng)中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不(bù)见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗(àn)物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过50次的实验，却(què)没有任何实质性的发现，除了(le)一个地方(fāng)，意(yì)大利的格兰萨索山，隶(lì)属(shǔ)于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏(cáng)着地(dì)球上(shàng)最大(dà)的(de)地学实验室(shì)，这个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层楼高的探(tàn)测器(qì)，一直致(zhì)力于寻找暗(àn)物质粒子的周(zhōu)期(qī)性震荡。

自(zì)1997年以来(lái)，这里的科学家声称观测到了(le)某种信号(hào)。经过了(le)20多(duō)年的(de)数据收(shōu)集(jí)，人们发现了一个有趣的事情。探测率会在每年的6月份(fèn)达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年(nián)当(dāng)中每年都是一样。一些(xiē)科学家认为这可能(néng)是(shì)人类发现暗(àn)物(wù)质的第一(yī)个(gè)直接证据(jù)。

但(dàn)是为什么暗物质会产(chǎn)生周期(qī)性的(de)年(nián)度信号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质存(cún)在(zài)宇宙当中，这意味着我们也在(zài)以这样的速度在穿越着暗物质流，这个(gè)过(guò)程中会产生(shēng)相应的振荡(dàng)，同(tóng)时地球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速度围绕太(tài)阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳(yáng)的方向与太阳环绕银河系(xì)的方向(xiàng)是(shì)一致(zhì)的(de)，而另外(wài)半年则与之(zhī)相反。

而在(zài)6月份(fèn)的时候，地(dì)球与太(tài)阳(yáng)的方向正好达到完全一(yī)致，这是理论(lùn)上地球穿越暗物质流最(zuì)快(kuài)的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对(duì)银(yín)河(hé)系的平(píng)面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是(shì)这并不影响这个(gè)理论(lùn)的有效性。

因此科学家(jiā)认为这可以(yǐ)用来解释(shì)，研(yán)究人员们所观测到的周期性(xìng)信号。当然也可能有其(qí)他的情况，造成这种年度周(zhōu)期信号的差异也可(kě)能(néng)是温度、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至(zhì)连(lián)意大(dà)利游客的(de)数量(liàng)也符(fú)合(hé)这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家(jiā)们又(yòu)在南半球建立了一个几乎相同的(de)实验室，这(zhè)里的(de)季节与之前的实验(yàn)室正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里(lǐ)，地(dì)球穿过暗物质流的运动特征(zhēng)和(hé)第一个实(shí)验室是一样(yàng)的。

因此，如果在这里可以得到相(xiāng)同的信号(hào)，就可(kě)以成为暗物质所存(cún)在(zài)的(de)非常有力的证据了。但是(shì)由于这个实验(yàn)室刚刚建成不(bù)久(jiǔ)，所以截(jié)至目前还无法(fǎ)提供(gōng)相应(yīng)的(de)数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发(fā)射一台新(xīn)的(de)望(wàng)远镜，这(zhè)台太(tài)空望(wàng)远镜叫做“南希格雷(léi)斯(sī)罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的(de)宽视(shì)场(chǎng)仪器提(tí)供的视(shì)野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望(wàng)远镜其中(zhōng)一个(gè)关键的用(yòng)途就(jiù)是(shì)探索(suǒ)暗(àn)物质背后的奥秘(mì)，对于探测的结果，我(wǒ)们只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒(lì)子天(tiān)体物理中心的科(kē)学家丹琥珀(pò)和(hé)贾(jiǎ)森(sēn)斯(sī)特(tè)芬(fēn)研究发现，如(rú)果暗物质存在，它们极有(yǒu)可能拥(yōng)有(yǒu)另一种(zhǒng)神秘的效应(yīng)，这种暗(àn)物(wù)质效应，会(huì)支持(chí)宇宙当(dāng)中生命的诞生，或者(zhě)说(shuō)是生(shēng)命(mìng)进化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一理论(lùn)得到进一步的证实，那(nà)么遍布(bù)宇宙当中(zhōng)的(de)暗物质会不会(huì)意味着(zhe)人类并不孤(gū)单(dān)呢(ne)？或许在(zài)宇(yǔ)宙当(dāng)中某个角落(luò)的行(xíng)星上，暗物质正在通过这(zhè)样的(de)效(xiào)应创造生命(mìng)。当(dāng)然，这些推论(lùn)的大前提是要先找到暗物(wù)质(zhì)存在的实(shí)际证据(jù)。那么小伙伴(bàn)们(men)，你(nǐ)们觉得暗物质到底(dǐ)存不存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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