宇宙(zhòu)是“人为制(zhì)造(zào)”的？为(wèi)何会存(cún)在科学无法解释(shì)的(de)“暗物(wù)质”？暗物质(zhì)又究(jiū)竟是(shì)什么？人(rén)类为了(le)寻找暗物质(zhì)存在的证据，科学家们在过去的几十(shí)年当中进行了超(chāo)过50次的长期实验(yàn)，但是(shì)却(què)没(méi)有发现任何的有效证据。除(chú)了一(yī)个地方，在1687年出版(bǎn)的自然(rán)哲学数学原(yuán)理一书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙中天(tiān)体(tǐ)运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当天文学家们发现某(mǒu)些天体运行(xíng)轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引力(lì)定律的时候，他们就会知道(dào)，周围(wéi)一(yī)定有未(wèi)知的(de)天体通过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天王星运(yùn)行(xíng)轨道的异常，推算并且发(fā)现了(le)海王星(xīng)的存在。另外，哈雷(léi)彗(huì)星、冥王星的发现都是(shì)应用(yòng)万有引力定律(lǜ)所(suǒ)取得重大天文成就的例子。但是这(zhè)些(xiē)发现都是在恒星(xīng)自爱是什么意思如何做到自爱，女生不自爱是什么意思系统的尺度当中，可当我们上(shàng)升(shēng)到星系或者是星团的尺(chǐ)度，事情就开始(shǐ)变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹(zī)威基正在研究和(hé)测量后发星(xīng)系团(tuán)的质量。这是一个由数千(qiān)个星系所组成的巨大(dà)星系团(tuán)，这些(xiē)星系(xì)被(bèi)引力(lì)束缚在一起。测量星(xīng)系团的质量一般会(huì)使用(yòng)到两种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可以确定(dìng)其质量(liàng)的范围。

第一种是获得其"光度(dù)学的质(zhì)量(liàng)"，需要的数据是测量各(gè)个星系的光度。

第二(èr)种是(shì)动力学质量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量星系(xì)团中的各(gè)个星系相对(duì)于(yú)星(xīng)系团的运动(dòng)速(sù)度。当测量结果出(chū)来(lái)之后，兹(zī)威(wēi)基彻(chè)底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者(zhě)说这99%的(de)质量并不(bù)以可见(jiàn)光的形式所(suǒ)存在，我们无法看(kàn)到。最诡异的是，在(zài)测量(liàng)速度(dù)的过程中，兹威基发(fā)现星系团中很多星(xīng)系的(de)速(sù)度(dù)比理论上要(yào)快得多(duō)，按照牛(niú)顿的运动学(xué)定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产生的引力是(shì)无法将(jiāng)它们束缚在(zài)星系团内的，它(tā)们早就(jiù)应该被抛(pāo)出星系团之外(wài)了，除(chú)非有一种神秘(mì)的力(lì)量(liàng)在(zài)起作用，这种力量来源(yuán)于某种(zhǒng)隐形的(de)物(wù)质。

据此，兹维基(jī)提出了这样部分不(bù)可见的暗质，它不发(fā)散(sàn)光、吸光(guāng)、反(fǎn)射光，但是(shì)它们却占(zhàn)据着宇(yǔ)宙中绝大部分的质(zhì)量。只是当时(shí)的人们对这样的一种说(shuō)法不(bù)屑(xiè)一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这个(gè)词(cí)才再一次出现。天文(wén)学家维拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福(fú)特在观测(cè)仙(xiān)女座(zuò)星系中(zhōng)的恒星运动(dòng)。理论上来(lái)说，距离(lí)中(zhōng)心越远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运行(xíng)速(sù)度就会越慢。但是他们观测的结果却让人(rén)感到(dào)不可思议(yì)。

随(suí)着与(yǔ)中心(xīn)距离的(de)增加，恒(héng)星的旋转速度(dù)几(jǐ)乎(hū)保持不变。可是根(gēn)据牛顿的万(wàn)有引力定律(lǜ)，在(zài)星系当(dāng)中如果没(méi)有足够大(dà)的(de)质量(liàng)来吸引它(tā)们(men)，这些外围的恒(héng)星早就(jiù)被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这(zhè)种现(xiàn)象，科学家们会(huì)使(shǐ)用一种相(xiāng)对标准的方法来解释暗物质的存(cún)在(zài)，这(zhè)种(zhǒng)方法就是测量星系(xì)当中(zhōng)气体在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转(zhuǎn)速度。如果出现(xiàn)异常(cháng)的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力量(liàng)进(jìn)入其中。

于(yú)是科学(xué)家们(men)通过射电望远镜测量(liàng)了距(jù)离星系(xì)中心更远距(jù)离的氢元素，发现(xiàn)它们的(de)旋(xuán)转(zhuǎn)速度并不(bù)符合牛顿的(de)力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系(xì)的第三悬臂(bì)之上，距离银(yín)河系中(zhōng)心2.6万(wàn)光年(nián)，根据万有引力定律进行计(jì)算，太阳系(xì)的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系(xì)旋转，这个实际速度远远大(dà)于理论速度(dù)，那么(me)产生以上这种向心加速度(dù)的原因很可(kě)能(néng)就是存在着一(yī)种我们看不(bù)到的(de)物质，是这些暗物(wù)质(zhì)的引力效应将星(xīng)系聚集在了一(yī)起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研究人员开(kāi)始相信(xìn)暗(àn)物质(zhì)的存在。科(kē)学(xué)家根据星系外恒星轨道的速度，估算在星系(xì)当中暗物(wù)质的质量占整(zhěng)个星系质(zhì)量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是(shì)唯一可以解(jiě)释(shì)这(zhè)个(gè)现(xiàn)象的原因。在一(yī)项(xiàng)新的研究(jiū)当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没有引力效应(yīng)的遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速度(dù)上的微(wēi)小差(chà)异。另外(wài)，天文学家还发现了一个反常的(de)星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大(dà)小和(hé)银河系不多(duō)，但是星系(xì)当中存在的恒(héng)星数量却只有银河(hé)系的千(qiān)分之一(yī)。

所以在(zài)理论(lùn)上，该星系(xì)必须(xū)存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使用最先进的望远镜对(duì)其进行了40个小时的详细测量(liàng)之后，发现星系中的(de)恒星运动是可(kě)以用(yòng)正常的物质和力学(xué)定律(lǜ)来解释的(de)。那么又有人(rén)提出，也许该星系的暗(àn)物质，已经(jīng)被附近(jìn)的另一个大星系(xì)剥离(lí)了。奇怪(guài)的是，它的附近没(méi)有任何星系存在。造成这些现象(xiàng)的除了(le)暗(àn)物(wù)质(zhì)的假说之外，另一种可能就是(shì)人类对引(yǐn)力的(de)理(lǐ)解还不(bù)够全(quán)面，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中的(de)工作方式(shì)是不(bù)同的，这意味着在行星系尺(chǐ)度中(zhōng)的天体会(huì)沿着它们的轨道，按照我们(men)所理解的方(fāng)式(shì)运动。但是上升(shēng)到星系(xì)和星团的尺度，引(yǐn)力之间(jiān)的相互作用(yòng)则是不同的方式。对于在星系团(tuán)之间的相互作用，科(kē)学家还引(yǐn)入了外部场(chǎng)效应的概念，指的是在(zài)数(shù)百(bǎi)万(wàn)光年的(de)规模上，巨大的质量之(zhī)间会(huì)产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论成立，这意味(wèi)着我们需要对现在的物理定律进行修正，这些发(fā)现也让很多人认为暗(àn)物质假说理(lǐ)论就此终结。但是在(zài)宇宙(zhòu)当(dāng)中还有关于(yú)暗物(wù)质存在的其他的理(lǐ)论证据(jù)，这些理论证(zhèng)据是蒙德理论所没法(fǎ)解释(shì)的“引力(lì)透镜”。

径向距(jù)离(lí)为37亿(yì)光年的(de)子弹星系团，由两个碰撞的(de)星系团所组成，类似这(zhè)样的星(xīng)团，它们大部分的普通质量都(dōu)在星系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公(gōng)里/小时(shí)发(fā)生碰撞的时(shí)候，星际气体的相互作(zuò)用(yòng)就会导(dǎo)致温度(dù)的急剧(jù)升(shēng)高，速度大(dà)幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星(xīng)系(xì)团大部(bù)分的质量将位于所有这(zhè)些气体(tǐ)所在(zài)的中间区域。那么我们(men)通(tōng)过什么(me)来验证它的质量区域到底是不(bù)是集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯(bó)太(tài)空望(wàng)远镜传回了宇宙当(dāng)中第(dì)一(yī)张全彩的高清照片(piàn)，在照片中我们(men)可以(yǐ)明显地看到很(hěn)多星系似乎(hū)被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实这些星系本(běn)身并不(bù)是真(zhēn)的被扭曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了什(shén)么问题(tí)，而是这样极遥远的天体和(hé)我们地(dì)球上的观(guān)测者之间。被一个质量超级巨(jù)大的(de)天体遮挡(dǎng)，这个超(chāo)大质量的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星(xīng)系(xì)的光都发生了扭(niǔ)曲(qū)。这个现象(xiàng)就是(shì)引力透镜(jìng)效(xiào)应。这(zhè)个巨(jù)大的天体可(kě)能(néng)是超大质量的黑洞或者是暗(àn)物质(zhì)。

所以当(dāng)人(rén)们对子(zi)弹星系(xì)团观测的时候，发现它(tā)的(de)大质量(liàng)区域并不是(shì)在中间，而(ér)是在(zài)两侧。所(suǒ)以最好的解释方法就是当(dāng)星团发生(shēng)全部的碰撞时，可被(bèi)观(guān)测到的质量气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质(zhì)则直接通(tōng)过了这个区域，并在两边形成了(le)引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗(àn)物质存在的迄今为止最好(hǎo)的理论证据。

除此之(zhī)外，还(hái)有来自(zì)宇宙当中最古老的光(guāng)。从(cóng)宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万年(nián)之后，可见自爱是什么意思如何做到自爱，女生不自爱是什么意思(jiàn)光(guāng)终于可(kě)以畅通无阻地穿(chuān)越在(zài)宇宙(zhòu)当中了。经(jīng)过了130多亿年之后(hòu)，这些光(guāng)在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)空间(jiān)背景上(shàng)留下了各(gè)相同性(xìng)的微波辐射。其中红色的部分表示温度(dù)较高的区(qū)域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实(shí)际上(shàng)它们之间(jiān)的温(wēn)差只有(yǒu)万分(fēn)之(zhī)一。

科(kē)学(xué)家(jiā)们通过对前景背景分离后的二值图像进行(xíng)连通域(yù)提取和标记之后(hòu)发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质，图形看(kàn)起(qǐ)来不应该(gāi)是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰值的(de)幅度会减小(xiǎo)，才(cái)变得看起来(lái)“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景辐射(shè)的测量值，我们需要(yào)的暗物质大约是普(pǔ)通物质的5倍。这个数字与解(jiě)释星(xīng)系当(dāng)中恒星(xīng)运动所需要的暗(àn)物(wù)质(zhì)比例是一(yī)致的。这就意味(wèi)着。

用(yòng)了一个简(jiǎn)单(dān)的(de)理论框架，就很好地(dì)解释了很多(duō)不同的观测结果(guǒ)。而暗物质的本(běn)质就(jiù)是宇宙当中存在着(zhe)某种(zhǒng)类型(xíng)的粒子，它们不参与(yǔ)任何其他的(de)电磁作用，只通(tōng)过引力来相互作用(yòng)。所以如果能够找到(dào)这(zhè)种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在的实(shí)际(jì)证据。这种粒子(zi)到(dào)底是什么？科学家们已经提出了数十(shí)种的(de)假想目标，而要寻(xún)找这些不同的目标粒子所需要(yào)的(de)实验(yàn)方式(shì)也不相同。在(zài)过去的几十年(nián)当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行了超(chāo)过50次的(de)实(shí)验，却没有任何(hé)实(shí)质性的发现，除了一个地(dì)方，意(yì)大(dà)利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿(ā)尔(ěr)卑(bēi)斯(sī)山脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿井(jǐng)当中，藏着地球上(shàng)最大(dà)的地(dì)学实验(yàn)室，这(zhè)个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼(lóu)高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒(lì)子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来，这(zhè)里(lǐ)的科学家声称观测到了某种信号(hào)。经过了(le)20多年的数据收集(jí)，人们发现(xiàn)了一个有趣的(de)事(shì)情(qíng)。探测率会在每(měi)年的6月(yuè)份(fèn)达到峰值，然后在(zài)11月降(jiàng)到最低，而(ér)且(qiě)在20年当中每年(nián)都是一样(yàng)。一些科学家(jiā)认为这(zhè)可能是人(rén)类发现暗物质的第一个直接证(zhèng)据。

但(dàn)是为什么暗物质会产生(shēng)周期性的年度(dù)信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕(rào)着(zhe)银(yín)河(hé)系进(jìn)行移动(dòng)，那(nà)么如果暗(àn)物质存在宇(yǔ)宙当中，这意(yì)味(wèi)着我们也在(zài)以这样的(de)速度(dù)在穿越着(zhe)暗物(wù)质流，这个(gè)过程中会产生相应(yīng)的振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度(dù)围绕太(tài)阳(yáng)进行(xíng)旋转。所(suǒ)以(yǐ)有半年的时间(jiān)，地球围绕太阳的(de)方向与太阳环(huán)绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太(tài)阳的方向(xiàng)正好(hǎo)达到完全一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰(qià)好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实(shí)际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度(dù)的倾斜(xié)，但是这(zhè)并不(bù)影响这个理论的有效性(xìng)。

因(yīn)此科学家(jiā)认为这(zhè)可以用来解释(shì)，研究人员们所观测到的(de)周期性(xìng)信(xìn)号。当(dāng)然也可能有(yǒu)其他的情况，造(zào)成这种(zhǒng)年度周期信号(hào)的差异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚(shèn)至连意大利游客的数量也符合(hé)这个周期的规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学家们又在南半球(qiú)建立了一个几(jǐ)乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而在(zài)这里，地球穿过暗物质流(liú)的(de)运动特征和第一(yī)个实(shí)验室是(shì)一样的(de)。

因(yīn)此(cǐ)，如果在这里可以(yǐ)得到相同的信号，就(jiù)可以(yǐ)成为暗物(wù)质(zhì)所(suǒ)存在(zài)的非常(cháng)有力(lì)的证据了(le)。但(dàn)是由(yóu)于这个(gè)实验(yàn)室刚(gāng)刚建成不(bù)久，所以截至目前还无法提供(gōng)相应的数据(jù)支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会(huì)发(fā)射(shè)一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望(wàng)远(yuǎn)镜相同，但它的(de)宽视场仪器提供的(de)视(shì)野是哈(hā)勃红外仪(yí)器的100倍。南(nán)希格雷斯(sī)罗曼太空望远(yuǎn)镜其中(zhōng)一(yī)个关键的用途就是(shì)探索暗物质背后的奥(ào)秘，对(duì)于探测的(de)结果，我(wǒ)们只能拭目以待了(le)。费米实验室粒子(zi)天体物理中(zhōng)心(xīn)的(de)科(kē)学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发现，如果暗物(wù)质存(cún)在，它们极有可能拥有另一种神秘(mì)的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或(huò)者说(shuō)是生命进化的一(yī)个重要因素。

如(rú)果这一(yī)理论得到进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不会意味着(zhe)人类并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙(zhòu)当中某个(gè)角落(luò)的行(xíng)星上，暗物质正在通(tōng)过这样的(de)效应(yīng)创造生命。当然，这些推(tuī)论的大前提是要先找到(dào)暗物质存(cún)在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质到(dào)底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动(dòng)力！

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