宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗物质又究竟(jìng)是(shì)什(shén)么(me)？人类为了(le)寻找暗物质存在的证据，科学家们(men)在过去的几十(shí)年(nián)当中进行了(le)超过50次的长期(qī)实验(yàn)，但是却没有发(fā)现任何的有效证据。除了一(yī)个(gè)地方，在(zài)1687年出版的自然(rán)哲学数(shù)学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万(wàn)有引(yǐn)力定律，它揭示(shì)了宇宙(zhòu)中天体运动的规律(lǜ)。往后的几(jǐ)百年来(lái)，当天文学家们发现某些天体运(yùn)行轨道出现异常，不符合万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)的时候，他们(men)就会知道(dào)，周围一定(dìng)有(yǒu)未知的(de)天体通过引力在摄动它的轨道(dào)。比(bǐ)如在1846年，奥本勒(lēi)维(wéi)耶(yé)就通过天王星运行轨道(dào)的(de)异常，推算并且发现了海王星的存在。另外(wài)，哈(hā)雷(léi)彗星、冥王(wáng)星的(de)发(fā)现都是应用万有引(yǐn)力定律所取得重大天文(wén)成就(jiù)的例子。但是这些发(fā)现都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我(wǒ)们上(shàng)升(shēng)到星系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家(jiā)弗(fú)里(lǐ)茨兹威(wēi)基正在(zài)研究和测量(liàng)后发星系团的质量。这是一(yī)个由(yóu)数(shù)千个星系所组成的巨大星系团，这些(xiē)星系被引力束缚在一起。测(cè)量星系团的质量一般会使用到两种方法，当两种方(fāng)法(fǎ)结果一致，就(jiù)可以确定其质(zhì)量的范围(wéi)。

第一种是获得其"光度学(xué)的(de)质量(liàng)"，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(cè)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(guǒ)出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学质量”的(de)400倍。这(zhè)意味(wèi)着，后发(fā)座星系团(tuán)有(yǒu)99%的质量消失了，或(huò)者说(shuō)这99%的质(zhì)量并不以可见(jiàn)光的形式所存在，我(wǒ)们无法看到(dào)。最诡异的是，在(zài)测量速度的过程中，兹威基发现(xiàn)星系(xì)团中很(hěn)多星系的速度比理论上要快得(dé)多，按(àn)照(zhào)牛顿的运(yùn)动(dòng)学定律，仅靠这些可见星系(xì)的质量所产生(shēng)的引力是(shì)无(wú)法(fǎ)将它(tā)们束缚在星系(xì)团内的，它们早就应该被抛出星系团之外了，除非有一种(zhǒng)神(shén)秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于(yú)某种隐形的物(wù)质。

据(jù)此，兹维基提出了这样部(bù)分不可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只(zhǐ)是当时(shí)的人们对这(zhè)样(yàng)的(de)一(yī)种说法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词(cí)才再一(yī)次(cì)出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙(xiān)女座星(xīng)系(xì)中的恒星运动。理论上(shàng)来说(shuō)，距离中心越远的(de)恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会(huì)越慢(修行靠个人的上一句是什么意思，修行靠个人下一句màn)。但是(shì)他们观测的结果(guǒ)却让人感到不可(kě)思议。

随着与中(zhōng)心距离的增(zēng)加，恒星的旋转速度(dù)几(jǐ)乎保持不(bù)变(biàn)。可是根据牛顿的(de)万(wàn)有引力定律，在星(xīng)系(xì)当中如果没有足够大的质量来(lái)吸引它们，这些外围的恒星早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于(yú)这种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家们会使用一(yī)种相对标准的方法来解(jiě)释暗物质的存(cún)在(zài)，这种方法(fǎ)就是测(cè)量星(xīng)系当中气(qì)体(tǐ)在X轴上距(jù)离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴上气体的(de)旋转速度(dù)。如果(guǒ)出(chū)现异(yì)常的结(jié)果，就认为(wèi)是由暗物(wù)质的(de)力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测量(liàng)了(le)距(jù)离(lí)星系中心更远(yuǎn)距离的氢元素，发现它们的(de)旋(xuán)转速度并不符合牛顿(dùn)的(de)力学(xué)定律。我们的太阳系也(yě)不例外，太阳系(xì)位于(yú)银河系的第三(sān)悬臂之(zhī)上，距(jù)离银(yín)河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力(lì)定律进行计(jì)算(suàn)，太阳(yáng)系的运行速度应该是160千(qiān)米/秒，但实际上(shàng)，太阳(yáng)系正在(zài)以220千米/秒的速度(dù)围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度(dù)远远大(dà)于(yú)理论速度，那(nà)么(me)产生以上这(zhè)种向心加速度的原因(yīn)很可(kě)能就是存(cún)在着一种我们看(kàn)不到的物(wù)质，是这些暗(àn)物质的引(yǐn)力(lì)效应(yīng)将(jiāng)星(xīng)系聚集在(zài)了一起。

也(yě)是从这(zhè)时开始，越来越多(duō)的研究人(rén)员开始相(xiāng)信暗物质(zhì)的存在(zài)。科学(xué)家根据星系(xì)外恒星轨道的速度，估算(suàn)在(zài)星(xīng)系(xì)当中(zhōng)暗物质的质量占(zhàn)整个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可(kě)以解释这(zhè)个(gè)现象的原因。在一项新(xīn)的研究(jiū)当中(zhōng)，科(kē)学(xué)家们发现(xiàn)，几乎(hū)没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上的(de)微小(xiǎo)差异。另外(wài)，天文学家还发现了(le)一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地球大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和(hé)银河系不多，但(dàn)是(shì)星系当(dāng)中存在(zài)的恒星数量却只有银河系的千分(fēn)之一。

所以在理论上(shàng)，该星系必须(xū)存在暗物质，否则(zé)就会分崩离(lí)析。但是科(kē)学家们使用最先进(jìn)的望(wàng)远镜对其进行了(le)40个小时(shí)的详细测量之后，发现(xiàn)星系中的(de)恒星运动是可以(yǐ)用(yòng)正(zhèng)常(cháng)的(de)物(wù)质(zhì)和力学定律来解释的。那(nà)么又有人(rén)提出，也许该星系的暗物质(zhì)，已经被(bèi)附近的(de)另一个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附近没(méi)有(yǒu)任何星系存在。造成这些现象的(de)除(chú)了暗物质的(de)假说之外，另一(yī)种可(kě)能就是人类(lèi)对引力的(de)理解(jiě)还(hái)不够全(quán)面(miàn)，引力很可能在不同尺(chǐ)度空间中的工作方(fāng)式是不同的，这(zhè)意味着在行星系(xì)尺(chǐ)度(dù)中的天体会沿着它们的轨道(dào)，按照(zhào)我们所理解的方式运动。但是上升到(dào)星系和星团的尺度，引力之间的相互(hù)作(zuò)用则是(shì)不同的方式(shì)。对于在(zài)星系(xì)团(tuán)之间的相互(hù)作用，科学(xué)家还引入了外部场(chǎng)效(xiào)应的概念(niàn)，指的是(shì)在数百万光年(nián)的规模(mó)上，巨大(dà)的质量之间会产生对彼此(cǐ)特殊的效(xiào)果(guǒ)，这个理(lǐ)论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们需要对(duì)现在的物理定律进行修正(zhèng)，这些发现也让很多人认为暗(àn)物质假说理(lǐ)论就此终(zhōng)结。但(dàn)是在(zài)宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质存在(zài)的其他的理论(lùn)证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论所没(méi)法解释(shì)的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

修行靠个人的上一句是什么意思，修行靠个人下一句"0.5597331716191631" data-type="jpeg" data-w="1649" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/18fc0a6e444b507.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

径向距离为37亿光(guāng)年的子弹星(xīng)系(xì)团，由两个碰撞的星系团所组成(chéng)，类似这样的星团，它们大部分的普通质(zhì)量都(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(de)时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大(dà)幅降低。所以在(zài)理(lǐ)论上(shàng)，在(zài)碰(pèng)撞(zhuàng)之后，子弹星系(xì)团(tuán)大部分的(de)质量将位于所有这(zhè)些气体所在的中间区域。那么(me)我(wǒ)们通过什么来验证它的质量(liàng)区(qū)域到底是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙当(dāng)中(zhōng)第一张全彩的高清照(zhào)片(piàn)，在(zài)照片(piàn)中我们可以明显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸(shēn)产生了巨大(dà)的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出(chū)了什么问(wèn)题(tí)，而(ér)是这样(yàng)极遥远的天体(tǐ)和我们地(dì)球上的观(guān)测者之(zhī)间。被一个质量(liàng)超级巨大(dà)的天体遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量(liàng)的东西的引(yǐn)力，会使身(shēn)后更遥远(yuǎn)星系的(de)光(guāng)都发生了扭曲。这(zhè)个现象就是引力(lì)透镜效应。这个巨大(dà)的天体可能是超大质量的黑洞或者是(shì)暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星(xīng)系团(tuán)观测的时候，发(fā)现它的大(dà)质量区域并不是在中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的解释方法就是当星团发生(shēng)全(quán)部的碰撞时(shí)，可(kě)被观测到的质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物(wù)质则(zé)直接通过了(le)这(zhè)个(gè)区域，并在两边形成了(le)引力透镜(jìng)。对(duì)子弹星系团的引力透镜(jìng)研究也被认为是(shì)暗物质存在的迄(qì)今为止最好的理论证据。

除此(cǐ)之外，还有来自(zì)宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光。从(cóng)宇(yǔ)宙大(dà)爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了。经(jīng)过了(le)130多亿年之后(hòu)，这些光在宇宙空间背景上留下了(le)各相(xiāng)同性的(de)微波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示温度较高的区(qū)域，蓝(lán)色则(zé)表示相对较冷的区域(yù)，但(dàn)实(shí)际上(shàng)它(tā)们之间的温差(chà)只有万分之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背景分离后(hòu)的(de)二(èr)值图像进行连通(tōng)域提(tí)取(qǔ)和标记之后发(fā)现，如果宇宙当中没(méi)有暗物质(zhì)，图形看起(qǐ)来不(bù)应该(gāi)是这样的，而随(suí)着暗(àn)物质的(de)增加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变得看(kàn)起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波背(bèi)景(jǐng)辐射的(de)测量值，我们需要(yào)的暗物质大(dà)约是普通物质(zhì)的5倍。这个数字与解(jiě)释星系当中恒星(xīng)运动所需要的(de)暗物质比(bǐ)例是一致的(de)。这就意味着。

用(yòng)了一个简单的理论框架，就(jiù)很好(hǎo)地(dì)解释了很多(duō)不同(tóng)的(de)观(guān)测结(jié)果。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是宇宙(zhòu)当中存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们(men)不参与任何其他的电磁作用，只通(tōng)过引力来相互(hù)作(zuò)用。所(suǒ)以如果能够找到这种粒(lì)子的存在，就(jiù)相当于找到了(le)暗物质存在的实(shí)际(jì)证(zhèng)据。这种粒(lì)子到底是什么？科(kē)学家们已经提出了数十种的假想目标，而要寻找这些不同的目标(biāo)粒(lì)子(zi)所需要(yào)的实验方式(shì)也不相同。在(zài)过去(qù)的几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这些(xiē)看不见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎(hū)不会与(yǔ)常规物质(zhì)相互作用的“暗物质(zhì)”，科学家们已(yǐ)经进(jìn)行(xíng)了超过50次的实验(yàn)，却没(méi)有任(rèn)何实质性的发现(xiàn)，除(chú)了一(yī)个地方，意大利(lì)的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学实验室，这个(gè)实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周(zhōu)期性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学家声称(chēng)观测(cè)到了某种信号(hào)。经过了20多年的数据(jù)收集，人们(men)发现了一个有趣的事情。探测率(lǜ)会(huì)在(zài)每年(nián)的6月份(fèn)达到峰值(zhí)，然后在11月降到(dào)最低，而且(qiě)在20年当中每(měi)年都(dōu)是(shì)一样。一些科学家认为(wèi)这可能是人类发(fā)现暗(àn)物(wù)质的第一个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会产(chǎn)生(shēng)周期性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速(sù)度围(wéi)绕(rào)着银河系进行移动，那(nà)么如(rú)果(guǒ)暗物质(zhì)存在宇宙(zhòu)当中，这意味着(zhe)我们(men)也在以这样的(de)速度在穿(chuān)越着暗(àn)物质流(liú)，这(zhè)个过程中(zhōng)会产生(shēng)相应的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的速(sù)度围绕(rào)太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环(huán)绕(rào)银河系的方向是一致的(de)，而(ér)另外半年则(zé)与(yǔ)之相反。

而(ér)在6月份的时(shí)候(hòu)，地球(qiú)与太阳的(de)方向正好达到完(wán)全一致，这是理(lǐ)论(lùn)上地球穿(chuān)越(yuè)暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了(le)最慢值。尽(jǐn)管在实际的情(qíng)况中，太阳系相对银河(hé)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(lǐ)论的有效性。

因此(cǐ)科学(xué)家认为这可以用(yòng)来(lái)解释，研究人(rén)员们所观测(cè)到的周期性信号。当(dāng)然(rán)也(yě)可(kě)能有(yǒu)其他的情况(kuàng)，造成这种年度周期信号的差异(yì)也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪(xuě)，甚至连意大利游客(kè)的(de)数量也符合这个周期的规律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同的(de)实验室，这里的季节与之前(qián)的实验(yàn)室正好相反，而在这(zhè)里，地球穿过暗(àn)物(wù)质(zhì)流的运动特(tè)征和第一个实验(yàn)室(shì)是一(yī)样的。

因(yīn)此，如果在(zài)这里可以得到相(xiāng)同的(de)信(xìn)号，就可以(yǐ)成为(wèi)暗物质所存在的非常有力的(de)证据了。但(dàn)是由(yóu)于这个实验(yàn)室(shì)刚刚建成不(bù)久，所(suǒ)以截(jié)至目前还(hái)无法提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一(yī)台新的(de)望(wàng)远(yuǎn)镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格雷(léi)斯罗(luó)曼(màn)”，它的主镜大小跟(gēn)哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器提供(gōng)的视野是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南(nán)希格雷斯罗(luó)曼太空望(wàng)远镜其中一个关键的(de)用途就是探索(suǒ)暗物质背(bèi)后的奥秘(mì)修行靠个人的上一句是什么意思，修行靠个人下一句，对于探测的结果，我们只能拭目以(yǐ)待(dài)了。费(fèi)米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀(pò)和(hé)贾森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗物质(zhì)存在(zài)，它们极有可能拥有(yǒu)另一(yī)种神(shén)秘的效应，这种暗物质效(xiào)应，会支(zhī)持宇宙当(dāng)中生命的诞(dàn)生，或者说是生命(mìng)进化的一个重要因素。

如(rú)果(guǒ)这一理论(lùn)得到进(jìn)一步的证(zhèng)实，那(nà)么(me)遍(biàn)布宇宙(zhòu)当中的暗(àn)物质会不会意味(wèi)着人类并(bìng)不孤单呢？或(huò)许在宇宙当(dāng)中某个角落的(de)行星上，暗物(wù)质正在通过这样的效应创造生命。当(dāng)然，这些(xiē)推论的大前提是(shì)要先找到暗(àn)物(wù)质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们(men)觉得暗物质(zhì)到底存不存(cún)在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我更新(xīn)的动(dòng)力！

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