宇宙是“人为制造”的？为何会存(cún)在(zài)科学无法解释的(de)“暗物质”？暗物质又究(jiū)竟是(shì)什么(me)？人类(lèi)为(wèi)了寻找暗物(wù)质存(cún)在的证据，科(kē)学(xué)家们在过去的几十年(nián)当中进(jìn)行了超过50次的长期实验，但是却没有发(fā)现任何的有效(xiào)证据(jù)。除了(le)一个地方，在1687年出(chū)版(bǎn)的自然(rán)哲学(xué)数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭示了宇(yǔ)宙中天(tiān)体运动的(de)规律(lǜ)。往后的几百(bǎi)年(nián)来，当天文学家们发(fā)现某些天体(tǐ)运行(xíng)轨道(dào)出现异(yì)常，不符合万有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)的时候，他们就会(huì)知道，周围一定有未(wèi)知的天体(tǐ)通(tōng)过引力在(zài)摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本(běn)勒(lēi)维耶就通过天王星运行轨道的异常，推算并且发(fā)现了(le)海王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王星的发现(xiàn)都是(shì)应用(yòng)万有引力(lì)定律(lǜ)所(suǒ)取得重(zhòng)大天文成就的例子。但是这些发(fā)现都是在恒(héng)星(xīng)系统的尺度(dù)当(dāng)中，可当我们(men)上升到星系或者是星团(tuán)的尺度，事(shì)情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理(lǐ)学家弗里(lǐ)茨(cí)兹威基(jī)正(zhèng)在研(yán)究和测量(liàng)后发星系团(tuán)的(de)质(zhì)量(liàng)。这(zhè)是(shì)一个由数千个星系(xì)所组成的巨大星(xīng)系(xì)团(tuán)，这(zhè)些星系(xì)被引力束缚(fù)在一(yī)起。测(cè)量星系(xì)团的质量一(yī)般会使用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其质量(liàng)的范围。

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

第二种是动(dòng)力学质量(liàng)的(de)计(jì)算，是利用(yòng)光谱红(hóng)移测量星系团中(zhōng)的各个(gè)星系相(xiāng)对于星系团的运动速(sù)度。当测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是(shì)“光(guāng)度学(xué)质量”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星系团(tuán)有99%的质量(liàng)消失了，或者说这99%的质(zhì)量并不以可见光的形(xíng)式所存在，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是(shì)，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基发现星系团中很多(duō)星(xīng)系的速(sù)度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些(xiē)可见星系的质量所产生的引(yǐn)力是无法将(jiāng)它们束缚在星系(xì)团内(nèi)的，它们(men)早就应该被(bèi)抛出星系团(tuán)之外了，除非有一(yī)种(zhǒng)神秘的力量在起作用(yòng)，这种力(lì)量(liàng)来源于某种隐形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维基(jī)提出了(le)这样(yàng)部(bù)分不(bù)可(kě)见的(de)暗质，它不(bù)发(fā)散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中(zhōng)绝(jué)大部分的质量(liàng)。只是当(dāng)时的(de)人们(men)对这样(yàng)的一种说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物(wù)质”这(zhè)个词(cí)才(cái)再一(yī)次出现(xiàn)。天文学家维(wéi)拉鲁(lǔ)宾和肯特(tè)福特(tè)在观(guān)测仙女座星系(xì)中的恒(héng)星运动(dòng)。理论上来(lái)说(shuō)，距离中心越远的恒星在(zài)其轨道(dào)上的运行(xíng)速度就会越慢(màn)。但是他们观测的结果却(què)让人感到(dào)不可思议。

随着与中心距离的增(zēng)加，恒(héng)星的旋(xuán)转速度几乎保持(chí)不变。可(kě)是根据牛(niú)顿的(de)万有引力定律，在星系当中(zhōng)如果没(méi)有足(zú)够大的质量来吸(xī)引它们，这些外(wài)围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙(zhòu)当(dāng)中了。基于这(zhè)种现象(xiàng)，科学家们会使用一种(zhǒng)相对标准的(de)方法来解释暗物(wù)质的(de)存在，这种(zhǒng)方法就是测量星(xīng)系当(dāng)中气体在X轴上距(jù)离星系中心的距离(lí)，以及(jí)在Y轴上气(qì)体的(de)旋(xuán)转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结(jié)果，就认为是由(yóu)暗物(wù)质的力量进(jìn)入其(qí)中(zhōng)。

于是科学家们通(tōng)过射电望远镜(jìng)测量了距离星(xīng)系中心(xīn)更(gèng)远距离的(de)氢(qīng)元素，发现(xiàn)它们的旋转速度(dù)并(bìng)不符(fú)合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的(de)太阳(yáng)系也不例外，太阳(yáng)系位于(yú)银河系的第三悬臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力定(dìng)律进行计算，太阳(yáng)系的运(yùn)行速度应(yīng)该(gāi)是160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒的(de)速(sù)度围(wéi)绕银河系旋(xuán)转，这个(gè)实际速度远远大于理论速度，那(nà)么(me)产生(shēng)以上这种向心加速度的原因很(hěn)可能就是存在着一种(zhǒng)我们看(kàn)不到的物质(zhì)，是这(zhè)些暗物(wù)质的引(yǐn)力效(xiào)应将星系聚集在了一起。

也是从这(zhè)时(shí)开始(shǐ)，越来越多的研究(jiū)人员开始(shǐ)相信暗物质的存在(zài)。科学家根据星系(xì)外恒星轨道的速度，估算在(zài)星系(xì)当(dāng)中暗物(wù)质(zhì)的(de)质量占整个(gè)星系质(zhì)量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物质并不(bù)是唯一可以解(jiě)释这个现象的原因。在(zài)一项新的(de)研究当中，科学家们(men)发(fā)现，几乎(hū)没有引力效应(yīng)的遥远恒星之间，也会出现速(sù)度上的(de)微小(xiǎo)差异(yì)。另外，天文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多(duō)，但是(shì)星系当(dāng)中存在的(de)恒星(xīng)数量却只(zhǐ)有银河系的千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在理论(lùn)上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则(zé)就会分崩离(lí)析。但是科学(xué)家们使用最先进(jìn)的(de)望远镜(jìng)对其进(jìn)行了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发(fā)现星系中的恒星运动是可以用(yòng)正常的物质和力学定(dìng)律来解释(shì)的。那么又有人提出，也许该星系的暗物质，已(yǐ)经被附(fù)近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近(jìn)没有任何星系(xì)存(cún)在(zài)。造成(chéng)这(zhè)些现象(xiàng)的除了暗(àn)物质的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人类对引力的理解还不够全面，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这(zhè)意味着(zhe)在行(xíng)星(xīng)系尺度中的天(tiān)体会沿着它(tā)们(men)的轨道，按照(zhào)我们所理解的方式运动。但是上升到星系(xì)和星团的尺度，引力之间的相互作用则是(shì)不同(tóng)的方式(shì)。对于(yú)在(zài)星系(xì)团之间的相互作用，科学家还引入了(le)外(wài)部场(chǎng)效应的概(gài)念(niàn)，指的(de)是在数(shù)百万光年的规模上(shàng)，巨大的(de)质量(liàng)之(zhī)间会产生对彼此特殊的效果，这(zhè)亚磷酸是几元酸怎么判断，硼酸是几元酸怎么判断个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成立(lì)，这意味着我们需要对现在的(de)物理定律进(jìn)行修正，这些发现(xiàn)也让很多人(rén)认为暗物质假说理论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有关(guān)于暗物质(zhì)存在的(de)其他的(de)理论证(zhèng)据，这些理论证(zhèng)据是蒙(méng)德理论(lùn)所没法解释的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年(nián)的(de)子弹星系团，由两个(gè)碰撞的星系团所组成，类似这样的星(xīng)团，它们大部分的普通质(zhì)量都在星系的(de)气体当中。当星团以1000万(wàn)公里(lǐ)/小时发(fā)生碰撞的(de)时(shí)候，星际气体的相互作用就会导致温度的急(jí)剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的(de)质量将位于所有这些气体所在的中间区域。那(nà)么(me)我们通过什么来(lái)验证它(tā)的质量区域到底是不(bù)是集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望(wàng)远镜传(chuán)回了宇宙当中第一(yī)张全彩的高清(qīng)照片(piàn)，在照片中我们可(kě)以(yǐ)明显地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这(zhè)些(xiē)星(xīng)系本(běn)身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出(chū)了什么问题，而是这样极遥远的天体(tǐ)和我们地球上的观测(cè)者(zhě)之间(jiān)。被(bèi)一个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身(shēn)后更遥(yáo)远星系的光都发生了(le)扭曲。这(zhè)个(gè)现象就是引(yǐn)力透(tòu)镜效(xiào)应。这个巨大的(de)天(tiān)体可能是超大质量(liàng)的黑洞或者是暗(àn)物质。

所以当人们对(duì)子(zi)弹星系团观测的时候，发现它的大质(zhì)量区域并不是在(zài)中间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的(de)解(jiě)释方法就是当(dāng)星(xīng)团发生全部的(de)碰撞时，可被观测到(dào)的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过了这个区域，并在(zài)两边形成了引力透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透(tòu)镜研究也被认为(wèi)是(shì)暗物质存(cún)在(zài)的迄今为止最好的理论证据。

除此之外，还(hái)有来(lái)自宇宙(zhòu)当中最古(gǔ)老的(de)光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可见光终(zhōng)于可亚磷酸是几元酸怎么判断，硼酸是几元酸怎么判断以畅(chàng)通(tōng)无阻地(dì)穿越在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了(le)130多亿年之(zhī)后，这些光在宇(yǔ)宙空(kōng)间背(bèi)景上留下了各相同(tóng)性(xìng)的微波(bō)辐射。其中红(hóng)色的(de)部(bù)分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷的区域，但实际上(shàng)它们之间的温差只有万(wàn)分(fēn)之一。

科学家们通(tōng)过对前景(jǐng)背景分离后的二值(zhí)图像进行连(lián)通域提取和标记(jì)之后发现，如果宇宙当中没有暗物(wù)质(zhì)，图形看(kàn)起来不应该是这样(yàng)的(de)，而随着暗物质的增(zēng)加，一些(xiē)峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了(le)匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要的暗物(wù)质大约是普(pǔ)通(tōng)物质的5倍。这(zhè)个数字与解(jiě)释星(xīng)系当中恒(héng)星(xīng)运动所需(xū)要的暗(àn)物质比(bǐ)例(lì)是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个(gè)简单的理(lǐ)论(lùn)框架，就很好地(dì)解释(shì)了很(hěn)多不同的观测结(jié)果(guǒ)。而暗物质的本质就(jiù)是宇(yǔ)宙当中存在着某(mǒu)种类型的(de)粒子(zi)，它们(men)不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互作用(yòng)。所以如果能(néng)够(gòu)找到这种粒子的存(cún)在，就相当于找到了暗(àn)物质存在的实际(jì)证据。这种粒子(zi)到底是什么(me)？科学家们已经提(tí)出了数(shù)十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这些不(bù)同的(de)目标粒(lì)子所(suǒ)需要(yào)的实验方式也不相同。在过去的几十年当中(zhōng)，人类为了(le)寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会与常(cháng)规物质相(xiāng)互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次(cì)的实验，却(què)没有任何实质(zhì)性的(de)发现，除了一个地方，意大利的(de)格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山(shān)下1400米处的地下(xià)矿(kuàng)井当中，藏着地球上(shàng)最(zuì)大的地学实(shí)验(yàn)室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一(yī)直(zhí)致力于寻找暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学家声称(chēng)观测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年(nián)的数据收(shōu)集(jí)，人(rén)们发现了一个(gè)有趣的事情(qíng)。探测率会在每年(nián)的(de)6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且(qiě)在20年当(dāng)中每年都(dōu)是一样。一(yī)些科(kē)学家认(rèn)为这可能是(shì)人类发现暗物质的第一(yī)个直接证据。

但(dàn)是为什么暗物质(zhì)会产生周期性的年度信号呢？刚才我们(men)讲了太(tài)阳系(xì)正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河系进(jìn)行(xíng)移动(dòng)，那么如果暗物质存在(zài)宇宙当(dāng)中，这意味着我们也在(zài)以这(zhè)样的速(sù)度在穿越着暗物(wù)质流，这个过程中会(huì)产生相应(yīng)的振荡，同时地(dì)球又以30公里/秒的速度(dù)围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的(de)时(shí)间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河(hé)系的方(fāng)向是一致的，而另外(wài)半(bàn)年则与之相反。

而在6月份的(de)时候，地球(qiú)与太(tài)阳的方向(xiàng)正好达到完全一(yī)致，这是理(lǐ)论上(shàng)地球穿越暗物质流最快的时(shí)段。而(ér)在11月份(fèn)，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管在实际(jì)的(de)情况中，太阳系相对银河(hé)系的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是(shì)这并不(bù)影响这个理论(lùn)的有效性(xìng)。

因此科(kē)学(xué)家认为(wèi)这可以用来解释(shì)，研究人员们所观测(cè)到的周期性信号。当然也可能有其他的情况，造成(chéng)这种年度周期信号的差异也(yě)可(kě)能是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分(fēn)、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大利游客的(de)数量(liàng)也符(fú)合这个周期的(de)规律(lǜ)。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立了一个几乎(hū)相同(tóng)的(de)实(shí)验室，这里的(de)季(jì)节与之(zhī)前的实(shí)验室正(zhèng)好相(xiāng)反，而(ér)在这里，地(dì)球穿过暗物质流的运动(dòng)特征和第一(yī)个实验室是(shì)一样的。

因此，如(rú)果在这里(lǐ)可(kě)以得(dé)到相同的信号(hào)，就可以成为(wèi)暗(àn)物(wù)质所存在的非常有力的证(zhèng)据了。但是(shì)由于这个实(shí)验室刚刚建成(chéng)不久，所(suǒ)以截至目(mù)前还无法提供相应的数据(jù)支持。另(lìng)外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜，这台(tái)太空望(wàng)远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器提供的视野是哈勃红(hóng)外(wài)仪器(qì)的100倍。南希格(gé)雷(léi)斯罗曼太空望(wàng)远镜其中(zhōng)一个关(guān)键(jiàn)的用途就是探索(suǒ)暗(àn)物质背后的奥秘，对于探测的(de)结果，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实验室粒子天(tiān)体(tǐ)物理中(zhōng)心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物(wù)质存(cún)在，它们极有可能拥有另一(yī)种神秘的效应，这(zhè)种暗物(wù)质效应(yīng)，会支(zhī)持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的一个重要因(yīn)素。

如果这一理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着(zhe)人类并(bìng)不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)某个角落的行星上，暗(àn)物质正(zhèng)在(zài)通过这样的效应创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这些推论的大前提是要(yào)先找到暗物(wù)质存在的实际证据。那么小伙(huǒ)伴们(men)，你们(men)觉得(dé)暗物质到(dào)底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是(shì)我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 亚磷酸是几元酸怎么判断，硼酸是几元酸怎么判断