宇宙(zhòu)是“人为制造”的(de)？为何会存在科学无法(fǎ)解(jiě)释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类(lèi)为了寻找暗(àn)物质存在的证据(jù)，科学家们(men)在过(guò)去的几(jǐ)十年当中进(jìn)行了超过50次的(de)长期实验(yàn)，但是却没(méi)有发现任何的有效证据。除(chú)了一个地(dì)方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学原理一书(shū)中，埃萨克(kè)牛顿发表了(le)万有(yǒu)引力定律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往后的几百年来，当天文学家(jiā)们发现某(mǒu)些天体运行轨道出(chū)现(xiàn)异(yì)常，不(bù)符(fú)合万有引力(lì)定律的时候，他们就会知道，周围一定有未知(zhī)的天(tiān)体通过引力在摄动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天(tiān)王星运行(xíng)轨(guǐ)道(dào)的(de)异(yì)常，推算并(bìng)且(qiě)发现了(le)海王(wáng)星的存在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现都是(shì)应用万有(yǒu)引(yǐn)力定(dìng)律所取得重(zhòng)大天文成(chéng)就的例子。但是(shì)这些发(fā)现都(dōu)是在恒星系统的尺度当中，可当我(wǒ)们上升到星系(xì)或者是星团(tuán)的尺(chǐ)度，事情(qíng)就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学家弗里茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后发星系(xì)团的质量。这是一个由数千个星系所组(zǔ)成的(de)巨大星系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起。测(cè)量星系团的(de)质量一般会使用到两种方法，当(dāng)两种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)结果一致(zhì)，就(jiù)可(kě)以确定其质量的范围。

第一种是(shì)获得其"光(guāng)度学的质量"，需要的数据是测量各个(gè)星系的(de)光(guāng)度。

第二种是动力学质量(liàng)的计算，是利用光谱红(hóng)移测量星系团中的各个星系相对(duì)于星系团的运动速度。当(dāng)测量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力(lì)学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后发座星(xīng)系(xì)团(tuán)有(yǒu)99%的质量消失了，或者说(shuō)这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式所存在，我(wǒ)们无(wú)法看(k军人男朋友突然删除微信，军人男友删除微信拉黑我àn)到。最(zuì)诡异的(de)是，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基发(fā)现星系团中很多星(xīng)系(xì)的速度(dù)比(bǐ)理论上(shàng)要快(kuài)得多(duō)，按照(zhào)牛(niú)顿(dùn)的(de)运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质(zhì)量(liàng)所产生的引力是无法(fǎ)将它们(men)束缚在星系团(tuán)内的，它们早就应该(gāi)被抛出星系团之外(wài)了(le)，除(chú)非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的力量在(zài)起作用，这种力(lì)量来源于某种(zhǒng)隐(yǐn)形的物质。

据此，兹(zī)维基(jī)提出(chū)了这样(yàng)部分不可见的(de)暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却(què)占据着(zhe)宇宙中绝大部分的(de)质量(liàng)。只(zhǐ)是当时的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质(zhì)”这(zhè)个词才再一(yī)次出(chū)现(xiàn)。天文学家(jiā)维拉(lā)鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙女(nǚ)座星系中的恒星(xīng)运动(dòng)。理(lǐ)论上来说，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其(qí)轨道上的运行(xíng)速度就会越慢。但是他们观(guān)测的结(jié)果(guǒ)却让(ràng)人(rén)感到不可思议。

随着与中心(xīn)距(jù)离的(de)增加，恒星的旋转速度(dù)几乎保持不变。可是(shì)根据牛(niú)顿的万(wàn)有引力定律，在星系当中如(rú)果(guǒ)没有足够大的质量来吸引(yǐn)它们，这些外围的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中(zhōng)了。基于这种现象(xiàng)，科学家们会使用一种相(xiāng)对标准(zhǔn)的方法来解释暗(àn)物质的(de)存(cún)在，这种方法就是测量星系当中气体(tǐ)在(zài)X轴上距离星系中心的距离(lí)，以及在(zài)Y轴上气体(tǐ)的(de)旋(xuán)转速度(dù)。如果出现异常的结果(guǒ)，就认为是由暗物质(zhì)的力量进入(rù)其中。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜测(cè)量(liàng)了距离星系中心更远距(jù)离的氢元(yuán)素，发现(xiàn)它们的旋转速度并不符合牛顿的力(lì)学定律。我们(men)的太(tài)阳(yáng)系也(yě)不(bù)例外，太阳系(xì)位于银(yín)河(hé)系的第三悬臂之(zhī)上(shàng)，距离银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运行(xíng)速度应该是(shì)160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒的速度围绕银(yín)河系旋(xuán)转，这个实际速度远远大(dà)于理论速度，那(nà)么(me)产(chǎn)生以上这种(zhǒng)向心加速(sù)度的原因很可(kě)能(néng)就是存在着(zhe)一种我们看(kàn)不到的物(wù)质，是这些暗物(wù)质的引力(lì)效应(yīng)将星(xīng)系聚(jù)集在了一起。

也(yě)是从这时(shí)开(kāi)始，越来越多的(de)研究人(rén)员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学(xué)家根据星系外恒(héng)星轨道的速度(dù)，估算在星系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系(xì)质量的85%。但是，暗(àn)物(wù)质并(bìng)不是唯一(yī)可以解释这个现象的原因。在一(yī)项新的研究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效(xiào)应的遥远恒星之间(jiān)，也会(huì)出现速度上的微小差异。另(lìng)外，天文学家还发现了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年(nián)，大小(xiǎo)和银(yín)河系(xì)不(bù)多(duō)，但(dàn)是星系当中(zhōng)存在的恒星数量却只有银河系的千分(fēn)之一(yī)。

所以在理论上，该星系必须(xū)存在暗物(wù)质，否则(zé)就会分崩离析。但是科学家们使用最先(xiān)进的望远镜对其进(jìn)行了40个小(xiǎo)时的(de)详(xiáng)细(xì)测量之后，发现星系(xì)中(zhōng)的恒星运动(dòng)是可以用正常的物质和(hé)力学(xué)定律来解释(shì)的。那(nà)么又有人提出，也许该星系的暗物质，已经被附(fù)近(jìn)的另一(yī)个大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附近(jìn)没有任何星系存(cún)在。造成这些现象(xiàng)的(de)除了(le)暗(àn)物(wù)质的假说(shuō)之外，另一(yī)种可能就是(shì)人类对引(yǐn)力的理解还不够全面，引力很可能在不(bù)同尺度空间中(zhōng)的(de)工(gōng)作方式是不同的，这意味(wèi)着在行星系(xì)尺度中的天体会(huì)沿着它们的轨道，按照我们(men)所理解的方式运动。但是上升(shēng)到星(xīng)系和星团(tuán)的尺度(dù)，引力之(zhī)间的相互(hù)作用则是不同的方式。对于(yú)在星(xīng)系(xì)团之(zhī)间(jiān)的(de)相互作用，科学家还引入了外(wài)部(bù)场效(xiào)应的概(gài)念，指的是在数百万(wàn)光年的(de)规模上，巨大(dà)的质量之间(jiān)会产生对彼(bǐ)此(cǐ)特殊(shū)的效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着(zhe)我们需要对(duì)现在的物理定(dìng)律进行(xíng)修正，这些发现也让很多人(rén)认(rèn)为暗(àn)物质假说(shuō)理论就此终结(jié)。但是在宇宙当(dāng)中还(hái)有关(guān)于暗物(wù)质(zhì)存在的其他(tā)的理论证据，这些理论证据(jù)是蒙德理论所没法(fǎ)解(jiě)释的“引力透镜”。

军人男朋友突然删除微信，军人男友删除微信拉黑我 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37亿光年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星(xīng)系团(tuán)所(suǒ)组成(chéng)，类似(shì)这样的星团，它们大(dà)部分的(de)普(pǔ)通质(zhì)量都在星(xīng)系(xì)的气体当(dāng)中(zhōng)。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候(hòu)，星际气体的相互作(zuò)用就(jiù)会导致(zhì)温(wēn)度的急剧(jù)升高，速度大幅(fú)降低(dī)。所以在(zài)理论(lùn)上(shàng)，在碰撞之后(hòu)，子弹(dàn)星系团大部分(fēn)的质(zhì)量将(jiāng)位于所有这些气体所(suǒ)在的中间区域。那么我们通(tōng)过什么(me)来验证(zhèng)它的质量(liàng)区域(yù)到底(dǐ)是(shì)不是集中在中间呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜(jìng)传回了宇宙当中(zhōng)第(dì)一张全彩的高清照片，在照片中我们可以(yǐ)明显(xiǎn)地(dì)看(kàn)到很(hěn)多星系似乎被拉伸产(chǎn)生了巨大的(de)形变。其实这些星(xīng)系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样(yàng)极遥远的天体和(hé)我们地(dì)球上的(de)观测者之间。被(bèi)一个(gè)质量超级巨大的天(tiān)体(tǐ)遮(zhē)挡(dǎng)，这个(gè)超大质量的(de)东西(xī)的引(yǐn)力，会(huì)使身后(hòu)更遥远星系的光都(dōu)发生了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨大的(de)天体可能是超大质量的黑(hēi)洞或(huò)者是(shì)暗物质(zhì)。

所以(yǐ)当人们对(duì)子弹星系团观测的时候，发(fā)现(xiàn)它的大质量区域(yù)并不(bù)是在中间，而(ér)是(shì)在两(liǎng)侧。所以最好(hǎo)的解释方法(fǎ)就是当星团发生全部(bù)的(de)碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质则直(zhí)接通过了这个区域，并(bìng)在两边形成了引力透(tòu)镜。对子弹星(xīng)系团的(de)引力透(tòu)镜研(yán)究也被认为是暗(àn)物质存在的迄今为止最好的理论证据。

除此之(zhī)外(wài)，还(hái)有来自(zì)宇宙当(dāng)中最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始(shǐ)，38万年之(zhī)后(hòu)，可见(jiàn)光(guāng)终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙空间背(bèi)景上留下了各相同性的(de)微波辐射。其(qí)中红色的部分表(biǎo)示温度较高的(de)区域，蓝色则表示(shì)相对较冷(lěng)的区域，但实(shí)际上它(tā)们(men)之间的温差只有万(wàn)分之(zhī)一。

科(kē)学家们通过对前景背景分离(lí)后的二值图(tú)像进行连通域提取(qǔ)和标记之后发(fā)现，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物(wù)质，图形看起(qǐ)来不应该(gāi)是(shì)这样(yàng)的，而(ér)随着暗物质的增加(jiā)，一些峰值的(de)幅(fú)度会减小，才(cái)变(biàn)得看起(qǐ)来“和(hé)谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景辐(fú)射(shè)的(de)测量值(zhí)，我们需要的暗(àn)物质(zhì)大约是(shì)普通物(wù)质的(de)5倍。这(zhè)个数字与(yǔ)解释星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质(zhì)比例是一致的。这就意(yì)味(wèi)着。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就很(hěn)好地(dì)解释了很多不同的观测(cè)结果。而暗物质的本(běn)质就是(shì)宇宙当(dāng)中(zhōng)存在着某(mǒu)种(zhǒng)类型(xíng)的粒子，它们不(bù)参与任(rèn)何其他的电磁作用，只通过引(yǐn)力来相互作(zuò)用(yòng)。所以(yǐ)如果(guǒ)能够找到这(zhè)种粒子的(de)存(cún)在，就相当于(yú)找到了暗物质存在的实(shí)际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底是(shì)什(shén)么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不(bù)同的目标(biāo)粒子所需要(yào)的实验方式也不相同。在过去的几十年当中，人(rén)类为了寻(xún)找(zhǎo)这些(xiē)看不(bù)见(jiàn)、摸不到，几乎不会(huì)与常(cháng)规物(wù)质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进行了超(chāo)过(guò)50次的实(shí)验，却没(méi)有(yǒu)任何(hé)实质性的发现，除了一个地方，意大利(lì)的格兰萨索(suǒ)山，隶(lì)属于阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大(dà)的(de)地学(xué)实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼(lóu)高(gāo)的探测器，一直(zhí)致力于寻找暗物质(zhì)粒(lì)子(zi)的周(zhōu)期性震荡(dàng)。

自1997年(nián)以来，这里的科学家(jiā)声称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多年的(de)数据收集，人们发现了一个有(yǒu)趣(qù)的事情。探测率会(huì)在每年的6月(yuè)份达到峰值，然(rán)后在11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在20年当中每(měi)年都是(shì)一样。一些科学家认(rèn)为这(zhè)可能是人类发现暗(àn)物质的第(dì)一个直接(jiē)证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会(huì)产(chǎn)生周期性(xìng)的年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中，这意味着我们也在(zài)以这样的速度在穿越着暗物(wù)质流，这个(gè)过程中军人男朋友突然删除微信，军人男友删除微信拉黑我会产生相应(yīng)的振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度(dù)围绕(rào)太阳进(jìn)行旋转(zhuǎn)。所以有(yǒu)半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳环绕(rào)银河(hé)系的方向是(shì)一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的时候(hòu)，地(dì)球与(yǔ)太阳(yáng)的(de)方向(xiàng)正好达到完全一致，这是理论上地球(qiú)穿越暗物质(zhì)流(liú)最(zuì)快的时段。而在11月(yuè)份(fèn)，又恰好达(dá)到了最慢值。尽(jǐn)管(guǎn)在实际的(de)情况中，太阳系相对银河系的(de)平(píng)面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并不影(yǐng)响这个(gè)理论的有效性。

因此科学家(jiā)认(rèn)为这可以用来解释，研究(jiū)人员(yuán)们所观(guān)测到的周期性信(xìn)号(hào)。当(dāng)然也可能有其他(tā)的情况，造(zào)成这种年度(dù)周(zhōu)期信号的差异也可能(néng)是温(wēn)度、湿(shī)度、土(tǔ)壤中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意(yì)大利游客的数(shù)量(liàng)也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学家(jiā)们又(yòu)在南半球建立了(le)一(yī)个几乎相同的(de)实验室，这(zhè)里的季节与之前(qián)的(de)实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗物(wù)质流(liú)的运动(dòng)特征和第一(yī)个实验室是一样的。

因此，如果(guǒ)在(zài)这里(lǐ)可以(yǐ)得到相(xiāng)同的信号，就(jiù)可以(yǐ)成为暗(àn)物质所存在的(de)非常有力的证据了。但是(shì)由(yóu)于(yú)这个实(shí)验(yàn)室刚刚(gāng)建成(chéng)不久，所(suǒ)以截至目前还无法提供(gōng)相应的(de)数据(jù)支(zhī)持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这台太(tài)空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同，但它的宽视场仪器提供(gōng)的(de)视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其(qí)中(zhōng)一个关键的(de)用途就是探索暗物质背后(hòu)的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒(lì)子天体物理中心的科学家(jiā)丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现，如(rú)果暗物质存(cún)在(zài)，它们极有可(kě)能拥有另一种神秘的效(xiào)应，这种暗物(wù)质(zhì)效应(yīng)，会支持宇宙当中(zhōng)生(shēng)命的诞生，或者说是生命进(jìn)化的一个重(zhòng)要因素。

如(rú)果(guǒ)这(zhè)一理论得到进一步(bù)的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不(bù)会(huì)意味着人类(lèi)并不孤单呢？或(huò)许(xǔ)在宇宙当中(zhōng)某个角(jiǎo)落(luò)的行星上，暗物质正在通过这(zhè)样的效应创(chuàng)造生命。当(dāng)然，这些推论的大前提是要先找到暗物(wù)质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质(zhì)到(dào)底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更(gèng)新的动力！

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