宇宙是(shì)“人为(wèi)制造”的？为何会(huì)存在科学无法解释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗物质(zhì)又(yòu)究竟是什么？人类(lèi)为了寻找暗物质(zhì)存在(zài)的(de)证据，科学家们在过去的(de)几(jǐ)十(shí)年当中(zhōng)进行了超(chāo)过50次的长期实验(yàn)，但是却没有(yǒu)发现任何的有(yǒu)效证据。除了一(yī)个地(dì)方，在1687年出版(bǎn)的自然(rán)哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛(niú)顿发(fā)表了万有(yǒu)引(yǐn)力定律，它揭示了(le)宇宙(zhòu)中天体(tǐ)运(yùn)动的规(guī)律。往后的(de)几百年来，当(dāng)天文学(xué)家们(men)发(fā)现某些天(tiān)体运行轨道(dào)出现异常，不符合万有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)的时候，他们就会知道(dào)，周围一定有(yǒu)未知的(de)天(tiān)体(tǐ)通(tōng)过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通过天王星运行轨道的(de)异常，推(tuī)算并且发现了海王星(xīng)的(de)存(cún)在。另外(wài)，哈雷(léi)彗星、冥王星的发现都是应用万有引力定律所取得(dé)重大(dà)天文成就的例子。但是这(zhè)些发现都是(shì)在恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上升(shēng)到星系(xì)或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事(shì)情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测量(liàng)后发星系团的质(zhì)量。这是一个由数(shù)千个星系所(suǒ)组成的巨大星系团，这些星系(xì)被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会(huì)使用到(dào)两种(zhǒng)方(fāng)法，当两种方法结(jié)果一致(zhì)，就(jiù)可以确定其(qí)质量的(de)范围(wéi)。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质(zhì)量"，需要的数据是(shì)测量(liàng)各个星系的光度。

第二种(zhǒng)是(shì)动力(lì)学质量的计算(suàn)，是利用光谱红移(yí)测量星系团中的各个(gè)星系相对于星系团的运动速度(dù)。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力(lì)学质(zhì)量”竟(jìng)然是“光(guāng)度学质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味着，后(hòu)发座星(xīng)系团(tuán)有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并(bìng)不以(yǐ)可见光(guāng)的(de)形式所存在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的是，在测(cè)量速(sù)度(dù)的(de)过程中，兹威基发现星(xīng)系团中(zhōng)很多星系的(de)速度比(bǐ)理论(lùn)上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠(kào)这(zhè)些可(kě)见星系的质量所产生的(de)引力(lì)是无法将它们束缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该被(bèi)抛出(chū)星系团之(zhī)外了，除非(fēi)有一种神秘的力量(liàng)在(zài)起作用，这种力量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐形的物质(zhì)。

据此，兹维基(jī)提出(chū)了这样部(bù)分不(bù)可见的暗质，它(tā)不发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部(bù)分的质量。只是当时的人们(men)对这(zhè)样的一种(zhǒng)说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次出现(xiàn)。天文学家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和(hé)肯特福特在观(guān)测(cè)仙女座(zuò)星系中的(de)恒星运动(dòng)。理论上来说，距离中(zhōng)心越远的(de)恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会越慢。但是他们(men)观测的结果(guǒ)却让人(rén)感到不可思议。

随着(zhe)与中心距(jù)离的增(zēng)加，恒星的旋转速度几乎保持不(bù)变(biàn)。可(kě)是根据(jù)牛顿的万有引力定律，在(zài)星系当中如果没有(yǒu)足(zú)够大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这种(zhǒng)现象(xiàng)，科学家(jiā)们会使(shǐ)用一种相对标准的方法来解释暗(àn)物质的(de)存(cún)在，这种方法(fǎ)就是测(cè)量星系当中气体在X轴上(shàng)距(jù)离星(xīng)系中心的(de)距离(lí)，以及(jí)在Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如果出(chū)现异常的结果，就(jiù)认(rèn)为是由暗物质的力量(liàng)进入其中(zhōng)。

于是科学家们通过射电望远镜测量了距(jù)离星系中(zhōng)心更(gèng)远距(jù)离的氢元(yuán)素(sù)，发(fā)现它们的旋转速度并不(bù)符合(hé)牛(niú)顿的力学定律。我们的太阳系(xì)也不例外，太阳系(xì)位于银河系的第三(sān)悬臂之上，距离银河(hé)系(xì)中心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万有引力定律进行计(jì)算，太阳系的运行速度(dù)应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太(tài)阳系(xì)正(zhèng)在以(yǐ)220千米/秒(miǎo)的速度围绕银河系(xì)旋转，这(zhè)个实(shí)际(jì)速度远远(yuǎn)大于理论(lùn)速度，那么产(chǎn)生以上这种(zhǒng)向心加速(sù)度的原因很可能(néng)就是(shì)存(cún)在着一种(zhǒng)我(wǒ)们看(kàn)不到的(de)物质，是这些暗物(wù)质的(de)引力效应将星系(xì)聚集在了一起。

也(yě)是(shì)从这(zhè)时(shí)开始，越来越(yuè)多(duō)的研究人员开始相信暗物质的存在。科学(xué)家根(gēn)据星(xīng)系(xì)外恒星轨(guǐ)道的速度，估(gū)算在(zài)星系当中暗(àn)物质的质量占整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物(wù)质(zhì)并(bìng)不(bù)是唯一可(kě)以解释这(zhè)个现象的原(yuán)因。在一项新的(de)研(yán)究当中，科学家(jiā)们(men)发现，几乎没有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也(yě)会出现速度上(shàng)的微小(xiǎo)差异(yì)。另外，天文学(xué)家还(hái)发(fā)现了一个(gè)反常(cháng)的(de)星系，叫(jiào)做Agc114905。这个星(xīng)系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系(xì)不(bù)多，但是星系(xì)当中存(cún)在的恒星数量(liàng)却只有银河系的千分(fēn)之一。

所以(yǐ)在理论上(shàng)，该(gāi)星系(xì)必须存在暗物质，否则就会(huì)分(fēn)崩(bēng)离(lí)析。但是科学(xué)家们(men)使用最先(xiān)进的(de)望远镜对其进行了(le)40个小时的详细(xì)测量(liàng)之后(hòu)，发现星系中(zhōng)的恒星运动(dòng)是可(kě)以用正(zhèng)常的物质和力学(xué)定律来(lái)解释(shì)的。那么又有人(rén)提出，也许该星(xīng)系的(de)暗物质，已经被(bèi)附近的(de)另(lìng)一个大(dà)星系(xì)剥离(lí)了(le)。奇(qí)怪的(de)是，它的(de)附近(jìn)没有(yǒu)任何(hé)星系存在。造成这些现象(xiàng)的除了(le)暗(àn)物质的假说之(zhī)外(wài)，另一种可能(néng)就是人类对引力的理解还(hái)不够全面，引力很可能(néng)在不同尺度(dù)空间中(zhōng)的工作方式是不同的，这意味(wèi)着在行星系尺(chǐ)度中的天体会沿着它们的轨道(dào)，按照(zhào)我们所理(lǐ)解的方式运(yùn)动。但是上升(shēng)到星系(xì)和(hé)星团(tuán)的尺(chǐ)度，引力之间的相互(hù)作(zuò)用则是不同的方式。对(duì)于在星系团之间的(de)相互(hù)作用(yòng)，科学家还引入了外部(bù)场(chǎng)效应的概念，指(zhǐ)的是在数百万(wàn)光年的规(guī)模上，巨(jù)大的质量之间(jiān)会产生对(duì)彼此特殊的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立，这(zhè)意味着(zhe)我们需要(yào)对(duì)现(xiàn)在(zài)的物(wù)理定律进行修(xiū)正，这些发(fā)现也让(ràng)很多人认为暗物质假说理论就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中(zhōng)还有(yǒu)关于(yú)暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的其(qí)他的理论证(zhèng)据，这(zhè)些(xiē)理论证据是蒙德理论(lùn)所(suǒ)没法解释的“引力透镜(jìng)”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的(de)子弹星系团，由(yóu)两个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所组(zǔ)成，类(lèi)似这(zhè)样的星团，它(tā)们大部分的(de)普(pǔ)通质量都在(zài)星系的气体当(dāng)中。当星(xīng)团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际(jì)气(qì)体的相(xiāng)互作用就会(huì)导(dǎo)致(zhì)温度的(de)急剧(jù)升高，速(sù)度大幅降(jiàng)低。所以在(zài)理论上，在(zài)碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团大部分(fēn)的(de)质量将位于所有这些(xiē)气体(tǐ)所(suǒ)在的中(zhōng)间区域。那么(me)我(wǒ)们(men)通过(guò)什么来(lái)验证它的质(zhì)量区域到底(dǐ)是不是(shì)集(jí)中在中间(jiān)呢？前(qián)不久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传(chuán)回(huí)了(le)宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照片中我们可以明显地看到很(hěn)多星系似(shì)乎被拉伸产(chǎn)生了巨大的形变(biàn)。其实这些星(xīng)系本(běn)身并不是(shì)真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出了什么(me)问题，而(ér)是这样极(jí)遥远的七七事变的简介50字，七七事变的简介思维导图天体和我们地球上(shàng)的观(guān)测者之间。被一个(gè)质量超(chāo)级巨大(dà)的天(tiān)体(tǐ)遮(zhē)挡，这个超(chāo)大质量的东(dōng)西的(de)引(yǐn)力，会使身后更(gèng)遥远星系的光都(dōu)发生(shēng)了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可(kě)能(néng)是超(chāo)大(dà)质量的黑(hēi)洞(dòng)或者是暗物(wù)质。

所以当人们对子弹星系团观测(cè)的时(shí)候，发现(xiàn)它(tā)的大质量区域并(bìng)不是在中间，而是在两侧。所以最好的(de)解(jiě)释方法(fǎ)就(jiù)是当星团发生全部的(de)碰撞时，可被观测到的质量气体被(bèi)卡(kǎ)在了中间，暗物质(zhì)则直接通过了(le)这个区域，并(bìng)在两边形成(chéng)了引力透镜。对子弹(dàn)星系团(tuán)的引力透镜研究也被认为(wèi)是(shì)暗物质存在的迄今为止最好的理(lǐ)论证据。

除此之外，还(hái)有来自宇(yǔ)宙(zhòu)当中最古老的光(guāng)。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后，可(kě)见光终于可以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年(nián)之后，这些光在宇宙(zhòu)空间背景上留下了各(gè)相同性的微波(bō)辐射。其中红(hóng)色的部(bù)分表示(shì)温度(dù)较高(gāo)的区域，蓝色(sè)则表示(shì)相对(duì)较冷(lěng)的区(qū)域，但实际(jì)上(shàng)它们之间的温差只(zhǐ)有万(wàn)分之一(yī)。

科学家们通过对前景背(bèi)景(jǐng)分(fēn)离后(hòu)的(de)二值图像(xiàng)进行连通域(yù)提取(qǔ)和(hé)标(biāo)记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图(tú)形看起来不应该是这样的(de)，而随着暗物质的(de)增加(jiā)，一些(xiē)峰值的幅度(dù)会减小，才变(biàn)得看(kàn)起来“和(hé)谐”。为了匹(pǐ)配宇(yǔ)宙(zhòu)微波背景辐(fú)射的测(cè)量值，我们需要的暗物质大约是(shì)普通物质的5倍。这个数字与解(jiě)释(shì)星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗(àn)物质比(bǐ)例是(shì)一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框(kuāng)架(jià)，就很好地解释了很(hěn)多不同(tóng)的观测结果。而暗(àn)物质的本质就是宇(yǔ)宙当中存在着某种类(lèi)型(xíng)的粒子，它们(men)不参与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互作用(yòng)。所以(yǐ)如果能(néng)够找到这种粒子(zi)的存在，就相(xiāng)当(dāng)于找(zhǎo)到了暗物(wù)质存在的实际证据。这(zhè)种(zhǒng)粒(lì)子到底是什么？科学家们已经提出了数十种的假(jiǎ)想目标(biāo)，而要寻找这些不同的目标粒(lì)子所(suǒ)需要的实验方式也不相同(tóng)。在过(guò)去的几十年当中，人(rén)类为了寻找这些(xiē)看(kàn)不(bù)见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科(kē)学(xué)家们(men)已(yǐ)经进行了超过(guò)50次的实验(yàn)，却没有任何实质性(xìng)的发现，除了一个(gè)地方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的(de)地下(xià)矿井当中(zhōng)，藏着(zhe)地球上最大的地学实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探测器，一(yī)直致(zhì)力于寻找(zhǎo)暗(àn)物(wù)质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以(yǐ)来，这里的科学家声称观测到了某种信(xìn)号。经过了20多(duō)年的数据收集，人(rén)们发(fā)现了一个有(yǒu)趣的事情。探测(cè)率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降到最低，而且(qiě)在20年当中每年(nián)都是一样。一(yī)些科学(xué)家(jiā)认(rèn)为这(zhè)可能(néng)是人类(lèi)发现(xiàn)暗(àn)物质的(de)第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗物(wù)质会产生周(zhōu)期性的(de)年(nián)度(dù)信号呢(ne)？刚才我们讲(jiǎng)了(le)太阳系(xì)正在以220公(gōng)里/秒的速(sù)度(dù)围绕着银(yín)河系(xì)进行移动(dòng)，那么(me)如果暗物质存在宇宙当(dāng)中，这意味着(zhe)我们也(yě)在以这样的速度在穿越着(zhe)暗物(wù)质流，这个过程中会产生相应(yīng)的振荡(dàng)，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕太阳进行(xíng)旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕(rào)太(tài)阳的方向与太(tài)阳环(huán)绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与之相反(fǎn)。

而(ér)在6月份的时候，地(dì)球与太阳(yáng)的(de)方向正好达到完全一致，这是理论上地球穿越暗(àn)物质流最快的时(shí)段(duàn)。而(ér)在11月份(fèn)，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银(yín)河系的(de)平面呈现(xiàn)了60度的倾(qīng)斜，但是这并(bìng)不影响这(zhè)个理论(lùn)的有效(xiào)性。

因此科(kē)学家认为这可以用来解释(shì)，研究(jiū)人(rén)员们所观测到的(de)周期性信(xìn)号。当然也可能有其(qí)他的情况，造(zào)成这种年度周期信号的(de)差异也可能是温度(dù)、湿(shī)度、土壤(rǎng)中的(de)水分、高山上的积雪，甚(shèn)至连意大(dà)利游(yóu)客的数(shù)量也(yě)符合这(zhè)个(gè)周期(qī)的规(guī)律。

所以，科学家(jiā)们又在(zài)南(nán)半(bàn)球建立了一个几乎相同的实(shí)验室，这里的(de)季节与之前的实(shí)验室正好相反，而(ér)在这里，地球穿(chuān)过暗(àn)物质(zhì)流的运动特(tè)征(zhēng)和第一个实验(yàn)室是(shì)一样的。

因此(cǐ)，如果在这里可以得(dé)到相(xiāng)同的信号，就可以成(chéng)为暗物(wù)质所存在的非常(cháng)有力的证据了。但是由(yóu)于(yú)这个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以截至目前还无(wú)法提(tí)供相应的数(shù)据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜，这(zhè)台(tái)太(tài)空望远镜叫做(zuò)“南希(xī)格雷(léi)斯罗曼”，它(tā)的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相(xiāng)同，但它的宽(kuān)视(shì)场仪器提(tí)供的(de)视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太(tài)空(kōng)望(wàng)远镜其中(zhōng)一个(gè)关(guān)键的用途就七七事变的简介50字，七七事变的简介思维导图是探索(suǒ)暗物(wù)质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于探测的结(jié)果，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验(yàn)室粒子天(tiān)体物(wù)理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗(àn)物(wù)质存在，它们极有可能(néng)拥有另(lìng)一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇(yǔ)宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的一个(gè)重(zhòng)要(yào)因素。

如果这一理论得到进一步的(de)证实，那(nà)么遍布宇宙(zhòu)当(dāng)中的暗物质会不会(huì)意(yì)味着人类(lèi)并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角(jiǎo)落的行星上，暗物质正在通过(guò)这(zhè)样的(de)效应创造(zào)生(shēng)命。当然(rán)，这些推(tuī)论的大(dà)前提是要先找到暗(àn)物质存在的实(shí)际证据(jù)。那么小伙伴们(men)，你们觉得暗物质(zhì)到底存不存在(zài)呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支(zhī)持是我更(gèng)新的动力！

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