宇宙是(shì)“人为(wèi)制造”的？为何(hé)会存(cún)在科学无(wú)法(fǎ)解释(shì)的(de)“暗物质”？暗(àn)物质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找暗物质存在的证据，科学家们(men)在(zài)过(guò)去的几十年当(dāng)中进行了(le)超过50次的长期实验，但是却(què)没有发现任何的有效证据。除了一个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学原理一书中，埃(āi)萨克牛(niú)顿发表了(le)万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年(nián)来，当天文学家们(men)发现某些天(tiān)体运行轨道(dào)出现异(yì)常，不符合(hé)万有引(yǐn)力定律的时候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未知的天体通过(guò)引力在摄动它(tā)的轨道(dào)。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥(ào)本(běn)勒维耶就通过天王(wáng)星(xīng)运行(xíng)轨道的异常，推算并且发(fā)现了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥(míng)王(wáng)星(xīng)的(de)发现都是应用(yòng)万(wàn)有引力定(dìng)律(lǜ)所(suǒ)取得重大天文成就的(de)例子。但是(shì)这些发现都是在恒星系统的(de)尺度当(dāng)中(zhōng)，可当我们上升到星系(xì)或者是星团的(de)尺度，事情就(jiù)开始变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测(cè)量(liàng)后发星系团的质量(liàng)。这是一(yī)个(gè)由(yóu)数千个星(xīng)系所组成(chéng)的巨(jù)大星系团，这些星系(xì)被引(yǐn)力束缚在一起。测(cè)量星系团的质量一般会使用(yòng)到两种方法，当(dāng)两种方法结果一致，就可(kě)以确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得其"光(guāng)度学的质量"，需要的数据(jù)是(shì)测量(liàng)各个(gè)星系的光度。

第二种是动力学(xué)质(zhì)量的(de)计算(suàn)，是(shì)利用(yòng)光谱红移测量(liàng)星(xīng)系(xì)团中(zhōng)的各个星系相对于(yú)星系团的运动(dòng)速度(dù)。当测量结果(guǒ)出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟然(rán)是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味着，后发座星(xīng)系(xì)团有99%的质量消失了，或者说这99%的质(zhì)量(liàng)并不以(yǐ)可(kě)见光(guāng)的形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在(zài)测量速度(dù)的过程中(zhōng)，兹威(wēi)基(jī)发现(xiàn)星(xīng)系(xì)团中很多星系(xì)的速度比理(lǐ)论上要(yào)快得多，按照牛顿(dùn)的(de)运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星(xīng)系的(de)质量所产生的引力是无法将它们束缚在星系团内的，它们早(zǎo)就(jiù)应该被抛出星系团(tuán)之外了，除非有一(yī)种神秘的(de)力量在起(qǐ)作用，这种力量来源于(yú)某种隐形(xíng)的物质(zhì)。

据此，兹维基提(tí)出了这(zhè)样部分不可(kě)见的暗质(zhì)，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是当(dāng)时的人们对这样(yàng)的(de)一种说(shuō)法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个词才再(zài)一次出现。天文(wén)学家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特在观测(cè)仙女座星(xīng)系中(zhōng)的恒星运(yùn)动。理论上来说，距离(lí)中(zhōng)心越远的恒星在其(qí)轨道上的运(yùn)行(xíng)速度就会越慢。但是他们(men)观(guān)测的结(jié)果(guǒ)却让人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随(suí)着与中心(xīn)距离的增加，恒(héng)星的旋转速度(dù)几(jǐ)乎保(bǎo)持不(bù)变(biàn)。可是根(gēn)据牛顿的万有引力(lì)定律(lǜ)，在(zài)星系当中如果没有足(zú)够大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒(héng)星(xīng)早就被甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当中了(le)。基于这种现(xiàn)象，科(kē)学家们会使用一种(zhǒng)相对标(biāo)准的方法来解释暗物质的(de)存在，这(zhè)种方(fāng)法就(jiù)是测量星系当中气体在X轴上距离(lí)星系(xì)中心(xīn)的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的(de)旋(xuán)转速度。如果出现异常的结果，就认为是由暗物质的力(lì)量进入其中(zhōng)。

于是科(kē)学家(jiā)们(men)通过射电望远镜测量了距离星系中心(xīn)更远距离的氢元素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学(xué)定律。我们的太(tài)阳系(xì)也(yě)不例外，太阳系位(wèi)于(yú)银河系的第三悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年(nián)，根(gēn)据万有(yǒu)引力定(dìng)律进(jìn)行计算，太阳(yáng)系的运行速度(dù)应该是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳系正在以220千米/秒的(de)速度围绕银河系(xì)旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大(dà)于理论(lùn)速度，那么产生以上这种向心加(jiā)速(sù)度的(de)原因很可(kě)能就(jiù)是存(cún)在着一种我们看不到的物质，是这些暗物质(zhì)的引力效应将星系聚集在了一起。

也是从这(zhè)时开始，越来(lái)越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外(wài)恒星轨道的(de)速(sù)度(dù)，估算在星系当中暗物质的质量占整个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以(yǐ)解释这个现象(xiàng)的(de)原(yuán)因。在一项新的(de)研究当中，科学家们(men)发现，几乎(hū)没有(yǒu)引力效(xiào)应的遥远恒(héng)星之间，也会出现速(sù)度上的微小(xiǎo)差异。另(lìng)外，天文(wén)学(xué)家(jiā)还发现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系(xì)不多，但是星系当(dāng)中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系(xì)的(de)千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在理论(lùn)上，该星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离(lí)析(xī)。但是(shì)科学家们使(shǐ)用最先进(jìn)的望远镜对其进(jìn)行了40个小时的详细测量(liàng)之(zhī)后，发现星(xīng)系中(zhōng)的恒星运动(dòng)是可以用正常的(de)物质和力学定律(lǜ)来解释的。那么(me)又(yòu)有人提出(chū)，也许该星系的暗物质，已(yǐ)经被附近的另一(yī)个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近(jìn)没有任(rèn)何星系存在。造成(chéng)这些现象的除(chú)了暗(àn)物质(zhì)的假说之(zhī)外，另一种(zhǒng)可(kě)能就是(shì)人(rén)类对(duì)引力的理解还不够全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间中的工作方(fāng)式是不同的，这意味着在行星系尺度中的天体会(huì)沿着它们的轨道，按照我(wǒ)们(men)所理(lǐ)解的方式运(yùn)动。但是上升到星系和星(xīng)团的尺度(dù)，引力之间的相互(hù)作用则(zé)是不同的方(fāng)式(shì)。对(duì)于在星系(xì)团之(zhī)间的(de)相互作用，科学家还引入了(le)外部场效应(yīng)的概(gài)念，指的是在数百(bǎi)万(wàn)光年的(de)规(guī)模上，巨大的质量(liàng)之(zhī)间会产生对彼此特(tè)殊的(de)效果，这个(gè)理论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论成立，这意味着我们(men)需要对现在的物理定(dìng)律(lǜ)进行修正(zhèng)，这些发现也让很(hěn)多人认(rèn)为暗物质假说理论(lùn)就此终结(jié)。但是(shì)在宇宙当中还(hái)有关于暗物质存在的其(qí)他的(de)理论(lùn)证据(jù)，这些理论证据(jù)是蒙德(dé)理论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年(nián)的子弹(dàn)星(xīng)系团，由两个碰(pèng)撞的星(xīng)系团所(suǒ)组成，类(lèi)似这样的(de)星团，它们大部分的普(pǔ)通质量都在星系的气体当中。当星(xīng)团以(yǐ)1000万公(gōng)里/小时发生碰撞的时候(hòu)，星(xīng)际气体的相互作用就会导致温(wēn)度(dù)的急剧升高(gāo)，速度大幅降低。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团(tuán)大部分(fēn)的质量将(jiāng)位于所有(yǒu)这些气(qì)体所(suǒ)在的中(zhōng)间(jiān)区域。那么我们通过什么来(lái)验证它的质量区域到底是不是集中在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙(zhòu)当中第一张全彩的高清照片，在照片(piàn)中我们可以明显地(dì)看(kàn)到很多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨(jù)大的形变。其实这(zhè)些星系本(běn)身并(bìng)不是真的被(bèi)扭(niǔ)曲(qū)了，也不是(shì)韦伯望远镜(jìng)出了(le)什么问题，而是这样极遥远的天体和我们地(dì)球上的观测者之间。被一个质量超级(jí)巨大的天体遮(zhē)挡(dǎng)，这个(gè)超mbb是什么公司，mbb是什么意思缩写大质量的东西(xī)的引力，会使(shǐ)身(shēn)后更(gèng)遥远星系(xì)的光(guāng)都发生了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效应。这(zhè)个巨大的天体(tǐ)可能是超大质量的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所(suǒ)以当(dāng)人们对(duì)子弹星系团观测的时候，发现(xiàn)它的大(dà)质量(liàng)区域并(bìng)不是在中间，而是在两侧。所以最好的解(jiě)释方法就是当星团发生全(quán)部的(de)碰撞时，可被观测到(dào)的(de)质量气体被(bèi)卡在(zài)了中(zhōng)间(jiān)，暗物质则直接(jiē)通(tōng)过(guò)了(le)这(zhè)个区域(yù)，并在两边形成了引(yǐn)力透镜(jìng)。对子弹(dàn)星系团的引力透镜研究也被认为是暗物质(zhì)存在的(de)迄今为止最好的(de)理论证据(jù)。

除此之外，还有来(lái)自宇宙当中最古(gǔ)老的(de)光。从宇宙大(dà)爆炸(zhà)开(kāi)始，38万年之后，可见光终于可以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当中了(le)。经过了(le)130多亿年之(zhī)后，这(zhè)些光(guāng)在宇宙空(kōng)间背(bèi)景上留下了各相同性(xìng)的微(wēi)波辐射(shè)。其中红色(sè)的部分表示温度较高的(de)区域(yù)，蓝色则表示相对(duì)较冷的区域(yù)，但实际(jì)上(shàng)它们之(zhī)间(jiān)的温差只有万分(fēn)之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背景(jǐng)分离后(hòu)的二值(zhí)图像进行连(lián)通(tōng)域(yù)提取和(hé)标记之后发现，如果(guǒ)宇宙当中(zhōng)没(méi)有暗物质，图形看起来不应(yīng)该是(shì)这样的，而随着暗物质的增(zēng)加，一些峰(fēng)值的(de)幅度会减(jiǎn)小，才(cái)变得看起来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙(zhòu)微波背景辐射的测量(liàng)值，我们需要(yào)的暗物(wù)质大约(yuē)是(shì)普通(tōng)物质的5倍。这个(gè)数字与解释星(xīng)系当中恒星运动所需要的(de)暗物质比例是(shì)一(yī)致的。这(zhè)就意味(wèi)着。

用了一个简单的(de)理论(lùn)框(kuāng)架，就很好地(dì)解释了很(hěn)多(duō)不同的(de)观测结果。而暗物(wù)质的本(běn)质就是(shì)宇(yǔ)宙(zhòu)当中存(cún)在着某种(zhǒng)类型的(de)粒子(zi)，它们不参与(yǔ)任何其他(tā)的电磁(cí)作用，只(zhǐ)通过引力(lì)来相互(hù)作用。所以如果能(néng)够找到(dào)这种粒子的存在，就相当于找到了(le)暗物质存在的实际证据(jù)。这种(zhǒng)粒子(zi)到(dào)底(dǐ)是什么？科学家(jiā)们(men)已经提出了(le)数十种的假想目(mù)标(biāo)，而要寻(xún)找这些(xiē)不同的目标粒子(zi)所需要(yào)的(de)实验方式也不(bù)相(xiāng)同。在过去的(de)几十年当(dāng)中，人类(lèi)为了寻找(zhǎo)这些看不(bù)见、摸不到(dào)，几(jǐ)乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们(men)已(yǐ)经进行了超过50次(cì)的实验，却(què)没有(yǒu)任何实质性的发现(xiàn)，除了一个地方，意大利的(de)格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中(zhōng)，藏着地球上(shàng)最大(dà)的地学(xué)实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的(de)探测(cè)器，一直致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周期(qī)性(xìng)震荡(dàng)。

自1997年以来，这里(lǐ)的科(kē)学(xué)家声称观(guān)测到了某种(zhǒng)信号。经过(guò)了20多年的数据收(shōu)集(jí)，人们发(fā)现(xiàn)了一(yī)个有(yǒu)趣的(de)事情。探测率会在(zài)每年的6月(yuè)份达(dá)到峰值，然(rán)后在11月降到最低，而(ér)且在20年当中每年都是一样。一(yī)些(xiē)科学(xué)家认为(wèi)这可能是人类发现暗(àn)物质的第一个直(zhí)接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产生(shēng)周期性(xìng)的年度(dù)信号(hào)呢？刚才我们(men)讲了(le)太阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系进行移动，那(nà)么如(rú)果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质(zhì)流，这(zhè)个过程中会产生(shēng)相应的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行旋(xuán)转。所以有半年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕(rào)银河系的方向(xiàng)是一致的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而(ér)在6月份(fèn)的时(shí)候，地(dì)球与(yǔ)太阳的方向正(zhèng)好(hǎo)达到完全(quán)一致，这(zhè)是理论上(shàng)地球穿(chuān)越暗物质流(liú)最快的时段(duàn)。而(ér)在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢(màn)值(zhí)。尽管在实际(jì)的(de)情(qíng)况中，太阳系(xì)相对银(yín)河系的平面呈现了60度的倾斜(xié)，但是(shì)这并不(bù)影响(xiǎng)这个理论的有效(xiào)性。

因此科学家(jiā)认为(wèi)这可以用来解释，研究人员(yuán)们(men)所观测到的周期性信(xìn)号。当然也可能有其他的情况，造成这种年(nián)度(dù)周期信号的差异也(yě)可能是温度(dù)、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大(dà)利游客的数量也符合这个周期(qī)的规律。

所以(yǐ)，科学(xué)家们(men)又在南半球建立了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季节与之前的实验室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质流的运(yùn)动(dòng)特(tè)征和第一个实验(yàn)室是一样的(de)。

因(yīn)此，如果在这(zhè)里可以得(dé)到相同的信号(hào)，就可以成为暗物质(zhì)所存在的(de)非常有力的证据了。但是由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目前(qián)还无(wú)法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台新的望(wàng)远镜(jìng)，这(zhè)台太空望远(yuǎn)镜叫做“南(nán)希格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的主镜(jìng)大小跟哈勃望(wàng)远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器提(tí)供的视野是哈勃红外(wài)仪(yí)器(qì)的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜其(qí)中一个关键(jiàn)的用(yòng)途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探(tàn)测的结果，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒子天体物理(lǐ)中心的科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如(rú)果暗物质存(cún)在，它们(men)极(jí)有可能拥有另(lìng)一种神(shén)秘的(de)效应，这种暗(àn)物质效(xiào)应，会(huì)支持宇宙当中生命的(de)诞生，或(huò)者说是(shì)生命进化的一个重要因(yīn)素。

如果这(zhè)一(yī)理论(lùn)得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物(wù)质会不会(huì)意味着人mbb是什么公司，mbb是什么意思缩写类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角(jiǎo)落的行星上，暗(àn)物质正在通过这样的效应创造生命。当然，这些(xiē)推论的大前提(tí)是要(yào)先(xiān)找到暗(àn)物质存在的实(shí)际证据。那么(me)小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是我更新的(de)动力！

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