宇宙是(shì)“人为制造(zào)”的？为何会存在科学(xué)无法解(jiě)释的“暗(àn)物质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物(wù)质(zhì)存在的证据，科学家们在过(guò)去的几十(shí)年当中进(jìn)行(xíng)了超过50次的长(zhǎng)期(qī)实验，但是却没(méi)有发现任何的有效证据。除了一个地(dì)方，在(zài)1687年出版的自然哲(zhé)学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了(le)万有(yǒu)引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动的规(guī)律。往后(hòu)的几百(bǎi)年来，当天(tiān)文学(xué)家们发(fā)现某些(xiē)天体运行轨道出现异常，不(bù)符合(hé)万有引力定律的时候，他们就会知道(dào)，周(zhōu)围一(yī)定有未知的(de)天体通过引力在摄动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过(guò)天(tiān)王星运(yùn)行轨道的异常(cháng)，推算并且发现了海王星的存(c窜天猴什么意思网络，窜天猴什么意思污ún)在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现都是(shì)应(yīng)用万有引力定律所取(qǔ)得重大天(tiān)文成(chéng)就的例子。但是这些发现都是在恒星系统的(de)尺度当中，可(kě)当我(wǒ)们上升到星系或者是星团的(de)尺(chǐ)度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨(cí)兹威基正在研究和(hé)测量后发星系团(tuán)的质量。这是(shì)一个由数千(qiān)个星(xīng)系所(suǒ)组成的巨(jù)大(dà)星系团，这些星系被引力束(shù)缚在一起。测量星系团的质(zhì)量一般会使用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一(yī)致，就可以确定其质量的范围。

第一(yī)种是获得其"光度学的质量"，需要的数据是(shì)测量各个星(xīng)系的光(guāng)度。

第二(èr)种(zhǒng)是动力学质量的(de)计算，是利用(yòng)光谱红移测(cè)量(liàng)星(xīng)系团中的(de)各个星系相(xiāng)对于(yú)星系团的运(yùn)动速度。当测量结(jié)果出(chū)来之后，兹威基(jī)彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度(dù)学质量”的(de)400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失了，或者说(shuō)这99%的质量并(bìng)不以可见光的形式所(suǒ)存在(zài)，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发(fā)现星系团中很多(duō)星(xīng)系的速度(dù)比理论上(shàng)要快得(dé)多(duō)，按照牛顿的运(yùn)动学定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这些可见星系的质(zhì)量所产(chǎn)生(shēng)的(de)引力是(shì)无法将它(tā)们(men)束(shù)缚在星(xīng)系团内的，它们早就应该被(bèi)抛(pāo)出星系团之外(wài)了(le)，除非(fēi)有一种神秘的力量在起作用，这(zhè)种力(lì)量来(lái)源于(yú)某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了这样部分不可(kě)见的暗质(zhì)，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它(tā)们(men)却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只是当时(shí)的人们对(duì)这样(yàng)的(de)一种说法不(bù)屑一顾(gù)。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个词才再一次(cì)出现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观(guān)测仙(xiān)女座星系中(zhōng)的恒(héng)星运动。理论上(shàng)来(lái)说，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其轨道上的(de)运行速度就(jiù)会(huì)越慢(màn)。但是他(tā)们观(guān)测的结(jié)果却让(ràng)人感到不(bù)可思议。

随着(zhe)与中心距离的增加，恒星的旋转速度(dù)几乎保(bǎo)持不变。可是(shì)根据牛顿的万有引力定律，在星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)如果没(méi)有(yǒu)足够大的质量来吸(xī)引它们，这(zhè)些外(wài)围的恒星(xīng)早就(jiù)被甩到(dào)宇宙当中(zhōng)了。基于(yú)这种现象(xiàng)，科学家们会使(shǐ)用一种相对(duì)标准(zhǔn)的方(fāng)法(fǎ)来解(jiě)释暗(àn)物质的(de)存在，这种方法(fǎ)就是测量星系当中气体在X轴上距离星系中心的距离(lí)，以(yǐ)及在Y轴上气(qì)体(tǐ)的旋转速(sù)度。如果出现(xiàn)异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质(zhì)的(de)力量进入其中(zhōng)。

于(yú)是(shì)科学家们通过射电(diàn)望远镜测量了(le)距离(lí)星系中心更远距离的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速度(dù)并不符合牛顿的力(lì)学定律。我们的太阳系也不(bù)例外，太阳系位(wèi)于银河系的第三(sān)悬臂(bì)之(zhī)上，距离银河系(xì)中心(xīn)2.6万(wàn)光年，根据万有引力定律进行计算，太阳系的运行(xíng)速度应(yīng)该是160千米/秒，但实(shí)际上，太(tài)阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度(dù)围绕银河系旋(xuán)转，这个实(shí)际(jì)速度(dù)远远(yuǎn)大于理(lǐ)论速度，那么产生以上(shàng)这种向心加速度的(de)原因很可能就(jiù)是存在着(zhe)一种我们看(kàn)不到的物质，是这(zhè)些暗物质的引力效(xiào)应将星系聚集在了一(yī)起。

也(yě)是(shì)从这时(shí)开(kāi)始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存(cún)在。科学(xué)家根据星系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在星系当中暗物(wù)质(zhì)的(de)质量占(zhàn)整个星(xīng)系(xì)质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可(kě)以解释这个(gè)现象的原(yuán)因。在一项新的(de)研究当中(zhōng)，科(kē)学家们发现，几乎没(méi)有引力效应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现速(sù)度上(shàng)的微小差异。另外，天(tiān)文学家还发现了一(yī)个(gè)反常的星(xīng)系，叫(jiào)做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿(yì)光(guāng)年，大(dà)小和银河系不多，但是星系(xì)当中(zhōng)存在的(de)恒星数(shù)量(liàng)却只有银(yín)河(hé)系的千(qiān)分之(zhī)一。

所以在(zài)理论(lùn)上，该星(xīng)系(xì)必须存(cún)在暗(àn)物质，否(fǒu)则就会(huì)分崩离(lí)析(xī)。但是科学(xué)家(jiā)们使(shǐ)用最先(xiān)进的望远镜对其进行(xíng)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正常的(de)物(wù)质和力学(xué)定(dìng)律(lǜ)来解释的。那么又(yòu)有人提出(chū)，也许该(gāi)星系的暗物质(zhì)，已经被附(fù)近的另一个大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的附(fù)近没有(yǒu)任何星系(xì)存在。造成这些现象的除了暗物质(zhì)的假说之外，另一种可能就是人类对引(yǐn)力的理解还不够(gòu)全(quán)面，引(yǐn)力(lì)很可能(néng)在不同尺度空(kōng)间中的工(gōng)作方式(shì)是(shì)不同的，这(zhè)意味着在行星系尺度中的天体会沿着(zhe)它们的轨道，按(àn)照我们所理(lǐ)解的方式运(yùn)动(dòng)。但是上升到星系(xì)和星团的尺度，引力之间的相(xiāng)互作用(yòng)则是不同的方式。对(duì)于在(zài)星系团之间的相(xiāng)互作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是在数(shù)百万光年的规模(mó)上，巨大的质量之(zhī)间会(huì)产生对彼此特殊的效果，这(zhè)个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理论成立(lì)，这意味着我们需要对现在的(de)物理定律进行(xíng)修正，这些发现也让很多人认为(wèi)暗物(wù)质假说理论就此终结。但是在宇宙当中(zhōng)还(hái)有关于暗物质存在的其(qí)他的(de)理论证据，这些(xiē)理论(lùn)证据是蒙德(dé)理论所没法解释的(de)“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子(zi)弹星系团(tuán)，由两个碰撞的星(xīng)系团所组成，类似这样(yàng)的星团，它们大(dà)部分的普通质量都(dōu)在星系的气(qì)体(tǐ)当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际气体(tǐ)的相互作(zuò)用就会(huì)导致温度的急剧升(shēng)高(gāo)，速度(dù)大幅降低。所以在理(lǐ)论上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星系(xì)团大(dà)部分的质量将位于所有这些气(qì)体所(suǒ)在的(de)中间区域(yù)。那(nà)么(me)我们(men)通过什么(me)来验(yàn)证它的(de)质量区域到底是不(bù)是集中(zhōng)在中间呢？前不(bù)久(jiǔ)，詹姆斯(sī)韦(wéi)伯太空望远镜传回了宇宙当中(zhōng)第一张全(quán)彩的(de)高清(qīng)照片，在照片中我们可以明(míng)显地看到(dào)很(hěn)多星系似(shì)乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨大(dà)的形变。其实(shí)这些星系本身并不是真的被扭曲了(le)，也(yě)不是韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而是这样极遥远的天体和我们地球上(shàng)的观测者之间。被一个质(zhì)量超(chāo)级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超(chāo)大(dà)质量的东西(xī)的(de)引力，会使身后更遥远(yuǎn)星(xīng)系的光(guāng)都发生了扭曲(qū)。这个(gè)现象就(jiù)是引力(lì)透镜(jìng)效(xiào)应。这个巨大的天体可能(néng)是超大质量的黑洞或者是(shì)暗物质(zhì)。

所以当人(rén)们对子弹星系团观测的(de)时候，发现它的大质量区域(yù)并(bìng)不是(shì)在中(zhōng)间(jiān)，而(ér)是在两侧(cè)。所以最好的解(jiě)释方(fāng)法就是当星团发生全(quán)部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡在了(le)中间，暗物质则直(zhí)接(jiē)通过了这个区域，并在两边形成了引力(lì)透镜。对子(zi)弹星系团的引力透镜研(yán)究(jiū)也(yě)被认为是暗(àn)物(wù)质存在的迄今为止最(zuì)好的理论证据。

除此之外(wài)，还有来自宇宙当中(zhōng)最古老的光(guāng)。从宇宙大爆炸开(kāi)始(shǐ)，38万年之后，可见光(guāng)终于可(kě)以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各(gè)相同性的微波辐射。其中(zhōng)红色的部分表示温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际上它们之间的温差只有万分之(zhī)一。

科学(xué)家们通过对前景背景分离(lí)后的二值图像进行(xíng)连通域提取和标记之后(hòu)发(fā)现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙当中(zhōng)没有暗物质，图形看起来不应该是这样的，而(ér)随着暗物质的增加，一些(xiē)峰值的幅度(dù)会减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为(wèi)了(le)匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们(men)需要的暗物质大约是普通物(wù)质的5倍。这(zhè)个数字与解(jiě)释星系(xì)当中恒(héng)星运动(dòng)所需(xū)要的暗物质比例是(shì)一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就(jiù)很好地解释(shì)了很(hěn)多不同的观测结果。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙当中存在着某种类型(xíng)的粒子(zi)，它们(men)不参与(yǔ)任何其他的电磁作用，只通过(guò)引力(lì)来相互(hù)作用。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于找到了暗物质存在的实际(jì)证(zhèng)据(jù)。这种粒子到底是什么(me)？科学家(jiā)们已经提出(chū)了数十种(zhǒng)的假想目标，而(ér)要寻找这些不(bù)同(tóng)的(de)目标粒子所需要(yào)的实验(yàn)方式也不(bù)相同。在过去(qù)的(de)几(jǐ)十年当中，人(rén)类为了寻找这(zhè)些看不见(jiàn)、摸(mō)不到，几(jǐ)乎不会与常规物质(zhì)相互作用的“暗(àn)物质”，科学家们(men)已经进行了超过50次的实验，却没有任何(hé)实质(zhì)性的发现，除了一(yī)个地方，意大利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山(shān)脉(mài)。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着地球上最(zuì)大的地(dì)学实验室，这(zhè)个(gè)实验室(shì)叫“DA窜天猴什么意思网络，窜天猴什么意思污MA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一(yī)个三层楼高的探测器，一直致力于寻(xún)找(zhǎo)暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了某(mǒu)种信号。经过(guò)了20多年的数(shù)据收集(jí)，人(rén)们发现了一个有(yǒu)趣(qù)的事情(qíng)。探测率会在每年(nián)的6月(yuè)份达到峰值，然后在(zài)11月降(jiàng)到最(zuì)低(dī)，而且在20年当中每年(nián)都是(shì)一样。一些科学(xué)家认为这可能(néng)是人类发现暗物质的第一个直接证(zhèng)据。

但是(shì)为什么(me)暗物质(zhì)会(huì)产(chǎn)生周期性的年(nián)度信号呢(ne)？刚才(cái)我们讲(jiǎng)了太(tài)阳(yáng)系正在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系(xì)进行移动，那(nà)么如(rú)果(guǒ)暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味着(zhe)我们也在以这样的速度在穿越(yuè)着(zhe)暗物(wù)质流，这个过程中会产生(shēng)相应的振荡，同时(shí)地球(qiú)又(yòu)以30公里/秒的速度(dù)围绕(rào)太阳进行旋(xuán)转。所以有半年的时间，地球围(wéi)绕太(tài)阳的(de)方向与太阳环(huán)绕银(yín)河系(xì)的方向(xiàng)是一致(zhì)的，而另外半年(nián)则与之相(xiāng)反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正好达到完全一(yī)致，这(zhè)是理(lǐ)论上地球穿越(yuè)暗物(wù)质流最(zuì)快的(de)时段。而(ér)在11月(yuè)份(fèn)，又恰好达到了最慢值(zhí)。尽(jǐn)管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银(yín)河系(xì)的平面呈(chéng)现了(le)60度的倾斜，但是(shì)这并不影响(xiǎng)这个理论的有效性。

因此(cǐ)科学家认为这可以用来解释，研(yán)究人员们(men)所(suǒ)观测(cè)到(dào)的周期(qī)性信(xìn)号(hào)。当然也可能(néng)有(yǒu)其他的情(qíng)况，造成这种年度周期信(xìn)号的差异也可能是温度(dù)、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意(yì)大利(lì)游客的数量也(yě)符合(hé)这(zhè)个(gè)周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又(yòu)在(zài)南半球建立了一个几乎相同(tóng)的实(shí)验室，这里的(de)季(jì)节与之前的实验室正好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物(wù)质(zhì)流的(de)运动(dòng)特(tè)征和第(dì)一(yī)个(gè)实验室是(shì)一样的(de)。

因此，如果在这里可以得到(dào)相(xiāng)同的信号，就可以成为(wèi)暗物质所存在的(de)非常有力的证据了(le)。但是由于这个实验室(shì)刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还无法提供(gōng)相应的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)，这台太空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的(de)主镜大小跟哈勃望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)相同(tóng)，但它(tā)的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯(sī)罗曼(màn)太空望(wàng)远镜其中(zhōng)一个关键的用(yòng)途就是探索暗(àn)物(wù)质(zhì)背后(hòu)的(de)奥(ào)秘，对于探测(cè)的结果，我(wǒ)们只(zhǐ)能(néng)拭目以待了。费米(mǐ)实验室粒子天体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森(sēn)斯特芬研究(jiū)发现，如(rú)果暗物质存在(zài)，它们极有可(kě)能拥有(yǒu)另一种神(shén)秘的效应(yīng)，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇宙当中(zhōng)生(shēng)命(mìng)的诞生，或(huò)者(zhě)说(shuō)是(shì)生命进化(huà)的一个重要因素。

如果(guǒ)这一(yī)理(lǐ)论得到(dào)进一步(bù)的证实，那么(me)遍布宇宙当中(zhōng)的暗(àn)物质(zhì)会不会(huì)意味着人类并不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当中某个角落的(de)行星(xīng)上，暗物(wù)质正在通过这样的效应创造生命。当然，这些推论的大前提(tí)是要先找到(dào)暗物质存在的实际证据。那(nà)么小伙伴们(men)，你们窜天猴什么意思网络，窜天猴什么意思污(men)觉(jué)得暗物质到底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的支持是(shì)我更新的动(dòng)力！

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