宇宙是“人为制造”的？为何会存(cún)在(zài)科学无法解(jiě)释的“暗(àn)物质”？暗物(wù)质又究(jiū)竟是什么(me)？人(rén)类为(wèi)了寻找暗(àn)物质存在的证据，科(kē)学家(jiā)们在过去的几(jǐ)十年当中进行了超过50次的长期实验，但是却没(méi)有发现任何(hé)的有效(xiào)证据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学(xué)数学原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有引力定律，它(tā)揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天体运动的规律。往后(hòu)的几(jǐ)百年(nián)来，当天文学家(jiā)们发现某些天体运(yùn)行轨(guǐ)道出(chū)现异常，不符合万有引力定律(lǜ)的时(shí)候，他(tā)们就会知(zhī)道，周(zhōu)围一(yī)定有未知的(de)天体通过引力(lì)在(zài)摄动它的轨道(dào)。比如在1846年(nián)，奥本勒(lēi)维耶(yé)就通过(guò)天王星运行轨道的异常，推算并且发现了海(hǎi)王星的(de)存(cún)在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都是应用(yòng)万有(yǒu)引力定律所取得重(zhòng)大(dà)天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或(huò)者是星团的(de)尺度，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士(shì)的(de)物理学家弗里茨(cí)兹威基正在(zài)研(yán)究和测量后发星系团的质量。这(zhè)是一个由(yóu)数(shù)千个(gè)星系所(suǒ)组成的巨大(dà)星系团，这些星系被引力束缚在一起。测量(liàng)星系团的质量(liàng)一般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方法(fǎ)结果一致，就可以确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获(huò)得其"光度学的质量"，需要的数据是测量各(gè)个(gè)星系的光度。

第二种(zhǒng)是动(dòng)力学质量的(de)计算，是利用光谱红移测(cè)量星系团中的各个星系(xì)相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测(cè)量结果出来之后，兹威基彻底懵了(le)，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味着，后发座星(xīng)系团有99%的(de)质量消失了(le)，或者说这99%的(de)质量(liàng)并不以(yǐ)可(kě)见光的(de)形式所存在，我们无(wú)法看到(dào)。最诡异的是(shì)，在测量速度的(de)过(guò)程中，兹威基发现星(xīng)系团中很(hěn)多星系的速度比理论上要快得多，按照牛(niú)顿的(de)运动学定(dìng)律，仅靠这些可见星系(xì)的质量所产生的(de)引(yǐn)力是无法将它们(men)束缚在星系团内的，它们早就应该被(bèi)抛出星系团(tuán)之外了，除(chú)非有一种神(shén)秘的力量在起作用，这种力量来(lái)源(yuán)于某种(zhǒng)隐形的物质。

据此，兹(zī)维(wéi)基(jī)提出了这样部分不可见的(de)暗(àn)质，它不发(fā)散光、吸光、反射(shè)光(guāng)，但(dàn)是(shì)它们(men)却占据着宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部分的(de)质量。只(zhǐ)是当时的人们对这(zhè)样的一(yī)种(zhǒng)说法不屑(xiè)一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物(wù)质(zhì)”这个(gè)词才(cái)再(zài)一次(cì)出现。天文学家维拉鲁宾和肯(kěn)特(tè)福(fú)特在观测仙女座(zuò)星系中的恒(héng)星运(yùn)动。理论上来说，距离中心(xīn)越(yuè)远的恒星在其轨道上的运行速度就会(huì)越慢。但(dàn)是他们观测的结果却让人感到不可思议(yì)。

随着与(yǔ)中心距离的(de)增加，恒星(xīng)的(de)旋(xuán)转速度几乎保持不变。可(kě)是根据(jù)牛顿的万有引力(lì)定(dìng)律，在星系当中如果没有足够大的质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒星早(zǎo)就被(bèi)甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。基于这(zhè)种(zhǒng)现象，科(kē)学家(jiā)们会(huì)使用一种相对(duì)标(biāo)准的方法来解释暗物质的(de)存在，这种方法就是(shì)测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星系中心(xīn)的距(jù)离(lí)，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速(sù)度。如果出现异(yì)常的结果，就认为是由暗物质的力量进入其(qí)中。

于是科(kē)学(xué)家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离的氢(qīng)元素，发现它们的旋转速度并不符(fú)合(hé)牛顿(dùn)的力学(xué)定律。我们的太阳系也不(bù)例外，太阳系(xì)位于银河系(xì)的第三(sān)悬(xuán)臂(bì)之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根据万有引力定律进行计算，太阳系的运行速度应(yīng)该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度(dù)围(wéi)绕银(yín)河系旋转，这个实(shí)际(jì)速度(dù)远远大于理论速度，那么产生以上(shàng)这(zhè)种向(xiàng)心(xīn)加速度的原(yuán)因(yīn)很可能就是存(cún)在着一种我们(men)看不到的物质，是(shì)这些暗物(wù)质的引力效(xiào)应将(jiāng)星系聚集在(zài)了一起。

也是从这时开始(shǐ)，越(yuè)来越多(duō)的(de)研究人员开始相(xiāng)信暗物质的存(cún)在。科学家根据星(xīng)系(xì)外(wài)恒星(xīng)轨(guǐ)道的速度，估(gū)算在星系当(dāng)中暗物质的质量占(zhàn)整个星(xīng)系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这(zhè)个现象(xiàng)的原因。在一项新的研究当(dāng)中(zhōng)，科学家们发现，几乎没(méi)有引力效(xiào)应的遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速(sù)度上的微小差异。另外，天文(wén)学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离(lí)地球(qiú)大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河(hé)系不多(duō)，但(dàn)是星系(xì)当中存在(zài)的恒星数量却只有银河系的(de)千分(fēn)之一。

所以(yǐ)在理论上，该星系必(bì)须(xū)存(cún)在(zài)暗物质，否则就会(huì)分(fēn)崩(bēng)离(lí)析。但是科学家们使用最(zuì)先进的(de)望远(yuǎn)镜对其进(jìn)行了40个(gè)小时的详细测量之后，发现星(xīng)系中(zhōng)的(de)恒(héng)星运动是可以用正常的物质和(hé)力学定律来(lái)解释的。那么又有人(rén)提出，也许该星系的(de)暗物质，已经被附近的另一个大(dà)星系(xì)剥离了。奇怪(guài)的是，它的附(fù)近没有任何星(xīng)系存(cún)在。造(zào)成这些现象的(de)除了暗物(wù)质的假说之外，另一种可能就是(shì)人(rén)类(lèi)对引力的理解还不够全面，引力(lì)很(hěn)可能在不同尺度空(kōng)间中的(de)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(dào)，按照我们所(suǒ)理解的方式(shì)运动。但是上升到星(xīng)系和星团的尺度(dù)，引力之间的相互作用则是不(bù)同的方式。对于在星系(xì)团之间的相(xiāng)互作用，科学家还引入了外部场效应(yīng)的概念，指的是(shì)在数百万光(guāng)年的规模(mó)上，巨大的质(zhì)量之间会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论成立，这意味着(zhe)我们需要(yào)对现(xiàn)在的(de)物理定律(lǜ)进行修正(zhèng)，这些(xiē)发(fā)现也(yě)让很多(duō)人认为(wèi)暗物质假说理论就此终结。但是(shì)在(zài)宇宙当中还(hái)有关于暗物(wù)质存(cún)在的其他的理论(lùn)证据，这些理论证据是蒙德(dé)理论所没法解释(shì)的“引力透镜(jìng)”。

径向距(jù)离为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类似这样的星(xīng)团，它们大部分的普(pǔ)通质量都在星系的气体当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时发生碰撞(zhuàng)的(de)时(shí)候，星际气体(tǐ)的相互(hù)作(zuò)用就会导致温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系(xì)团(tuán)大部分的(de)质量将位于(yú)所有这些气体所在(zài)的(de)中间区域。那么我们(men)通过什么来验证它的质(zhì)量(liàng)区域到底(dǐ)是不(bù)是集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜(jìng)传回了(le)宇宙当(dāng)中(zhōng)第一张全(quán)彩的高(gāo)清照(zhào)片，在照(zhào)片中我(wǒ)们(men)可以明(míng)显地(dì)看到很多星系似乎被拉(lā)伸产生了巨大的形(xíng)变。其实(shí)这(zhè)些星(xīng)系本身并不是真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这(zhè)样极遥远的天体和(hé)我们地球(qiú)上的观测者(zhě)之(zhī)间。被一个质量(liàng)超(chāo)级(jí)巨大(dà)的天体遮挡，这个超(chāo)大质(zhì)量的东西(xī)的(de)引力(lì)，会使身后更遥远星(xīng)系(xì)的光都(dōu)发(fā)生了扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的(de)天体(tǐ)可能是超大质量(liàng)的(de)黑洞或(huò)者是暗物质(zhì)。

所以当(dāng)人们对(duì)子弹星系团观测的时候，发现它的(de)大质(zhì)量区(qū)域(yù)并不是在中间，而是(shì)在(zài)两侧。所以最好的解释(shì)方法(fǎ)就是当星团发(fā)生(shēng)全(quán)部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡在了(le)中(zhōng)间(jiān)，暗物质(zhì)则直(zhí)接(jiē)通过了这个区域，bjd娃娃是用什么做的 bjd娃娃可以一起睡吗并在两边形(xíng)成了引力透镜。对子弹星系团的引力透(tòu)镜研(yán)究(jiū)也(yě)被认为是暗物质存(cún)在的迄今为止最(zuì)好的(de)理论证(zhèng)据。

除此(cǐ)之外，还有(yǒu)来自(zì)宇宙当中(zhōng)最(zuì)古老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于可(kě)以(yǐ)畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各相同性(xìng)的(de)微波辐射(shè)。其中红色的部分表示(shì)温度较高(gāo)的区域，蓝色(sè)则表示相对较冷的区域(yù)，但实际(jì)上它们之间的温(wēn)差只(zhǐ)有(yǒu)万分之一(yī)。

科学(xué)家们通过对前(qián)景背(bèi)景分离后的二值(zhí)图像进行连通域(yù)提取(qǔ)和(hé)标记之后发现，如果宇(yǔ)宙当(dāng)中没有暗物质，图形看(kàn)起来不应该是这(zhè)样的，而随着暗物质的增加(jiā)，一(yī)些峰值(zhí)的幅度(dù)会减小，才(cái)变得看起来(lái)“和谐(xié)”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景辐(fú)射的(de)测量值(zhí)，我们需要(yào)的暗物(wù)质大约是普通(tōng)物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动所需要的暗(àn)物质比例是一(yī)致的。这(zhè)就意(yì)味着。

用了一(yī)个(gè)简单(dān)的理论框架(jià)，就很好地解释了很(hěn)多不(bù)同的(de)观测结果(guǒ)。而暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子，它们不参与任(rèn)何其他的电磁作用，只通过引力来相互(hù)作(zuò)用。所以(yǐ)如果能够找到(dào)这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒(lì)子到(dào)底是什(shén)么？科学(xué)家们已(yǐ)经提出了数(shù)十种的假想目标，而(ér)要寻找这(zhè)些不同的目标粒子所需要的实验方式也不相同。在过去的(de)几(jǐ)十年当中，人类(lèi)为了寻找这些(xiē)看不见(jiàn)、摸不到，几乎不会(huì)与常规物质相互作用的“暗物(wù)质(zhì)”，科学(xué)家(jiā)们已经进行了超(chāo)过50次的实验，却没有(yǒu)任何实(shí)质性的(de)发现，除了(le)一个地方，意大利(lì)的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米(mǐ)处的地下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着(zhe)地(dì)球上(shàng)最大的(de)地学实(shí)验室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个(gè)三层楼高(gāo)的(de)探测器，一(yī)直(zhí)致力于(yú)寻找(zhǎo)暗物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学家(jiā)声称(chēng)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)趣的(de)事(shì)情。探测率会在每年的6月份(fèn)达到峰值，然后(hòu)在(zài)11月降到(dào)最低，而且(qiě)在20年当中每(měi)年(nián)都(dōu)是一样。一些科学(xué)家认为这可能是人(rén)类发现暗物质的第(dì)一个直接证(zhèng)据。

但是(shì)为(wèi)什(shén)么暗物(wù)质会产生周期性的年度信(xìn)号呢(ne)？刚才我(wǒ)们讲了太(tài)阳系正在以(yǐ)220公里/秒的速(sù)度围(wéi)绕(rào)着银河(hé)系进(jìn)行移动，那么如果(guǒ)暗物质存在宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)，这(zhè)意(yì)味着(zhe)我们也在以这样的速度在(zài)穿越着暗(àn)物质流(liú)，这(zhè)个过程中会产生相应的振荡，同时地球又(yòu)以30公里/秒的速(sù)度围绕太(tài)阳进行旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球围(wéi)绕太阳的方向与(yǔ)太阳环(huán)绕(rào)银河(hé)系的(de)方向是一致的，而另(lìng)外半年(nián)则与之相反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太(tài)阳(yáng)的方向正好(hǎo)达(dá)到完全一致，这是理论上地球(qiú)穿越(yuè)暗物质流最快的时(shí)段。而(ér)在11月(yuè)份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢(màn)值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜(xié)，但是(shì)这并(bìng)不影(yǐng)响(xiǎng)这个理论(lùn)的有效(xiào)性。

因(yīn)此科学家(jiā)认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的周期性信号。当然(rán)也可能(néng)有其他的情况，造成这种年度周(zhōu)期信号的差异也可能是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚(shèn)至连意大利游客的数(shù)量也符合这个周(zhōu)期的(de)规律。

所以，科学(xué)家们又(yòu)在(zài)南(nán)半球建立了一个几乎相同(tóng)的实验室，这里(lǐ)的(de)季(jì)节与之前的实(shí)验(yàn)室正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过(guò)暗(àn)物质流的(de)运动特征和第(dì)一(yī)个实验室是(shì)一样的(de)。

因(yīn)此(cǐ)，如果在(zài)这里可以得(dé)到相同的信号，就可(kě)以(yǐ)成为暗物质所存(cún)在的非(fēi)常有力(lì)的证(zhèng)据了。但是由于这(zhè)个实(shí)验(yàn)室刚刚建成不久，所以(yǐ)截至目(mù)前还无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台(tái)新的望远镜，这台太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷(léi)斯(sī)bjd娃娃是用什么做的 bjd娃娃可以一起睡吗罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提(tí)供的(de)视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远镜其(qí)中一个关键(jiàn)的用途就(jiù)是探(tàn)索暗物质背后的奥秘，对于探测的(de)结(jié)果，我们(men)只能(néng)拭目以待了。费米(mǐ)实验室(shì)粒子天体物理中心的(de)科学家(jiā)丹(dān)琥珀(pò)和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果(guǒ)暗物质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神秘的效应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞生(shēng)，或者说(shuō)是生命进化(huà)的一个重要因素。

如果这(zhè)一(yī)理论得到(dào)进一步的证实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的暗(àn)物(wù)质(zhì)会不会意味(wèi)着人(rén)类并不孤单呢(ne)？或许在宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个(gè)角(jiǎo)落的行(xíng)星(xīng)上，暗物质正在通过(guò)这样的效应创造生命。当(dāng)然，这些推论的大前提(tí)是(shì)要(yào)先找(zhǎo)到暗物质存在(zài)的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你(nǐ)们觉得(dé)暗(àn)物质到(dào)底(dǐ)存不存在呢？喜(xǐ)欢请点(diǎn)赞(zàn)，你的支持是我更新的动力！

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