宇宙是(shì)“人为制造”的(de)？为何会存在科学(xué)无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找暗物(wù)质存在的证(zhèng)据，科(kē)学(xué)家们在(zài)过去的(de)几(jǐ)十年当中进行了超过50次的(de)长(zhǎng)期实验(yàn)，但是却没有发现任何的有效(xiào)证据。除(chú)了一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万有引(yǐn)力定律，它揭示了宇(yǔ)宙(zhòu)中天体运动(dòng)的规(guī)律。往后的(de)几(jǐ)百年来(lái)，当天文学家们发(fā)现(xiàn)某(mǒu)些(xiē)天体运行(xíng)轨(guǐ)道(dào)出(chū)现异常，不符合(hé)万有引力定(dìng)律的(de)时候，他们就会知(zhī)道，周围(wéi)一(yī)定有未知的天体(tǐ)通(tōng)过(guò)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(guǐ)道的异常(cháng)，推算并且发(fā)现(xiàn)了海王星的(de)存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用(yòng)万有引力(lì)定律(lǜ)所取得重大天文(wén)成就的例子。但是这些发现(xiàn)都是(shì)在恒星系统的尺度当中，可当我(wǒ)们上升到星系或(huò)者是星团的(de)尺度，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和测量后发星系团的质量(liàng)。这是一个由数千个星系所(suǒ)组成(chéng)的巨大星系团，这些(xiē)星系被(bèi)引力束缚在一起。测量星系团(tuán)的质(zhì)量一般会使用到(dào)两种方(fāng)法，当(dāng)两种方法结果一致(zhì)，就可(kě)以确定其质量的(de)范围。

第一种是(shì)获(huò)得其(qí)"光度学(xué)的质量(liàng)"，需要的(de)数据是测量各(gè)个星(xīng)系的光度。

第(dì)二(èr)种(zhǒng)是动(dòng)力学质量的计(jì)算(suàn)，是利用光谱红移测量星(xīng)系团(tuán)中(zhōng)的各个星系(xì)相对于(yú)星系团的运动速度(dù)。当测量结果出来(lái)之后，兹威(wēi)基(jī)彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这(zhè)意味着，后(hòu)发(fā)座星系团有99%的质量消(xiāo)失了(le)，或者说这99%的质量并不以可(kě)见(jiàn)光的形式(shì)所存在，我(wǒ)们(men)无法看到。最诡异的是，在测量速(sù)度(dù)的(de)过(guò)程中，兹威基发现星(xīng)系团中很多星(xīng)系的速度比(bǐ)理(lǐ)论上要快得多，按照(zhào)牛(niú)顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可(kě)见星系的(de)质(zhì)量所产生的(de)引力是无法将它们(men)束缚在(zài)星(xīng)系团(tuán)内的，它们早就应该被抛出星(xīng)系团之外了，除非(fēi)有一(yī)种神秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力量来源(yuán)于(yú)某(mǒu)种隐(yǐn)形的物质(zhì)。

据此，兹维基提出了(le)这样部分不可(kě)见(jiàn)的暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是(shì)它们却占据着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当时的人们(men)对这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直到(dào)40年之后，“暗物质”这个词(cí)才(cái)再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙女座(zuò)星(xīng)系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中心(xīn)越远的恒(héng)星在(zài)其轨道上的运行(xíng)速度就会越慢。但是他们观测的结果却让(ràng)人感到不可思议。

随着(zhe)与中(zhōng)心距离的增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保(bǎo)持不变。可是(shì)根据牛顿的万有(yǒu)引(yǐn)力定律，在星(xīng)系当中如果(guǒ)没有足够(gòu)大的质量来吸引它们，这些外围的恒星(xīng)早(zǎo)就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科(kē)学家们会使用(yòng)一种相对标(biāo)准的方法(fǎ)来解释暗(àn)物质的存在，这种方法就是测量星系当中气体在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认(rèn)为是由(yóu)暗物质(zhì)的(de)力(lì)量进(jìn)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(lí)星系中心更远距(jù)离(lí)的氢元(yuán)素，发现(xiàn)它们的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力(lì)学定(dìng)律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第(dì)三(sān)悬臂之上(shàng)，距离(lí)银(yín)河系(xì)中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律进行计算，太阳系的运行(xíng)速度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银河系旋转，这个(gè)实(shí)际速度远远大于理论速度，那么(me)产生(shēng)以上这种向心(xīn)加速(sù)度的原因(yīn)很可能就是存在着一种(zhǒng)我们看不到的物质，是(shì)这些暗物(wù)质(zhì)的引力效应将星系聚集(jí)在了一起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的(de)研究人员开始相信暗物质的(de)存(cún)在(zài)。科(kē)学家根据星系外恒星(xīng)轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物质的质量(liàng)占整个星(xīng)系质量的85%。但(dàn)是，暗物质(zhì)并不是唯(wéi)一可以(yǐ)解释这个现(xiàn)象的(de)原因。在一项新的研究当中，科(kē)学家们(men)发(fā)现，几(jǐ)乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥远恒星之间，也(yě)会出现速度上的微小差(chà)异。另外，天文学家(jiā)还发现了一个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离(lí)地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和(hé)银(yín)河系不多，但是星系当中存在的(de)恒(héng)星数(shù)量(liàng)却只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该星(xīng)系(xì)必须存在暗物(wù)质，否则就会分崩(bēng)离析。但是科(kē)学家(jiā)们使用最先进的(de)望(wàng)远镜对其进行了40个小(xiǎo)时的详细测量之后，发现星系(xì)中的恒星(xīng)运动是可以用正常的物质(zhì)和力学(xué)定律(lǜ)来解释的。那么又有人提(tí)出(chū)，也许(xǔ)该星(xīng)系的暗物质，已经被附近的另一(yī)个大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有任何星(xīng)系存在。造(zào)成这些现象的除了暗物质的(de)假说之(zhī)外，另(lìng)一(yī)种可能就是人类对引力的理(lǐ)解还不(bù)够全面，引(yǐn)力很可能在不同(tóng)尺度空间中(zhōng)的工作方(fāng)式是不同的，这(zhè)意味着在(zài)行星系(xì)尺(chǐ)度中的天体(tǐ)会沿着它们的(de)轨道(dào)，按照我们所理解(jiě)的(de)方式运动(dòng)。但是上升到(dào)星系和星(xīng)团的尺度，引(yǐn)力(lì)之间的相互作(zuò)用(yòng)则是不同的方式。对于在星系团之间的相互(hù)作用，科学家还引入了外部场(chǎng)效应的概念，指的是在数(shù)百万光年的规模(mó)上，巨大的(de)质量之间会产生对彼此特殊的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着(zhe)我们需要对现在(zài)的物理定律进行(xíng)修正，这(zhè)些发(fā)现也让很多(duō)人认为暗(àn)物质假说(shuō)理论就(jiù)此终(zhōng)结。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中还有关于暗(àn)物质存在(zài)的其他的理论证据，这(zhè)些理论证(zhèng)据(jù)是蒙(méng)德理(lǐ)论(lùn)所(suǒ)没法解(jiě)释(shì)的“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年的子弹星系团(tuán)，由两个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类似(shì)这样的星(xīng)团(tuán)，它们大部分的普通质量都(dōu)在(zài)星(xīng)系的(de)气体当(dāng)中。当星团以1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时候，星际气体(tǐ)的(de)相互作(zuò)用就会导致温度的急(jí)剧升高，速度大(dà)幅降低。所以在理论(lùn)上(shàng)，在(zài)碰(pèng)撞之(zhī)后，子弹星系团大部(bù)分的质量(liàng)将位于所有(yǒu)这些气(qì)体所在(zài)的(de)中间区域。那么我们通过什么来验(yàn)证它的质量区域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的高清照片(piàn)，在照(zhào)片中我们可以明显地(dì)看到很多(duō)星(xīng)系似乎(hū)被(bèi)拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而是这样(yàng)极遥(yáo)远的天体和我们地球上的观测(cè)者之间。被一(yī)个质量(liàng)超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超大质量的(de)东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系(xì)的光都发生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个(gè)巨大的天(tiān)体可能是超大质量的黑洞(dòng)或者(zhě)是暗物质。

所以当(dāng)人们(men)对(duì)子(zi)弹星系团观(guān)测(cè)的时候，发现它的大(dà)质(zhì)量区(qū)域并不是在中间，而是(shì)在两(liǎng)侧(cè)。所(suǒ)以最好(hǎo)的解释方法就是当星团发生(shēng)全(quán)部的碰撞时，可被观(guān)测到的质量气体(tǐ)被卡在了中间，暗(àn)物质则直接通过了这个区域(yù)，并在两边形(xíng)成了引力透(tòu)镜。对子(zi)弹星系(xì)团的引力(lì)透(tòu)镜(jìng)研究也被(bèi)认为(wèi)是暗物质存在的迄今为(wèi)止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当(dāng)中最(zuì)古老的光(guāng)。从宇宙大(dà)爆炸(zhà)开始，38万年(nián)之后，可见(jiàn)光终于可以畅通(tōng)无阻地穿(chuān)越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之(zhī)后，这(zhè)些光在宇宙空间背(bèi)景上(shàng)留下(xià)了(le)各相同性的微波辐射。其中红色的部分表示(shì)温(wēn)度较高的区(qū)域，蓝色(sè)则表示相(xiāng)对(duì)较冷的区(qū)域，但实(shí)际上它(tā)们(men)之间的(de)温差(chà)只有万分之一。

科学家们通过(guò)对前景背景(jǐng)分离后(hòu)的(de)二(èr)值(zhí)图像进行(xíng)连通域(yù)提取(qǔ)和标记(jì)之后发现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物质，图形看(kàn)起来不应(yīng)该是这(zhè)样的，而随(suí)着(zhe)暗(àn)物质的增加，一些峰值的幅度(dù)会减小，才变得看起(qǐ)来“和(hé)谐(xié)”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐(fú)射(shè)的测(cè)量值(zhí)，我(wǒ)们需要的暗物质大(dà)约(yuē)是普通物质的5倍。这个数字(zì)与解释(shì)星系当中恒星运动所需要的暗物质比例是一致的。这就意(yì)味着。

用(yòng)了一个(gè)简(jiǎn)单的理(lǐ)论框架，就很好地解(jiě)释了(le)很多不同的(de)观测结果。而暗(àn)物(wù)质的(de)本(běn)质(zhì)就是宇宙(zhòu)当中存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能(néng)够(gòu)找到(dào)这(zhè)种粒子的存在，就相当(dāng)于找到了暗物质存在的(de)实(shí)际(jì)证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么(me)？科学家们(men)已经提出(chū)了数(shù)十种的假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不同(tóng)的(de)目标粒(lì)子所需(xū)要的实(shí)验方(fāng)式也不相同。在(zài)过去的几十年当中，人类为了寻(xún)找这些(xiē)看(kàn)不见(jiàn)、摸不到(dào)，几(jǐ)乎不会与常(cháng)规(guī)物质相互作用的“暗(àn)物质”，科学(xué)家们已(yǐ)经进行了(le)超过50次的实(shí)验，却没有任何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意(yì)大利(lì)的格兰萨索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大的地(dì)学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三(sān)层楼高的(de)探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观测到了某(mǒu)种信号。经过了20多年的数据收集，人(rén)们(men)发(fā)现了一个(gè)有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月降(jiàng)到(dào)最低(dī)，而(ér)且在20年当中每年(nián)都(dōu)是一样(yàng)。一些(xiē)科(kē)学家认(rèn)为(wèi)这可能是人(rén)类发(fā)现暗物质的第一(yī)个直接证(zhèng)据。

但是(shì)为什么暗物(wù)质会产生周期性的年(nián)度信号呢(ne)？刚才(cái)我们讲了太阳系(xì)正在(zài)以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速(sù)度围(wéi)绕着银河系进(jìn)行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味着我们也在(zài)以这样的速度在穿越着暗物质流，这(zhè)个过(guò)程中会产生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半(bàn)年的时间，地(dì)球围绕(rào)太(tài)阳的(de)方向与太(tài)阳环(huán)绕银(yín)河(hé)系的方向是一致的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而在(zài)6月(yuè)份的时(shí)候，地球(qiú)与太阳的方(fāng)向正(zhèng)好达到完全(quán)一致，这是(shì)理(lǐ)论上地球穿越暗物(wù)质流最快(kuài)的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到(dào)了最慢(màn)值(zhí)。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影响(xiǎng)这个理论(lùn)的(de)有效性。

因此科学(xué)家认为这(zhè)可以(yǐ)用来解释(shì)，研究人(rén)员们所观测到的周期(qī)性信号。当(dāng)然(rán)也可能有其他的情(qíng)况，造(zào)成这种年度周期信号(hào)的差(chà)异也可能(néng)是(shì)温(wēn)度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高(gāo)山上的积(jī)雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也符合这个(gè)周期的(de)规律。

所以，科(kē)学家们又(yòu)在南(nán)半(bàn)球建立了一(yī)个几乎(hū)相同的实验室，这(zhè)里的季节与(yǔ)之前的实验室正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质流的运动特(太乙天尊是谁 太乙天尊是太乙真人吗tè)征和第一个(gè)实验室是(shì)一样的。

因此，如果在(zài)这里可(kě)以得到相同的太乙天尊是谁 太乙天尊是太乙真人吗信(xìn)号，就可以(yǐ)成为暗物质所存在的非常有力的证据了。但是由(yóu)于这个实验室刚刚建成不(bù)久，所以(yǐ)截至目前还无法(fǎ)提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会(huì)发(fā)射(shè)一台新的(de)望(wàng)远镜，这台太空望远镜(jìng)叫(jiào)做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大(dà)小跟(gēn)哈勃(bó)望远镜相同，但它的(de)宽视(shì)场仪器提供的视(shì)野是(shì)哈勃红(hóng)外仪器(qì)的(de)100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太(tài)空(kōng)望远(yuǎn)镜其(qí)中一个关键的(de)用途就是(shì)探(tàn)索暗物质背后(hòu)的奥秘，对(duì)于探测的结果，我们只能拭(shì)目以待了。费米(mǐ)实(shí)验室粒(lì)子天体(tǐ)物理(lǐ)中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研(yán)究发(fā)现，如果暗物(wù)质(zhì)存在，它们极有(yǒu)可(kě)能拥有另一种(zhǒng)神(shén)秘的效(xiào)应(yīng)，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞(dàn)生，或(huò)者(zhě)说是生命进化的(de)一个重要(yào)因素。

如(rú)果这一(yī)理论得到(dào)进一步的(de)证实，那么遍布宇宙(zhòu)当中的暗物质会不会意(yì)味着人类并不孤(gū)单呢？或(huò)许在宇宙(zhòu)当中某个(gè)角落的行星上，暗(àn)物质正在通(tōng)过这样的(de)效(xiào)应创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这些(xiē)推论的大前提是要先找(zhǎo)到(dào)暗物质存(cún)在的实(shí)际(jì)证据(jù)。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到(dào)底存(cún)不(bù)存(cún)在呢？喜欢请点赞，你的(de)支(zhī)持是我更(gèng)新的动力！

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