宇宙(zhòu)是(shì)“人为制(zhì)造”的(de)？为(wèi)何会存(cún)在科学无(wú)法解释的“暗物质”？暗物(wù)质(zhì)又(yòu)究(jiū)竟是(shì)什(shén)么？人类为了(le)寻(xún)找暗河南省住房和城乡建设厅执业资格注册中心网站，河南住建厅执业资格注册中心电话物质存(cún)在的证据(jù)，科学家们在过去的几十年当中进行(xíng)了超过50次的长期实验(yàn)，但是(shì)却没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学(xué)原理一书(shū)中，埃萨克(kè)牛顿(dùn)发表了(le)万有引(yǐn)力定律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙中天体(tǐ)运(yùn)动的(de)规(guī)律。往(wǎng)后(hòu)的几百年来，当天文学家们发现某些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们(men)就(jiù)会知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过引力在摄(shè)动它(tā)的轨道。比如(rú)在(zài)1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并且发现了(le)海(hǎi)王星的(de)存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的(de)发现都是应(yīng)用万有引力定律所取得重大天文成就的例子(zi)。但是这些发(fā)现(xiàn)都(dōu)是(shì)在恒星(xīng)系统的(de)尺(chǐ)度当中，可当我(wǒ)们上升到星(xīng)系(xì)或者是星团(tuán)的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物(wù)理(lǐ)学家(jiā)弗(fú)里茨兹威基(jī)正(zhèng)在研究和测量(liàng)后发星(xīng)系团(tuán)的质量。这(zhè)是一个由(yóu)数千个星系所组成的巨大星系团(tuán)，这些星系被(bèi)引力束缚(fù)在(zài)一起。测量星(xīng)系团的质量(liàng)一般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方(fāng)法结果一致，就可以确定(dìng)其质量的范围。

第(dì)一种(zhǒng)是获得其"光(guāng)度学的质量(liàng)"，需要的(de)数据是测量(liàng)各个星系的(de)光度。

第二种是(shì)动(dòng)力(lì)学质量的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量星(xīng)系团中的各个星系相对于星(xīng)系团的运动速度(dù)。当(dāng)测量结果出来(lái)之后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力(lì)学(xué)质(zhì)量(liàng)”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了，或者(zhě)说这99%的质量(liàng)并不以可(kě)见(jiàn)光的形式(shì)所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡(guǐ)异的是，在测(cè)量速度的过(guò)程中，兹威基发现(xiàn)星系团中很(hěn)多星系(xì)的速度比理论上要快得多，按照牛(niú)顿的运(yùn)动学定律，仅靠这些可见星系的(de)质量所产生(shēng)的引力是无法(fǎ)将(jiāng)它们束缚在(zài)星(xīng)系团(tuán)内的(de)，它们早就(jiù)应(yīng)该被抛出星系团之(zhī)外(wài)了，除(chú)非(fēi)有一种神秘的力量(liàng)在起作用，这种(zhǒng)力量(liàng)来源于某(mǒu)种隐形的物质。

据(jù)此，兹维基(jī)提出了这样部分(fēn)不可见(jiàn)的(de)暗质，它不发散光(guāng)、吸(xī)光、反射光(guāng)，但是它(tā)们却占据着宇宙(zhòu)中绝(jué)大部分的质量(liàng)。只是当(dāng)时的人们对这样(yàng)的一(yī)种说法不屑一顾(gù)。

直(zhí)到(dào)40年之后，“暗物质”这(zhè)个词(cí)才再一次出现。天文学(xué)家维拉(lā)鲁宾和肯特(tè)福(fú)特在观(guān)测仙(xiān)女座星(xīng)系中的恒星(xīng)运动。理论上来说，距离中心越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(jié)果却让人感(gǎn)到(dào)不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加，恒星的(de)旋(xuán)转(zhuǎn)速度几(jǐ)乎保持不(bù)变。可(kě)是根(gēn)据牛顿的万有引力定(dìng)律，在星系(xì)当中(zhōng)如(rú)果没有(yǒu)足够大的质量来吸引它们，这些外围的(de)恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中(zhōng)了。基(jī)于(yú)这种现(xiàn)象，科学家们会使用一(yī)种相对标准的方(fāng)法(fǎ)来解(jiě)释暗物质的存在(zài)，这种方法(fǎ)就是(shì)测量(liàng)星系当中气(qì)体在X轴(zhóu)上距离星系(xì)中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转速度。如果(guǒ)出(chū)现异常的结果，就认为是(shì)由暗(àn)物质的(de)力量进入其中(zhōng)。

于是科学家们(men)通过(guò)射电望(wàng)远镜(jìng)测(cè)量(liàng)了距(jù)离星系(xì)中心更(gèng)远距离的氢元素，发现它们的旋转速度并不符合牛顿(dùn)的力学定(dìng)律(lǜ)。我们(men)的太阳系(xì)也不例外，太阳系位于银河系的(de)第三悬(xuán)臂之(zhī)上，距(jù)离银河(hé)系中(zhōng)心2.6万光年(nián)，根据(jù)万有引力定律进行计算，太阳系的运行(xíng)速度应该是160千米/秒，但实(shí)际上，太(tài)阳系正(zhèng)在以220千米(mǐ)/秒的速度围绕银河(hé)系旋转(zhuǎn)，这个实际速度(dù)远远(yuǎn)大于(yú)理(lǐ)论速(sù)度(dù)，那么产生以(yǐ)上这种向心(xīn)加(jiā)速度(dù)的原因很可能就是存(cún)在着一(yī)种我们看(kàn)不(bù)到的(de)物质，是这(zhè)些暗物质(zhì)的引力(lì)效应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是从这时(shí)开始，越来越(yuè)多(duō)河南省住房和城乡建设厅执业资格注册中心网站，河南住建厅执业资格注册中心电话的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系(xì)外恒星(xīng)轨道的速度，估算在星系当中暗物质的质(zhì)量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以解(jiě)释(shì)这个现(xiàn)象的原因。在一项新的研究当中，科学家们发(fā)现，几乎没(méi)有引力效(xiào)应的(de)遥远恒星之间，也会(huì)出现速度上的微小差异。另外，天文学(xué)家(jiā)还发现了一(yī)个(gè)反(fǎn)常(cháng)的星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球大约(yuē)2.5亿光年(nián)，大小和银河系(xì)不多，但(dàn)是星(xīng)系(xì)当中存在(zài)的恒星数量却(què)只有银河系的千分之一。

所(suǒ)以在(zài)理论上，该星系必须(xū)存在暗物质，否则就会分崩离(lí)析。但(dàn)是科学(xué)家们(men)使(shǐ)用最先(xiān)进的望远镜对其进行(xíng)了40个小时的详细(xì)测(cè)量之(zhī)后，发现(xiàn)星(xīng)系中的恒星运动是可以(yǐ)用正常的(de)物质和力学定(dìng)律来解释的。那么又有(yǒu)人(rén)提出，也许该星(xīng)系(xì)的暗(àn)物质，已(yǐ)经被附近的另一(yī)个大星系剥离(lí)了。奇(qí)怪的(de)是，它(tā)的附(fù)近没有(yǒu)任何星(xīng)系(xì)存在。造成(chéng)这些(xiē)现象(xiàng)的(de)除了暗物质的(de)假说(shuō)之外，另一种(zhǒng)可(kě)能就是人类对(duì)引(yǐn)力的(de)理解河南省住房和城乡建设厅执业资格注册中心网站，河南住建厅执业资格注册中心电话还不够全(quán)面，引力(lì)很可(kě)能在不(bù)同尺度空间中的工作方(fāng)式是(shì)不同的，这意(yì)味着在行星系尺度中的(de)天体会沿着它们的(de)轨(guǐ)道(dào)，按照我(wǒ)们所理解的方式运动。但是上升(shēng)到(dào)星系和星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间的相互作用则是不同的方式。对于(yú)在(zài)星系团(tuán)之间的相(xiāng)互(hù)作用(yòng)，科(kē)学家还引入了外部(bù)场效应的概念(niàn)，指的是在(zài)数百万光(guāng)年的规模上，巨大的质量之间会产生对彼此(cǐ)特殊(shū)的效果(guǒ)，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立(lì)，这(zhè)意(yì)味着我们需要对现在的(de)物理(lǐ)定律进行修(xiū)正，这些(xiē)发(fā)现也让很多(duō)人认为暗物质假说理论就此终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有关(guān)于暗(àn)物(wù)质存在的(de)其他(tā)的理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙德理论所没法解释的“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向距离(lí)为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由两个碰撞的(de)星(xīng)系团所组成，类似这样的星(xīng)团(tuán)，它们大部分的(de)普通质(zhì)量(liàng)都在星(xīng)系的(de)气(qì)体当(dāng)中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时(shí)发生碰撞(zhuàng)的时(shí)候(hòu)，星际气体的(de)相互(hù)作用就会导致温(wēn)度(dù)的急剧升高，速度大幅(fú)降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些(xiē)气体所在的(de)中间区域(yù)。那(nà)么我们通过什么来(lái)验证它的质量区(qū)域到底(dǐ)是不(bù)是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空(kōng)望远镜(jìng)传回了宇宙当中第一张(zhāng)全(quán)彩的高清(qīng)照(zhào)片，在照片中(zhōng)我们(men)可(kě)以明显地看到很(hěn)多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形(xíng)变。其实这些(xiē)星系本(běn)身并不是(shì)真的被扭曲了(le)，也不(bù)是韦伯望远(yuǎn)镜出了什(shén)么问题，而是(shì)这(zhè)样(yàng)极遥远的(de)天体和我们地球上的观测者(zhě)之间。被一(yī)个质量超(chāo)级巨大的天体遮(zhē)挡，这个超(chāo)大质(zhì)量(liàng)的东西的引力，会使(shǐ)身(shēn)后更(gèng)遥远星系(xì)的光都发生了扭曲。这个现象(xiàng)就(jiù)是引力透镜效应。这个(gè)巨大的天(tiān)体(tǐ)可能是超大质量的(de)黑(hēi)洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)观测(cè)的(de)时候，发现它的大质量区域并(bìng)不是在中(zhōng)间(jiān)，而是(shì)在两侧(cè)。所以最(zuì)好的解释方法(fǎ)就是当星团发生全部的(de)碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质则直接通(tōng)过了这(zhè)个区域，并在(zài)两边形(xíng)成了(le)引力透镜。对子弹星系团的(de)引力透镜研究也(yě)被认为(wèi)是暗物质存在(zài)的迄(qì)今(jīn)为(wèi)止最好的理论证据。

除此(cǐ)之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于(yú)可(kě)以(yǐ)畅通(tōng)无(wú)阻地穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了(le)130多亿(yì)年之后，这(zhè)些光(guāng)在宇宙空间背景上留下(xià)了各相同性的(de)微(wēi)波(bō)辐射。其中红色的部分表示温度(dù)较高(gāo)的(de)区域(yù)，蓝色则(zé)表示相(xiāng)对较冷的区(qū)域，但实际上它们之(zhī)间的温(wēn)差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分离后的二值图像(xiàng)进行连通(tōng)域提取和标记(jì)之后发现(xiàn)，如果宇(yǔ)宙当中没有暗物(wù)质(zhì)，图形看(kàn)起来不应该是这样的，而随着暗(àn)物(wù)质的增(zēng)加，一些峰(fēng)值(zhí)的幅度会减小，才变得看起来“和谐(xié)”。为了(le)匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量值，我(wǒ)们(men)需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个数(shù)字与(yǔ)解释(shì)星系当中恒星运(yùn)动所需要的(de)暗物质比例是(shì)一致的。这(zhè)就意(yì)味着。

用(yòng)了一个简单(dān)的理论框架，就很好(hǎo)地解释了很多不同(tóng)的观测结(jié)果。而暗物质(zhì)的本质(zhì)就(jiù)是宇宙(zhòu)当中(zhōng)存在着某种(zhǒng)类型(xíng)的粒子(zi)，它(tā)们不(bù)参与(yǔ)任何(hé)其他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能够找到这种粒(lì)子的存(cún)在，就相(xiāng)当于找到了暗物质(zhì)存在(zài)的实际证据。这种粒子(zi)到底是什(shén)么？科(kē)学家们已经提出(chū)了数(shù)十种的(de)假想目标，而要寻(xún)找这些不同(tóng)的目标粒子所(suǒ)需要(yào)的实验(yàn)方(fāng)式(shì)也不相同(tóng)。在过(guò)去的(de)几十(shí)年(nián)当中，人(rén)类为了(le)寻(xún)找(zhǎo)这些看不见、摸(mō)不(bù)到，几(jǐ)乎不会与(yǔ)常规物(wù)质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学(xué)家们已经(jīng)进行(xíng)了超过(guò)50次的实验(yàn)，却没(méi)有任(rèn)何(hé)实质性的发现，除了一个地方，意大利的格(gé)兰(lán)萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的地(dì)下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大的(de)地学实验(yàn)室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一(yī)个(gè)三层楼高的探测(cè)器，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科学家(jiā)声称观测到了(le)某种信号(hào)。经过(guò)了20多年(nián)的数据(jù)收集，人们发现了一个(gè)有趣(qù)的事情。探测率(lǜ)会在(zài)每年的6月份达到峰值，然后在11月降(jiàng)到最(zuì)低，而且(qiě)在20年当中每年(nián)都是一样。一(yī)些(xiē)科学(xué)家认为这(zhè)可能是人类发现暗物(wù)质(zhì)的第一(yī)个(gè)直接证据(jù)。

但是为什(shén)么暗(àn)物质会产生周期性的年(nián)度(dù)信号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕(rào)着银河(hé)系进行移动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在(zài)以这样的(de)速度在穿越(yuè)着(zhe)暗(àn)物质流，这(zhè)个(gè)过程中会产生(shēng)相应的(de)振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行旋转(zhuǎn)。所以有半(bàn)年的(de)时(shí)间(jiān)，地(dì)球围绕太阳的(de)方向与(yǔ)太阳环(huán)绕银河系的(de)方向是一致的，而另外(wài)半(bàn)年则与之(zhī)相反。

而在6月份的(de)时(shí)候，地球(qiú)与太阳的方向正好达到完全一致，这是理论上地球穿越暗(àn)物质(zhì)流最快(kuài)的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢(màn)值。尽管(guǎn)在实际的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此(cǐ)科学家认(rèn)为这(zhè)可以(yǐ)用来解(jiě)释(shì)，研(yán)究(jiū)人员们(men)所观(guān)测到的周(zhōu)期(qī)性信号。当然也可能有其他(tā)的情况，造成这种(zhǒng)年(nián)度周期信号的差异也(yě)可能是温(wēn)度(dù)、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高山(shān)上的积雪(xuě)，甚至连意大(dà)利游客的数量也(yě)符(fú)合这个周期的规(guī)律。

所以，科(kē)学(xué)家(jiā)们又(yòu)在南半球建立了一个几乎相同的(de)实验(yàn)室，这(zhè)里的季节与之前(qián)的实验室正(zhèng)好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质(zhì)流的(de)运动特征和第一个实验室是一样的。

因此，如果在(zài)这里(lǐ)可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为暗物质所存(cún)在的非常有力(lì)的证据了(le)。但是由于(yú)这个实验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至目前还无(wú)法提供(gōng)相应的数据支持。另(lìng)外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发(fā)射一台新(xīn)的(de)望(wàng)远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南(nán)希格雷斯(sī)罗(luó)曼”，它的主(zhǔ)镜大(dà)小跟(gēn)哈勃望远镜(jìng)相同，但它(tā)的宽视(shì)场(chǎng)仪(yí)器提供的视野(yě)是哈勃红外仪(yí)器(qì)的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯(sī)罗(luó)曼太空望(wàng)远镜其中一个关(guān)键的(de)用途(tú)就是(shì)探索暗物质背后的奥秘，对于探测的(de)结果(guǒ)，我们(men)只能拭目以待了。费米(mǐ)实(shí)验室粒子(zi)天体(tǐ)物理中(zhōng)心的科学家丹(dān)琥珀和(hé)贾森(sēn)斯特芬研(yán)究发现，如果暗物质存(cún)在，它们极(jí)有可(kě)能拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗物质效应(yīng)，会支持宇宙当(dāng)中生(shēng)命(mìng)的诞(dàn)生，或者(zhě)说是生命进化(huà)的一个(gè)重要因素(sù)。

如果这(zhè)一理论(lùn)得(dé)到进一步的证实，那(nà)么遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不(bù)会意味着人类并不(bù)孤(gū)单(dān)呢(ne)？或许(xǔ)在宇(yǔ)宙(zhòu)当中某个角落(luò)的行星(xīng)上，暗物质(zhì)正(zhèng)在通过这样的效应创造生(shēng)命。当然，这(zhè)些(xiē)推论的大(dà)前(qián)提是要先找到暗物质存在(zài)的实际证据。那么(me)小(xiǎo)伙伴们，你(nǐ)们觉(jué)得暗物(wù)质到底存不(bù)存在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点赞(zàn)，你的支持(chí)是(shì)我更(gèng)新(xīn)的动(dòng)力(lì)！

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