宇宙是“人(rén)为(wèi)制造”的？为何会(huì)存在科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什(shén)么？人类为了(le)寻(xún)找暗物质存在的证(zhèng)据，科(kē)学家们在过去的(de)几十年(nián)当中(zhōng)进行了(le)超过(guò)50次的长期实验(yàn)，但是却没(méi)有发现任何的(de)有效证(zhèng)据。除(chú)了一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学(xué)原理一书中(zhōng)，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭(jiē)示了(le)宇(yǔ)宙中(zhōng)天(tiān)体运(yùn)动的(de)规律。往后的几百年来，当天文学家们发(fā)现某些天体运行轨道出现异常，不符合万(wàn)有(yǒu)引力定(dìng)律的时候，他们就(jiù)会知(zhī)道，周围一定有(yǒu)未知(zhī)的(de)天体通过(guò)引力在摄(shè)动它的轨道(dào)。比(bǐ)如在(zài)1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶就(jiù)通过天(tiān)王星(xīng)运行轨(guǐ)道的异常，推算并且发现了海王星的存在(zài)。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用万(wàn)有引力定律所取得重(zhòng)大天文成(chéng)就的例子。但是这(zhè)些发(fā)现都是在恒星系统的尺度(dù)当中，可(kě)当我们上(shàng)升到星系或者是(shì)星(xīng)团(tuán)的尺度(dù)，事情就开(kāi)始(shǐ)变得诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基(jī)正在研(yán)究和(hé)测(cè)量后发星系团的质量(liàng)。这(zhè)是(shì)一(yī)个由数千个星系所组成(chéng)的巨大星系团，这些星(xīng)系被引力束缚在一起。测量星(xīng)系团(tuán)的质量(liàng)一(yī)般(bān)会使用到(dào)两(liǎng)种方法(fǎ)，当两种方法结果一(yī)致，就可以(yǐ)确定(dìng)其质(zhì)量(liàng)的范(fàn)围(wéi)。

第一(yī)种是获得(dé)其"光度学的(de)质(zhì)量"，需要的(de)数(shù)据(jù)是测量(liàng)各(gè)个星系的光度。

第二(èr)种(zhǒng)是动力学质量的计算，是利用(yòng)光谱红(hóng)移测量星系团中的各个星系相(xiāng)对(duì)于星(xīng)系团的运动速度。当测量结果出来之后，兹(zī)威基彻底(dǐ)懵了，“动力学(xué)质(zhì)量”竟然(rán)是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不(bù)以可(kě)见光的(de)形式所存在(zài)，我(wǒ)们无法看到。最诡异的(de)是(shì)，在测量速(sù)度的过程中，兹威基发现(xiàn)星(xīng)系团中很多星系(xì)的速度(dù)比(bǐ)理论上(shàng)要(yào)快(kuài)得多，按照牛顿(dùn)的(de)运动学定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些可(kě)见星系的质量所产生(shēng)的引力是(shì)无法将它们束缚在星系团内的，它们(men)早就应该被抛出星系团之外了(le)，除非有一种神秘的力量在起作用(yòng)，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维(wéi)基提出了这样(yàng)部(bù)分不可见的暗质，它不发散光(guāng)、吸光、反(fǎn)射光，但(dàn)是它们却占(zhàn)据(jù)着(zhe)宇(yǔ)宙中绝大(dà)部分的质量。只是当(dāng)时的人们(men)对这样(yàng)的一(yī)种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物(wù)质”这个(gè)词才再一次出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特(tè)在观测仙女座星(xīng)系(xì)中的(de)恒星运动(dòng)。理论(lùn)上来说，距离中心越远的恒星在其(qí)轨道上的运(yùn)行(xíng)速度就会越慢。但是他们观(guān)测的(de)结果却让人感到不(bù)可思议。

随着与中心距离的(de)增加，恒星的旋转速度几乎保持不(bù)变。可是根(gēn)据牛顿的万有引力定律，在星系当中如果没有足够大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当(dāng)中了。基于(yú)这种现象，科学(xué)家们会使用一种相对(duì)标准的方法来解(jiě)释暗物质的存(cún)在，这种方法(fǎ)就(jiù)是测量星系当中气体在(zài)X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上(shàng)气体(tǐ)的旋转(zhuǎn)速度。如(rú)果出现异常的结果(guǒ)，就(jiù)认(rèn)为是由暗物(wù)质(zhì)的力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更(gèng)远距(jù)离(lí)的氢元素(sù)，发现它们(men)的旋转速(sù)度(dù)并不符合牛顿的力学定律。我们的(de)太阳系也(yě)不例外，太(tài)阳系位于银河系的第三悬臂之上，距离(lí)银河(hé)系中心2.6万光(guāng)年，根据万有引力定律进行计(jì)算，太阳系的运行(xíng)速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系正(zhèng)在以220千米(mǐ)/秒(miǎo)的速度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实(shí)际速度远远(yuǎn)大于理论速度，那(nà)么产生以上这种向心加速度的原因很可能就是存在(zài)着一种我们看不(bù)到的物(wù)质，是这些暗物质的引力(lì)效应将星系聚集在了一起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的(de)研究人员开始相信暗(àn)物(wù)质(zhì)的存在。科学(xué)家根据星系外恒星轨道的速(sù)度，估(gū)算在星系(xì)当中暗物质的质(zhì)量占(zhàn)整个星(xīng)系质(zhì)量的85%。但是，暗(àn)物(wù)质并(bìng)不(bù)是(shì)唯(wéi)一可以解(jiě)释这个现象(xiàng)的原因(yīn)。在(zài)一项新(xīn)的研究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引力效应(yīng)的(de)遥远恒星之(zhī)间，也会出现速度(dù)上的微小差异。另外，天文学家还发现了(le)一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距(jù)离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系(xì)不多，但(dàn)是(shì)星系当中存在的恒星数(shù)量却只(zhǐ)有(yǒu)银河系的千分(fēn)之一。

全都是泡沫下一句套路是什么，全都是泡沫的下一句套路答案pe="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/a67445eab7c8392.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以在理论(lùn)上(shàng)，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则就(jiù)会分崩离析。但(dàn)是科学家(jiā)们使用最先进的望远(yuǎn)镜对其进行了(le)40个小时的详(xiáng)细测量之(zhī)后(hòu)，发现(xiàn)星系中的恒星运动是可以(yǐ)用正常的物质和力学定律来解释的。那么又有人(rén)提出，也许该星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系(xì)剥离了。奇怪(guài)的是，它的(de)附近没有(yǒu)任(rèn)何星系存(cún)在。造成这些现(xiàn)象的(de)除了暗物(wù)质的假说(shuō)之外，另一(yī)种可能(néng)就是人类对(duì)引力的理(lǐ)解还不够全面(miàn)，引力很(hěn)可能在(zài)不同尺度空间中的工作方式是(shì)不同的(de)，这意(yì)味(wèi)着在行星系(xì)尺(chǐ)度中的(de)天(tiān)体(tǐ)会沿(yán)着它们的轨道，按照我们所(suǒ)理解的方式(shì)运动。但是上升到星系和(hé)星(xīng)团的尺度，引力(lì)之间的相互作用(yòng)则(zé)是不同的(de)方式。对于在星(xīng)系团之间的相互作用，科学家还引入(rù)了(le)外(wài)部(bù)场效(xiào)应的概念，指的是在数(shù)百万光年的(de)规模上(shàng)，巨大的质量(liàng)之间(jiān)会产生(shēng)对(duì)彼此特殊的效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现在的物理定律进(jìn)行修正，这些(xiē)发现也让很多人(rén)认(rèn)为(wèi)暗(àn)物质假说(shuō)理论就此终结。但(dàn)是在宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)还有关于暗物质(zhì)存在(zài)的其(qí)他(tā)的理论证据(jù)，这些理论证(zhèng)据是蒙德(dé)理论所没法解(jiě)释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为(wèi)37亿(yì)光年的子弹星系团，由两个碰撞的(de)星系(xì)团所(suǒ)组(zǔ)成，类(lèi)似这样的星团，它们(men)大部分的普通质量都在星(xīng)系的(de)气体当中。当星团以1000万公里(lǐ)/小时(shí)发(fā)生(shēng)碰撞的时候(hòu)，星(xīng)际气体的相互作用就会导致(zhì)温度(dù)的急(jí)剧升高(gāo)，速度大(dà)幅(fú)降(jiàng)低。所(suǒ)以在理论(lùn)上，在碰撞之(zhī)后(hòu)，子弹星系团(tuán)大部分的质(zhì)量将位于所有这(zhè)些(xiē)气体所(suǒ)在的中间(jiān)区域。那么我(wǒ)们(men)通(tōng)过什(shén)么来验证它(tā)的质量区域到底是(shì)不是(shì)集中在中间呢(ne)？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空(kōng)望远镜传回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照片中我们可以(yǐ)明显(xiǎn)地看到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的(de)形变。其实这些星(xīng)系(xì)本身并不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了(le)什么问(wèn)题，而是这(zhè)样极遥远的(de)天体和我们(men)地球上的观(guān)测者之间(jiān)。被一个质(zhì)量(liàng)超级巨大(dà)的天体(tǐ)遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使身(shēn)后更遥远(yuǎn)星系的光都(dōu)发生了(le)扭曲。这(zhè)个(gè)现象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨(jù)大的天体可(kě)能是(shì)超大(dà)质量的(de)黑洞或者是暗物(wù)质。

所以当人们(men)对子弹星系团观测的时(shí)候，发现它的大(dà)质量区域并不是在中(zhōng)间，而(ér)是在两侧。所以最好的解释(shì)方法就是当(dāng)星团发生全(quán)部的碰撞时(shí)，可被观(guān)测到的质(zhì)量气体(tǐ)被卡在了中间，暗(àn)物质则直(zhí)接通过了这个区域，并在两(liǎng)边形成(chéng)了引力透镜。对子弹(dàn)星系团的(de)引(yǐn)力透镜研究(jiū)也被认为是暗物质存在的迄今为止(zhǐ)最(zuì)好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自宇宙当(dāng)中(zhōng)最古老的光(guāng)。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年(nián)之后(hòu)，可(kě)见光(guāng)终于可以畅通无阻地(dì)穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在(zài)宇宙空(kōng)间背(bèi)景上留下(xià)了各相(xiāng)同性(xìng)的微波辐(fú)射。其中红色的部分表(biǎo)示温(wēn)度(dù)较高的区域，蓝色则表(biǎo)示相对(duì)较冷的区域(yù)，但实际上它(tā)们之间的温差只有(yǒu)万分之(zhī)一。

科学家(jiā)们通过对前景(jǐng)背(bèi)景分离后的(de)二值图像进行连通域提取和标记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有(yǒu)暗(àn)物质(zhì)，图(tú)形看起来不应(yīng)该(gāi)是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小，才变得(dé)看起(qǐ)来“和(hé)谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测(cè)量(liàng)值，我们需要的暗物质大约是普通物质的(de)5倍。这个数(shù)字与解释星系(xì)当中恒星运(yùn)动所(suǒ)需要的暗物质比例是(shì)一致的。这就意(yì)味着。

用了一个简单(dān)的理(lǐ)论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同的观测(cè)结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种(zhǒng)类型的粒子，它们不参(cān)与任何(hé)其他的电磁作用(yòng)，只通(tōng)过引(yǐn)力来相互(hù)作用。所以(yǐ)如(rú)果能够找到这种粒子的存在，就相当(dāng)于找到(dào)了暗物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是(shì)什么？科学家们已经提(tí)出了数十种的(de)假想(xiǎng)目标(biāo)，而(ér)要寻找这些不同的目标粒子(zi)所需要的实验方(fāng)式也不(bù)相同。在过去的几十(shí)年当中(zhōng)，人类为了寻找这些看(kàn)不(bù)见、摸不到，几(jǐ)乎不会与(yǔ)常规物质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已经进行了(le)超过50次(cì)的实验，却没(méi)有任何实质(zhì)性的发现，除(chú)了一个地方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下(xià)1400米处的地(dì)下矿井当中(zhōng)，藏着地球上最大的(de)地学(xué)实(shí)验室(shì)，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的(de)探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的(de)周期性震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家声称观测到了某种信号(hào)。经过(guò)了20多年的数(shù)据收集，人们发现了(le)一个(gè)有(yǒu)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)到最低，而且(qiě)在20年(nián)当中每年都(dōu)是一样(yàng)。一些科学家(jiā)认为这可能是人类发现暗(àn)物质的第一个直(zhí)接证据。

但(dàn)是(shì)为什么暗物(wù)质会(huì)产(chǎn)生周期(qī)性的年度信号呢？刚才我(wǒ)们(men)讲了太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕(rào)着(zhe)银(yín)河系进行移动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也在以这(zhè)样的速度在穿越着暗(àn)物质(zhì)流，这个(gè)过(guò)程中会产生相(xiāng)应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕(rào)太(tài)阳进行旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半(bàn)年的(de)时(shí)间，地球(qiú)围绕太(tài)阳的(de)方向与太阳环(huán)绕(rào)银(yín)河(hé)系的方向是一致的，而另外(wài)半年(nián)则与之相反。

而在6月(yuè)份的时候，地球与(yǔ)太阳的方向正好达到完全(quán)一致，这是理论(lùn)上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰(qià)好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的情况中，太阳(yáng)系(xì)相对银河系的平(píng)面呈现(xiàn)了(le)60度的倾斜，但是这并(bìng)不(bù)影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科(kē)学(xué)家认为这可以用(yòng)来解释，研究人员们所观测到(dào)的周(zhōu)期(qī)性(xìng)信(xìn)号。当然也可能有其他的情况，造成这(zhè)种年度(dù)周期(qī)信(xìn)号的(de)差异也可能(néng)是温度、湿(shī)度(dù)、土(tǔ)壤中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至(zhì)连意(yì)大(dà)利游客的数量也符合(hé)这个周期的规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家(jiā)们又在南半球建(jiàn)立(lì)了一个几(jǐ)乎(hū)相同(tóng)的实验室，这(zhè)里的季节与(yǔ)之前的实验室(shì)正好相(xiāng)反，而在这里，地(dì)球穿过暗物质流的(de)运动(dòng)特征(zhēng)和第一(yī)个实验室是(shì)一样的。

因此，如(rú)果在(zài)这(zhè)里(lǐ)可全都是泡沫下一句套路是什么，全都是泡沫的下一句套路答案以(yǐ)得到相同的信(xìn)号(hào)，就可(kě)以成为暗物质所存在(zài)的(de)非(fēi)常有(yǒu)力(lì)的证据了。但是由于这个实(shí)验室刚(gāng)刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截至目前还(hái)无法提供相(xiāng)应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的(de)望(wàng)远镜(jìng)，这台太(tài)空望远镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大小(xiǎo)跟(gēn)哈(hā)勃望远镜相同，但它的(de)宽视场仪器提(tí)供的视野(yě)是(shì)哈勃(bó)红外仪器(qì)的100倍。南希(xī)格(gé)雷(léi)斯罗(luó)曼太空望(wàng)远镜其中一个关键的用途就是探(tàn)索暗(àn)物质背后的奥秘，对于探测(cè)的结果，我们只能拭(shì)目(mù)以(yǐ)待了。费米实(shí)验(yàn)室粒子天体物理中(zhōng)心的(de)科学家丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研(yán)究发(fā)现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种(zhǒng)神秘的(de)效(xiào)应，这种(zhǒng)暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中(zhōng)生命(mìng)的诞生，或者说是(shì)生命(mìng)进(jìn)化的一个重要因(yīn)素。

如(rú)果这一理论得到进一(yī)步的证实(shí)，那么遍布(bù)宇宙(zhòu)当(dāng)中的暗物(wù)质会(huì)不会意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当中某个角落的行星上(shàng)，暗(àn)物(wù)质正在通过这样的效应创造(zào)生(shēng)命(mìng)。当然，这些推论的大(dà)前提是要先找到暗物质存在的(de)实际证据。那么(me)小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得(dé)暗(àn)物质到底存不存在(zài)呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支持(chí)是我更新的动力！

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