宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在科学(xué)无(wú)法解释的(de)“暗物质”？暗物质又究竟是(shì)什么？人类为了(le)寻找(zhǎo)暗物(wù)质(zhì)存在的证据，科学家们(men)在过去的几十(shí)年当中进行了超过(guò)50次的长期实验，但是却没有(yǒu)发(fā)现任何的有效(xiào)证据(jù)。除了一个(gè)地方(fāng)，在1687年(nián)出版的自然哲学(xué)数学原理一书中，埃萨(sà)克牛顿(dùn)发(fā)表(biǎo)了万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇宙中天体运动(dòng)的规律(lǜ)。往后的(de)几百年来，当天文学家们发(fā)现某些天体运行轨道出(chū)现(xiàn)异(yì)常，不符(fú)合万有引力定律的时候(hòu)，他们就会知道，周围一定有未知(zhī)的天(tiān)体通过(guò)引力在(zài)摄(shè)动它的轨道。比(bǐ)如在1846年(nián)，奥本(běn)勒(lēi)维耶就通过天王星(xīng)运行轨道的异常(cháng)，推(tuī)算(suàn)并且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发(fā)现都是应用万(wàn)有引力定律(lǜ)所取得重大天(tiān)文成就的例子。但是这些发现(xiàn)都是在(zài)恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上升到(dào)星系或者是星团的尺度，事情(qíng)就开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹威(wēi)基正在研(yán)究和(hé)测量后发星系(xì)团的(de)质(zhì)量(liàng)。这是一(yī)个(gè)由数千(qiān)个星系所组(zǔ)成的巨大星系团，这些星系被(bèi)引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用(yòng)到(dào)两种方(fāng)法(fǎ)，当两种方(fāng)法结果一致，就(jiù)可(kě)以(yǐ)确定其质量的范围。

第一种是获得其"光(guāng)度学的(de)质量"，需要(yào)的数据是测量各个星系的光(guāng)度。

第二(èr)种是动力(lì)学质量的计算(suàn)，是利用(yòng)光谱红移(yí)测(cè)量星(xīng)系(xì)团中(zhōng)的各个星系(xì)相对(duì)于星系团(tuán)的运动速度。当测量结果(guǒ)出来(lái)之(zhī)后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然是(shì)“光度学质量”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星系团(tuán)有99%的质量消(xiāo)失了，或者(zhě)说(shuō)这99%的质量并不以可见光(guāng)的形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹威基发(fā)现星系团(tuán)中很多星系(xì)的速度比理(lǐ)论上要快得多，按照牛顿的运动学(xué)定(dìng)律，仅靠这些可见星系(xì)的质(zhì)量所产生(shēng)的引力是(shì)无(wú)法将它们束缚在星系(xì)团内的，它们早(zǎo)就应该被抛(pāo)出星系团(tuán)之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力量来源于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维(wéi)基(jī)提出了(le)这样部分不可见的(de)暗质，它不发散(sàn)光、吸(xī)光、反射光，但(dàn)是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝大(dà)部分(fēn)的质量。只是(shì)当(dāng)时的人(rén)们对这样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到(dào)40年之后，“暗物质(zhì)”这个词(cí)才再(zài)一(yī)次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论(lùn)上来说，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒(héng)星在其轨(guǐ)道上的运行速度就会越(yuè)慢。但是(shì)他们观(guān)测的结果(guǒ)却让人感到不(bù)可(kě)思(sī)议。

随着与中心距离的增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是(shì)根据(jù)牛(niú)顿的万有引力定律(lǜ)，在星(xīng)系当中如果没有足够大的质量(liàng)来(lái)吸(xī)引它们，这些外(wài)围的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙当中了。基于这种现(xiàn)象，科学家们(men)会(huì)使(shǐ)用一种相对标准的(de)方法来(lái)解(jiě)释暗物质的(de)存(cún)在，这种方法就是测量星(xīng)系当中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋(xuán)转速(sù)度。如(rú)果出现异常的结(jié)果(guǒ)，就(jiù)认为是由暗(àn)物质的(de)力量进入其中。

于是科学家(jiā)们(men)通过(guò)射电望远镜测量了距离星系中(zhōng)心更远距离(lí)的氢元素，发现它们的(de)旋转速(sù)度(dù)并不(bù)符合(hé)牛顿的力学定律(lǜ)。我(wǒ)们的太阳(yáng)系也(yě)不例外(wài)，太阳系位(wèi)于银河系(xì)的第三悬臂之上，距离银河系中(zhōng)心(xīn)2.6万光年(nián)，根据万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)进行计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上，太阳系正在(zài)以220千米/秒的速(sù)度围绕(rào)银(yín)河系旋转，这个实(shí)际速度远远大(dà)于(yú)理论速度，那么产生(shēng)以上(shàng)这种向心加速度的原因很可(kě)能就是存在着一种(zhǒng)我们看不到(dào)的(de)物质，是(shì)这些暗物质的引力效(xiào)应将星系(xì)聚集在了一起。

也(yě)是从这时开始，越来(lái)越多(duō)的研(yán)究人员(yuán)开始相信暗物质的存在。科学家根据星(xīng)系外恒星轨(guǐ)道(dào)的速度，估算在星系当中(zhōng)暗物(wù)质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不(bù)是唯一(yī)可(kě)以(yǐ)解(jiě)释这(zhè)个现象的原因。在(zài)一项新(xīn)的研究当中，科学家们发现，几乎没有引力效应(yīng)的(de)遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速度(dù)上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常的(de)星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大(dà)小和银(yín)河系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒(héng)星(xīng)数量却只有银(yín)河系的千分之一。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否(fǒu)则就会分崩离析(xī)。但是科学(xué)家们(men)使(shǐ)用最先进的望远镜对其进行了40个小时(shí)的详细(xì)测量之(zhī)后，发(fā)现星(xīng)系中的(de)恒星运动是可以用正常的(de)物质(zhì)和力学定(dìng)律来解(jiě)释的。那么又有人提(tí)出，也许该星(xīng)系的暗物质(zhì)，已经被(bèi)附近(jìn)的另一个大星系剥(bō)离了(le)。奇(qí)怪(guài)的是，它的(de)附近(jìn)没有(yǒu)任何星(xīng)系存在。造(zào)成(chéng)这些现象的除了暗(àn)物(wù)质的(de)假说(shuō)之外，另一种可能就是人类对(duì)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(jiān)中的工作(zuò)方式是不同的，这意味(wèi)着在行星系尺度中的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理解(jiě)的方式运动(dòng)。但是上升到星系和星团(tuán)的尺度，引力之间(jiān)的相(xiāng)互作用(yòng)则是不同的方式。对于在星系团之间的(de)相互作用(yòng)，科学(xué)家还引入了外部场效应的概念，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨大的质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个(gè)理论(lùn)叫(jiào)做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德(dé)理论成立，这意味着我(wǒ)们需要对现在(zài)的物(wù)理定律进行(xíng)修正，这些发现也让(ràng)很(hěn)多人认为暗物质(zhì)假说理(lǐ)论就此终结(jié)。但是在宇宙(zhòu)当(dāng)中还(hái)有关(guān)于暗物质存(cún)在的其(qí)他(tā)的理论证据(jù)，这些理论(lùn)证据是蒙(méng)德(dé)理论所没法解(jiě)释的“引力透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹(dàn)星系(xì)团，由两个碰撞的星系(xì)团所(suǒ)组成，类(lèi)似这样(yàng)的星团，它们大部分的普(pǔ)通质量都在星系的(de)气体(tǐ)当中。当(dāng)星团以1000万公(gōng)里/小时(shí)发生碰撞的时候(hòu)，星际气体的相互作用就会(huì)导(dǎo)致温(wēn)度的急(jí)剧(jù)升高(gāo)，速度大幅降低。所以在理论上，在(zài)碰撞之(zhī)后，子(zi)弹星系团大部(bù)分(fēn)的质量将位于所有(yǒu)这(zhè)些(xiē)气体所在的中间区域。那么我们通(tōng)过(guò)什(shén)么来验(yàn)证它(tā)的质量区域(yù)到底(dǐ)是不是集中在中间(jiān)呢？前(qián)不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯太(tài)空(kōng)望远镜传回了(le)宇宙当中第一张全(quán)彩的高清照(zhào)片，在照片中我们可以明(míng)显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨大的形(xíng)变。其实这(zhè)些(xiē)星系本(běn)身并不是真(zhēn)的被扭曲(qū)了，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么问(wèn)题，而是这(zhè)样(yàng)极遥远的天(tiān)体(tǐ)和(hé)我们(men)地球上的观(guān)测者之间。被一个质量(liàng)超级巨大(dà)的(de)天体(tǐ)遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的东(dōng)西的(de)引力，会使身后更遥远星系的光都发生了(le)扭曲(qū)。这个现(xiàn)象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的(de)天体可能是超大质量的黑洞或(huò)者是(shì)暗物质。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域(yù)并不(bù)是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的解释方法就(jiù)是当星(xīng)团发生全部的碰撞时(shí)，可被观测到(dào)的质量气(qì)体被卡在了(le)中间，暗物质则(zé)直接通过了(le)这个区域，并在两边形(xíng)成了引力透(tòu)镜(jìng)。对(duì)子(zi)弹星系团的引力透镜研究也被认(rèn)为是(shì)暗物质存(cún)在的迄今为止(zhǐ)最好的(de)理论证据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中最古老的(de)光。从宇宙大爆炸(zhà)开(kāi)始，38万年之(zhī)后(hòu)，可见光终于可以(yǐ)畅通无(wú)阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年(nián)之(zhī)后，这些(xiē)光在宇宙空间背(bèi)景上(shàng)留(liú)下了各相(xiāng)同性(xìng)的微波辐射。其(qí)中红色的部分表示温度较(jiào)高的区(qū)域，蓝色则表示相对较冷的(de)区域，但实(shí)际上它们之间(jiān)的温差只(zhǐ)有(yǒu)万分之一。

科学家们通过对前景背(bèi)景分离(lí)后的二(èr)值图像(xiàng)进(jìn)行(xíng)连(lián)通域提取(qǔ)和标记之(zhī)后发现，如果宇宙当(dāng)中没有(yǒu)暗物质，图形看起来不应该是这(zhè)样的(de)，而随着暗(àn)物质(zhì)的(de)增(zēng)加，一(yī)些峰值的幅度(dù)会减小，才变得(dé)看起(qǐ)来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微(wēi)波(bō)背景(jǐng)辐射(shè)的测量值，我们需要的暗物质大约是普通物质(zhì)的5倍。这个(gè)数字与解(jiě)释星系当中恒(héng)星运动所需要(yào)的暗物质比(bǐ)例是一致的。这就意(yì)味着(zhe)。

用了一(yī)个简(jiǎn)单的理论框架，就很(hěn)好地解(jiě)释了(le)很多不同(tóng)的观(guān)测结果。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何(hé)其(qí)他的电磁作(zuò)用，只通过引力来相互(hù)作用。所以(yǐ)如果能够(gòu)找到这种(zhǒng)粒子的(de)存(cún)在，就相当于找到了暗(àn)物(wù)质存在的实际(jì)证(zhèng)据。这种粒子到(dào)底是什么？科学家(jiā)们已经提出了数十(shí)种的假想目标，而要寻(xún)找这些不同的目标(biāo)粒(lì)子所需(xū)要(yào)的(de)实验方式也(yě)不相同。在过去的几十(shí)年(nián)当中，人苏州区号是多少(rén)类为了寻找这些看不见、摸不(bù)到，几乎不会(huì)与常(cháng)规物质相(xiāng)互(hù)作(zuò)用的“暗物(wù)质”，科(kē)学家们已经进(jìn)行了超过50次的实验(yàn)，却没(méi)有任何实质(zhì)性的发(fā)现，除了一个地方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处(chù)的地下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地(dì)球(qiú)上最大的地(dì)学(xué)实验(yàn)室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼(lóu)高的探测器(qì)，一(yī)直致(zhì)力于寻(xún)找暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学家(jiā)声称观(guān)测到了某种信(xìn)号。经过了(le)20多年的数据(jù)收集，人们发现(xiàn)了(le)一个有趣的事情。探测(cè)率(lǜ)会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然(rán)后在11月(yuè)降到最低(dī)，而且(qiě)在20年当中每年都(dōu)是一(yī)样。一些科(kē)学家认为这可能是人类发现(xiàn)暗物(wù)质的第(dì)一个直(zhí)接证据。

但是为(wèi)什么暗物质(zhì)会产(chǎn)生周期(qī)性(xìng)的年度信(xìn)号呢？刚才我们讲了(le)太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的(de)速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味(wèi)着(zhe)我们(men)也在(zài)以这(zhè)样的速度在穿越着暗物质流(liú)，这个过程(chéng)中会(huì)产(chǎn)生相应的(de)振(zhèn)荡，同时地(dì)球(qiú)又以30公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间(jiān)，地球围(wéi)绕(rào)太阳(yáng)的方向与(yǔ)太(tài)阳环(huán)绕银河系的方向(xiàng)是一致的，而(ér)另外半年则与之相反。

而(ér)在6月份的(de)时候(hòu)，地(dì)球与太阳(yáng)的方(fāng)向正好达到完(wán)全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗物(wù)质流最快的时(shí)段。而在11月份，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河系的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但是这并(bìng)不(bù)影响这(zhè)个理论的有效性(xìng)。

因此科学家认为这(zhè)可(kě)以用(yòng)来解释，研究人(rén)员(yuán)们(men)所观测到的周期性信号(hào)。当然也可能有其他(tā)的情况，造成这种(zhǒng)年度周期信(xìn)号(hào)的差异(yì)也可能是温度、湿度(dù)、土壤中(zhōng)的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至连(lián)意大利游(yóu)客的数量也(yě)符合这个(gè)周期的规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球建立了一个(gè)几乎相同的实验(yàn)室(shì)，这里的季节与之前的实验室正(zhèng)好相反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和(hé)第一个实(shí)验室(shì)是(shì)一样的。

因此，如果在这里(lǐ)可以得到相同的信号(hào)，就可以成(chéng)为(wèi)暗物质(zhì)所存在的非常有力(lì)的证据了(le)。但是由于(yú)这个实验室刚刚建成不(bù)久，所以截(jié)至目前(qián)还无法(fǎ)提供(gōng)相应的数据支持。另(lìng)外，在(zài)2025年(nián)，NASA将会发射一台新的望远镜(jìng)，这台(tái)太(tài)空(kōng)望远(yuǎn)镜叫(jiào)做(zuò)“南希格雷(léi)斯罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜相(xiāng)同，但(dàn)它的宽视场仪器提(tí)供(gōng)的视野是哈勃(bó)红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中一个关(guān)键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测(cè)的结果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体(tǐ)物理中心的科学家丹(dān)琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发现，如(rú)果暗物质存在，它们极有(yǒu)可能拥有另一(yī)种神秘(mì)的效应，这种暗物(wù)质(zhì)效应，会(huì)支持宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者说是生命进化的一(yī)个重要因素。

如果这(zhè)一理(lǐ)论得到进(jìn)一步的(de)证实，那么(me)遍布宇宙当中(zhōng)的暗(àn)物质会不会(huì)意味着人(rén)类(lèi)并(bìng)不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的行(xíng)星上，暗物质(zhì)正(zhèng)在通(tōng)过(guò)这样(yàng)的效(xiào)应创造生命。当然，这些(xiē)推(tuī)论的大前提是(shì)要先(xiān)找到(dào)暗(àn)物质存在的实际(jì)证据。那么小伙伴们，你们(men)觉得暗(àn)物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更(gèng)新的动力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 苏州区号是多少