宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会存在科(kē)学无法(fǎ)解释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗(àn)物质又究竟是什(shén)么？人(rén)类为(wèi)了寻找暗物质(zhì)存在的证据，科(kē)学家们在过(guò)去(qù)的几十(shí)年(nián)当中(zhōng)进行了超过50次的长(zhǎng)期实验，但是却没(méi)有发(fā)现任何的有效证据(jù)。除了一个地方，在1687年(nián)出版(bǎn)的自然(rán)哲学(xué)数学原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它(tā)揭(jiē)示(shì)了宇(yǔ)宙中天体运动的规律(lǜ)。往后的几百年来(lái)，当天文学家们发(fā)现(xiàn)某些天体运行(xíng)轨道出现异常(cháng)，不(bù)符合万有引力定律的时(shí)候，他们就(jiù)会(huì)知道，周(zhōu)围(wéi)一(yī)定有未知的天(tiān)体(tǐ)通过引力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年(nián)，奥(ào)本勒维耶就(jiù)通(tōng)过天王星运行轨道的异常，推(tuī)算并(bìng)且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王(wáng)星的发(fā)现(xiàn)都是应用万有(yǒu)引力定律所(suǒ)取得(dé)重(zhòng)大(dà)天文成就的(de)例子(zi)。但是(shì)这些发现都是在(zài)恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星系或者是(shì)星(xīng)团的尺(chǐ)度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正在(zài)研(yán)究(jiū)和测量后(hòu)发星系团的质量(liàng)。这是一(yī)个由数千个星系所组成的巨(jù)大星系(xì)团，这(zhè)些星系被引力束缚在一起。测(cè)量星系团的(de)质量一般(bān)会(huì)使用到(dào)两种(zhǒng)方法(fǎ)，当两种方法结果一(yī)致，就可(kě)以确定其质量的范围。

第一种是获得其"光度学的质量"，需(xū)要的数据是测量各个星系的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是(shì)动力学质量的(de)计算，是利(lì)用光谱红移测量(liàng)星(xīng)系团中的各个星系(xì)相对于(yú)星系团(tuán)的运(yùn)动速度。当(dāng)测量结(jié)果出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味着，后发(fā)座(zuò)星系团(tuán)有99%的(de)质量消失了，或者说这(zhè)99%的质量并不以可见光的形(xíng)式(shì)所存在，我们无法看到。最诡异的(de)是，在测(cè)量速(sù)度的过程(chéng)中，兹威基(jī)发现星系团(tuán)中很多星系的速度(dù)比理(lǐ)论上要快(kuài)得多(duō)，按(àn)照(zhào)牛(niú)顿的运动学(xué)定律，仅靠(kào)这些可见星系(xì)的质量所产(chǎn)生的引力是无(wú)法将它们束(shù)缚在星系团内的，它们早(zǎo)就(jiù)应该被抛出(chū)星系团之外(wài)了，除非(fēi)有一种神秘(mì)的力量在起作用，这(zhè)种(zhǒng)力量来源于(yú)某种隐(yǐn)形的(de)物质。

据(jù)此，兹维基提出了这(zhè)样部(bù)分不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但(dàn)是它们(men)却(què)占(zhàn)据(jù)着宇宙中绝大部(bù)分(fēn)的(de)质量。只是当时(shí)的人(rén)们对这样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直到40年(nián)之后(hòu)，“暗物质”这个词(cí)才再一次(cì)出现。天(tiān)文学(xué)家维拉鲁宾和肯(kěn)特福特在(zài)观测仙女座星系中的恒星(xīng)运动。理论上(shàng)来说，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒(héng)星在(zài)其轨道(dào)上的运行速度就会越(yuè)慢。但是(shì)他们观测的结果却让(ràng)人感(gǎn)到不可思议。

随着与(yǔ)中(zhōng)心距离的增加，恒(héng)星的旋转速度(dù)几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引(yǐn)力定律(lǜ)，在星(xīng)系(xì)当(dāng)中如果没有(yǒu)足够大的质量来吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基(jī)于这(zhè)种(zhǒng)现象，科学(xué)家们会使用一(yī)种相对(duì)标(biāo)准(zhǔn)的(de)方法来解释暗物质的存(cún)在，这种方法就是测量星系当中(zhōng)气体在X轴上距离(lí)星系(xì)中心(xīn)的距离，以及在Y轴上(shàng)气体的(de)旋转速度(dù)。如果出现异(yì)常的结果，就认为是由暗物(wù)质的力量进(jìn)入其中。

于是(shì)科学家们(men)通过射电望远镜测量了距(jù)离(lí)星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速(sù)度并不符合牛(niú)顿的力学定律。我们的(de)太(tài)阳系也不(bù)例(lì)外，太(tài)阳系位于银河(hé)系的第三悬臂之上，距离(lí)银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引力(lì)定(dìng)律进行(xíng)计算(suàn)，太阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正(zhèng)在以220千米(mǐ)/秒的速度(dù)围绕银河系(xì)旋转，这个实际速(sù)度远远大于(yú)理论(lùn)速度，那(nà)么(me)产生以(yǐ)上这种向(xiàng)心加速(sù)度的原因很可(kě)能就(jiù)是存在着一种我们看不(bù)到的物质，是这些暗物(wù)质的引力效(xiào)应将星系聚(jù)集在了(le)一(yī)起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的研究人员开始相(xiāng)信暗(àn)物质的(de)存在。科学家根(gēn)据星系外恒星(xīng)轨道的速度(dù)，估算在星(xīng)系当中暗物质(zhì)的(de)质量(liàng)占整个(gè)星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可以解释这个现象的原因。在一(yī)项(xiàng)新的研(yán)究当中，科(kē)学家们发(fā)现(xiàn)，几乎没有引力效应的(de)遥远恒(héng)星之间，也(yě)会出现速度上的微小(xiǎo)差异。另外，天文学(xué)家还发现(xiàn)了一个反常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星系当(dāng)中存在(zài)的(de)恒星数量却只有银河(hé)系(xì)的千(qiān)分之一(yī)。

所以在理论(lùn)上(shàng)，该(gāi)星系必须存(cún)在暗物质，否则(zé)就(jiù)会(huì)分崩离(lí)析。但(dàn)是科学家们使用(yòng)最先进的望(wàng)远镜(jìng)对其(qí)进行了40个(gè)小(xiǎo)时的详细测量之后，发(fā)现(xiàn)星系中的恒星运(yùn)动是可以用正常的物(wù)质和力学定律来(lái)解(jiě)释的。那(nà)么又有人提(tí)出(chū)，也许该星系的暗物(wù)质，已经被附近(jìn)的(de)另(lìng)一个大星系剥离了。奇(qí)怪的(de)是(shì)，它(tā)的(de)附近没有任何星系存(cún)在。造成(chéng)这些(xiē)现象的(de)除了暗(àn)物质(zhì)的假说之外(wài)，另一种可能就是(shì)人类对引(yǐn)力(lì)的理(lǐ)解(jiě)还不够全面(miàn)，引力很可(kě)能在不同尺度空间中的(de)工作方式是不同的，这(zhè)意味(wèi)着在行(xíng)星(xīng)系(xì)尺度中的天体(tǐ)会沿着(zhe)它们的轨道，按(àn)照我们所(suǒ)理解的(de)方式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之间的(de)相互(hù)作用(yòng)则是不同的方式。对于在星系团之间的相(xiāng)互作用，科学家(jiā)还引入了外(wài)部场效应的概念(niàn)，指的是(shì)在数百万光年的规模上(shàng)，巨(jù)大的质量之(zhī)间会产生对彼此(cǐ)特(tè)殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们需(xū)要对现(xiàn)在(zài)的物理(lǐ)定(dìng)律(lǜ)进行(xíng)修正，这(zhè)些发现也(yě)让很多人认为(wèi)暗物质假说(shuō)理论就此终结。但是在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质存(cún)在的其他的理论证据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理(lǐ)论所(suǒ)没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距(jù)离(lí)为37亿光(guāng)年(nián)的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组(zǔ)成，类似这(zhè)样的星(xīng)团(tuán)，它们大部分的普通质量都(dōu)在星系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万(wàn)公里/小时发生碰撞的时候(hòu)，星(xīng)际气体(tǐ)的(de)相互(hù)作用就会导致温度的急剧升(shēng)高，速度大幅(fú)降低。所以(yǐ)在(zài)理(lǐ)论上，在(zài)碰撞之后，子弹星系团大(dà)部(bù)分的质量将位于所有这些气体所在(zài)的中间区域。那么我们通(tōng)过什么来(lái)验证它的质量区(qū)域到底是(shì)不是集中在中间呢？前不事出有因必有妖下一句怎么回，事出反常必有妖,人若反常必有刀,言不由衷定有鬼久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空望远镜传(chuán)回(huí)了宇宙当中第(dì)一张全彩的高(gāo)清照片，在照片中我们可以明显地看到很多星系似乎被拉伸(shēn)产生(shēng)了(le)巨大(dà)的形变(biàn)。其实(shí)这些星系本(běn)身(shēn)并不是(shì)真的被(bèi)扭曲(qū)了，也(yě)不是韦伯(bó)望远(yuǎn)镜(jìng)出了(le)什么问题，而是(shì)这样极遥远(yuǎn)的天体和我们地球上的(de)观测者之(zhī)间。被一个质量超级(jí)巨大的天体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使身(shēn)后更遥(yáo)远(yuǎn)星系(xì)的光都发生了(le)扭曲(qū)。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天体(tǐ)可(kě)能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人(rén)们对子弹星系团观测的时候，发事出有因必有妖下一句怎么回，事出反常必有妖,人若反常必有刀,言不由衷定有鬼现它的大质(zhì)量区(qū)域(yù)并(bìng)不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就(jiù)是当星(xīng)团发生(shēng)全部的碰撞时，可被观测(cè)到的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通(tōng)过了这个区域，并在两边形成了引力透(tòu)镜。对子弹星(xīng)系团的引(yǐn)力透(tòu)镜研究也被认为是暗物质存在的迄今为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中最古(gǔ)老的(de)光(guāng)。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地穿越在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙(zhòu)空间背景上留(liú)下了(le)各(gè)相(xiāng)同性(xìng)的微(wēi)波辐射。其中红色(sè)的部(bù)分表示温(wēn)度较(jiào)高的区域(yù)，蓝色则表(biǎo)示相对较冷(lěng)的区域(yù)，但实际(jì)上它们之间的温(wēn)差只有(yǒu)万(wàn)分之一。

科学家们通过对前景(jǐng)背景分离后的(de)二值图像进行连(lián)通域提(tí)取和标记之(zhī)后发现(xiàn)，如(rú)果宇(yǔ)宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起(qǐ)来不应(yīng)该是(shì)这(zhè)样的，而随着暗物质的增加，一些(xiē)峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的(de)测量值，我们需要(yào)的暗(àn)物(wù)质大约是普通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中恒星运动(dòng)所需(xū)要的暗物质比例是(shì)一致的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解(jiě)释了(le)很多不同的观测结(jié)果。而暗物质的本质就(jiù)是宇宙(zhòu)当中存在着某(mǒu)种类型的粒子，它们不参与任(rèn)何其他的电磁(cí)作(zuò)用，只(zhǐ)通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能够找到这种粒子(zi)的存在，就相当于找到了暗物质存在的(de)实(shí)际证(zhèng)据。这种粒子到(dào)底是什么？科学家(jiā)们已经(jīng)提出了数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的目标粒子(zi)所需要的实验(yàn)方式也不相同。在过去的几(jǐ)十年(nián)当中(zhōng)，人类为了寻(xún)找这些看不见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规(guī)物质相互作用的“暗物质”，科学(xué)家们(men)已经进行了超过50次(cì)的(de)实验，却没有任何实质性的(de)发现，除(chú)了一个地方，意大利的(de)格兰萨索山(shān)，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地学(xué)实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三层(céng)楼高的探测器(qì)，一直(zhí)致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观测到(dào)了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的(de)数据收集，人们发现了(le)一个有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值(zhí)，然(rán)后在11月降到最(zuì)低(dī)，而(ér)且在20年当中每年(nián)都是一(yī)样。一些科学家认为(wèi)这可能(néng)是(shì)人类(lèi)发(fā)现(xiàn)暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但(dàn)是为(wèi)什么暗物质会(huì)产生(shēng)周(zhōu)期性的年(nián)度信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在(zài)以(yǐ)220公里/秒的速度围(wéi)绕着银河系(xì)进行移动，那么如果暗物(wù)质存在宇宙当中，这意味着我们(men)也在(zài)以这样的(de)速度在穿越(yuè)着暗物质流(liú)，这(zhè)个过程中会产生(shēng)相应(yīng)的振荡，同时(shí)地球(qiú)又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时(shí)间，地球围绕太阳(yáng)的方向与太阳环绕银河系的方向是(shì)一致的，而(ér)另外半(bàn)年则与之(zhī)相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的时候，地球与太阳(yáng)的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理(lǐ)论上地(dì)球(qiú)穿越暗物(wù)质(zhì)流最快(kuài)的时(shí)段。而在11月(yuè)份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的情况中(zhōng)，太(tài)阳系相对银河系的(de)平面呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影响这(zhè)个(gè)理论的(de)有效性。

因此科学家认(rèn)为这可以用(yòng)来解释，研究(jiū)人员们所观(guān)测到的周期性信号(hào)。当然也可能有其他(tā)的情况，造成这种年(nián)度周(zhōu)期信号(hào)的差异也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分(fēn)、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这个周期的规律。

所以，科学(xué)家(jiā)们又在南(nán)半球建立了一个(gè)几(jǐ)乎相同的实验室，这里(lǐ)的(de)季节与(yǔ)之前的实验室(shì)正(zhèng)好(hǎo)相反(fǎn)，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物质流的运动特征(zhēng)和(hé)第(dì)一个实验室是一样的。

因(yīn)此，如果在这里可以(yǐ)得到相同的(de)信号，就(jiù)可以(yǐ)成为暗物质所存(cún)在(zài)的非(fēi)常有力的证据了。但是由于这个实验室刚刚建(jiàn)成不久，所以(yǐ)截至目前还无法提供相(xiāng)应的数(shù)据支(zhī)持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜(jìng)，这(zhè)台太空望远镜叫(jiào)做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小跟(gēn)哈勃望(wàng)远镜(jìng)相(xiāng)同(tóng)，但它的(de)宽视场仪器提供的视野是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南(nán)希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜其中(zhōng)一(yī)个关键(jiàn)的(de)用途(tú)就是探索暗(àn)物(wù)质背后(hòu)的(de)奥(ào)秘(mì)，对(duì)于探(tàn)测(cè)的(de)结(jié)果，我们只能拭(shì)目以待了。费(fèi)米(mǐ)实验室粒子天体物理中心的科学家丹(dān)琥珀(pò)和贾森斯特芬研究(jiū)发现，如果(guǒ)暗物质存在，它们极有(yǒu)可能拥有(yǒu)另(lìng)一种神秘的效(xiào)应，这种(zhǒng)暗(àn)物质效应(yīng)，会支持宇宙当中(zhōng)生命的诞生，或者(zhě)说(shuō)是生命(mìng)进化的一(yī)个重(zhòng)要因素。

如果这(zhè)一(yī)理论得(dé)到进一步的(de)证实，那么遍布宇宙当中的暗物质(zhì)会不会意(yì)味着(zhe)人(rén)类(lèi)并(bìng)不孤(gū)单呢？或许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个角落的(de)行星上，暗物(wù)质正在通过这样(yàng)的效应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是(shì)要先找到(dào)暗(àn)物质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是我更新(xīn)的动力(lì)！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 事出有因必有妖下一句怎么回，事出反常必有妖,人若反常必有刀,言不由衷定有鬼