宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学(xué)无法(fǎ)解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么(me)？人(rén)类(lèi)为(wèi)了(le)寻找暗物质存(cún)在的证据，科学家(jiā)们在过去的几十年当中进(jìn)行了超过50次的长期(qī)实(shí)验，但(dàn)是却没有(yǒu)发现任何(hé)的(de)有(yǒu)效证据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自(zì)然哲学数学原(yuán)理一(yī)书中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律，它揭示了宇宙中(zhōng)天体(tǐ)运动的(de)规律。往后的几(jǐ)百年来，当天文学(xué)家们发(fā)现(xiàn)某(mǒu)些(xiē)天(tiān)体运行轨道出现异(yì)常，不符合万有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)的时候，他们就会知道，周围一(yī)定有未知(zhī)的天体通(tōng)过(guò)引力在摄动它的(de)轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维耶(yé)就通过天王(wáng)星运行轨道的异常，推算并且(qiě)发现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是(shì)应用(yòng)万有引(yǐn)力(lì)定律所取(qǔ)得重大天文成就(jiù)的(de)例(lì)子。但是这些(xiē)发现都是在恒星系统的尺度当(dāng)中，可(kě)当我(wǒ)们上(shàng)升到星(xīng)系(xì)或者是星团的尺(chǐ)度，事情就(jiù)开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威(wēi)基正在(zài)研(yán)究和测量后发星系团(tuán)的(de)质量。这(zhè)是一个由数千个星(xīng)系所(suǒ)组成的巨大星系团(tuán)，这些星系被引力束缚(fù)在一(yī)起。测量星系团的质量一般(bān)会(huì)使用到两(liǎng)种方法(fǎ)，当两种方(fāng)法结(jié)果一(yī)致，就可以确(què)定其质(zhì)量的范围。

第一种是获(huò)得(dé)其"光度(dù)学(xué)的质量"，需(xū)要(yào)的数据是测量各个星系(xì)的(de)光(guāng)度。

第二种是动力学质量的计(jì)算，是利(lì)用光谱红(hóng)移测(cè)量星系团中的各个星系相(xiāng)对于星系团的运动速度(dù)。当测量结果出来之(zhī)后，兹威基彻底(dǐ)懵(měng)了(le)，“动(dòng)力学质量”竟(jìng)然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这(zhè)意味着，后发(fā)座星系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的(de)质量并(bìng)不以可见(jiàn)光的形式所存(cún)在，我(wǒ)们(men)无(wú)法看到。最诡异的是(shì)，在(zài)测(cè)量速度的过程中，兹威基(jī)发(fā)现星系团中(zhōng)很多星(xīng)系(xì)的速度比理论上要快得(dé)多，按(àn)照牛顿的(de)运动(dòng)学定律，仅(jǐn)靠(kào)这些可(kě)见(jiàn)星系的质量(liàng)所产生的引力是无法将它们束缚(fù)在星(xīng)系(xì)团内的，它们早就应该被抛(pāo)出星系(xì)团之(zhī)外了，除(chú)非(fēi)有(yǒu)一种神秘的力量(liàng)在起作(zuò)用，这种力量来源于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了这样部(bù)分不可见的暗质(zhì)，它不发(fā)散光、吸(xī)光、反射(shè)光，但(dàn)是它(tā)们却(què)占据(jù)着宇宙中绝(jué)大部(bù)分(fēn)的(de)质(zhì)量。只是当时的人们对这(zhè)样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现。天文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观测仙女(nǚ)座(zuò)星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离(lí)中心越远的恒星在其轨道上的运行(xíng)速度就会越慢。但是他们观(guān)测的结果却让人感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒(héng)星的旋转速(sù)度几乎保(bǎo)持不变。可(kě)是根据牛顿的万有引力定律，在星系当中如果没有足够大的(de)质量来(lái)吸引它们，这些(xiē)外围的(de)恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基于这(zhè)种现象，科学(xué)家们会(huì)使用一种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的方法来(lái)解(jiě)释暗物质(zhì)的存在(zài)，这种方法(fǎ)就(jiù)是测量(liàng)星系当中(zhōng)气体在(zài)X轴(zhóu)上距(jù)离星(xīng)系中心的(de)距离(lí)，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋(xuán)转速度。如果出(chū)现异常的结果，就认(rèn)为是由暗物质(zhì)的力量(liàng)进入其中。

于是科学家们通过射(shè)电(diàn)望远镜测量了(le)距离星(xīng)系中心(xīn)更远(yuǎn)距离的氢元素，发(fā)现它们(men)的旋转速(sù)度并不符合牛顿的力学(xué)定律。我们的太阳系也(yě)不例外(wài)，太阳系位于银(yín)河系的(de)第三悬(xuán)臂之上(shàng)，距离银河系中心(xīn)2.6万光(guāng)年，根(gēn)据(jù)万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律进行计算，太阳(yáng)系(xì)的运行速(sù)度应该是160千米/秒，但(dàn)实(shí)际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度远(yuǎn)远大于理论(lùn)速度，那么产生以上这种向心加速度的原因很可能就是存在着(zhe)一种我们看不到的物质，是这些暗物质的引力(lì)效应将星(xīng)系聚(jù)集在了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研究人(rén)员开始相信暗物质(zhì)的存在。科学家根(gēn)据(jù)星系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星系(xì)当中暗(àn)物(wù)质的质量占整(zhěng)个星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以解释这个(gè)现象的原因。在一项(xiàng)新(xīn)的研究(jiū)当(dāng)中，科学家们发(fā)现，几(jǐ)乎没有(yǒu)引(yǐn)力效(xiào)应的遥远恒星(xīng)之间(jiān)，也会(huì)出(chū)现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星(xīng)系距离地球大约2.5亿(yì)光年，大小和银河系不多，但是(shì)星系当中存在的恒(héng)星数(shù)量(liàng)却只(zhǐ)有银河系的千分之(zhī)一。

所(suǒ)以在理论上，该星系必须存在暗物(wù)质，否则就会分崩离析(xī)。但(dàn)是科学家们(men)使(shǐ)用最先进的望远镜(jìng)对其进行了40个小时的(de)详细测量之后，发现星系中的(de)恒(héng)星(xīng)运动是可以用(yòng)正常(cháng)的(de)物质和力学定律来(lái)一澳币兑换多少人民币汇率，一澳币换多少人民币？解释(shì)的。那么又有(yǒu)人提出，也(yě)许(xǔ)该星(xīng)系(xì)的暗(àn)物质(zhì)，已(yǐ)经被附近的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没(méi)有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力(lì)的(de)理解还(hái)不够全面(miàn)，引(yǐn)力很可能在不同(tóng)尺度空间中的工(gōng)作方式是不同的，这意味着(zhe)在(zài)行星系尺度(dù)中的天体会沿着它们(men)的轨道，按照我们所理解的方式运动。但是上升到(dào)星系和星团(tuán)的尺度，引力之间的相互作用则是不(bù)同的(de)方式。对于在星(xīng)系团之(zhī)间的相互作用，科学家(jiā)还(hái)引入了外部场效应的概念，指的是在数百万(wàn)光年的规(guī)模上(shàng)，巨大的质(zhì)量之间(jiān)会产生对彼(bǐ)此特(tè)殊的效(xiào)果(guǒ)，这个(gè)理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理(lǐ)论成立(lì)，这(zhè)意味着我(wǒ)们需要对现在的物理(lǐ)定(dìng)律进行修正，这些发现(xiàn)也让很多(duō)人认为暗(àn)物质(zhì)假说理(lǐ)论就(jiù)此终(zhōng)结。但是(shì)在宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质存在的其他的理论证(zhèng)据(jù)，这些理论证据是蒙德理论所没(méi)法解释的“引力(lì)透镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿光年的子(zi)弹星系(xì)团，由两个碰撞的星(xīng)系团所组成，类似这样的星(xīng)团，它们大部分的普通质(zhì)量(liàng)都在星(xīng)系的(de)气体(tǐ)当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时(shí)候，星际(jì)气体的相(xiāng)互作用(yòng)就会导致温度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在(zài)碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的质量将位于所有这些气体(tǐ)所(suǒ)在的中间区(qū)域。那(nà)么我(wǒ)们通(tōng)过什么来验证它的质(zhì)量区(qū)域(yù)到底(dǐ)是不是(shì)集(jí)中在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第一张全(quán)彩的(de)高清照片(piàn)，在照片中我们可以明显地看到很多(duō)星系(xì)似(shì)乎被拉伸产生了巨(jù)大的形变。其实这些星系本身并不是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什么(me)问题(tí)，而是这样极遥远的天(tiān)体和我们地球上的(de)观测(cè)者(zhě)之间。被一(yī)个(gè)质量超(chāo)级巨大的天体(tǐ)遮挡(dǎng)，这(zhè)个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后更遥远星系(xì)的光都发(fā)生(shēng)了扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效应。这个巨(jù)大的天(tiān)体可能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹(dàn)星系团观测的时候，发现它的大质量区(qū)域(yù)并不(bù)是在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最(zuì)好的(de)解(jiě)释方法就是当星团发生全部的碰撞时(shí)，可被观测到(dào)的质量气体被(bèi)卡在了中间(jiān)，暗物质则直接通过了(le)这个区域，并在两边(biān)形(xíng)成了引力透镜。对子弹(dàn)星系团的(de)引力透镜研(yán)究也被认为是暗物质(zhì)存在的迄今为止最好的理论证据。

除此(cǐ)之外，还有来自(zì)宇宙当(dāng)中最古老的光。从宇(yǔ)宙大(dà)爆(bào)炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了130多亿(yì)年之后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙(zhòu)空间背景上留下了各(gè)相同性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区(qū)域，蓝色则表示(shì)相对较冷的(de)区域，但实际上它们之间的温差只(zhǐ)有万(wàn)分之一。

科学家们通过对前景背景(jǐng)分离(lí)后的(de)二值(zhí)图像(xiàng)进行连通域提取和标记之后发现，如果宇(yǔ)宙当中没(méi)有暗物(wù)质，图形看起来不应该是这样的，而随着暗(àn)物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变(biàn)得看起(qǐ)来“和谐”。为了(le)匹配宇宙(zhòu)微(wēi)波背景辐射的(de)测(cè)量值，我(wǒ)们(men)需要的暗物质大约(yuē)是普通物(wù)质的5倍。这个(gè)数字与(yǔ)解释(shì)星(xīng)系当中(zhōng)恒星运(yùn)动所需要的(de)暗(àn)物质比(bǐ)例是一(yī)致的。这就意味着。

用了一个(gè)简单(dān)的理论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同(tóng)的(de)观测结果。而(ér)暗物质的(de)本质就(jiù)是宇宙当中(zhōng)存在(zài)着某种类型的粒子，它们(men)不参与(yǔ)任何其(qí)他的(de)电磁作用，只通(tōng)过引力来相互(hù)作用。所以如(rú)果能够找到(dào)这(zhè)种粒子(zi)的(de)存在，就相当于找到了暗物质(zhì)存(cún)在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目标，而要寻找这些(xiē)不同的(de)目标粒(lì)子(zi)所(suǒ)需要的实验方式也不相(xiāng)同(tóng)。在(zài)过(guò)去的几十年(nián)当中，人类为(wèi)了寻(xún)找这些看不见(jiàn)、摸不到，几乎(hū)不会与常规物质相互作用(yòng)的(de)“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次的实(shí)验(yàn)，却没有任何实(shí)质性的发现，除了(le)一个地方，意大利的格兰萨索山，隶(lì)属于阿尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地学实验室，这个实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗(àn)物质粒子的周(zhōu)期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这(zhè)里(lǐ)的(de)科学家声称观测到(dào)了某种信号。经过了20多年的数据收集(jí)，人们发现了一个有趣的事情。探测(cè)率(lǜ)会(huì)在每(měi)年的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月降到(dào)最低，而且在(zài)20年当中每(měi)年都(dōu)是一样(yàng)。一些(xiē)科学家认(rèn)为这可能是人类发(fā)现暗物质的(de)第一个直接证(zhèng)据。

但是为什么(me)暗物质会产生(shēng)周(zhōu)期(qī)性的年(nián)度信号(hào)呢？刚才我们(men)讲了太阳系(xì)正在以220公里/秒的速(sù)度围(wéi)绕着银河系(xì)进行移(yí)动，那么如果(guǒ)暗物(wù)质存在宇宙当中(zhōng)，这(zhè)意(yì)味着我们也(yě)在(zài)以这样的(de)速度在穿(chuān)越着(zhe)暗物质(zhì)流，这个过程中会产生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围绕(rào)太阳的方(fāng)向与太(tài)阳环绕银(yín)河系的方向是一致(zhì)的，而另外半年则(zé)与(yǔ)之相反。

而(ér)在(zài)6月份的时候，地球与太阳的方向正好达到完(wán)全一致，这是(shì)理论上(shàng)地球穿(chuān)越暗物质流最快的(de)时段(duàn)。而在(zài)11月份，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系(xì)相(xiāng)对(duì)银(yín)河系的平面(miàn)呈(chéng)现了(le)60度的倾斜，但是这(zhè)并不影响这个理论的有效性。

因此(cǐ)科学(xué)家(jiā)认为这(zhè)可以用来解释(shì)，研究(jiū)人员们(men)所观(guān)测(cè)到的周期性信号。当(dāng)然也(yě)可(kě)能有其他的情况，造成这(zhè)种年度周(zhōu)期信号的差异(yì)也可能是温(wēn)度、湿(shī)度、土壤中的(de)水分、高山(shān)上(shàng)的积雪，甚至连意大利(lì)游(yóu)客的数(shù)量(liàng)也符合这个(gè)周期的规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家们又在南半(bàn)球建立了一个几乎相同的实验室(shì)，这里的(de)季节与(yǔ)之前的(de)实验室(shì)正(zhèng)好相反，而在(zài)这里，地球穿(chuān)过暗物质流的(de)运动特(tè)征和第(dì)一个实验室(shì)是(shì)一样的。

因此，如果在这里可以得(dé)到(dào)相(xiāng)同的信号，就可(kě)以成为(wèi)暗物质所存在的(de)非常有力的(de)证据了。但(dàn)是(shì)由(yóu)于这个实验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至目前(qián)还无法提供(gōng)相应的数(shù)据支(zhī)持。另(lìng)外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的(de)望远镜，这台太空(kōng)望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相同(tóng)，但它的宽(kuān)视场(chǎng)仪器提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希(xī)格(gé)雷斯罗(luó)曼太空望(wàng)远镜其中一个关键的用(yòng)途就是探(tàn)索暗物质背后的(de)奥秘(mì)，对于探测(cè)的(de)结果，我们只能拭目以待了。费米(mǐ)实(shí)验(yàn)室粒(lì)子(zi)天体物理中心的(de)科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在(zài)，它们极(jí)有可能(néng)拥有另一种神秘(mì)的效应，这种暗物(wù)质效应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当中生命的(de)诞生，或者说是生(shēng)命(mìng)进化的一个(gè)重(zhòng)要因素。

如果这一理论得到进(jìn)一步的(de)证实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗(àn)物(wù)质会不会意味着人类并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角(jiǎo)落的行星(xīng)上，暗物质正在(zài)通过这样(yàng)的效应(yīng)创造生命。当(dāng)然，这些推论(lùn)的大前提是要先找到暗物质(zhì)存在的实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物质到底存(cún)不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的(de)支持是(shì)我(wǒ)更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 一澳币兑换多少人民币汇率，一澳币换多少人民币？