宇宙是(shì)“人为制(zhì)造”的(de)？为何会存在科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟(jìng)是(shì)什么？人类为了寻(xún)找暗(àn)物质存在的证据，科学(xué)家们在过(guò)去的几十年当中(zhōng)进行了超过50次(cì)的长期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一(yī)个地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学(xué)原理一书(shū)中(zhōng)，埃萨(sà)克牛顿发表了(le)万有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律，它揭示了(le)宇(yǔ)宙中天体运动(dòng)的规律。往后的(de)几百年(nián)来，当天(tiān)文学家们发现某些(xiē)天(tiān)体运行轨(guǐ)道(dào)出现异(yì)常，不符合万有引力定律的(de)时(shí)候(hòu)，他们就(jiù)会知道(dào)，周(zhōu)围一定有未(wèi)知的(de)天体通过引力在摄(shè)动它的轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的(de)异常，推算并且发(fā)现了海王(wáng)星的存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥王(wáng)星的发现都是应(yīng)用万有引力定律所取得重大(dà)天文成(chéng)就的例子。但(dàn)是这些发(fā)现(xiàn)都(dōu)是在恒星系统的(de)尺(chǐ)度(dù)当(dāng)中，可(kě)当(dāng)我们上升(shēng)到星(xīng)系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理(lǐ)学家(jiā)弗里茨(cí)兹(zī)威基正在(zài)研究(jiū)和测量后发星(xīng)系团的质(zhì)量。这(zhè)是一个由数千(qiān)个星(xīng)系所(suǒ)组(zǔ)成的巨大星系(xì)团，这些星系(xì)被(bèi)引力束缚在(zài)一起。测量星系团的质量一般(bān)会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方(fāng)法结果(guǒ)一致，就可以确定其质(zhì)量(liàng)的(de)范围。

第一种是获得(dé)其"光(guāng)度(dù)学的质量"，需要的数据是测量各个星(xīng)系的光度。

第(dì)二(èr)种是动力学质量的计算，是利用光谱红移测(cè)量星系团中的(de)各个星系相对于(yú)星系(xì)团(tuán)的(de)运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着(zhe)，后发座星系团有(yǒu)99%的(de)质量消失了，或者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形(xíng)式所存在，我们无法看到(dào)。最(zuì)诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星(xīng)系团中很多(duō)星系的(de)速度比理论上要快(kuài)得多(duō)，按照牛顿的运动(dòng)学(xué)定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量(liàng)所(suǒ)产生(shēng)的引力(lì)是无(wú)法将(jiāng)它们(men)束(shù)缚在(zài)星系团内的，它们(men)早就应该被抛出星系团之外了(le)，除非(fēi)有一种神(shén)秘的力量在起作(zuò)用，这种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分不(bù)可(kě)见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它(tā)们(men)却占(zhàn)据着宇宙中绝大部(bù)分的质量。只(zhǐ)是当时的(de)人(rén)们对这样(yàng)的一(yī)种说法不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这(zhè)个词才再一次出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特福特(tè)在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)远的恒星(xīng)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(bù)可思议。

随着(zhe)与中心距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据牛(niú)顿的(de)万有引力定(dìng)律，在星系(xì)当中如果没有足够大的质量来吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这种现(xiàn)象，科学家们会使用一种相对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质的存在，这种方法就(jiù)是测(cè)量星系当中气体(tǐ)在X轴上距离(lí)星系中心的(de)距离，以及在Y轴上(shàng)气体的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度。如果出现异常(cháng)的结(jié)果，就认为是由暗物质(zhì)的(de)力量进入其中。

于是科学家们通过(guò)射电望远镜测量了距离(lí)星系中心更远距离(lí)的氢元素，发现它们的旋转速度并不符合(hé)牛(niú)顿的(de)力学定律。我们的(de)太阳系(xì)也不例外，太阳系(xì)位于(yú)银河系的第(dì)三悬臂(bì)之上(shàng)，距离银河(hé)系(xì)中心(xīn)2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律进行计算，太(tài)阳(yáng)系的运行(xíng)速(sù)度应(yīng)该是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米/秒的速(sù)度围绕银(yín)河系旋转，这(zhè)个实际速度远远(yuǎn)大(dà)于理论速度(dù)，那么(me)产生以上(shàng)这种向心加速度的(de)原因很可(kě)能(néng)就是存在着一种(zhǒng)我(wǒ)们看不(bù)到的物质，是这些暗物质的(de)引力效(xiào)应将星系聚集在了(le)一(yī)起。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开始(shǐ)相信暗(àn)物质的存在(zài)。科学家根(gēn)据星系外恒星(xīng)轨道的速度，估算在星系当中暗物(wù)质的质量占整个(gè)星系质(zhì)量的85%。但是，暗(àn)物(wù)质并(bìng)不是唯一可以解释这个现象的(de)原因。在一(yī)项新的研究当中，科学家(jiā)们(men)发现，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力(lì)效应的遥远(yuǎn)恒星之间(jiān)，也会出(chū)现速度上的(de)微小差(chà)异。另外，天文(wén)学家还(hái)发(fā)现了一(yī)个反(fǎn)常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离(lí)地(dì)球(qiú)大约2.5亿光(guāng)年，大小和(hé)银河系不多(duō)，但是星系当(dāng)中存在(zài)的恒星数量却(què)只(zhǐ)有银河系(xì)的(de)千分之一。

所以在(zài)理(lǐ)论上(shàng)，该星(xīng)系(xì)必须存(cún)在暗物质，否则就会分(fēn)崩(bēng)离析(xī)。但是科学家(jiā)们使用最先(xiān)进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量(liàng)之后，发现星(xīng)系中的恒星运动是可以用正常的物质(zhì)和(hé)力(lì)学定律(lǜ)来解(jiě)释的。那么又有(yǒu)人提出，也(yě)许(xǔ)该星系的暗(àn)物质，已经被附近(jìn)的另一(yī)个大星系剥离了。奇怪的是，它的附(fù)近没(méi)有任(rèn)何星系存(cún)在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外，另一(yī)种可能(néng)就是(shì)人(rén)类对引力(lì)的理解还(hái)不(bù)够全面(miàn)，引力(lì)很可(kě)能在不同尺度空(kōng)间中的工(gōng)作方式是(shì)不同的，这意(yì)味着在行星(xīng)系尺度(dù)中的(de)天体(tǐ)会沿着它们的(de)轨道，按照我(wǒ)们(men)所理(lǐ)解的方式运动。但是上升到星系(xì)和星(xīng)团的(de)尺度，引力之(zhī)间(jiān)的相互作用则是不同的方式。对于在星系团(tuán)之间的相互作(zuò)用，科学家还引入了外部(bù)场效应的概念，指的是(shì)在数百万光(guāng)年(nián)的规模上(shàng)，巨(jù)大(dà)的质量(liàng)之间会产生对(duì)彼此特殊(shū)的(de)效果，这(zhè)个(gè)理(lǐ)论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们需要(yào)对现在(zài)的(de)物理(lǐ)定律进行修正，这些发现也让(ràng)很(hěn)多(duō)人认为暗物质假说理论就此(cǐ)终结(jié)。但(dàn)是在宇宙当中还有(yǒu)关(guān)于暗物质(zhì)存在(zài)的其他(tā)的理论证据(jù)，这(zhè)些理论证据是(shì)蒙德理论所没法解释的“引力(lì)透镜”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹(dàn)星(xīng)系(xì)团，由两(liǎng)个碰撞的星系团所(suǒ)组成，类(lèi)似(shì)这(zhè)样的星团，它们(men)大部分(fēn)的普通质量都在星系的气(qì)体(tǐ)当(dāng)中。当星(xīng)团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体的相互作(zuò)用就(jiù)会导致温度(dù)的急(jí)剧升高，速度大幅(fú)降低。所以在(zài)理论上，在碰(pèng)撞之(zhī)后，子弹星系团大部分的质量将位(wèi)于所有这些气体所在的中间区域(yù)。那么我们通过什么来验证(zhèng)它(tā)的质量(liàng)区域到底是不(bù)是集(jí)中在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜(jìng)传回了宇宙当中第一(yī)张全彩的高清(qīng)照(zhào)片，在(zài)照(zhào)片(piàn)中我们(men)可以明显(xiǎn)地看(kàn)到很多星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大的(de)形(xíng)变。其实这些星系本身并不是真(zhēn)的被(bèi)扭曲了，也不是韦(wéi)伯(bó)望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这(zhè)样极(jí)遥(yáo)远的天体和(hé)我(wǒ)们(men)地球上的观测者之(zhī)间。被(bèi)一(yī)个质量超级巨大的(de)天(tiān)体遮过生日小寿星一般指几岁,十八岁可以叫小寿星吗，18岁生日可以叫小寿星吗(zhē)挡(dǎng)，这个超(chāo)大质(zhì)量的东西的引力，会使身(shēn)后更遥远星系的光都发(fā)生(shēng)了扭曲(qū)。这个现象就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体可能是超大质量的(de)黑洞或者是暗物(wù)质(zhì)。

所以当(dāng)人(rén)们对子弹星系(xì)团观测(cè)的时(shí)候，发现它的大质量区域并不(bù)是在中(zhōng)间(jiān)，而是在两侧。所(suǒ)以最(zuì)好(hǎo)的(de)解(jiě)释(shì)方法就(jiù)是当星团(tuán)发生(shēng)全(quán)部的碰(pèng)撞时(shí)，可被观测到的质量(liàng)气体被卡在了中间，暗物质则直接通过(guò)了这个区域，并在两边形成(chéng)了(le)引力透镜(jìng)。对子弹星系(xì)团的引力透镜研究也被认(rèn)为是暗物质存(cún)在的(de)迄今为止最好的理论(lùn)证据。

过生日小寿星一般指几岁,十八岁可以叫小寿星吗，18岁生日可以叫小寿星吗"async" data-ratio="0.5929919137466307" data-type="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/3b484d043bd3430.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

除此之外，还有来(lái)自宇宙当中最古老的(de)光(guāng)。从宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万年之后(hòu)，可(kě)见(jiàn)光终于可以畅通无(wú)阻地穿(chuān)越(yuè)在宇(yǔ)宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇(yǔ)宙空间背(bèi)景上留(liú)下了各(gè)相同性的微(wēi)波辐射。其中(zhōng)红(hóng)色的部分(fēn)表(biǎo)示温度(dù)较高的区域，蓝色(sè)则表(biǎo)示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之间的温差只有(yǒu)万分(fēn)之(zhī)一。

科(kē)学(xué)家们通过对(duì)前景背景分离后的(de)二值图像进(jìn)行连通域提取(qǔ)和标记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起来不应该是这样的(de)，而随着暗(àn)物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配(pèi)宇宙微(wēi)波(bō)背景辐射的测量值，我们(men)需要的暗物质大约是普通物质(zhì)的(de)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(bǐ)例(lì)是一致的。这(zhè)就(jiù)意(yì)味着。

用了一个(gè)简单的理论框架(jià)，就很好(hǎo)地解释了(le)很多不(bù)同的观测结果。而暗物质的本质(zhì)就是宇宙(zhòu)当中存在(zài)着某种类(lèi)型的粒子，它们(men)不参(cān)与(yǔ)任何其他(tā)的电磁作用，只通(tōng)过(guò)引(yǐn)力来相(xiāng)互作用(yòng)。所以(yǐ)如果能够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就(jiù)相当于找(zhǎo)到了(le)暗物质(zhì)存(cún)在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已(yǐ)经提出了数十种(zhǒng)的假想目标(biāo)，而要寻找这些不同(tóng)的目标粒子所需要的实验方式也不(bù)相同。在过去的几十年当中，人类为了寻(xún)找(zhǎo)这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规(guī)物质(zhì)相互作用(yòng)的“暗物质(zhì)”，科学家们已经进(jìn)行了超(chāo)过50次(cì)的实(shí)验(yàn)，却没有任何(hé)实质性(xìng)的(de)发现，除了一个(gè)地方，意大(dà)利的格(gé)兰萨索山(shān)，隶属于(yú)阿尔卑(bēi)斯山脉。

在(zài)山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着地球上(shàng)最大的地学实验室，这(zhè)个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层(céng)楼高的探测器，一直致(zhì)力于寻找(zhǎo)暗物(wù)质粒(lì)子的周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里(lǐ)的科学(xué)家声称观测到了某种信号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且(qiě)在(zài)20年当中(zhōng)每年都是一样。一些科(kē)学家认为这(zhè)可能是人类发现暗物质的(de)第一个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会(huì)产生周期性的(de)年度信号呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银(yín)河系进行移动，那(nà)么如果暗(àn)物质(zhì)存在宇宙当中，这(zhè)意(yì)味(wèi)着我们也(yě)在以这样的(de)速度在(zài)穿越着暗物(wù)质(zhì)流(liú)，这个过程中会产生相(xiāng)应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度(dù)围(wéi)绕太阳进行(xíng)旋转。所以有(yǒu)半年的(de)时间(jiān)，地球围(wéi)绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系的方向是一(yī)致的(de)，而另(lìng)外半(bàn)年则与之相反。

而在6月份(fèn)的时(shí)候，地球与太阳(yáng)的方向正好(hǎo)达(dá)到完全一致，这是理论上(shàng)地球穿(chuān)越暗(àn)物质流(liú)最快(kuài)的时段。而在11月(yuè)份，又恰好(hǎo)达(dá)到了最(zuì)慢值(zhí)。尽管在实际的(de)情况(kuàng)中，太阳系相对银河(hé)系(xì)的(de)平面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因(yīn)此(cǐ)科(kē)学家(jiā)认为这可以用来解释，研究人员们所观测到的(de)周期性信号。当然(rán)也可能有其他(tā)的(de)情况(kuàng)，造(zào)成这(zhè)种(zhǒng)年度周期(qī)信号的差异也可能是温度、湿度、土壤中的(de)水分(fēn)、高山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这(zhè)个周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们又在(zài)南半(bàn)球建立了一个(gè)几乎相同(tóng)的实验室，这里(lǐ)的季节(jié)与之前的实验室正好相(xiāng)反，而(ér)在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实验室是一样的。

因此，如(rú)果(guǒ)在这里可以得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所存在的非常有(yǒu)力的证据了(le)。但是由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目前还无法提供相(xiāng)应的数据支(zhī)持。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的(de)望远(yuǎn)镜，这台太空望(wàng)远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相同(tóng)，但它的宽(kuān)视(shì)场仪器(qì)提(tí)供(gōng)的(de)视野是哈(hā)勃(bó)红外仪器的100倍。南希(xī)格(gé)雷斯罗(luó)曼(màn)太(tài)空望远镜(jìng)其(qí)中一个关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测的(de)结果，我们(men)只能拭目以(yǐ)待了(le)。费米(mǐ)实验室粒子天体物(wù)理中心的科学家丹琥珀和贾(jiǎ)森(sēn)斯(sī)特(tè)芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效(xiào)应，会(huì)支持宇宙当中生命的诞生，或者说(shuō)是生命进化的一(yī)个重(zhòng)要(yào)因(yīn)素(sù)。

如果这一理(lǐ)论得(dé)到进(jìn)一(yī)步(bù)的证实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗物质会不会意味(wèi)着人类并不(bù)孤单呢？或许在(zài)宇宙当中某个角落(luò)的行星上(shàng)，暗物质(zhì)正在通过这样(yàng)的(de)效应创造生命。当然，这些推论的(de)大前提是要先找(zhǎo)到(dào)暗物(wù)质存在的实际证据(jù)。那(nà)么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存(cún)不存(cún)在呢？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，你的支持是我更新(xīn)的动(dòng)力！

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