宇宙是“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何(hé)会存在(zài)科学无法解释的“暗物质”？暗物(wù)质(zhì)又究(jiū)竟是什么？人类为(wèi)了寻找(zhǎo)暗物质存在的证(zhèng)据，科学(xué)家们在(zài)过去的(de)几十年当中(zhōng)进行了(le)超过50次的长期实验(yàn)，但是却没有发现(xiàn)任何的有效证据(jù)。除了一(yī)个(gè)地(dì)方，在1687年出(chū)版的(de)自然(rán)哲(zhé)学数学原理一(yī)书中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律(lǜ)，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往后(hòu)的几百(bǎi)年来，当天(tiān)文学家(jiā)们(men)发(fā)现某(mǒu)些天体运行轨道出现(xiàn)异常，不符合万有引力(lì)定律的时(shí)候(hòu)，他们就会知(zhī)道，富士康在河南有多少员工 富士康是上市公司吗周围(wéi)一定有未知的天体(tǐ)通过(guò)引力在摄动(dòng)它的轨道(dào)。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了海王星的存在(zài)。另外(wài)，哈雷彗(huì)星(xīng)、冥王星的发现(xiàn)都(dōu)是(shì)应用(yòng)万有(yǒu)引力定律(lǜ)所取得(dé)重大(dà)天文(wén)成(chéng)就的例子(zi)。但是这(zhè)些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到星(xīng)系或者是星团(tuán)的尺度(dù)，事情(qíng)就开(kāi)始变得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物理学(xué)家弗里茨兹威(wēi)基正在(zài)研究和测量后发星系团的质(zhì)量。这是一个由数千(qiān)个星系所组(zǔ)成的(de)巨大星系团(tuán)，这些星系被引力束缚在(zài)一起。测量星系(xì)团的质量一般会(huì)使用到两(liǎng)种方(fāng)法，当两种方法结果一致(zhì)，就可以确(què)定其质量的范围(wéi)。

第一(yī)种是获得其(qí)"光度学的(de)质量"，需要的数据是测(cè)量各个星系(xì)的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光(guāng)谱红移测(cè)量星系团中的各个星系相(xiāng)对于(yú)星系团的(de)运(yùn)动速度。当(dāng)测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然(rán)是(shì)“光度学质(zhì)量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系团有99%的质量消失了(le)，或者说这(zhè)99%的质量并不以可见光的形式所存(cún)在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的是，在(zài)测量速度的过(guò)程(chéng)中，兹(zī)威基发现星(xīng)系团中很多星系的速度比理论(lùn)上要(yào)快得多(duō)，按照牛(niú)顿(dùn)的运动(dòng)学(xué)定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产生的引力是无法将它们(men)束缚在星系团内的(de)，它们(men)早就应该被抛(pāo)出星系团之(zhī)外(wài)了，除非(fēi)有一种神秘的力量在(zài)起作用(yòng)，这种(zhǒng)力量来源(yuán)于某种隐形的(de)物质(zhì)。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部(bù)分不可(kě)见的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它们(men)却(què)占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时的(de)人们对这(zhè)样的一种说(shuō)法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直到(dào)40年之(zhī)后，“暗物质”这个词才再一(yī)次出现。天文学家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和肯(kěn)特福特在观测(cè)仙女(nǚ)座星系中的恒(héng)星运(yùn)动。理(lǐ)论上来(lái)说，距(jù)离(lí)中(zhōng)心(xīn)越(yuè)远(yuǎn)的恒星在(zài)其轨道上的运行速度就会越慢。但(dàn)是他们(men)观测的结果却让人感到不可思(sī)议。

随着与中(zhōng)心(xīn)距离的增加(jiā)，恒星的旋转速(sù)度几乎(hū)保持不变。可是根(gēn)据牛顿(dùn)的(de)万有引力定律，在星系当中(zhōng)如果没有足够大的质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种现象，科学(xué)家们(men)会使用一种(zhǒng)相对标准的(de)方法来解(jiě)释暗物质的存在，这种(zhǒng)方(fāng)法(fǎ)就是测量星系当中气(qì)体在X轴上距离(lí)星系中(zhōng)心的(de)距离，以及(jí)在Y轴(zhóu)上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现(xiàn)异常(cháng)的结果，就认为是由暗物(wù)质的力量(liàng)进入其中。

于是科学家们通(tōng)过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远(yuǎn)距(jù)离的氢元(yuán)素，发现它(tā)们(men)的(de)旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力(lì)学定律(lǜ)。我们(men)的太(tài)阳系也不例外(wài)，太阳系位于银河系的第(dì)三悬(xuán)臂之上，距离银(yín)河(hé)系中心(xīn)2.6万光(guāng)年，根据万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律进行计(jì)算，太阳系的运行速度应该是(shì)160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在(zài)以220千米/秒的速度围绕银河(hé)系(xì)旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度远远大于(yú)理(lǐ)论速度(dù)，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(zhǒng)我们看不到的物质(zhì)，是这(zhè)些暗物质的富士康在河南有多少员工 富士康是上市公司吗引力效(xiào)应(yīng)将(jiāng)星系聚集在了一(yī)起(qǐ)。

也是从这(zhè)时(shí)开(kāi)始，越来(lái)越(yuè)多的研究(jiū)人员开始(shǐ)相信(xìn)暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在星系(xì)当中暗物质的质量占整个(gè)星系(xì)质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释(shì)这个现象(xiàng)的原因。在一(yī)项新的研究当中(zhōng)，科(kē)学家(jiā)们发(fā)现，几乎没有引力(lì)效(xiào)应的遥远恒星之间(jiān)，也会出现速度上(shàng)的微(wēi)小差异(yì)。另(lìng)外，天文学家还(hái)发现了一个反常(cháng)的(de)星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多，但是(shì)星系当中存在的恒星(xīng)数量却(què)只有银(yín)河系的千分(fēn)之一。

所以在理论上，该星系必(bì)须存在暗物(wù)质，否则就(jiù)会分崩离(lí)析。但是科学家们使用(yòng)最先(xiān)进的(de)望远镜(jìng)对其进行了40个小时的详细测(cè)量之后，发(fā)现(xiàn)星(xīng)系中的恒星(xīng)运动(dòng)是(shì)可以(yǐ)用正常的物质和力学定律来解释的。那么又有人提出，也许(xǔ)该星系的(de)暗物质，已经(jīng)被(bèi)附近(jìn)的另一个(gè)大星系剥离了。奇(qí)怪(guài)的是，它的附近没有任何(hé)星(xīng)系存在。造成这(zhè)些现象的除了暗(àn)物质(zhì)的(de)假说(shuō)之外，另一种可能(néng)就是人(rén)类对引力的理解还不够全面(miàn)，引力(lì)很(hěn)可能(néng)在不同(tóng)尺度空间中的(de)工作方式是不同的，这意(yì)味着在(zài)行星系(xì)尺度(dù)中(zhōng)的天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按(àn)照(zhào)我们所理解的(de)方式运动。但是(shì)上升到星系和星(xīng)团(tuán)的尺度，引力之间的相互作用则(zé)是不同的方式。对于在星系(xì)团之(zhī)间(jiān)的相互作(zuò)用(yòng)，科学家还引入了外部场效应的概念(niàn)，指的是在数百万光年的规模上，巨大的质量之间会(huì)产生对彼此特(tè)殊的效(xiào)果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理论(lùn)成立，这(zhè)意(yì)味着我们(men)需(xū)要对(duì)现在的(de)物理(lǐ)定(dìng)律进行(xíng)修正，这些发现也让(ràng)很多人认为(wèi)暗物质假(jiǎ)说(shuō)理(lǐ)论就此终结。但(dàn)是在宇宙当中还有关于暗物质存在的(de)其他的理论(lùn)证(zhèng)据，这些理(lǐ)论证据是蒙德理论所(suǒ)没法解(jiě)释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹星系团，由(yóu)两个(gè)碰撞(zhuàng)的(de)星系团所组成，类似这样的星团，它们大(dà)部分的普(pǔ)通质(zhì)量都在星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万(wàn)公(gōng)里(lǐ)/小时(shí)发(fā)生碰撞的(de)时候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧(jù)升高(gāo)，速度大幅降低。所以在(zài)理论上(shàng)，在(zài)碰撞之后(hòu)，子(zi)弹星系团大部分的质量(liàng)将位(wèi)于所有这(zhè)些气(qì)体所(suǒ)在的中间(jiān)区域。那(nà)么我们通过什(shén)么来验证它的质量区域(yù)到(dào)底是(shì)不是集中在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的(de)高清照(zhào)片，在(zài)照片中我们可以明显(xiǎn)地看到(dào)很多星系(xì)似乎被拉(lā)伸产(chǎn)生(shēng)了巨大的形(xíng)变(biàn)。其实这些星系本身(shēn)并不是真(zhēn)的被扭曲了(le)，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么问题(tí)，而是这样极(jí)遥(yáo)远的(de)天体(tǐ)和我们地(dì)球上的观测者之(zhī)间。被一个质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质量(liàng)的东西的引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发(fā)生了扭曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大的(de)天体可能(néng)是超大质量的黑(hēi)洞或(huò)者是暗(àn)物质(zhì)。

所以当人们对子弹(dàn)星系(xì)团(tuán)观(guān)测的(de)时(shí)候，发现它(tā)的大质量区域并(bìng)不是(shì)在中间，而(ér)是在两(liǎng)侧。所以最好(hǎo)的解释方法就(jiù)是当星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中间(jiān)，暗物质则直接通过了这个区(qū)域，并在两边形(xíng)成(chéng)了引力(lì)透镜。对(duì)子弹星系团(tuán)的引(yǐn)力透镜研(yán)究也被认为是(shì)暗物质存在的迄今为止最好的(de)理论证(zhèng)据。

除此之外(wài)，还有来自(zì)宇宙当(dāng)中最(zuì)古老的(de)光(guāng)。从宇宙大爆炸开(kāi)始，38万(wàn)年之后(hòu)，可见光(guāng)终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙(zhòu)当中了。经过了(le)130多亿(yì)年之后，这些(xiē)光在(zài)宇宙(zhòu)空间(jiān)背景上留下了(le)各相同性的微波辐射。其中(zhōng)红色的部分表示(shì)温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷的(de)区域，但(dàn)实际(jì)上它们(men)之间的温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家(jiā)们(men)通过(guò)对前景背景分离后的二值图像进(jìn)行连(lián)通域提取和标(biāo)记(jì)之后发现，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中没有暗物(wù)质，图形看起来不(bù)应该(gāi)是这样的(de)，而随着暗物质的增加，一些峰值(zhí)的(de)幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配(pèi)宇宙微(wēi)波背景辐(fú)射的测量值，我们(men)需要的暗物(wù)质大约是普(pǔ)通物质的5倍。这个数字(zì)与解释星系(xì)当中恒星运(yùn)动(dòng)所需要(yào)的暗物质比例是一(yī)致(zhì)的。这就(jiù)意味着。

用了一个简单的理论框架，就很好地解释了很多不同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种(zhǒng)类型的(de)粒(lì)子，它们不(bù)参(cān)与任何(hé)其他的电磁作用，只通过引(yǐn)力(lì)来相(xiāng)互(hù)作用。所以如果能(néng)够找到这种粒子(zi)的(de)存在(zài)，就相当(dāng)于找到了(le)暗物质存在的实(shí)际(jì)证据。这(zhè)种粒子到底是什(shén)么(me)？科学家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目(mù)标，而要寻找这些不同的目(mù)标粒子所需要的实验(yàn)方式也不相(xiāng)同。在过去(qù)的(de)几十年当(dāng)中(zhōng)，人类为了寻找这些(xiē)看(kàn)不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质相互作用(yòng)的(de)“暗物质(zhì)”，科学家们(men)已经进行了超过(guò)50次的实验，却(què)没(méi)有任何实质性的(de)发(fā)现，除了一个(gè)地方，意大利的格兰萨索山(shān)，隶(lì)属(shǔ)于阿尔(ěr)卑(bēi)斯山脉。

在(zài)山下1400米处的地下矿井当中(zhōng)，藏着地球上最大(dà)的地学实验室，这个(gè)实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三(sān)层楼高(gāo)的探测器，一(yī)直致(zhì)力(lì)于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声(shēng)称观测到了某种(zhǒng)信号。经(jīng富士康在河南有多少员工 富士康是上市公司吗)过(guò)了20多年的数据收集(jí)，人(rén)们(men)发现了一个有趣的事情。探测率(lǜ)会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在(zài)11月(yuè)降到最(zuì)低，而(ér)且在(zài)20年当中每(měi)年(nián)都是一样。一(yī)些科学家认为这可能是(shì)人(rén)类发现暗物质的第一(yī)个直接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在(zài)以220公里(lǐ)/秒的速(sù)度围绕着银河系进行移动，那(nà)么如果暗物质存在宇宙当中，这意(yì)味着我们也(yě)在以这样(yàng)的速度在穿越着暗(àn)物质(zhì)流(liú)，这(zhè)个过程中会产生相(xiāng)应(yīng)的振荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕(rào)太(tài)阳进行旋转。所以有半(bàn)年的时间，地球围绕太(tài)阳(yáng)的方向与太阳环绕银(yín)河系(xì)的方向是一(yī)致的，而(ér)另外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月份的时候(hòu)，地(dì)球与太阳的方向正好(hǎo)达到完全一(yī)致，这是理论上地球穿越暗(àn)物(wù)质流最快的(de)时段。而在11月份，又(yòu)恰好达到(dào)了最(zuì)慢值。尽管在(zài)实际的情况中，太(tài)阳系(xì)相对银河系(xì)的平(píng)面呈现了60度的倾斜(xié)，但是(shì)这并不影响这个理论(lùn)的有效性。

因此(cǐ)科学家(jiā)认为这(zhè)可以用来解释，研究人员们(men)所观测到的(de)周(zhōu)期性(xìng)信(xìn)号。当然也可能有其(qí)他的情况，造(zào)成(chéng)这种年(nián)度(dù)周期信号的差异也可能是温度、湿(shī)度(dù)、土壤中的水分、高山上(shàng)的积雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也符合这(zhè)个周期(qī)的(de)规律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立(lì)了一(yī)个几乎相同(tóng)的(de)实验室，这里(lǐ)的季节与之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这(zhè)里，地球穿(chuān)过暗(àn)物质流的运动特征和第一个(gè)实验室是一样的。

因此，如果在这里可(kě)以(yǐ)得(dé)到相同的(de)信号，就可以成为暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据(jù)了(le)。但是(shì)由(yóu)于(yú)这个实(shí)验室(shì)刚刚建成不(bù)久，所(suǒ)以截(jié)至目前(qián)还无法提(tí)供(gōng)相应的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜，这台太空(kōng)望远镜(jìng)叫做“南希格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大(dà)小跟哈勃望远镜相同，但(dàn)它的(de)宽视场(chǎng)仪(yí)器提供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗(luó)曼太空望远(yuǎn)镜其中一(yī)个关(guān)键(jiàn)的用途就(jiù)是探(tàn)索暗物质背(bèi)后的奥秘，对(duì)于探测(cè)的(de)结(jié)果，我们(men)只(zhǐ)能拭目以待了。费米实验室粒子天(tiān)体物理(lǐ)中心的科学(xué)家丹琥珀(pò)和贾森(sēn)斯特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在(zài)，它(tā)们(men)极有可能拥有另一种神秘的效应，这种暗物质效应(yīng)，会(huì)支持宇宙当中生命(mìng)的诞生，或(huò)者说是生命进化的一(yī)个重要因素。

如果这一理论得到进(jìn)一步的证实，那(nà)么遍(biàn)布宇(yǔ)宙当中的暗物质(zhì)会(huì)不会意(yì)味着人(rén)类并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角落的(de)行星上，暗(àn)物质(zhì)正在(zài)通过这样的效(xiào)应创造生命。当(dāng)然，这(zhè)些(xiē)推(tuī)论的大前提是(shì)要先(xiān)找(zhǎo)到(dào)暗物质存在(zài)的实际(jì)证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不(bù)存(cún)在呢(ne)？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你的支持是我更新的(de)动力！

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