宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为(wèi)何会存在(zài)科(kē)学(xué)无法解释的(de)“暗物(wù)质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类(lèi)为(wèi)了寻找暗物质存在(zài)的(de)证据，科学家们在过去的几十年当中(zhōng)进行了超(chāo)过50次的长(zhǎng)期(qī)实(shí)验，但是却没有发现(xiàn)任何的有(yǒu)效证据。除了一个地(dì)方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学(xué)原理一书中(zhōng)，埃(āi)萨克(kè)牛顿发表(biǎo)了万有(yǒu)引力(lì)定律(lǜ)，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动的规律。往后(hòu)的几(jǐ)百年(nián)来(lái)，当天文(wén)学家们发(fā)现某些(xiē)天体(tǐ)运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不(bù)符合(hé)万有5k是多少钱 5k是什么意思or: #ff0000; line-height: 24px;'>5k是多少钱 5k是什么意思引力定律(lǜ)的时候，他(tā)们就会知道，周(zhōu)围一(yī)定有未知的天体通过(guò)引力在(zài)摄动它的轨道。比(bǐ)如在(zài)1846年，奥(ào)本勒(lēi)维耶就(jiù)通过天(tiān)王星运(yùn)行轨道的异(yì)常(cháng)，推算并且发(fā)现了海王星的存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥(míng)王星(xīng)的发现(xiàn)都(dōu)是应用(yòng)万有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)所取得重大天文成就的例(lì)子。但是(shì)这些发现都是(shì)在(zài)恒星系(xì)统的尺度当中，可当我们上(shàng)升到星系或者是(shì)星团(tuán)的尺度，事(shì)情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物(wù)理(lǐ)学家(jiā)弗里茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后(hòu)发星系团的质量。这是(shì)一个由(yóu)数千个星系所组成的(de)巨大星系团，这(zhè)些星系被引力束缚在一起。测量(liàng)星系团的质量一(yī)般会使用到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一致，就可以(yǐ)确(què)定(dìng)其质量(liàng)的范围(wéi)。

第一种是获得其(qí)"光度学的质量"，需(xū)要的数据是测量(liàng)各(gè)个星(xīng)系的(de)光度(dù)。

第二种是(shì)动力学质量的计(jì)算(suàn)，是(shì)利用(yòng)光谱红移测量星系(xì)团(tuán)中的(de)各个星(xīng)系相对于星系团的运(yùn)动速度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威(wēi)基(jī)彻底懵了，“动(dòng)力学质量”竟(jìng)然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味着，后发(fā)座星系团(tuán)有99%的(de)质(zhì)量(liàng)消(xiāo)失了，或者(zhě)说这(zhè)99%的质量并不以可见光的形式所存在，我们无(wú)法(fǎ)看到。最(zuì)诡异的是，在测(cè)量速度的过程(chéng)中，兹威基(jī)发(fā)现(xiàn)星系(xì)团(tuán)中很多(duō)星系的速(sù)度比理论上(shàng)要快得(dé)多，按(àn)照(zhào)牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这些(xiē)可见(jiàn)星(xīng)系的质量所产生的引力是无法将它们束缚(fù)在(zài)星系团内(nèi)的，它们(men)早就应该被抛出星系团之(zhī)外了，除(chú)非(fēi)有一种神秘的力(lì)量在起作用，这(zhè)种力(lì)量来源于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基(jī)提出了这样部分(fēn)不(bù)可见的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光(guāng)，但是它(tā)们却(què)占据着宇宙中绝大部分的(de)质(zhì)量。只是当时的人们对这样的一(yī)种(zhǒng)说(shuō)法(fǎ)不屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观测仙女座(zuò)星系中的恒星(xīng)运(yùn)动。理论上来说(shuō)，距离中(zhōng)心越远的恒星在其轨道(dào)上(shàng)的运行速度就会越慢。但是(shì)他们(men)观测(cè)的结果却让人感(5k是多少钱 5k是什么意思gǎn)到不可思议。

随着(zhe)与中心距离(lí)的增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的(de)万有引力定律(lǜ)，在(zài)星(xīng)系当中如果没有(yǒu)足够大(dà)的质量来吸引(yǐn)它们，这(zhè)些外围的(de)恒星(xīng)早(zǎo)就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基于(yú)这种现象，科学家们会(huì)使(shǐ)用一种相对(duì)标准的方法(fǎ)来解释暗物(wù)质的(de)存在(zài)，这种方法就(jiù)是(shì)测(cè)量星系(xì)当中(zhōng)气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋(xuán)转速度。如(rú)果(guǒ)出现异(yì)常的结果，就(jiù)认为(wèi)是由暗(àn)物(wù)质的力量进入其中。

于(yú)是科学家(jiā)们通(tōng)过(guò)射电(diàn)望远镜测量(liàng)了距离星系中心更远距离(lí)的氢元(yuán)素(sù)，发现它们的旋转速度并不符合牛顿的(de)力学定律。我们(men)的太阳系(xì)也不例外，太阳系位于银河(hé)系的第三悬臂之上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系(xì)的运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在(zài)以(yǐ)220千米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转，这(zhè)个实(shí)际速度远远大于理论速度，那么产生(shēng)以上这种向心加速度的原因很可能就(jiù)是存(cún)在着一种我们(men)看不到(dào)的物质，是这(zhè)些暗(àn)物(wù)质的引力效应(yīng)将星系聚集在了一(yī)起。

也(yě)是从这时开始，越来越多(duō)的研究人(rén)员开始相信(xìn)暗物质的存在。科学家根据(jù)星系(xì)外恒(héng)星(xīng)轨道的速度，估算在星(xīng)系当中暗物质的质量占整(zhěng)个(gè)星(xīng)系质量(liàng)的85%。但(dàn)是(shì)，暗物质(zhì)并(bìng)不是唯一可以解释这个现象的原因。在一项(xiàng)新(xīn)的(de)研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没有引力效应(yīng)的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异(yì)。另外，天文学(xué)家(jiā)还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个(gè)星系距离地球大约2.5亿(yì)光年，大小和银河系不(bù)多(duō)，但是星(xīng)系当(dāng)中存在的(de)恒星数量却只有银(yín)河系的千(qiān)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)。但是科学(xué)家们(men)使用最先进的望远(yuǎn)镜(jìng)对其进(jìn)行了40个(gè)小(xiǎo)时的详(xiáng)细测量(liàng)之后，发现星系中的恒星(xīng)运动是可以用正常的物质和力学定(dìng)律来解释的。那么又有(yǒu)人提(tí)出，也许该(gāi)星系的暗物质，已经被(bèi)附近的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有任何(hé)星(xīng)系存(cún)在。造(zào)成(chéng)这些现象的除了暗(àn)物质(zhì)的假说(shuō)之外，另一种可能就是人(rén)类对引力的理解还不够(gòu)全面，引力很可能(néng)在不同尺度空间(jiān)中的工作方(fāng)式(shì)是(shì)不(bù)同(tóng)的，这意味着在行(xíng)星系尺度中的天体(tǐ)会沿着它们的(de)轨(guǐ)道，按照(zhào)我(wǒ)们(men)所理(lǐ)解的方式(shì)运动。但是上升到星系和星团(tuán)的尺(chǐ)度，引力之(zhī)间的相互(hù)作用(yòng)则是不同的方式。对于在星系团之(zhī)间的相互作用，科学家还引入了(le)外部场效应的概(gài)念，指(zhǐ)的是在数百万(wàn)光(guāng)年的(de)规模上，巨大的(de)质量之间(jiān)会产生(shēng)对彼(bǐ)此特(tè)殊的效(xiào)果，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味着我们需(xū)要(yào)对现在的物(wù)理定律进行修正(zhèng)，这些发现也(yě)让很多人(rén)认为暗(àn)物质假说理(lǐ)论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当中还有关(guān)于暗(àn)物质存在(zài)的其他的理论证据，这些理论证据是蒙德理(lǐ)论所没法(fǎ)解释的“引力透(tòu)镜”。

径(jìng)向距离(lí)为(wèi)37亿光年(nián)的子弹星系(xì)团，由两个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系(xì)团所组成，类似(shì)这样(yàng)的星团，它(tā)们(men)大(dà)部(bù)分(fēn)的普通(tōng)质量(liàng)都在星系的气体当中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体(tǐ)的相互作用就会(huì)导致温(wēn)度的急剧升高，速度(dù)大幅降低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞(zhuàng)之(zhī)后(hòu)，子弹星系(xì)团大(dà)部分的质量将位(wèi)于所有这些气(qì)体所在的中间区域。那么我们通过什么来验(yàn)证它的质(zhì)量区域到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前(qián)不久，詹姆斯(sī)韦(wéi)伯太空望远镜传回了宇宙当(dāng)中第一张全(quán)彩的高清照片，在照片中我们可以明显地(dì)看到很(hěn)多星系(xì)似乎被拉伸产(chǎn)生了(le)巨大的形变。其实这些(xiē)星系本身并(bìng)不是(shì)真的被扭曲(qū)了，也(yě)不是韦伯望(wàng)远镜出了什么问题，而是这样极(jí)遥远的天体和我们(men)地(dì)球上的观测者之间。被一个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量(liàng)的东西的引力，会使身后更遥远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是引力(lì)透镜(jìng)效应。这(zhè)个巨大的(de)天体可(kě)能是超(chāo)大(dà)质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观(guān)测(cè)的时(shí)候(hòu)，发现它的大(dà)质(zhì)量区域并不(bù)是在中间，而是(shì)在两(liǎng)侧(cè)。所以最好的解(jiě)释方(fāng)法就是当星团发生全部的碰(pèng)撞时，可被观测到的质量气体被(bèi)卡在了(le)中(zhōng)间，暗物(wù)质则直(zhí)接通过了这个(gè)区域，并在两(liǎng)边形成了(le)引力透镜。对子(zi)弹星系团(tuán)的(de)引力透镜研究(jiū)也被(bèi)认为是暗物质(zhì)存在(zài)的迄今(jīn)为止最好的理(lǐ)论证据。

除此之外(wài)，还有来自(zì)宇宙(zhòu)当中最古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸(zhà)开始，38万(wàn)年(nián)之后，可见(jiàn)光终(zhōng)于可以畅通(tōng)无阻地(dì)穿越在(zài)宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙(zhòu)空间背景上(shàng)留下了各相同性的微波辐射。其中红(hóng)色的(de)部分(fēn)表示温度较高的(de)区域，蓝色(sè)则表(biǎo)示相(xiāng)对(duì)较冷的区域，但(dàn)实际上它们(men)之间(jiān)的温差(chà)只有万分之一。

科(kē)学家们(men)通过对前景背景分离后的(de)二(èr)值图像进行(xíng)连(lián)通域提(tí)取和标记之(zhī)后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物(wù)质，图形看(kàn)起来不应该是(shì)这样的，而(ér)随(suí)着暗(àn)物(wù)质(zhì)的(de)增加(jiā)，一些峰(fēng)值(zhí)的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波(bō)背景辐射(shè)的测量值，我们需要的暗(àn)物质大约是普通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与解释星(xīng)系当中恒星(xīng)运动(dòng)所需(xū)要的暗物质(zhì)比例(lì)是一致(zhì)的。这就意味着(zhe)。

用了一个简(jiǎn)单的理论(lùn)框(kuāng)架(jià)，就很好地解(jiě)释(shì)了很多不同的观测结果(guǒ)。而(ér)暗物质(zhì)的(de)本质就是宇宙当中存(cún)在着(zhe)某种(zhǒng)类型的(de)粒子，它们不参与任(rèn)何其(qí)他的电(diàn)磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过引力来相(xiāng)互作用。所(suǒ)以如果能够(gòu)找(zhǎo)到这种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相当于找到(dào)了暗物质存在(zài)的实际证(zhèng)据(jù)。这种粒子到底是(shì)什么？科(kē)学家(jiā)们已经提出了数十种的假想目标，而(ér)要寻找这些(xiē)不同(tóng)的目标粒子所需要(yào)的实验方(fāng)式也(yě)不相同(tóng)。在过(guò)去的几(jǐ)十年(nián)当中，人类为了寻找这些(xiē)看不见(jiàn)、摸不到，几乎(hū)不会(huì)与常规物质相互(hù)作用的“暗物质”，科学家们已经进(jìn)行(xíng)了超过50次(cì)的实验，却没有任何实质(zhì)性的发(fā)现(xiàn)，除(chú)了一个地方(fāng)，意大利(lì)的(de)格兰萨索山，隶属于阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉。

在山(shān)下1400米处的地下(xià)矿(kuàng)井(jǐng)当中(zhōng)，藏着地球上最大的(de)地(dì)学实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三层楼高(gāo)的探(tàn)测器，一直(zhí)致力于寻找暗物(wù)质粒(lì)子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以(yǐ)来，这(zhè)里的科学家(jiā)声称观测到了(le)某(mǒu)种信号。经过了(le)20多年的数(shù)据收集，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测率会在每年的6月份达(dá)到峰(fēng)值，然后在11月(yuè)降到最低(dī)，而且在20年当中(zhōng)每年(nián)都是一(yī)样。一些科学家(jiā)认为这可能是人(rén)类发现暗物质的第一个直接证(zhèng)据(jù)。

但是为什么暗物质会产生周期性的(de)年度信号呢？刚才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银(yín)河系进行移动，那(nà)么如(rú)果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意(yì)味着(zhe)我们(men)也在以这样(yàng)的速度在(zài)穿越(yuè)着暗物质流，这个过程中会(huì)产生相应的振(zhèn)荡(dàng)，同时(shí)地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的(de)方(fāng)向与太阳环绕银河系(xì)的方向是一致的，而(ér)另外半年(nián)则与之相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与(yǔ)太阳(yáng)的方向正(zhèng)好(hǎo)达到完全(quán)一致，这是理(lǐ)论上地球穿越(yuè)暗物质流(liú)最快的时(shí)段。而在11月份，又恰(qià)好达到(dào)了最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相(xiāng)对银河(hé)系(xì)的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这并不影响这个(gè)理论(lùn)的有效(xiào)性。

因此科学家(jiā)认为这可以用(yòng)来(lái)解(jiě)释，研究人员们所(suǒ)观测到的周期性信号。当然(rán)也可能(néng)有其他的情况(kuàng)，造成这种(zhǒng)年(nián)度周期信号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土(tǔ)壤(rǎng)中(zhōng)的水分(fēn)、高山上的(de)积雪(xuě)，甚至连意大利游(yóu)客(kè)的数量也(yě)符合这个周期的规律。

所以(yǐ)，科学(xué)家们又在南半球(qiú)建立(lì)了(le)一个几乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这里的季(jì)节(jié)与之(zhī)前(qián)的实验(yàn)室(shì)正好相反，而(ér)在(zài)这里，地(dì)球穿过暗物质流(liú)的运(yùn)动特征和第(dì)一个实验室是一样的。

因(yīn)此，如果在这(zhè)里可以(yǐ)得到相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所(suǒ)存在(zài)的非常有力的证据了(le)。但是由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目前(qián)还无法提(tí)供相(xiāng)应(yīng)的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一(yī)台新的望(wàng)远镜，这台太空望(wàng)远镜叫(jiào)做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟(gēn)哈勃望(wàng)远(yuǎn)镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野是(shì)哈勃(bó)红外仪器(qì)的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太(tài)空望远(yuǎn)镜其中一个关键的(de)用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探(tàn)测的结(jié)果，我(wǒ)们只能拭目以(yǐ)待了(le)。费米实验(yàn)室粒(lì)子(zi)天体物理中心的科学家丹琥珀和贾(jiǎ)森(sēn)斯特芬(fēn)研(yán)究(jiū)发现，如果暗物质存在，它(tā)们极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物质效应，会支持(chí)宇宙(zhòu)当中生(shēng)命的诞(dàn)生，或者说是生(shēng)命(mìng)进化的一个重要因素。

如果这一理论得到(dào)进一步(bù)的(de)证(zhèng)实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质会不(bù)会意味着人(rén)类并不孤单呢？或许(xǔ)在宇(yǔ)宙当中某个(gè)角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这样的效应创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这些推论的大前提(tí)是(shì)要先(xiān)找(zhǎo)到(dào)暗物质(zhì)存在的实际(jì)证据。那么(me)小(xiǎo)伙伴们(men)，你们觉得暗物质到底存(cún)不存(cún)在呢？喜欢(huān)请点(diǎn)赞，你的支(zhī)持(chí)是我更新的动力(lì)！

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