宇宙(zhòu)是(shì)“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学无法解释的(de)“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗物质存在的证据(jù)，科(kē)学家们在过去(qù)的几十年(nián)当中进行了超过50次的长期实验，但是却没(méi)有发现任何的有效证据(jù)。除(chú)了(le)一个(gè)地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学(xué)原理一书中，埃(āi)萨(sà)克牛顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中(zhōng)天(tiān)体运动的规(guī)律。往后的(de)几百年来，当(dāng)天文(wén)学家们(m10根虫草泡8斤酒合适吗，一斤酒放多少冬虫夏草泡合适en)发现(xiàn)某些天体运行轨道出现异常，不(bù)符合万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律的时候，他们就(jiù)会知(zhī)道，周围一定有未知(zhī)的天体通(tōng)过引力(lì)在摄(shè)动它的轨(guǐ)道(dào)。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过(guò)天王星(xīng)运(yùn)行轨道的异常，推算并(bìng)且发现了(le)海(hǎi)王星的存(cún)在。另外(wài)，哈雷彗(huì)星、冥王(wáng)星(xīng)的发现都是应用万有引力定律所取得重(zhòng)大天(tiān)文成(chéng)就的例子。但是(shì)这(zhè)些发现都是在恒(héng)星系统的(de)尺度当中，可当(dāng)我们上(shàng)升到(dào)星(xīng)系或者是星(xīng)团的尺度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测量后发(fā)星系团(tuán)的(de)质量。这是(shì)一个由(yóu)数千个(gè)星(xīng)系所组成的巨大星系团(tuán)，这些星系被(bèi)引力束缚(fù)在一(yī)起。测量(liàng)星系团的质量一般(bān)会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方法结果一(yī)致，就可以确定其质(zhì)量的范围(wéi)。

第一种是获得其"光度学的(de)质量"，需要的数据是(shì)测量各个(gè)星(xīng)系的(de)光度。

第二种是(shì)动力学质量的(de)计算，是利用光(guāng)谱红移测量星(xīng)系团中(zhōng)的各个(gè)星系相对于星系团(tuán)的(de)运动(dòng)速度。当测(cè)量(liàng)结果出(chū)来之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力(lì)学质量”竟然(rán)是“光度学质(zhì)量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座(zuò)星系团有99%的质量(liàng)消失了，或者说(shuō)这99%的质量并不以可见光的形式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测(cè)量速度的过程中(zhōng)，兹威基(jī)发现星系团中很多(duō)星系的速度(dù)比理论上要快得多，按照牛顿的(de)运动(dòng)学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引(yǐn)力是(shì)无法将它们束(shù)缚在星(xīng)系(xì)团(tuán)内的，它们(men)早(zǎo)就(jiù)应该(gāi)被抛(pāo)出星系团之外(wài)了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘(mì)的力量(liàng)在起作用，这(zhè)种力量(liàng)来源于某(mǒu)种(zhǒng)隐(yǐn)形的物质。

据此(cǐ)，兹维基(jī)提(tí)出了这样部分不可(kě)见(jiàn)的(de)暗质，它不发散光、吸(xī)光、反射光(guāng)，但(dàn)是(shì)它们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时(shí)的人们对这样的一(yī)种说法不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个(gè)词(cí)才再一次出现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中的(de)恒(héng)星运(yùn)动。理(lǐ)论上来说，距(jù)离中心越(yuè)远(yuǎn)的(de)恒星在其(qí)轨道上的运行(xíng)速(sù)度就会越慢。但是他们观测的结(jié)果(guǒ)却让人感到(dào)不可思(sī)议。

随(suí)着与中心距离的增加，恒(héng)星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持(chí)不变。可是(shì)根据牛顿的万(wàn)有引(yǐn)力定律，在星(xīng)系(xì)当中(zhōng)如(rú)果没有足(zú)够大的质量来吸引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这(zhè)种现(xiàn)象，科学家们会使用一种相对标(biāo)准的(de)方法来解(jiě)释(shì)暗物质的存(cún)在(zài)，这种方(fāng)法(fǎ)就是测量(liàng)星系当中气体在X轴上距离星(xīng)系(xì)中(zhōng)心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转速度(dù)。如果出现异常(cháng)的结果，就(jiù)认为是(shì)由暗(àn)物质(zhì)的力量(liàng)进入其中。

于(yú)是科学家们通过射电望远(yuǎn)镜测量了距离星系中心更远距(jù)离的氢元素，发现(xiàn)它(tā)们的旋转速度并(bìng)不(bù)符合牛顿的力学定(dìng)律(lǜ)。我(wǒ)们(men)的太(tài)阳系也不例(lì)外，太阳系位于银河系的(de)第三悬臂之(zhī)上(shàng)，距离银河系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引力定律(lǜ)进(jìn)行计算(suàn)，太(tài)阳(yáng)系的运行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上(shàng)，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际速度远远大于(yú)理论速(sù)度，那么产生以上(shàng)这种向心加速度的原因很(hěn)可(kě)能(néng)就是存在着一种我们(men)看不到的物质(zhì)，是这(zhè)些暗物质的引(yǐn)力效(xiào)应(yīng)将(jiāng)星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研(yán)究人员开始相(xiāng)信暗物质的(de)存在(zài)。科学(xué)家根据星系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在星系(xì)当中(zhōng)暗物质(zhì)的质量(liàng)占(zhàn)整个(gè)星系质量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是(shì)唯一可以(yǐ)解释(shì)这个(gè)现(xiàn)象的原因。在一(yī)项(xiàng)新的研究当中(zhōng)，科学家们(men)发(fā)现10根虫草泡8斤酒合适吗，一斤酒放多少冬虫夏草泡合适，几乎没有引力效应的遥远恒星之(zhī)间，也会出现(xiàn)速度上的(de)微小差异(yì)。另外，天(tiān)文学家还发现了一(yī)个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多，但是星(xīng)系当中存在(zài)的恒星数量却只(zhǐ)有(yǒu)银河系的(de)千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在(zài)暗物(wù)质，否则就(jiù)会分崩离析(xī)。但是科学家们使用最先进的望远镜对其进行了40个(gè)小时(shí)的详细测量之后，发现星系中的恒(héng)星运动(dòng)是可以用正常的物质和力学定(dìng)律来解释(shì)的。那么又有人提出，也许该星系的暗物质，已(yǐ)经被附(fù)近的(de)另一个(gè)大星系剥离了。奇怪的(de)是，它的附(fù)近没有任何星系(xì)存(cún)在。造成这些现象的除了(le)暗物质(zhì)的假说之外，另一种可能(néng)就(jiù)是人类对引力的(de)理解还不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度空间中的工(gōng)作方(fāng)式是不同的(de)，这意味(wèi)着(zhe)在行星(xīng)系(xì)尺(chǐ)度中的天(tiān)体会沿着它们的(de)轨道(dào)，按照(zhào)我(wǒ)们所理解的方式运动。但是上升到星系和星团的尺度，引力之(zhī)间的(de)相互(hù)作(zuò)用则(zé)是不同的(de)方式。对(duì)于(yú)在星系团之间的相互作用，科学家还引(yǐn)入了外部场效(xiào)应的概念，指的是在数百(bǎi)万光(guāng)年的规(guī)模上，巨大的(de)质量之间会产生对彼此特(tè)殊(shū)的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理(lǐ)论(lùn)成立，这意味着(zhe)我们(men)需要对现在(zài)的物理定律进行修(xiū)正，这(zhè)些发现也让很多人认为暗物质(zhì)假说理论(lùn)就(jiù)此(cǐ)终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关于(yú)暗物质存在的其他的理论(lùn)证据(jù)，这些理论(lùn)证据是蒙(méng)德理论所(suǒ)没法解释的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径向距离(lí)为37亿(yì)光年的子弹星系团(tuán)，由两个碰撞的星系(xì)团所组成，类似这样的星团，它们大部分的普通(tōng)质量都在星系的气体当(dāng)中。当(dāng)星团以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的时(shí)候，星际气(qì)体的相互作用就(jiù)会导致温(wēn)度的(de)急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系(xì)团大部分(fēn)的质量将位于所(suǒ)有(yǒu)这些气体(tǐ)所在的中间区域。那么我们通过什么来验证它(tā)的质量区域到底是不是(shì)集中(zhōng)在(zài)中间呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦(wéi)伯太空望(wàng)远镜(jìng)传回了宇宙当中第一张全(quán)彩的高清照片，在照片中我们可(kě)以明显(xiǎn)地看到很(hěn)多(duō)星系似(shì)乎被拉伸产(chǎn)生了(le)巨大(dà)的形变。其实这些星系本(běn)身(shēn)并(bìng)不是(shì)真的被(bèi)扭曲了(le)，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这(zhè)样极遥远(yuǎn)的天体(tǐ)和我们地球(qiú)上的观测者之间。被一个质量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这(zhè)个(gè)超(chāo)大(dà)质量的东(dōng)西的引力，会使身后更遥远星系(xì)的光(guāng)都(dōu)发(fā)生了(le)扭曲(qū)。这(zhè)个现(xiàn)象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨(jù)大(dà)的天(tiān)体可(kě)能是(shì)超大质(zhì)量的黑洞或者是(shì)暗物质(zhì)。

所以(yǐ)当人们对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量(liàng)区域并不是在(zài)中间，而是(shì)在两侧。所(suǒ)以最好(hǎo)的解(jiě)释方法(fǎ)就是(shì)当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可(kě)被观测到的(de)质量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则直接(jiē)通(tōng)过了这(zhè)个(gè)区域，并在两边形(xíng)成了引力透镜。对子弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)的引力(lì)透镜研究(jiū)也被认(rèn)为是暗(àn)物质存在的(de)迄今为止最好(hǎo)的(de)理论证据。