宇宙是(shì)“人为制造”的？为何(hé)会存在科学无(wú)法(fǎ)解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为了寻找暗(àn)物(wù)质存在的证(zhèng)据，科学家们在(zài)过去(qù)的几十年(nián)当中进行了超过50次的长期实验(yàn)，但是却没(méi)有发现(xiàn)任(rèn)何的有效证据(jù)。除了一个地方(fāng)，在1687年出版(bǎn)的(de)自然(rán)哲学数学原理一书中，埃萨(sà)克(kè)牛(niú)顿发表了(le)万(wàn)有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙中天体运(yùn)动(dòng)的(de)规律。往后的(de)几百年来，当天(tiān)文学家们发(fā)现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合万有引力定(dìng)律的时候(hòu)，他们就会(huì)知道，周围一定有未知的天(tiān)体通过引(yǐn)力在摄动(dòng)它的轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒(lēi)维耶就通过天王星(xīng)运行轨道的异常，推算并且(qiě)发现了海王(wáng)星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星(xīng)的发现都是应用万(wàn)有引力定律所取得重大天文成就的例子。但(dàn)是这些发现都是在恒(héng)星(xīng)系统的尺度当中，可当我们上升到星系或(huò)者是星团的尺度(dù)，事情就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨(cí)兹威(wēi)基正(zhèng)在(zài)研究和(hé)测(cè)量后发星(xīng)系(xì)团的(de)质(zhì)量。这是一(yī)个(gè)由(yóu)数千个星系(xì)所组成的巨大星系团，这些星系被引力束缚(fù)在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种(zhǒng)方(fāng)法结果(guǒ)一致，就(jiù)可以确(què)定其质量的范围。

第一种是(shì)获得(dé)其"光度学的质(zhì)量"，需(xū)要的数(shù)据是测量各个星系的光度。

第二种是动力学质量(liàng)的计算，是利用(yòng)光谱(pǔ)红移(yí)测(cè)量星系团中(zhōng)的各(gè)个星系相对于(yú)星(xīng)系团(tuán)的运动速度。当(dāng)测量(liàng)结果出(chū)来之后，兹威基彻底懵(měng)了(le)，“动力学质量”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍。这意(yì)味着，后发座(zuò)星系团(tuán)有99%的质(zhì)量(liàng)消失了，或者说这(zhè)99%的质(zhì)量并(bìng)不以(yǐ)可见(jiàn)光的(de)形(xíng)式(shì)所存在，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在(zài)测量速度的过程中(zhōng)，兹威基(jī)发现星系团中很多星(xīng)系的速(sù)度比理论(lùn)上要(yào)快得多，按照牛顿的(de)运动学定律，仅靠这些可见(jiàn)星系的质(zhì)量所产生的(de)引力(lì)是(shì)无法将(jiāng)它们(men)束缚在星系团内的，它们早(zǎo)就(jiù)应该被抛(pāo)出星系团之外了(le)，除非有一种(zhǒng)神秘(mì)的力量在起作用，这种力(lì)量来源于某种隐形的(de)物(wù)质。

据此，兹维基提出了这样部分不可见的暗质，它不(bù)发(fā)散光、吸(xī)光、反(fǎn)射(shè)光，但(dàn)是它们(men)却(què)占据着宇宙中绝大部分的质量。只是当时(shí)的(de)人们对这(zhè)样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现(xiàn)。天文学(xué)家维拉鲁宾(bīn)和肯特(tè)福特(tè)在(zài)观测(cè)仙女(nǚ)座星系(xì)中(zhōng)的恒星(xīng)运动(dòng)。理(lǐ)论上来说，距离中心越远的恒星在其轨道上(shàng)的(de)运行速度(dù)就会越慢(màn)。但是他们观(guān)测(cè)的(de)结果却让人感到不可思议。

随(suí)着与(yǔ)中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持(chí)不变。可(kě)是根据(jù)牛顿的万有引力定律，在星(xīng)系(xì)当中如果(guǒ)没有(yǒu)足够大的质量来(lái)吸引它们，这些(xiē)外围的(de)恒星早(zǎo)就被甩到宇(yǔ)宙(zhòu)当中了。基于这种现象，科学家们会使(shǐ)用一种相对标(biāo)准的(de)方法来解释暗物质(zhì)的存在，这(zhè)种方(fāng)法就(jiù)是测量星系当中气体在X轴上距(jù)离星系(xì)中心的距(jù)离，以及在Y轴上(shàng)气体的(de)旋转速度。如果出现异常的结果(guǒ)，就认(rèn)为(wèi)是由暗物质的力量进入其中(zhōng)。

于是科学家们通过(guò)射电望远镜测(cè)量了(le)距离(lí)星系中(zhōng)心更远距离的氢元素，发现(xiàn)它(tā)们的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力学定律。我们的太(tài)阳系也不例外(wài)，太阳系(xì)位于银河系的(de)第三悬(xuán)臂之上，距(jù)离(lí)银河系中心2.6万光(guāng)年，根据万有引(yǐn)力定(dìng)律进行(xíng)计算，太阳系的运行速度应该(gāi)是(shì)160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实(shí)际(jì)上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕银河系旋转，这(zhè)个实际速度(dù)远远大于理论速度，那么产生以上(shàng)这种向心(xīn)加速度的原因很可(kě)能就是存在着(zhe)一种我们看不到的物质(zhì)，是这(zhè)些暗物质的(de)引力效应将星(xīng)系(xì)聚集在了(le)一起(qǐ)。

也是从这时开始，越(yuè)来越(yuè)多的研究人员开始(shǐ)相信暗物(wù)质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度(dù)，估算在星系当中暗物质的(de)质(zhì)量占整个(gè)星(xīng)系(xì)质(zhì)量的85%。但是，暗物(wù)质并不是唯一可以解释这个现象的(de)原因。在一项(xiàng)新的(de)研究当(dāng)中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会(huì)出现(xiàn)速度上的微小差异。另(lìng)外，天文学(xué)家(jiā)还发(fā)现了一个反(fǎn)常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距(jù)离地球大约(yuē)2.5亿(yì)光(guāng)年(nián)，大小和银河系不多，但是星系当中存在的(de)恒星数量却只有银河系的(de)千分之一。

所(suǒ)以在(zài)理论(lùn)上，该星系(xì)必须存在暗物(wù)质(zhì)，否则就会分崩离析(xī)。但是(shì)科学家们(men)使用最先进的(de)望(wàng)远(yuǎn)镜对其(qí)进行(xíng)了40个小时的(de)详细测量之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常(cháng)的物质和(hé)力学(xué)定律来(lái)解释的。那么又有(yǒu)人(rén)提出，也(yě)许该星系的(de)暗物(wù)质(zhì)，已经(jīng)被附近的另一(yī)个大星系剥离(lí)了。奇(qí)怪的是，它的附近没(méi)有任何(hé)星系存(cún)在(zài)。造成这些(xiē)现象的(de)除了暗物质的(de)假说之外，另一(yī)种可(kě)能就是人类(lèi)对引力的理(lǐ)解还不够(gòu)全面，引力(lì)很可能在不同(tóng)尺度空(kōng)间(jiān)中的工作方式(shì)是不同的(de)，这意味着在行(xíng)星系尺度(dù)中的天体会(huì)沿着它们(men)的轨道，按照我(wǒ)们所(suǒ)理解的方式(shì)运动。但是上升到星系和星团的(de)尺度(dù)，引力之间的(de)相互(hù)作用则(zé)是不同的方式。对于在星系团(tuán)之间的相互作用，科学家还引入了外部场效应(yīng)的概念，指(zhǐ)的是(shì)在(zài)数百万光(guāng)年(nián)的规模上，巨(jù)大的(de)质量之间会产生对彼此特殊的效(xiào)果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着(zhe)我们需要对现在(zài)的物理定律进行修正，这些发现也让很多(duō)人认为暗物质假说理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)还有关(guān)于(yú)暗物质存在的其他的理论(lùn)证据，这些理论(lùn)证据是(shì)蒙(méng)德理论所(suǒ)没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光年的子(zi)弹(dàn)星系(xì)团(tuán)，由两个(gè)碰撞的星系团所组成，类似这样的(de)星团(tuán)，它们大(dà)部(bù)分的普通质(zhì)量都在星(xīng)系的气体当中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时候，星际(jì)气(qì)体(tǐ)的相互作(zuò)用(yòng)就会导致温(wēn)度的急剧(jù)升(shēng)高，速度大(dà)幅(fú)降低。所(suǒ)以(yǐ)在(zài)理论上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团(tuán)大部分(fēn)的(de)质量将位(wèi)于所有这些气体所在的中间区(qū)域。那么我们通过(guò)什么来验(yàn)证它的质(zhì)量区域到底是不是集中在(zài)中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第(dì)一张(zhāng)全彩的高清照片，在照片中我(wǒ)们(men)可以明显地看到很多星系似(shì)乎被拉伸(shēn)产生了巨大(dà)的形变。其实这(zhè)些(xiē)星(xīng)系本身并不是真的被(bèi)扭(niǔ)曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出(chū)了什么问题，而是这样极遥远的天体和(hé)我们(men)地(dì)球上的观测者之间。被一(yī)个质量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超大质(zhì)量的东西的(de)引(yǐn)力，会使身后更遥远星系的(de)光都发生了扭曲。这个(gè)现象(xiàng)就是引力透镜效应。这个(gè)巨大的(de)天(tiān)体可(kě)能是超(chāo)大质量的(de)黑洞或者是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹星系(xì)团观(guān)测(cè)的时候(hòu)，发(fā)现它的(de)大质量区域并不是在中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的(de)解释方(fāng)法就(jiù)是当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观(guān)测到(dào)的质量气(qì)体被卡在了(le)中间，暗物质则直(zhí)接通过(guò)了这个区域，并在两边(biān)形成了引力透(tòu)镜。对子弹星系团的(de)引力(lì)透镜研究(jiū)也被认(rèn)为是暗物(wù)质(zhì)存在的迄今为止最(zuì)好的理(lǐ)论证据。

除此(cǐ)之外，还有(yǒu)来(lái)自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越(yuè)在(zài)宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇宙空(kōng)间背景上留下了(le)各相同(tóng)性(xìng)的微(wēi)波(bō)辐(fú)射(shè)。其中红色(sè)的部分表示温度较高的区(qū)域，蓝色则(zé)表示相对较(jiào)冷的区域，但实(shí)际上它们之间(jiān)的温差只(zhǐ)有万(wàn)分之一。

科学家(jiā)们通过(guò)对前景背景分离后的(de)二值图像(xiàng)进(jìn)行连通域提取和标记之后发现(xiàn)，如果宇宙(zhòu)当中没有(yǒu)暗物质，图形看起来(lái)不(bù)应该是这样的，而随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值(zhí)的幅度会(huì)减(jiǎn)小，才(cái)变得(dé)看起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微(wēi)波(bō)背景辐射(shè)的测量值，我们需要的暗物质大约是普通(tōng)物质的(de)5倍。这个数字与(yǔ)解释星系当中恒星运动所需要(yào)的暗物质(zhì)比(bǐ)例是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一个简(jiǎn)单的理论(lùn)框架，就很(hěn)好(hǎo)地解(jiě)释(shì)了很多不(bù)同(tóng)的观测结果。而(ér)暗(àn)物质的本(běn)质就是(shì)宇宙当中存(cún)在着某(mǒu)种类型的粒子(zi)，它们(men)不参与(yǔ)任何其他的电磁作用(yòng)，只(zhǐ)通过引力来相互作用。所以如果能够找到这(zhè)种粒(lì)子的存在，就(jiù)相当(dāng)于找到(dào)了暗(àn)物质存在的实际证据(jù)。这(zhè)种粒(lì)子到(dào)底是什么？科学(xué)家们已经(jīng)提(tí)出了(le)数(shù)十种(zhǒng)的假想(xiǎng)目标，而要寻找(zhǎo)这些(xiē)不同的目标粒子所(suǒ)需要的(de)实验方式(shì)也不(bù)相同(tóng)。在过去的几十(shí)年当中，人类为(wèi)了寻找(zhǎo)这些看不见、摸(mō)不到，几(jǐ)乎不会与常(cháng)规(guī)物质相互作用的“暗物(wù)质(zhì)”，科学家(jiā)们已经进(jìn)行了超(chāo)过50次的实验，却(què)没有任(rèn)何(hé)实质(zhì)性的发现，除了一(yī)个地方，意大利的格兰(lán)萨(sà)索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井(jǐng)当中，藏着地球上最大的地学(xué)实验室，这(zhè)个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个(gè)三(sān)层(céng)楼高(gāo)的探测器，一直(zhí)致力于寻找暗(àn)物质粒子的(de)周期性震荡(dàng)。

自1997年(nián)以来，这里的科学(xué)家声称(chēng)观(guān)测到(dào)了某种(zhǒng)信号(hào)。经过(guò)了20多(duō)年的(d世界上有鬼吗真实答案，世界上有没有鬼e)数据收(shōu)集，人们发现了一个有(yǒu)趣(qù)的事(shì)情。探测率会在(zài)每年的6月(yuè)份达到峰值，然后在11月降到最(zuì)低，而且(qiě)在20年当中每年(nián)都是一样。一些科(kē)学家(jiā)认(rèn)为这可(kě)能是人类发现暗物质(zhì)的(de)第一个(gè)直接证据。

但是(shì)为(wèi)什么暗物质会(huì)产生周期(qī)性的年度信号呢(ne)？刚(gāng)才我们(men)讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的(de)速度(dù)围绕着银河系(xì)进(jìn)行移(yí)动(dòng)，那么如果暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在以这样的速度在穿(chuān)越着暗物质流，这个过程中会产生相应(yīng)的振荡(dàng)，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的速度围绕太阳进(jìn)行旋转。所以(yǐ)有(yǒu)半年(nián)的时间，地(dì)球围绕(rào)太阳的方向(xiàng)与太阳(yáng)环绕银河(hé)系的方(fāng)向(xiàng)是一致的，而另(lìng)外半(bàn)年则与之相(xiāng)反(fǎn)。

而在(zài)6月份(fèn)的时候，地(dì)球与太(tài)阳的方向正好达到完全(quán)一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时(shí)段。而(ér)在11月份(fèn)，又(yòu)恰好达到了最慢值(zhí)。尽(jǐn)管在实际(jì)的情况(kuàng)中，太阳(yáng)系相对银河系(xì)的(de)平面(miàn)呈(chéng)现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并(bìng)不影响这(zhè)个(gè)理论的有效(xiào)性。

因此科(kē)学家认为这可以用来解释，研究人(rén)员们所观测到的周期性信号(hào)。当然也可能(néng)有其他的情(qíng)况，造成(chéng)这种年度周(zhōu)期信号的(de)差异也可能是温度、湿度、土壤中的水(shuǐ)分、高(gāo)山上的积雪，甚(shèn)至连意大(dà)利游客的(de)数(shù)量也(yě)符(fú)合这个周期的规(guī)律。

所以(yǐ)，科学家们(men)又在南(nán)半球建立了一个(gè)几乎相同的实(shí)验室(shì)，这里的季节与之前的实验室正好相反(fǎn)，而在(zài)这里，地球穿过暗(àn)物(wù)质流的运动特征和第一个实验室是一样的。

因(yīn)此，如果在(zài)这里可以(yǐ)得到相同的信号(hào)，就可(kě)以成为暗物(w世界上有鬼吗真实答案，世界上有没有鬼ù)质所(suǒ)存在的(de)非常有(yǒu)力的证据了(le)。但是由于这(zhè)个(gè)实验室刚刚(gāng)建成不久，所以截至目(mù)前还无法(fǎ)提供相应(yīng)的数据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空(kōng)望(wàng)远镜叫做(zuò)“南希(xī)格雷斯罗曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟哈勃望(wàng)远镜相(xiāng)同，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视(shì)野是哈(hā)勃红外仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太(tài)空(kōng)望远镜其中一个关键的用途就是探索暗物质背后的奥(ào)秘(mì)，对于(yú)探(tàn)测的(de)结(jié)果(guǒ)，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒子天(tiān)体物理(lǐ)中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一(yī)种神秘的效应，这(zhè)种暗物(wù)质效(xiào)应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的一个重要因素。

如果这一理论得到(dào)进一步的证实，那么遍布(bù)宇宙当中(zhōng)的暗物质会不(bù)会意味着人类并不孤单呢(ne)？或(huò)许在宇宙当中(zhōng)某(mǒu)个角落(luò)的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命(mìng)。当然，这些推论的大(dà)前提是要先(xiān)找到(dào)暗物质存(cún)在(zài)的实际证据(jù)。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到(dào)底存(cún)不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支(zhī)持是我更新的动力！

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