宇宙是“人(rén)为制造(zào)”的？为何会存(cún)在科学无法解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人(rén)类为(wèi)了寻找(zhǎo)暗物质存在(zài)的证据，科(kē)学家们在过(guò)去的几(jǐ)十(shí)年(nián)当(dāng)中(zhōng)进行(xíng)了超过50次的(de)长期实验(yàn)，但是却没(méi)有发现任何(hé)的(de)有效证(zhèng)据。除了一(yī)个地方，在1687年出(chū)版(bǎn)的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天(tiān)体运动(dòng)的规律(lǜ)。往(wǎng)后的几百年来，当天(tiān)文学家(jiā)们发现某些天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符(fú)合万有引力(lì)定律(lǜ)的时候，他们(men)就会(huì)知道，周(zhōu)围一(yī)定有未(wèi)知的天体通过引力在摄(shè)动(dòng)它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶(yé)就通过天王星运行轨道的异(yì)常，推算并且发现了(le)海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都(dōu)是应用(yòng)万有引力(lì)定律所取得(dé)重大天(tiān)文成就(jiù)的例子。但是这些(xiē)发现都(dōu)是在恒(héng)星系统的尺度当中(zhōng)，可当(dāng)我们上升到星系或者是星团的尺度，事情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗(fú)里茨兹威基(jī)正在研究(jiū)和测(cè)量后发星系(xì)团的质(zhì)量(liàng)。这是一个(gè)由数千个(gè)星系所组(zǔ)成(chéng)的(de)巨大(dà)星(xīng)系团，这些(xiē)星(xīng)系被引力束缚(fù)在一(yī)起(qǐ)。测(cè)量星系(xì)团的质量一般会使(shǐ)用到两种方法，当两种方法结(jié)果一致，就可(kě)以(yǐ)确(què)定其质量的范围。

第(dì)一种是获(huò)得其"光度学的质(zhì)量"，需要(yào)的数据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动(dòng)力学(xué)质量的(de)计(jì)算，是利用光谱红移(yí)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(liàng)结果出来之(zhī)后，兹威基(jī)彻(chè)底懵了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系(xì)团有99%的(de)质量消(xiāo)失(shī)了，或(huò)者说这99%的质量并(bìng)不以可见光的形式(shì)所(suǒ)存在，我们无(wú)法看(kàn)到。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测量速度的(de)过程中，兹威(wēi)基发现(xiàn)星系(xì)团中(zhōng)很多星(xīng)系的速度(dù)比理(lǐ)论上要快得(dé)多，按照(zhào)牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的(de)质量所产(chǎn)生的引力是无法将它(tā)们束缚在(zài)星系团内的，它们早就应(yīng)该被抛(pāo)出(chū)星系团之(zhī)外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在起作用(yòng)，这种(zhǒng)力量来(lái)源(yuán)于某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提(tí)出了这(zhè)样(yàng)部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但(dàn)是它们却占(zhàn)据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量(liàng)。只(zhǐ)是当时的人们(men)对这样的一种说法(fǎ)不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗(àn)物质(zhì)”这个(gè)词才再(zài)一(yī)次出(chū)现(xiàn)。天文(wén)学家维拉鲁宾和肯(kěn)特福特在(zài)观(guān)测(cè)仙(xiān)女座星系中的恒星(xīng)运(yùn)动。理论上来说，距离中心越(yuè)远的(de)恒星在其轨道上的运行速度(dù)就会越慢。但是他们观(guān)测的结果却让人(rén)感到(dào)不可(kě)思(sī)议。

随着与中心距(jù)离的增加，恒(héng)星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是(shì)根据牛顿的万有引力定(dìng)律，在星系当中(zhōng)如(rú)果没有足够大的(de)质量(liàng)来吸引它(tā)们，这些外围(wéi)的恒星早(zǎo)就被(bèi)甩到宇宙当中了。基(jī)于这种现象，科学(xué)家们会使用一(yī)种(zhǒng)相对标准的方法来解释(shì)暗物质(zhì)的存在，这种方(fāng)法就是(shì)测量星系(xì)当中气体(tǐ)在(zài)X轴上(shàng)距离(lí)星系中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体的旋转速度(dù)。如果出现(xiàn)异常的结(jié)果，就(jiù)认为是由暗物质(zhì)的力量(liàng)进入(rù)其中(zhōng)。

于是科(kē)学(xué)家们(men)通过射电望远镜测量了距(jù)离星系(xì)中心(xīn)更远距离(lí)的氢元素，发现它(tā)们的(de)旋转速度(dù)并不符合牛顿的力学定(dìng)律。我们(men)的太阳系也不例外，太(tài)阳系位于银河系的第三悬(xuán)臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律进行(xíng)计算，太(tài)阳(yáng)系的运(yùn)行(xíng)速度应该是160千米/秒，但实际上，太(tài)阳系正在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的速度围绕银河(hé)系(xì)旋转，这个实际速度(dù)远远大于理论(lùn)速(sù)度(dù)，那么(me)产生(shēng)以(yǐ)上这种向心(xīn)加速(sù)度的原因很可(kě)能(néng)就(jiù)是存(cún)在着(zhe)一(yī)种(zhǒng)我们看不到的物质，是这些暗物质的引力效(xiào)应将星晓之以情,动之以理的意思是什么，晓之以理,动之以情出自哪里系聚集在了一(yī)起。

也是从这时(shí)开始(shǐ)，越(yuè)来越多的研究(jiū)人员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒(héng)星轨道(dào)的(de)速度，估算(suàn)在(zài)星系当中暗物质的质量(liàng)占整个星系质量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物(wù)质并不是唯一可以解释这个现象的原因。在一项新的(de)研究(jiū)当中，科学(xué)家们发(fā)现，几乎没有(yǒu)引(yǐn)力效应的(de)遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另外，天(tiān)文学(xué)家还发现了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是(shì)星系当中存在的恒星数量却只有银河系(xì)的千分(fēn)之(zhī)一。

所以在理论上，该(gāi)星系必须(xū)存在(zài)暗物质，否则就会分崩离(lí)析。但是科学家们使(shǐ)用(yòng)最(zuì)先(xiān)进的望(wàng)远镜对其进行了40个小时(shí)的详细测量之后，发现星(xīng)系中(zhōng)的恒(héng)星运动是可以用正常的物质和力学定律来解释的。那么又有(yǒu)人提出，也许该星系(xì)的(de)暗物质(zhì)，已经(jīng)被附近的另一(yī)个大星系剥离了(le)。奇怪的(de)是，它的附近没有任何星系(xì)存在(zài)。造成这(zhè)些现(xiàn)象(xiàng)的除了(le)暗物质的假说之外，另一种(zhǒng)可能就是人类对引(yǐn)力的理解还不够全面，引(yǐn)力很可能在不同尺度空间中的(de)工作方式是不同的，这意味着在行(xíng)星(xīng)系尺度中的天体(tǐ)会沿着(zhe)它们的(de)轨道(dào)，按照我们(men)所理解的(de)方式(shì)运动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺度，引(yǐn)力之间的相互(hù)作用则是不同的(de)方式。对于在星系团(tuán)之(zhī)间的相互作(zuò)用，科学家还引入(rù)了(le)外部场效应(yīng)的概念，指的是在数百万光(guāng)年(nián)的规模(mó)上，巨大的(de)质量之间会产生对(duì)彼此特殊的效(xiào)果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味着我们(men)需要对现在的(de)物理定律进行(xíng)修正(zhèng)，这些(xiē)发现也让很多人认为暗物质假说理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙当(dāng)中还有关于暗物质存在的其他的理(lǐ)论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德(dé)理(lǐ)论(lùn)所(suǒ)没法解释的(de)“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向距(jù)离为37亿光年的子(zi)弹星系团，由两个碰撞的星系团所组(zǔ)成，类似这样的星团，它们大部分(fēn)的(de)普(pǔ)通质量都在(zài)星系(xì)的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小(xiǎo)时发(fā)生碰撞的时候(hòu)，星(xīng)际气(qì)体的相互作(zuò)用就会导致温度的急(jí)剧升高(gāo)，速度大幅降低。所以在(zài)理论上(shàng)，在碰撞之(zhī)后(hòu)，子弹星系团大部分的质量将位于所(suǒ)有这(zhè)些气体所在的中间区(qū)域。那(nà)么我们(men)通过什么来验证它的质量区域到底是不(bù)是集中在中间(jiān)呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了(le)宇宙当中第(dì)一张全彩(cǎi)的高清照片，在照片中(zhōng)我(wǒ)们可以明显(xiǎn)地看(kàn)到很多星系似(shì)乎被拉伸产生了巨大(dà)的形变(biàn)。其实这些星系本(běn)身并不(bù)是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯望(wàng)远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体(tǐ)和我们地(dì)球上的观测者之(zhī)间(jiān)。被一个质(zhì)量超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超大质量(liàng)的东西的引力，会使身后(hòu)更遥远星系(xì)的光都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的(de)天体可能是(shì)超大质量的黑洞或者是(shì)暗(àn)物质。

所以当人们对子弹星(xīng)系(xì)团观测的(de)时候，发现它的大质(zhì)量区域(yù)并不是在中间，而是在两侧。所以最好的(de)解释(shì)方(fāng)法就是当星团(tuán)发生全部的碰(pèng)撞时(shí)，可被(bèi)观测到的(de)质量(liàng)气(qì)体被卡在了(le)中间，暗物质则直接(jiē)通过了这个(gè)区域，并在两边形成了(le)引力透(tòu)镜(jìng)。对子弹星系团的(de)引力透(tòu)镜研究也被认为是暗物质存在(zài)的迄今(jīn)为止(zhǐ)最好的理论证据(jù)。

除此之外，还(hái)有来自宇(yǔ)宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅(chàng)通(tōng)无(wú)阻(zǔ)地(dì)穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年(nián)之后，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙(zhòu)空间背景上留下了各(gè)相同性的微(wēi)波辐射。其中(zhōng)红色(sè)的(de)部分(fēn)表示温度较高的(de)区域(yù)，蓝(lán)色则表示相对(duì)较冷的区(qū)域(yù)，但实际上(shàng)它们之(zhī)间的温差只有万分之一。

科学家们通(tōng)过对前景背景分(fēn)离后的二值(zhí)图像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当(dāng)中没有(yǒu)暗(àn)物质，图(tú)形看起(qǐ)来不应该是(shì)这样的(de)，而(ér)随着暗物质的增加(jiā)，一些峰值(zhí)的幅度会减小，才变(biàn)得看起来(lái)“和谐(xié)”。为了匹配(pèi)宇宙微(wēi)波(bō)背景辐射(shè)的测量值，我们(men)需要的暗物质(zhì)大约是普通(tōng)物质的(de)5倍。这个数字(zì)与解释星系当中恒(héng)星运(yùn)动所(suǒ)需要的暗(àn)物质比(bǐ)例(lì)是一致(zhì)的。这就(jiù)意味(wèi)着。

用(yòng)了一个(gè)简单的理论框架，就很好(hǎo)地(dì)解释了很多不同的观测结果。而(ér)暗物(wù)质的本质就是宇宙当(dāng)中存(cún)在(zài)着某种类型的粒子，它(tā)们(men)不(bù)参与任何(hé)其他的电磁作用，只(zhǐ)通过(guò)引力来相互作(zuò)用。所以如果能够找(zhǎo)到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到了暗物(wù)质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学(xué)家们(men)已经(jīng)提出了数十种的假想目标，而(ér)要(yào)寻(xún)找这些不同的目标粒子所需要的实验方式也不(bù)相同。在过去(qù)的几十年当中(zhōng)，人类为了寻找这些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常(cháng)规物(wù)质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已经进(jìn)行了超(chāo)过50次的实验(yàn)，却(què)没(méi)有任何实(shí)质性的(de)发现(xiàn)，除了一个地方，意大利的格兰(lán)萨索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山(shān)脉。

在(zài)山下1400米处(chù)的地(dì)下矿井当中(zhōng)，藏着地球上最大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三(sān)层(céng)楼高的(de)探测器，一直(zhí)致力(lì)于寻(xún)找暗物质粒(lì)子的周期性震荡。

晓之以情,动之以理的意思是什么，晓之以理,动之以情出自哪里data-type="jpeg" data-w="1234" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/82fd8b93a96870b.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

自(zì)1997年以(yǐ)来，这(zhè)里的科学家(jiā)声称观测到了(le)某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数(shù)据收集(jí)，人(rén)们发(fā)现(xiàn)了一个(gè)有趣的(de)事情。探(tàn)测率(lǜ)会在(zài)每年的6月份达到峰(fēng)值(zhí)，然后(hòu)在11月降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年都是(shì)一样。一些(xiē)科学(xué)家认为(wèi)这可能是人类发现暗物(wù)质的第(dì)一个直(zhí)接证据。

但是为什么暗(àn)物质会产(chǎn)生周(zhōu)期性(xìng)的年度信(xìn)号呢(ne)？刚才我们讲了太(tài)阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度围(wéi)绕着银河系进行移动，那么如果暗(àn)物质存(cún)在(zài)宇(yǔ)宙当中，这意味着(zhe)我们(men)也(yě)在(zài)以这(zhè)样的速度在穿越(yuè)着暗物(wù)质流，这个过(guò)程中会产(chǎn)生相(xiāng)应的(de)振(zhèn)荡，同时地球又(yòu)以30公里(lǐ)/秒的(de)速度(dù)围绕(rào)太(tài)阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半(bàn)年的时(shí)间，地球围绕太阳的(de)方向与太阳环(huán)绕银河系的方(fāng)向是一致的，而另外半年则与之相反。

而(ér)在6月份的时候(hòu)，地球与(yǔ)太阳的方向正好达到完(wán)全一致(zhì)，这是理论(lùn)上地球穿越暗物质流最快的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管(guǎn)在(zài)实际(jì)的情(qíng)况中，太阳系(xì)相对银河系(xì)的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但是(shì)这并不影响(xiǎng)这个(gè)理论的有效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用来解释，研究人(rén)员们所观测(cè)到的周期性(xìng)信号。当然也可能(néng)有其他的(de)情况，造(zào)成(chéng)这种年度周期信号的差(chà)异也可(kě)能是温度、湿度、土(tǔ)壤(rǎng)中的(de)水分(fēn)、高山上的积雪，甚至连意大利游客的(de)数量也符合这(zhè)个周期(qī)的(de)规律。

所以，科学家们又在南半球建立了一(yī)个几乎相同的(de)实验室，这里(lǐ)的(de)季节与之前(qián)的实验室正好相反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质流的运动特征和第(dì)一(yī)个实(shí)验(yàn)室是一样的(de)。

因(yīn)此，如果在这里可以得到相同的(de)信号，就(jiù)可以成(chéng)为暗物质所存在的非常有力的(de)证(zhèng)据了。但是由于这个实(shí)验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至目前还无法提供相应的数据(jù)支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新的望远(yuǎn)镜，这(zhè)台太空望远镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视场(chǎng)仪器提供的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍(bèi)。南(nán)希格雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其中一个关(guān)键(jiàn)的用途就是(shì)探(tàn)索暗(àn)物质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于探测的结(jié)果(guǒ)，我们只能(néng)拭(shì)目以待了。费(fèi)米实验室粒子天体物理中心(xīn)的科学家(jiā)丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发(fā)现，如果(guǒ)暗物质存在，它们极(jí)有可能拥有另一种神(shén)秘的效应，这种暗物质(zhì)效应(yīng)，会支持(chí)宇宙当中生命(mìng)的(de)诞生，或者说是生命进(jìn)化的一个重要因素。

如(rú)果这一(yī)理论(lùn)得到进一(yī)步的证实，那么遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不会意味着人(rén)类并(bìng)不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物(wù)质(zhì)正(zhèng)在通过这样的效应创(chuàng)造生命。当(dāng)然，这(zhè)些推论的大前提(tí)是(shì)要先找到暗物质存在的实际证据。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得(dé)暗物质(zhì)到底存(cún)不存在呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是我更新(xīn)的(de)动力！

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