宇宙(zhòu)是“人(rén)为制造(zào)”的？为何会存(cún)在科学无(wú)法解释的“暗(àn)物质”？暗物质又究竟是什么？人类(lèi)为(wèi)了寻(xún)找暗物质存在(zài)的证据，科(kē)学家们在(zài)过去的(de)几十年(nián)当中进行了超过50次的(de)长期实验(yàn)，但是却(què)没有发(fā)现任(rèn)何的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数(shù)学原理一(yī)书中(zhōng)，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律，它揭示了宇宙中天体运动(dòng)的规律(lǜ)。往后(hòu)的(de)几百(bǎi)年(nián)来，当天文(wén)学家们发现某些天体运行轨(guǐ)道出现异(yì)常，不符合万有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知道，周围一定有未知的天体通过引力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶(yé)就通(tōng)过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万有引力(lì)定律所取得重大天(tiān)文成就的例(lì)子。但是(shì)这些发现(xiàn)都是在恒星系统的(de)尺度当中，可(kě)当我(wǒ)们(men)上(shàng)升到星系或(huò)者是星(xīng)团(tuán)的尺度，事情就(jiù)开始(shǐ)变(biàn)得诡(guǐ)异了(le)。

1933年(nián)，瑞士(shì)的物(wù)理学家弗里茨兹威(wēi)基(jī)正在研(yán)究和测量(liàng)后发星系(xì)团(tuán)的质量。这是一(yī)个由(yóu)数千个星系(xì)所组(zǔ)成的巨大星(xīng)系(xì)团，这些星(xīng)系被引力束缚在(zài)一(yī)起。测量星系团的质量(liàng)一般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其质量(liàng)的范围(wéi)。

第(dì)一种是获(huò)得其"光度学的质量"，需要的数(shù)据是测(cè)量各个星系的光度。

第(dì)二(èr)种是(shì)动力学质量的计算，是利(lì)用光谱红移测(cè)量星系团中(zhōng)的各个(gè)星(xīng)系相(xiāng)对于(yú)星系团的运动速(sù)度。当测(cè)量结果出来之后，兹威(wēi)基彻(chè)底懵了(le)，“动力学质量”竟(jìng)然(rán)是(shì)“光度学质量(liàng)”的(de)400倍(bèi)。这(zhè)意味着(zhe)，后发座星(xīng)系团有99%的(de)质量(liàng)消失了，或者(zhě)说这99%的质量并不以可见光的形式所存在(zài)，我们无(wú)法看(kàn)到。最(zuì)诡(guǐ)异的是，在(zài)测量速度的过程中，兹(zī)威基发现星系团(tuán)中(zhōng)很(hěn)多(duō)星系(xì)的速度比理论上要快得多，按照(zhào)牛顿的运动学定律(lǜ)，仅靠这些(xiē)可见星系的质(zhì)量(liàng)所产生(shēng)的(de)引力(lì)是(shì)无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它们早就应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非(fēi)有(yǒu)一种神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量(liàng)来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基(jī)提出了这(zhè)样部(bù)分(fēn)不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质量(liàng)。只是(shì)当(dāng)时的人们(men)对(duì)这样的(de)一种说法不屑一顾(gù)。

直(zhí)到(dào)40年之(zhī)后(hòu)，“暗物质”这个(gè)词才再一次(cì)出现。天文学(xué)家维拉(lā)鲁宾和(hé)肯特(tè)福特在观测仙(xiān)女座星系中的恒星运动。理论上(shàng)来说，距(jù)离中心越远的恒星在(zài)其轨(guǐ)道上的(de)运行(xíng)速度就会越慢。但是他们(men)观测(cè)的结(jié)果却让人感到不可思(sī)议。

随着与中心距离(lí)的增加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变(biàn)。可(kě)是根据牛顿的万有引力定律，在星系(xì)当中(zhōng)如果没有足(zú)够大的质量来吸引(yǐn)它们，这些外围的(de)恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中(zhōng)了(le)。基于这种现象，科学家们(men)会使(shǐ)用一种相对标准的方法(fǎ)来(lái)解释(shì)暗物质的存在，这种方(fāng)法就是测量(liàng)星系当中气体在X轴上距离星系中心的距离(lí)，以及在Y轴上气体的旋转速度(dù)。如果(guǒ)出现异常的结果，就认为(wèi)是由暗物(wù)质的力量进入其中。

于是科学家们通(tōng)过射电望远(yuǎn)镜(jìng)测量了(le)距离星系中(zhōng)心更远(yuǎn)距(jù)离的氢(qīng)元素，发(fā)现(xiàn)它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力(lì)学(xué)定律。我们的太阳系也不(bù)例外，太阳系位于银河系的第三悬臂(bì)之上，距离银河系(xì)中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律进行(xíng)计算，太阳系的运行速(sù)度应该是160千米/秒，但实(shí)际(jì)上，太(tài)阳系正在(zài)以220千米/秒的速(sù)度围绕银河系旋转，这个实际速度远远大于(yú)理论速度，那(nà)么产生以(yǐ)上这种向心加速度的(de)原(yuán)因很可能(néng)就(jiù)是存在着一种我们看不到的河北保定技校排名，保定技校前十名物质，是(shì)这些暗物质的(de)引(yǐn)力效应将星系聚(jù)集在了一(yī)起。

也是从这(zhè)时(shí)开始，越来越多的研究人(rén)员开(kāi)始相(xiāng)信暗物质的存在。科(kē)学家根据(jù)星(xīng)系外恒(héng)星轨道的速度，估(gū)算(suàn)在星系当(dāng)中暗(àn)物质的质量(liàng)占整(zhěng)个(gè)星系质量的85%。但是，暗物(wù)质(zhì)并不是唯一可以解释(shì)这个(gè)现(xiàn)象的原因。在一(yī)项(xiàng)新(xīn)的(de)研究(jiū)当中，科学(xué)家们发现，几乎没有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会出现速(sù)度上的微小差异。另(lìng)外(wài)，天文学家还(hái)发(fā)现了(le)一(yī)个反(fǎn)常(cháng)的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离(lí)地球大(dà)约2.5亿光年，大小和银河系不河北保定技校排名，保定技校前十名多，但(dàn)是(shì)星系当(dāng)中存在的(de)恒星数量却(què)只有银(yín)河系的千(qiān)分之一。

所以在理论(lùn)上，该星系必须(xū)存在暗物质，否(fǒu)则(zé)就会分(fēn)崩离析。但是科(kē)学家们使用(yòng)最先(xiān)进的望远镜对其进(jìn)行了40个小(xiǎo)时(shí)的详细(xì)测量之后，发(fā)现星系中(zhōng)的(de)恒(héng)星运动是可以用(yòng)正常的物质和力学定律来解(jiě)释(shì)的(de)。那么又有人(rén)提出，也许该星(xīng)系的暗物质，已(yǐ)经被附近河北保定技校排名，保定技校前十名(jìn)的另一个大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它的附近没(méi)有任(rèn)何星系(xì)存(cún)在。造成这些现象的除了暗物质(zhì)的假说之外，另一种可能就(jiù)是人类对引力的理解还不够全面，引力很(hěn)可能在不同尺度空间中的(de)工作(zuò)方(fāng)式是不(bù)同的，这意(yì)味着在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿(yán)着它们的轨道(dào)，按照(zhào)我们所理解(jiě)的方(fāng)式运动。但(dàn)是上升(shēng)到星(xīng)系和星团的尺度，引力(lì)之间的相互作用则是不同的(de)方式。对于(yú)在星系团之间的相(xiāng)互作用，科(kē)学(xué)家还引入了外(wài)部场效应的概念，指的是(shì)在数百万光年的规(guī)模上(shàng)，巨大的质量之间会(huì)产生对彼此特殊的效果，这个理(lǐ)论(lùn)叫(jiào)做MOND蒙(méng)德理论。如(rú)果MOND蒙德理论成(chéng)立(lì)，这意(yì)味着我们需要对现在的物理定律进行修正，这(zhè)些(xiē)发(fā)现也让很多人认为(wèi)暗物质假(jiǎ)说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在(zài)的其他的理(lǐ)论证据，这些理论(lùn)证据是蒙(méng)德理论(lùn)所没(méi)法解释的(de)“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿光(guāng)年的(de)子弹(dàn)星系团，由两个(gè)碰撞的星(xīng)系团所(suǒ)组成(chéng)，类(lèi)似(shì)这样的(de)星(xīng)团，它们(men)大(dà)部分(fēn)的普通质量都(dōu)在星(xīng)系的气(qì)体(tǐ)当(dāng)中。当星团以(yǐ)1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的时候，星际气体的(de)相互作用就会导致温度的(de)急剧升高，速(sù)度大幅降(jiàng)低。所以(yǐ)在理论上，在碰撞(zhuàng)之(zhī)后，子弹星(xīng)系(xì)团大部(bù)分(fēn)的质量将(jiāng)位于所有这些(xiē)气体所(suǒ)在(zài)的中间区域。那么我们通(tōng)过什(shén)么来(lái)验证(zhèng)它的质量区域到(dào)底是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹(zhān)姆斯韦伯太空望(wàng)远镜传(chuán)回了(le)宇宙当(dāng)中第一(yī)张全彩的高清(qīng)照片(piàn)，在照片中(zhōng)我们可以明显地看到很多(duō)星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星(xīng)系(xì)本身并不(bù)是真的(de)被(bèi)扭曲了，也(yě)不是韦伯望远镜出了什(shén)么问题，而是这样(yàng)极遥(yáo)远(yuǎn)的天体和我们(men)地球(qiú)上的观(guān)测者之间。被(bèi)一个质量超级巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使身(shēn)后(hòu)更(gèng)遥远星系(xì)的光都发(fā)生(shēng)了(le)扭曲。这(zhè)个现象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的天体(tǐ)可能是超大质量的黑(hēi)洞或者是暗物(wù)质。

所(suǒ)以当(dāng)人们(men)对子弹(dàn)星系(xì)团观测的时候，发(fā)现它的大质量区域并(bìng)不(bù)是在中间，而是在两侧。所以(yǐ)最(zuì)好(hǎo)的解(jiě)释方(fāng)法就是当(dāng)星团发生全部(bù)的碰(pèng)撞(zhuàng)时，可被观测到的质量气体被卡(kǎ)在了(le)中间，暗物质(zhì)则直接通过了这个区域(yù)，并(bìng)在两(liǎng)边形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子(zi)弹(dàn)星系团的引力(lì)透(tòu)镜研究也被认(rèn)为是暗物质存在(zài)的迄(qì)今为止最(zuì)好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中最古老的(de)光。从(cóng)宇宙大爆炸(zhà)开始，38万(wàn)年之(zhī)后，可(kě)见光终于可(kě)以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经(jīng)过(guò)了130多亿年之后，这些光在宇宙空间(jiān)背景(jǐng)上留(liú)下了各(gè)相同性的微波辐射。其中红(hóng)色的部分表示温度较高的区(qū)域(yù)，蓝色则表示相对(duì)较冷的区域，但实际(jì)上(shàng)它们(men)之间的(de)温差只有(yǒu)万分之一。

科(kē)学家们(men)通过对前景背景分离(lí)后的二值图(tú)像进行(xíng)连(lián)通(tōng)域提取(qǔ)和标(biāo)记之后(hòu)发现(xiàn)，如(rú)果宇宙(zhòu)当中(zhōng)没(méi)有暗物质(zhì)，图形看(kàn)起(qǐ)来(lái)不应该是这样的，而随着暗物(wù)质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背景辐射的测(cè)量值，我们(men)需要(yào)的暗物质大约是普通物质的(de)5倍。这个数字与(yǔ)解释(shì)星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗(àn)物质比(bǐ)例(lì)是一(yī)致的。这就意味着(zhe)。

用了(le)一个简(jiǎn)单的理论框架，就很好(hǎo)地解释了很多不同的观测结果(guǒ)。而(ér)暗(àn)物质的本质就(jiù)是宇宙当中(zhōng)存在着(zhe)某种类型的粒子(zi)，它(tā)们不(bù)参与任何其他的电(diàn)磁作用(yòng)，只通过引力来相互作用。所以如果能够找到(dào)这种(zhǒng)粒子的存(cún)在，就(jiù)相当(dāng)于找到了(le)暗物质存在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是什(shén)么？科(kē)学家们已经提(tí)出了数(shù)十(shí)种的假想目标，而要寻找这(zhè)些(xiē)不同的目标粒子所需要(yào)的实验方式(shì)也不相(xiāng)同(tóng)。在过去的几十年当中，人类为了寻找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与常规物(wù)质相互(hù)作用(yòng)的(de)“暗物质”，科学家们已经进行了超过50次(cì)的实验，却没有(yǒu)任何实质性的发现，除(chú)了一个地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于(yú)阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下(xià)1400米处(chù)的地下矿井当中，藏(cáng)着地球上最(zuì)大(dà)的地学实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层楼(lóu)高的探(tàn)测(cè)器(qì)，一直致力于寻找暗物质粒子的(de)周期(qī)性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科学家声称观测到了某种信(xìn)号(hào)。经(jīng)过了20多年的数(shù)据收集，人们(men)发(fā)现了一个有(yǒu)趣的事情。探测(cè)率会在每(měi)年的(de)6月份达到峰值，然后(hòu)在11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在20年当(dāng)中每年都是(shì)一样。一些科学家认为这(zhè)可能是人(rén)类发(fā)现暗(àn)物质(zhì)的第一个直接证据。

但是为(wèi)什么暗物质会产生(shēng)周期(qī)性的(de)年度(dù)信号呢？刚才(cái)我(wǒ)们(men)讲(jiǎng)了太阳系正(zhèng)在(zài)以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进(jìn)行移(yí)动，那么如果暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也(yě)在以这样(yàng)的速度在穿越着暗物(wù)质(zhì)流，这个过程中会产生相应的(de)振荡，同(tóng)时(shí)地球又以30公里/秒的速度围绕太(tài)阳进行旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半年的时间，地(dì)球(qiú)围绕(rào)太阳的(de)方向与太(tài)阳环绕银(yín)河系的方向是(shì)一致(zhì)的，而另外半年(nián)则与之相反。

而(ér)在6月份(fèn)的时候，地(dì)球与太阳的方向正好达到(dào)完全一致，这是(shì)理论上地球穿越(yuè)暗物(wù)质流最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最(zuì)慢(màn)值。尽管在实际的(de)情况中(zhōng)，太阳系相对(duì)银河(hé)系的平面(miàn)呈(chéng)现了60度的(de)倾斜(xié)，但是这并不影响这个(gè)理论的有效性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用来解(jiě)释，研究(jiū)人员们(men)所(suǒ)观(guān)测到(dào)的(de)周期性信号。当(dāng)然(rán)也(yě)可能有其(qí)他的情况，造(zào)成(chéng)这种年度周期信号(hào)的差异也(yě)可能是温(wēn)度、湿度(dù)、土壤中的水(shuǐ)分(fēn)、高山上(shàng)的积雪，甚至(zhì)连意大利游客的数量也符合这个周期的规律。

所(suǒ)以，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同的(de)实(shí)验室，这里(lǐ)的季节(jié)与之前的实(shí)验室(shì)正好(hǎo)相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质(zhì)流的(de)运动(dòng)特征和第一(yī)个实(shí)验(yàn)室是一(yī)样的。

因此，如果在(zài)这里可以得(dé)到相(xiāng)同的(de)信号(hào)，就可以成为(wèi)暗物(wù)质所(suǒ)存在(zài)的非(fēi)常有力的(de)证(zhèng)据(jù)了。但(dàn)是(shì)由于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目前还(hái)无法提供相应的数(shù)据支持(chí)。另外(wài)，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但(dàn)它的宽视场仪器提供的视野(yě)是哈(hā)勃红外仪器的(de)100倍(bèi)。南希格雷斯罗(luó)曼(màn)太空望远镜其中一个(gè)关键(jiàn)的用(yòng)途(tú)就是(shì)探索暗(àn)物质背后(hòu)的奥秘，对于探(tàn)测的(de)结(jié)果，我们只能拭目以待(dài)了。费(fèi)米实验(yàn)室(shì)粒子天体物(wù)理中心的科学家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研(yán)究发现，如(rú)果暗(àn)物(wù)质存在(zài)，它们极有可(kě)能拥有另一种神秘的效应(yīng)，这种暗物质效(xiào)应，会支持宇宙当中生(shēng)命的(de)诞生(shēng)，或(huò)者说(shuō)是生(shēng)命(mìng)进(jìn)化(huà)的一(yī)个重(zhòng)要因素。

如果这(zhè)一(yī)理论得到(dào)进(jìn)一步的证实(shí)，那么遍布宇宙当中的暗物质会不(bù)会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的(de)行星上，暗(àn)物质(zhì)正(zhèng)在通过(guò)这样的效(xiào)应创造生命(mìng)。当然，这些(xiē)推论的大前提是要先找到暗(àn)物质存在的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜(xǐ)欢(huān)请点(diǎn)赞，你的支持是我更新的(de)动力！

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