宇宙是“人为制造(zào)”的(de)？为何会存在(zài)科学无法解释的(de)“暗物质”？暗(àn)物(wù)质(zhì)又究竟是什(shén)么？人类为(wèi)了寻找暗物质存在的证据，科学(xué)家(jiā)们在过去的几十年当中(zhōng)进(jìn)行(xíng)了超过(guò)50次(cì)的(de)长期实验(yàn)，但是却没有发现任何的有效(xiào)证据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学数(shù)学原理一书(shū)中，埃(āi)萨克(kè)牛顿发表了万(wàn)有引力定律(lǜ)，它揭(jiē)示了宇宙中天体运(yùn)动的规律(lǜ)。往后(hòu)的几百年来，当天(tiān)文(wén)学家们发现某(mǒu)些(xiē)天体运行(xíng)轨道出现异(yì)常，不符合万有引力(lì)定律的时候，他们就会知道，周围一定有未知的天体通(tōng)过引力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星运(yùn)行轨道的(de)异常，推算并且发现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用万(wàn)有引(yǐn)力定律所取(qǔ)得重(zhòng)大天文成(chéng)就的例子。但是这些发(fā)现都是(shì)在恒(héng)星系统的尺(chǐ)度当(dāng)中，可当我(wǒ)们上(shàng)升到星(xīng)系(xì)或者是(shì)星(xīng)团的(de)尺(chǐ)度，事情就开始变得诡异了。

1933年(nián)，瑞士的物理学(xué)家弗(fú)里(lǐ)茨兹威基正在研究(jiū)和(hé)测量后发星系团的质量。这是一个由(yóu)数千(qiān)个星系所组成的(de)巨大(dà)星(xīng)系团，这些星系被引(yǐn)力束(shù)缚在一起。测量星系团的质(zhì)量一般会使用到两种方法(fǎ)，当两(liǎng)种方法(fǎ)结(jié)果(guǒ)一致，就可以确定其质(zhì)量的范围。

第一(yī)种是获得其(qí)"光度学的(de)质(zhì)量"，需要的(de)数(shù)据是测(cè)量各个(gè)星系的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是(shì)动力学质量(liàng)的计算，是利用光谱(pǔ)红移测量星(xīng)系团中(zhōng)的(de)各个星(xīng)系相对于星系(xì)团的运(yùn)动速度(dù)。当测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动(dòng)力学(xué)质量(liàng)”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍(bèi)。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这99%的质量并不以可见(jiàn)光的形式(shì)所存在，我们无法看到。最诡异的(de)是(shì)，在测量(liàng)速度的(de)过程中，兹威基发现星系团中很多星(xīng)系的速度(dù)比理论上要快得多，按照(zhào)牛顿的运(yùn)动(dòng)学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的(de)质量所产生的引力(lì)是无法将它们束缚在(zài)星系团内(nèi)的，它们早就应该被抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量(liàng)在(zài)起作用(yòng)，这种力量来源于某种隐(yǐn)形的物(wù)质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部分不(bù)可(kě)见的暗(àn)质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但(dàn)是它们(men)却(què)占据着宇宙(zhòu)中绝(jué)大部分的质量(liàng)。只是(shì)当时(shí)的人们对这(zhè)样的一(yī)种(zhǒng)说法不(bù)屑一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再一次(cì)出现。天文学(xué)家维拉鲁宾和肯特(tè)福特在(zài)观测仙女座(zuò)星系中的恒星运动。理论上来说(shuō)，距离(lí)中心越(yuè)远的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会越慢(màn)。但是他(tā)们观测的结果(guǒ)却让人感到不可思(sī)议。

随着与(yǔ)中心距离(lí)的(de)增加，恒(héng)星的旋转(zhuǎn)速度(dù)几乎保(bǎo)持不变(biàn)。可(kě)是根据牛顿的万有引力(lì)定律，在星(xīng)系当中如(rú)果没有足够大的质(zhì)量来吸引(yǐn)它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们会使用一种相(xiāng)对标准的方法(fǎ)来解释暗物质的存(cún)在，这种方法就是测量星系当(dāng)中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离(lí)，以及在(zài)Y轴上气(qì)体的旋转速度(dù)。如果出(chū)现(xiàn)异常的结果，就认为(wèi)是由暗物质的力量(liàng)进入其中。

于(yú)是科学家们通(tōng)过射电望远镜(jìng)测(cè)量(liàng)了距离星系(xì)中心更远(yuǎn)距离的氢元(yuán)素(sù)，发(fā)现(xiàn)它们的旋转速度(dù)并不符(fú)合(hé)牛顿的力(lì)学定律。我(wǒ)们的太(tài)阳系(xì)也(yě)不例外，太(tài)阳系(xì)位于银河(hé)系的第三悬臂之上，距离(lí)银河系(xì)中(zhōng)心2.6万光年(nián)，根据万(wàn)有引(yǐn)力定(dìng)律进(jìn)行计算(suàn)，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳系正(zhèng)在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕银河系(xì)旋转(zhuǎn)，这个(gè)实(shí)际(jì)速度远远大于理(lǐ)论速(sù)度，那么产生(shēng)以上(shàng)这种向心(xīn)加速度(dù)的原因(yīn)很可能就是存在着(zhe)一种我们看不到(dào)的物质，是(shì)这些暗物质(zhì)的引(yǐn)力效应将星系聚(jù)集在了一起。

也是从(cóng)这时开始(shǐ)，越来越多的研(yán)究人(rén)员开始相信暗(àn)物质(zhì)的存(cún)在。科学家根据(jù)星系外恒星轨道的速度(dù)，估(gū)算在星系(xì)当中暗物(wù)质的质量占整个星(xīng)系质量的(de)85%。但是，暗物(wù)质并不是唯一可以解释这个现象(xiàng)的原因。在一项新的研(yán)究当(dāng)中(zhōng)，科学(xué)家(jiā)们发现，几乎(hū)没有引力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会(huì)出现速度上的微小(xiǎo)差异。另外，天文学家(jiā)还(hái)发现了一个反(fǎn)常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系(xì)距(jù)离地球大约2.5亿(yì)光年，大(dà)小和银(yín)河系(xì)不多，但(dàn)是星系(xì)当中存在的(de)恒星数量却(què)只有银(yín)河系(xì)的千分之一。

所以(yǐ)在理论上(shàng)，该星系必须存在暗物(wù)质，否则就会分崩离析。但是科学家(jiā)们使(shǐ)用最先(xiān)进的望远镜对其进行了40个小(xiǎo)时(shí)的详细测(cè)量之后，发现星系中的(de)恒星运(yùn)动(dòng)是可(kě)以用(yòng)正常的物质和力学定律来解释的。那么又有人提出，也许该(gāi)星(xīng)系的暗(àn)物质，已经被(bèi)附近(jìn)的另一个大星系(xì)剥离(lí)了。奇(qí)怪(guài)的是，它的附(fù)近没(méi)有(yǒu)任何星系(xì)存在(zài)。造成这些(xiē)现象的除了暗(àn)物质的(de)假(jiǎ)说之外(wài)，另一种可能就是人类(lèi)对(duì)引力的理解还不够全面，引力(lì)很可(kě)能(néng)在不(bù)同尺度空间中的工作方(fāng)式(shì)是(shì)不同的(de)，这意(yì)味着(zhe)在行星(xīng)系尺度中(zhōng)的天体(tǐ)会沿着(zhe)它们的轨道，按照我们所理(lǐ)解的方式运动。但是(shì)上(shàng)升到星系和星团(tuán)的尺度，引力(lì)之间(jiān)的相互作用则是不同(tóng)的方式。对于在星系团之间的相互作用，科学家还引入了外(wài)部场效应的概(gài)念(nià不动声色的意思是什么解释，不动声色的意思是什么(最佳答案)n)，指的是在数(shù)百万光年(nián)的(de)规模上(shàng)，巨大(dà)的(de)质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的(de)效果，这(zhè)个理(lǐ)论叫(jiào)做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如(rú)果MOND蒙德(dé)理论成立，这意味着我们(men)需要(yào)对(duì)现在的物理定律进行修(xiū)正，这些发现也让很多人(rén)认(rèn)为暗物质假说(shuō)理(lǐ)论就此终(zhōng)结。但(dàn)是在(zài)宇(yǔ)宙当中还有(yǒu)关(guān)于暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的其他的理论证据，这些理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)是蒙德理论所没(méi)法解(jiě)释的“引力透镜(jìng)”。

径向距离(lí)为37亿光年的子弹星系团，由两(liǎng)个碰撞的星系(xì)团(tuán)所组成，类似这样(yàng)的(de)星团，它们大部分的(de)普(pǔ)通质量都在星系的气体当中。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时(shí)候，星际气体的相互(hù)作用就会(huì)导致温(wēn)度的急剧升高(gāo)，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在碰撞之(zhī)后，子弹星系(xì)团(tuán)大部分的(de)质量将位于所有(yǒu)这些气体所在的中间区域。那么我(wǒ)们通(tōng)过(guò)什么来(lái)验证它的质量区域到底是不是集中在中(zhōng)间呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第一(yī)张全(quán)彩的高(gāo)清照片，在照片中我们可以明显地看到很多星系(xì)似乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形变(biàn)。其实(shí)这些星系本身并不是真的被扭曲了(le)，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了(le)什么问题，而是(shì)这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上(shàng)的观测者之间。被一个(gè)质量(liàng)超级巨大的天体遮挡，这个超(chāo)大质量的(de)东西的引力，会(huì)使身后(hòu)更遥远星系的光都(dōu)发生了(le)扭曲。这个现象就是引力透(tòu)镜效应。这(zhè)个巨大(dà)的天体可(kě)能是超(chāo)大质量的黑洞或(huò)者(zhě)是暗物质(zhì)。

所以当人们(men)对子弹(dàn)星系团观测的时候，发(fā)现它(tā)的大质量区域并(bìng)不是(shì)在中间，而是(shì)在两(liǎng)侧。所以最好的(de)解释方(fāng)法就是当星团(tuán)发生全部的(de)碰撞时，可(kě)被观测到(dào)的质(zhì)量(liàng)气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过了这(zhè)个区域，并在两边形成了引力透镜(jìng)。对子弹星(xīng)系团的引力透镜研究也(yě)被认为是暗物质存在的迄今为止最好(hǎo)的理(lǐ)论证(zhèng)据。

除此之(zhī)外，还有来自宇宙当(dāng)中(zhōng)最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可见光终(zhōng)于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在(zài)宇宙(zhòu)空(kōng)间背景(jǐng)上留下了各相同(tóng)性(xìng)的微波辐射。其中(zhōng)红色(sè)的部分(fēn)表示温(wēn)度较高的区域(yù)，蓝色则表示相对较冷的区(qū)域，但实(shí)际上(shàng)它们(men)之间(jiān)的(de)温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后的二值图像进行连通域提取和标(biāo)记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看(kàn)起来(lái)不应(yīng)该(gāi)是这样(yàng)的(de)，而随着暗(àn)物质的(de)增加，一些峰值的幅度会减小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景(jǐng)辐(fú)射的测量(liàng)值，我们需要的暗物(wù)质大(dà)约是普通物质的5倍。这个(gè)数字(zì)与解释星系当中恒(héng)星运(yùn)动所需要(yào)的暗物质比例是(shì)一致(zhì)的。这就意(yì)味(wèi)着。

用了一个简单的理论框(kuāng)架(jià)，就(jiù)很好地解释了很多不同的观测结果。而(ér)暗物(wù)质的本质就(jiù)是宇宙(zhòu)当中存在着某种(zhǒng)类(lèi)型(xíng)的(de)粒(lì)子(zi)，它们不(bù)参(cān)与(yǔ)任何其他的电(diàn)磁作用(yòng)，只通过(guò)引力来相(xiāng)互作用。所以(yǐ)如果能(néng)够(gòu)找到这(zhè)种粒子的存在，就相当于(yú)找到(dào)了暗(àn)物质存在的(de)实际证(zhèng)据(jù)。这(zhè)种粒(lì)子到(dào)底是什么？科学家们(men)已(yǐ)经(jīng)提(tí)出了数十(shí)种的假想目标，而要寻找(zhǎo)这些不同的目(mù)标粒子所需要(yào)的(de)实验方式也不相同(tóng)。在(zài)过去的几十年当中，人类为了寻找(zhǎo)这些看(kàn)不(bù)见、摸(mō)不到，几(jǐ)乎(hū)不(bù)会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们(men)已经进行了超过50次的实验，却(què)没(méi)有(yǒu)任何实质性的发现，除了(le)一个地方(fāng)，意大利(lì)的格(gé)兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。不动声色的意思是什么解释，不动声色的意思是什么(最佳答案)>

在(zài)山(shān)下1400米处(chù)的地下矿井当中，藏着地球不动声色的意思是什么解释，不动声色的意思是什么(最佳答案)上最大(dà)的地学实(shí)验室，这个(gè)实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼(lóu)高的(de)探测器，一直(zhí)致力(lì)于(yú)寻(xún)找暗物(wù)质粒子的周期性震(zhèn)荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科学(xué)家(jiā)声称观测到(dào)了某种信号(hào)。经(jīng)过(guò)了20多年的数据收集，人(rén)们发现(xiàn)了(le)一个(gè)有趣的事情。探(tàn)测率会在每年的6月份(fèn)达到峰值(zhí)，然后(hòu)在11月降到最低，而且在20年当中(zhōng)每年都是一样。一(yī)些科学家认为这可能是人类发(fā)现暗物质的第一个直(zhí)接证(zhèng)据。

但是为什么暗(àn)物质会(huì)产生(shēng)周期性的年度信号(hào)呢？刚(gāng)才我们讲了(le)太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果(guǒ)暗物质存(cún)在(zài)宇宙当(dāng)中(zhōng)，这(zhè)意味(wèi)着(zhe)我们(men)也在以这样的速度(dù)在穿越着暗物质(zhì)流，这个过程中会产生(shēng)相应的振荡，同时(shí)地球(qiú)又以(yǐ)30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳进行旋(xuán)转。所以有(yǒu)半(bàn)年的时间，地球围绕太阳的方向与太阳环绕银河系(xì)的方向是一致的(de)，而另外(wài)半年则与之相反。

而在6月份(fèn)的(de)时(shí)候，地球(qiú)与太阳的(de)方向正好达到完全一致，这是(shì)理论上地球(qiú)穿越暗物质(zhì)流最快的时(shí)段。而(ér)在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际(jì)的情况中，太(tài)阳系相(xiāng)对银(yín)河系的(de)平(píng)面呈(chéng)现了60度的倾斜(xié)，但是这并不影响这个(gè)理论的有效性。

因此科(kē)学家认为(wèi)这可以用来(lái)解释，研究人员(yuán)们(men)所观(guān)测(cè)到的周(zhōu)期性(xìng)信号。当然也可能有其他的情况，造成这种(zhǒng)年度(dù)周期信号的差(chà)异(yì)也可能(néng)是温度(dù)、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的(de)水分、高山(shān)上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也符合(hé)这个周(zhōu)期的(de)规(guī)律(lǜ)。

所以，科学(xué)家们又在南半球(qiú)建立了(le)一个(gè)几乎相同(tóng)的实验(yàn)室，这里(lǐ)的季节与之前的实(shí)验室正好相反，而(ér)在这里，地(dì)球(qiú)穿过暗物(wù)质流的运(yùn)动特征和第一个实验室(shì)是一样的。

因此，如果在这里(lǐ)可以得到(dào)相同的信号，就可以(yǐ)成为(wèi)暗物质所(suǒ)存在的非(fēi)常有力的证据(jù)了。但是由于这(zhè)个实验室刚(gāng)刚建成不久，所以截至(zhì)目前(qián)还无法(fǎ)提供(gōng)相应(yīng)的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的(de)望远镜，这台太空望(wàng)远镜(jìng)叫做“南(nán)希格雷斯(sī)罗曼(màn)”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽视场仪器提供的(de)视(shì)野是哈(hā)勃红外仪器的(de)100倍(bèi)。南希格雷斯(sī)罗曼(màn)太(tài)空望远镜其中一(yī)个(gè)关键(jiàn)的用途就(jiù)是(shì)探索暗物质背后的奥秘(mì)，对于探测的(de)结果，我们只能拭目(mù)以(yǐ)待(dài)了。费米实验室粒子天(tiān)体物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯(sī)特芬(fēn)研究发(fā)现，如(rú)果暗(àn)物质存在(zài)，它们极有可能拥(yōng)有(yǒu)另一种神秘(mì)的效应(yīng)，这种暗物质效应(yīng)，会(huì)支(zhī)持宇宙当(dāng)中生(shēng)命的诞(dàn)生，或者说是生命(mìng)进化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一理论得到(dào)进一步的(de)证实，那(nà)么遍布(bù)宇宙(zhòu)当中的暗物质会不会意味着人(rén)类并不孤单呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当中某(mǒu)个角(jiǎo)落的行星(xīng)上，暗物(wù)质正在通(tōng)过(guò)这样的效应(yīng)创造生命。当然，这些推论的(de)大前提是要先(xiān)找到(dào)暗物质存(cún)在的实(shí)际(jì)证据。那么小伙伴们，你们觉得(dé)暗(àn)物(wù)质到底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞(zàn)，你的支(zhī)持是我更(gèng)新的动(dòng)力(lì)！

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