宇宙是(shì)“人为制造(zào)”的？为何会存在科(kē)学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物(wù)质又究(jiū)竟(jìng)是什么？人类(lèi)为了寻找暗物质存在的证据，科学家们在(zài)过去的几(jǐ)十(shí)年当中进行了超过(guò)50次的(de)长期实(shí)验，但(dàn)是却(què)没(méi)有健康码可以扫出个人信息吗，健康码可以扫出个人信息吗发现(xiàn)任何的有效证(zhèng)据。除(chú)了一个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学原理(lǐ)一(yī)书中(zhōng)，埃萨(sà)克(kè)牛顿发(fā)表(biǎo)了万有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中天体运动的(de)规(guī)律。往后的(de)几(jǐ)百年(nián)来，当天文(wén)学(xué)家们发(fā)现某些(xiē)天体运行轨道出(chū)现异常，不符合万有(yǒu)引力(lì)定(dìng)律的时(shí)候(hòu)，他们就会知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过引力(lì)在摄动它的(de)轨道(dào)。比如在1846年(nián)，奥本勒维(wéi)耶就通过天(tiān)王星运(yùn)行轨(guǐ)道的(de)异常(cháng)，推算并且发现了海王星的存(cún)在(zài)。另外，哈雷彗(huì)星、冥王(wáng)星的发现都是(shì)应用万(wàn)有引力定律所(suǒ)取得重大天文成就的例子(zi)。但是这些(xiē)发现都是在(zài)恒(héng)星(xīng)系统的(de)尺度当(dāng)中，可(kě)当我们上升到星系或者(zhě)是(shì)星团的尺度(dù)，事情就(jiù)开始变得(dé)诡异(yì)了(le)。

1933年，瑞士(shì)的物理学(xué)家弗里茨兹威(wēi)基正在研究(jiū)和测量后(hòu)发星系团的质量。这是一个由数千个(gè)星(xīng)系所组成的巨大星系团，这(zhè)些星系被(bèi)引力束缚(fù)在一起。测(cè)量星系(xì)团的(de)质量一(yī)般会使用到两种(zhǒng)方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就可以确定其质量的(de)范围。

第一种是获得其"光度学的质量(liàng)"，需要的数据是测量各个星系的光度(dù)。

第二种是(shì)动力学质量(liàng)的计(jì)算，是利用光谱红移测(cè)量星系团(tuán)中的(de)各个星系相对于(yú)星系(xì)团(tuán)的运动速度。当(dāng)测量结果(guǒ)出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的(de)400倍。这意(yì)味着，后发座星系团有99%的质量消(xiāo)失了，或者(zhě)说这99%的质(zhì)量并不以(yǐ)可见光的形(xíng)式所存(cún)在，我们无法看到。最诡(guǐ)异的是(shì)，在测量速度(dù)的过程中，兹威(wēi)基发现星(xīng)系团中很多星系的速(sù)度比理论上要快得多(duō)，按照牛(niú)顿(dùn)的运动(dòng)学定律，仅靠(kào)这(zhè)些(xiē)可(kě)见(jiàn)星系的(de)质量所产生的引力是无法将(jiāng)它(tā)们(men)束缚在星(xīng)系团(tuán)内的，它们早就应(yīng)该(gāi)被抛出星系团之外了，除非有一种神秘的(de)力量(liàng)在起(qǐ)作(zuò)用(yòng)，这种力(lì)量来源于(yú)某种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部分(fēn)不(bù)可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们(men)却(què)占据着(zhe)宇宙中(zhōng)绝(jué)大部(bù)分的质量(liàng)。只(zhǐ)是当时的人(rén)们对(duì)这样(yàng)的一(yī)种说法不屑一(yī)顾。

直到40年之后，“暗物质”这个词才再一(yī)次出现(xiàn)。天文学(xué)家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测(cè)仙女座(zuò)星系中的恒星(xīng)运动。理论上来说，距离(lí)中心越远(yuǎn)的恒星在其轨道(dào)上的(de)运行速度就会越(yuè)慢。但(dàn)是他(tā)们观(guān)测的结(jié)果(guǒ)却让人感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增加，恒星(xīng)的旋转速(sù)度几乎(hū)保持不(bù)变。可是根(gēn)据牛顿的万有引力定(dìng)律，在(zài)星系当(dāng)中(zhōng)如果没有(yǒu)足够大(dà)的质量来吸引它们(men)，这(zhè)些外(wài)围的恒(héng)星(xīng)早就被甩到(dào)宇(yǔ)宙当中了。基于这种现象(xiàng)，科学(xué)家们会(huì)使用一种相对标(biāo)准的(de)方法(fǎ)来(lái)解释暗物质(zhì)的存在，这种方(fāng)法(fǎ)就(jiù)是(shì)测(cè)量(liàng)星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中心(xīn)的距离(lí)，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度(dù)。如果出现异常(cháng)的结(jié)果，就认为是由暗物(wù)质的力(lì)量进入其中(zhōng)。

于是科学家们通过(guò)射电望远镜测(cè)量(liàng)了距离星系中心更远距离(lí)的氢元素(sù)，发现它们的(de)旋(xuán)转速度并不符合牛健康码可以扫出个人信息吗，健康码可以扫出个人信息吗顿(dùn)的力(lì)学定律。我(wǒ)们的太阳系也(yě)不例外(wài)，太阳系位于银河系(xì)的(de)第三悬臂之(zhī)上，距离银河系中心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万有引力定律进(jìn)行(xíng)计(jì)算，太阳系的运行(xíng)速度应该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系(xì)正在以(yǐ)220千米/秒的速度围绕(rào)银河系(xì)旋(xuán)转，这(zhè)个(gè)实际速度(dù)远(yuǎn)远大于(yú)理论速度，那么产生以上这(zhè)种向心加(jiā)速度(dù)的原因很可(kě)能就是存在着一种我(wǒ)们看不到(dào)的物质(zhì)，是这些暗物质(zhì)的引力(lì)效(xiào)应将星(xīng)系聚集在(zài)了一起。

也是从这时开始，越来越多的研究人员(yuán)开始相信暗物质的存在(zài)。科学家根(gēn)据星系(xì)外恒星轨道的(de)速度，估算在星(xīng)系当中(zhōng)暗物质的质量占整个星系质量的(de)85%。但是，暗(àn)物质(zhì)并不是唯一可以解释这个现(xiàn)象的原(yuán)因(yīn)。在(zài)一项新(xīn)的研究当中，科学家(jiā)们发现，几(jǐ)乎(hū)没(méi)有引力效应的(de)遥(yáo)远(yuǎn)恒星(xīng)之(zhī)间，也(yě)会(huì)出现速(sù)度上的微小差异。另外，天(tiān)文(wén)学家(jiā)还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这(zhè)个星(xīng)系(xì)距离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小(xiǎo)和银河系不(bù)多，但是星(xīng)系当中存(cún)在的恒(héng)星数量却只有银河(hé)系的(de)千分之一(yī)。

所以在理论上，该星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但(dàn)是(shì)科学(xué)家们使用最(zuì)先进的(de)望(wàng)远镜(jìng)对其进行(xíng)了40个小时的详细(xì)测量之后，发(fā)现星系(xì)中的恒星运(yùn)动是可(kě)以用正常(cháng)的物质(zhì)和力学定律(lǜ)来解释的。那么(me)又有人提出，也许该星系的暗物质，已经(jīng)被附近的另一个大(dà)星系剥(bō)离了。奇怪(guài)的是，它的附近没(méi)有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质(zhì)的假说之外，另一种可能就是人类对引力(lì)的理解还(hái)不够全(quán)面，引力很可能在不(bù)同(tóng)尺(chǐ)度空间中的工作(zuò)方式是不同的，这意(yì)味着在行星系尺(chǐ)度中的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的(de)方式运(yùn)动。但(dàn)是上升到星系和星团的尺(chǐ)度，引力之(zhī)间的相互(hù)作(zuò)用则是不同的方式。对(duì)于在星(xīng)系团之间(jiān)的相互(hù)作用，科(kē)学家还引入了(le)外部场效应的概念，指的是在数(shù)百万光年的规模上，巨大(dà)的(de)质(zhì)量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理(lǐ)论成立，这意味着(zhe)我们(men)需要对现(xiàn)在的物(wù)理定(dìng)律进(jìn)行(xíng)修正，这些发现也让很(hěn)多人认为暗物质假说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还有(yǒu)关于(yú)暗物质(zhì)存在的(de)其(qí)他的理论证据，这(zhè)些理(lǐ)论证据是蒙(méng)德理论所没法解(jiě)释(shì)的“引力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的(de)子(zi)弹星系团，由两个(gè)碰撞的(de)星系(xì)团(tuán)所组成，类(lèi)似这样的星团，它们大部分的(de)普通质量都(dōu)在(zài)星(xīng)系的(de)气体当中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞的(de)时(shí)候(hòu)，星际(jì)气体的相(xiāng)互作用就会(huì)导(dǎo)致(zhì)温(wēn)度(dù)的急剧升高，速度大幅降低(dī)。所以在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的质量将位于所(suǒ)有(yǒu)这些(xiē)气体(tǐ)所在的中间区域。那(nà)么我(wǒ)们通过什么来验证(zhèng)它(tā)的质量(liàng)区域到底是不是(shì)集中在中间(jiān)呢？前不久，詹(zhān)姆斯(sī)韦伯太空(kōng)望远(yuǎn)镜传回了宇宙当(dāng)中第(dì)一张(zhāng)全彩(cǎi)的高清照片，在(zài)照片中(zhōng)我(wǒ)们可以明显(xiǎn)地看到很(hěn)多星系似(shì)乎被拉伸产(chǎn)生了(le)巨(jù)大的形变。其实这些星系本身(shēn)并不是真(zhēn)的被扭曲(qū)了，也不是韦伯(bó)望远镜出(chū)了什么问题，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上(shàng)的观测者之间。被(bèi)一个质量超(chāo)级(jí)巨大的天体遮(zhē)挡，这个超大质量的东西的引力，会使(shǐ)身后更(gèng)遥远星系(xì)的(de)光(guāng)都发生了(le)扭曲。这个现象就是(shì)引力(lì)透镜效应。这个巨大(dà)的天体可能是超(chāo)大质(zhì)量的黑洞或(huò)者是(shì)暗(àn)物质(zhì)。

所以当人们对子(zi)弹(dàn)星系团(tuán)观测的时(shí)候，发现(xiàn)它(tā)的大(dà)质量区(qū)域并(bìng)不(bù)是在(zài)中间，而(ér)是在两侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的解释方(fāng)法就是当(dāng)星团发生(shēng)全部的碰撞时，可(kě)被观测到的质量气体被(bèi)卡在了中(zhōng)间，暗物质则直(zhí)接通(tōng)过了这个区域，并在两(liǎng)边形成了引力(lì)透镜。对子弹(dàn)星系团(tuán)的引力透镜研究也被认为(wèi)是暗物质(zhì)存在的(de)迄今为(wèi)止最好的理论证(zhèng)据。

除(chú)此(cǐ)之(zhī)外(wài)，还有来(lái)自宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见光终于(yú)可(kě)以畅通无阻地(dì)穿越在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这(zhè)些光在宇宙空间背景上(shàng)留下了各相(xiāng)同(tóng)性的(de)微波辐射。其(qí)中红色的部分表(biǎo)示温度较(jiào)高的区域(yù)，蓝色则(zé)表示相对较冷的区(qū)域(yù)，但(dàn)实际上它们之(zhī)间的温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通(tōng)过对前景背景分离(lí)后的二值图像进行连通域提(tí)取和标记之后发(fā)现，如果宇宙当中没有暗物质，图(tú)形看(kàn)起来不应该是这(zhè)样的(de)，而(ér)随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的(de)幅度会减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹(pǐ)配宇宙微(wēi)波背景辐(fú)射(shè)的测量值，我们需要的暗物(wù)质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释(shì)星系当中恒星(xīng)运(yùn)动(dòng)所需要的暗(àn)物质比例(lì)是一致的。这就意(yì)味着。

用了一(yī)个(gè)简单的理论框架，就很好地解释(shì)了很多不(bù)同的观测结果。而暗物质(zhì)的(de)本质就是(shì)宇宙当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其他(tā)的电磁作用，只通过(guò)引力来(lái)相(xiāng)互作用。所以(yǐ)如果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到了(le)暗物质存(cún)在的实际证据。这(zhè)种(zhǒng)粒子到底是什么？科学家们(men)已经提(tí)出(chū)了数(shù)十种的(de)假(jiǎ)想目标，而要寻找这(zhè)些(xiē)不同的目(mù)标粒子所需要的实验方式也(yě)不相同。在过去(qù)的几十年当中，人(rén)类(lèi)为了寻找这些(xiē)看不见(jiàn)、摸不到，几乎不会(huì)与常规(guī)物质相互(hù)作用的“暗物质(zhì)”，科学(xué)家们已经进行了超过50次(cì)的实验(yàn)，却没有任何实(shí)质性的发(fā)现，除(chú)了一个(gè)地方(fāng)，意大(dà)利的格(gé)兰萨索山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着地球上最大的地学(xué)实(shí)验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的(de)探测器，一直致力(lì)于寻找暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学家声(shēng)称观测到了某种信号。经(jīng)过了20多年的数据收集，人们发现了(le)一个有趣(qù)的事情。探测率会在(zài)每(měi)年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年(nián)当中每年都是一样。一(yī)些科(kē)学家认为(wèi)这可能是人类发现暗物(wù)质的第(dì)一个直接证据。

但是为什么暗物质会产生周(zhōu)期性(xìng)的年度信号(hào)呢(ne)？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了太阳系正在(zài)以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那(nà)么(me)如果暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意味着我(wǒ)们(men)也(yě)在(zài)以这样的速度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过程(chéng)中会产生相应的振荡，同(tóng)时(shí)地球又(yòu)以(yǐ)30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有半年的时间，地球围(wéi)绕太阳的(de)方向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的(de)时(shí)候，地球(qiú)与太阳的方向正好达到完全一致，这是理论上地球穿越暗物质(zhì)流(liú)最(zuì)快的(de)时段。而在(zài)11月份，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太阳系(xì)相对银(yín)河系的平(píng)面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理(lǐ)论的有效性。

因此科学家(jiā)认为这可(kě)以用来解释，研究人员们(men)所(suǒ)观测到(dào)的周期性信号。当然也(yě)可能有其(qí)他的(de)情况(kuàng)，造成这种年度(dù)周期信(xìn)号的差异也(yě)可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大利游客的数量也(yě)符合这(zhè)个周期的规律。

所以，科学家们(men)又在(zài)南半球建立了一(yī)个(gè)几乎相同的实验室，这里的季节与之前的实(shí)验室正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿过暗物质流的(de)运动特征和第(dì)一个(gè)实(shí)验室是一样的(de)。

因此(cǐ)，如果在这里可以(yǐ)得到相同(tóng)的(de)信号(hào)，就可(kě)以成为暗物质所存(cún)在的(de)非常有力的证据了(le)。但(dàn)是由(yóu)于(yú)这个实验室(shì)刚刚建成不(bù)久，所以截至目前(qián)还无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发(fā)射一台新的望(wàng)远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷(léi)斯罗曼(màn)”，它的(de)主镜(jìng)大小跟哈(hā)勃望远(yuǎn)镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽视(shì)场仪器提供的视(shì)野是(shì)哈勃红外仪器(qì)的(de)100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远镜其中一个关键的(de)用途就是探(tàn)索暗(àn)物(wù)质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米实验室粒子天(tiān)体物理中心(xīn)的科学家丹琥珀和贾森斯特(tè)芬(fēn)研究发现，如(rú)果暗物(wù)质存在，它们极有可(kě)能(néng)拥有另一种神秘的(de)效应，这种(zhǒng)暗物质效(xiào)应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当中(zhōng)生命(mìng)的诞(dàn)生，或(huò)者说(shuō)是生命进(jìn)化的一个重要因素。

如果这(zhè)一理论得(dé)到进(jìn)一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的暗物质会(huì)不(bù)会意味着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个(gè)角落的行星上(shàng)，暗物质正在通过这(zhè)样的(de)效应创造生命。当然，这(zhè)些推论的大前提(tí)是要先找到(dào)暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的实际证(zhèng)据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们(men)觉(jué)得暗物(wù)质到底存不存在(zài)呢？喜欢(huān)请点赞，你的支持(chí)是我更新的动(dòng)力！

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