宇宙是“人(rén)为(wèi)制造”的？为何会存在科(kē)学(xué)无法(fǎ)解(jiě)释的(de)“暗(àn)物质(zhì)”？暗物(wù)质(zhì)又究竟是什(shén)么？人(rén)类为了(le)寻(xún)找暗物质存在的证(zhèng)据，科学家们(men)在过去(qù)的(de)几十年(nián)当中(zhōng)进行了超(chāo)过50次的长期实验(yàn)，离婚不离家有性关系吗，离婚了还和前夫有性但是却没有发现任何的有效证据。除了(le)一个地方，在1687年出(chū)版的自然(rán)哲学数学(xué)原理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发(fā)表了(le)万有(yǒu)引力(lì)定律，它揭示(shì)了(le)宇宙中(zhōng)天体运动的规律。往(wǎng)后的几百年来(lái)，当天(tiān)文(wén)学家们发现某(mǒu)些天(tiān)体(tǐ)运(yùn)行(xíng)轨道出现异常，不符合万有引力定律的时候，他们就会知道，周(zhōu)围一定有未知的天体通过引力在(zài)摄(shè)动它的轨(guǐ)道。比如在1846年(nián)，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运行(xíng)轨道的异常，推(tuī)算并且发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王星的(de)发现都是应用(yòng)万(wàn)有引力定律所取(qǔ)得(dé)重大天文(wén)成就的例子。但(dàn)是这些发(fā)现都(dōu)是在恒星(xīng)系统(tǒng)的尺度当(dāng)中，可当我们上升到星系(xì)或者(zhě)是星团的(de)尺度，事(shì)情就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家(jiā)弗里茨兹威基(jī)正在(zài)研究和测量后发星(xīng)系团的质量。这是一(yī)个由数(shù)千个星系所组(zǔ)成的巨大星系团，这些(xiē)星(xīng)系被引(yǐn)力(lì)束(shù)缚在一(yī)起。测量星系团的质(zhì)量一般会使(shǐ)用到两种方法(fǎ)，当两种(zhǒng)方(fāng)法结果一(yī)致，就可以确定其质量的范围。

第一种是获得(dé)其"光(guāng)度学(xué)的质(zhì)量"，需要的数(shù)据是测量各个星系的光度(dù)。

第二种(zhǒng)是(shì)动力学(xué)质量的计算(suàn)，是利用光谱红移测量(liàng)星(xīng)系团中的各个星系(xì)相对于星系团的(de)运动速(sù)度。当测量结(jié)果出(chū)来之后(hòu)，兹威基彻底(dǐ)懵了(le)，“动力(lì)学质量”竟然是(shì)“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星(xīng)系团(tuán)有99%的质(zhì)量消失了，或(huò)者(zhě)说这(zhè)99%的(de)质量并不以可见光的形式所存在，我们无法看到。最(zuì)诡异的(de)是，在测量速度的过程(chéng)中，兹威基发现(xiàn)星系团中(zhōng)很多星系的速度比理论上要快得多(duō)，按照牛顿的(de)运动学(xué)定(dìng)律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所(suǒ)产生的引力是无法(fǎ)将它们束缚在(zài)星系团内的，它们早(zǎo)就应该被抛(pāo)出星系团之外了(le)，除非有一(yī)种(zhǒng)神秘的力量在起(qǐ)作(zuò)用，这种力(lì)量来源于(yú)某种隐(yǐn)形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部分不可见的(de)暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但(dàn)是(shì)它们(men)却占据着宇宙中绝(jué)大(dà)部分的质(zhì)量。只是当(dāng)时的人们对(duì)这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年(nián)之后(hòu)，“暗物质”这个词才再一次出现。天文(wén)学家维拉(lā)鲁宾和肯特福特在观测仙(xiān)女座星(xīng)系中的恒星运动。理论上来(lái)说，距离中心越(yuè)远的恒星在其(qí)轨道上(shàng)的运(yùn)行(xíng)速度就会越慢。但是他(tā)们观测的结果却让人(rén)感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度(dù)几乎(hū)保持不变。可是根据牛顿的(de)万有引力定(dìng)律，在星系(xì)当中如果(guǒ)没有足够大的质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种现象，科(kē)学家们(men)会使用一种相(xiāng)对标(biāo)准的方法来(lái)解释暗物质(zhì)的存在，这种方法就是测量(liàng)星系(xì)当中气体在(zài)X轴上距(jù)离星(xīng)系中心(xīn)的距离(lí)，以(yǐ)及在(zài)Y轴上气(qì)体的旋转速度。如果出(chū)现异常的结果，就认为(wèi)是由暗物质的力量(liàng)进入其中(zhōng)。

于(yú)是科学(xué)家们通过(guò)射电望远镜测(cè)量了距(jù)离(lí)星系中心更远(yuǎn)距离的氢元素，发(fā)现(xiàn)它们的旋转速度并不符合牛顿的力学(xué)定律(lǜ)。我们的(de)太阳系(xì)也不例外，太(tài)阳(yáng)系位于银河(hé)系的第三悬臂之上(shàng)，距离银(yín)河系(xì)中心2.6万光年，根(gēn)据(jù)万有引(yǐn)力定律进行计算，太阳系(xì)的(de)运(yùn)行(xíng)速度(dù)应该是(shì)160千(qiān)米/秒，但实(shí)际上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的(de)速度围绕银河系旋转，这(zhè)个实际速度远(yuǎn)远大于(yú)理(lǐ)论速度，那么产(chǎn)生以(yǐ)上这种(zhǒng)向心加速度(dù)的原因很可能就是(shì)存在着一种我们看不到的物质(zhì)，是(shì)这些暗物(wù)质的(de)引力效应(yīng)将星系聚集在了一起(qǐ)。

也是从这时开(kāi)始，越(yuè)来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的(de)速度，估(gū)算在星系当中暗物(wù)质的质量(liàng)占整个(gè)星系质量的(de)85%。但(dàn)是，暗物质并(bìng)不是唯一可以解释这(zhè)个现象的(de)原因。在一(yī)项新的研(yán)究当中(zhōng)，科学家(jiā)们发现(xiàn)，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出(chū)现速度上的微小(xiǎo)差异(yì)。另外，天文学(xué)家(jiā)还发现了一(yī)个反常(cháng)的星系(xì)，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约(yuē)2.5亿(yì)光年，大小和银河系不多，但(dàn)是星系当中存在的恒星(xīng)数(shù)量却(què)只(zhǐ)有银河(hé)系的千分之一。

所以(yǐ)在理(lǐ)论(lùn)上，该(gāi)星系必须存在暗物质，否则就会(huì)分崩离析。但是科学家们使(shǐ)用最先进的(de)望远镜对其进行了(le)40个小(xiǎo)时(shí)的详细测量(liàng)之(zhī)后(hòu)，发(fā)现星系中的恒星运动是可(kě)以用正(zhèng)常(cháng)的(de)物(wù)质和力学定律来(lái)解释的。那么又有人提(tí)出，也许该(gāi)星系的暗物(wù)质(zhì)，已经被(bèi)附近的另一个大星系(xì)剥离了(le)。奇怪的是，它(tā)的(de)附近没(méi)有任(rèn)何星系存在。造成这些(xiē)现象的除了暗物(wù)质(zhì)的假(jiǎ)说之外，另一种可能就是人类对引力的(de)理解(jiě)还(hái)不够(gòu)全面，引力很(hěn)可(kě)能(néng)在不同尺度(dù)空间中的工(gōng)作方式是不同的，这意味着在(zài)行星(xīng)系尺度中的天体会(huì)沿着它们的轨道，按照我(wǒ)们所理(lǐ)解(jiě)的(de)方式运动。但是上(shàng)升到星系和(hé)星团的(de)尺度，引力之(zhī)间的相互作用则是不同(tóng)的方式。对(duì)于在星(xīng)系(xì)团之间的相互作用(yòng)，科学家还引入(rù)了(le)外部场效应的概念，指的是在数百万(wàn)光年的规模上，巨大的(de)质量(liàng)之间会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论(lùn)成立(lì)，这(zhè)意味着(zhe)我们需要对现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些发现也让很多人认为暗物质假说理论就(jiù)此(cǐ)终结。但是(shì)在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存在(zài)的其他的理(lǐ)论证据，这(zhè)些(xiē)理论证据是蒙德(dé)理论所没法解释(shì)的“引力透(tòu)镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的(de)子弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星(xīng)系团(tuán)所组成，类似这(zhè)样(yàng)的星(xīng)团，它(tā)们大部分的普(pǔ)通(tōng)质量(liàng)都在星系(xì)的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里/小(xiǎo)时(shí)发生碰撞的(de)时候，星际气(qì)体的相互作用就会导致温度(dù)的急剧(jù)升高，速度大幅(fú)降低。所以在理论上，在碰(pèng)撞之(zhī)后，子(zi)弹星系团大部分的质量将(jiāng)位(wèi)于所有这些(xiē)气体所在(zài)的中间区域(yù)。那么我们通(tōng)过什么来验证它的质量区域到(dào)底是不是集中在中间呢(ne)？前(qián)不久(jiǔ)，詹姆斯韦(wéi)伯(bó)太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一张全(quán)彩的高(gāo)清(qīng)照片，在照片中我们可(kě)以明(míng)显地看到很多(duō)星系似乎被拉伸(shēn)产生了巨大的形变。其实这些星(xīng)系(xì)本身并不是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出(chū)了什么问题(tí)，而是这样极遥远的(de)天体和我们地球上的观(guān)测者之间。被一个质(zhì)量超(chāo)级(jí)巨(jù)大离婚不离家有性关系吗，离婚了还和前夫有性的天体遮挡，这个超(chāo)大(dà)质量(liàng)的东(dōng)西的引力(lì)，会使身后更(gèng)遥远星系的(de)光都发生(shēng)了扭曲。这(zhè)个现象(xiàng)就(jiù)是引力(lì)透镜效应(yīng)。这个(gè)巨(jù)大的(de)天体(tǐ)可能是超大质量的黑洞或者是暗物(wù)质。

所以当人们对子弹星(xīng)系团观测的时候，发现它的大(dà)质量区域(yù)并不是(shì)在中间，而是在(zài)两侧。所以最好的(de)解释(shì)方法就是当(dāng)星团(tuán)发生全部的碰(pèng)撞时，可被(bèi)观测到的(de)质量气体被卡在了(le)中(zhōng)间，暗物质则直接通过了这个区域，并(bìng)在两边形成了引力透镜。对离婚不离家有性关系吗，离婚了还和前夫有性子弹星系(xì)团的引力(lì)透(tòu)镜研究也(yě)被认为(wèi)是暗物(wù)质存在的(de)迄今为止最好的理(lǐ)论(lùn)证据(jù)。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中最古老(lǎo)的光(guāng)。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光(guāng)终于(yú)可以畅通无阻地穿(chuān)越(yuè)在宇宙(zhòu)当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各(gè)相(xiāng)同性的微(wēi)波辐(fú)射。其中红(hóng)色的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝(lán)色(sè)则表示相对较冷(lěng)的区域，但(dàn)实际上它们(men)之间的(de)温(wēn)差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后的二值(zhí)图像进(jìn)行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中(zhōng)没有暗(àn)物质，图形看起来不(bù)应该是这(zhè)样的，而随着(zhe)暗物质的增加，一(yī)些峰值的幅度会减小，才变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景(jǐng)辐射(shè)的测量值，我(wǒ)们(men)需(xū)要的暗物(wù)质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中(zhōng)恒星(xīng)运动所需要的暗(àn)物质比(bǐ)例是一致(zhì)的。这就(jiù)意(yì)味着(zhe)。

用(yòng)了一(yī)个简单(dān)的理(lǐ)论(lùn)框架，就(jiù)很好地解释了很多不同的观测结果(guǒ)。而暗(àn)物质(zhì)的本(běn)质就是宇(yǔ)宙当中存在着某种类型(xíng)的粒(lì)子(zi)，它(tā)们不参(cān)与任何其他的电磁作用，只通过(guò)引力(lì)来相互作用。所(suǒ)以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于(yú)找到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了数十种的假想(xiǎng)目标，而要(yào)寻找这些(xiē)不同的目标(biāo)粒子所(suǒ)需要的实验方式也不相同。在过去的几十年(nián)当中，人类为了(le)寻(xún)找这些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与(yǔ)常(cháng)规物(wù)质(zhì)相互作(zuò)用的“暗物质”，科学(xué)家(jiā)们已经进行了超过50次的实验(yàn)，却没有(yǒu)任何实质性的发现，除了一个地方，意大利的(de)格(gé)兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下(xià)1400米处(chù)的地(dì)下矿井当中，藏着地(dì)球上最(zuì)大的地学实(shí)验室(shì)，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一(yī)个(gè)三层(céng)楼高的探测器(qì)，一直(zhí)致(zhì)力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科(kē)学家声(shēng)称(chēng)观测到(dào)了某种信(xìn)号。经过(guò)了20多年的数据收集(jí)，人们发现了一个(gè)有趣的(de)事情。探(tàn)测率会在每(měi)年(nián)的(de)6月份(fèn)达到峰值(zhí)，然后(hòu)在11月降到最低(dī)，而且在20年(nián)当中每年(nián)都是一样。一些科学家认(rèn)为这可能(néng)是人类发现(xiàn)暗物质的第(dì)一个直接证据。

但(dàn)是为(wèi)什么暗物质(zhì)会产生周期性(xìng)的年度信号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们(men)讲了太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的(de)速度围绕着银河系进行移动，那么(me)如果(guǒ)暗物(wù)质(zhì)存在宇(yǔ)宙当中，这意(yì)味着我(wǒ)们也在以这样的速度在穿越(yuè)着(zhe)暗物(wù)质流，这个过程(chéng)中会产生相应的振荡(dàng)，同时地(dì)球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太(tài)阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间(jiān)，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳环绕银河系的方向是一(yī)致的，而另外(wài)半年则与之相(xiāng)反。

而在6月份(fèn)的时候，地球(qiú)与太阳的方向正好(hǎo)达到完全一致，这是理(lǐ)论(lùn)上地球穿越暗物质流最(zuì)快(kuài)的时段。而在11月份(fèn)，又(yòu)恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实(shí)际的(de)情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜(xié)，但是这并不(bù)影响这个理论的有效(xiào)性(xìng)。

因此(cǐ)科学家认为这可以用来解(jiě)释，研究人员们所观(guān)测(cè)到(dào)的周(zhōu)期性信(xìn)号。当然也可能有(yǒu)其他的情况，造成(chéng)这种年度(dù)周期信号的差异也可能是温(wēn)度、湿度(dù)、土壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利(lì)游客的(de)数量也符合这个周期的规律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球(qiú)建立了一个几乎(hū)相同的实验室，这里的(de)季节(jié)与之前的实验室(shì)正好相反，而在这(zhè)里，地球穿(chuān)过暗物质流的运动特征和第一个实验室是一样的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这里(lǐ)可(kě)以得到(dào)相(xiāng)同的(de)信号(hào)，就可以成为暗物(wù)质所存在的非常有力的证据了。但是由于这个(gè)实(shí)验室(shì)刚刚建成不久，所(suǒ)以截至(zhì)目前还无法提供相应(yīng)的数据支持(chí)。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台(tái)太空望远(yuǎn)镜叫做“南(nán)希(xī)格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望远镜相(xiāng)同(tóng)，但(dàn)它的宽视场仪器提(tí)供的视野是(shì)哈勃(bó)红外仪器(qì)的100倍。南(nán)希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键(jiàn)的用途就是探索暗(àn)物(wù)质(zhì)背后的奥(ào)秘，对于探测的(de)结果，我们只(zhǐ)能(néng)拭目以待了。费米实验室(shì)粒子天体物(wù)理中(zhōng)心的科学家(jiā)丹琥珀和(hé)贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗(àn)物(wù)质存(cún)在，它们极有可能拥有另一种(zhǒng)神秘的(de)效应，这种暗物质(zhì)效应，会支(zhī)持宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)生命的诞生，或者说是生命进化的(de)一个重要因素。

如果这一(yī)理论得(dé)到进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质会不会(huì)意味着人类并不(bù)孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当中某个角(jiǎo)落的行(xíng)星上，暗(àn)物质正(zhèng)在通过这(zhè)样的效应(yīng)创造生(shēng)命。当(dāng)然，这些(xiē)推论的大前提是要(yào)先找(zhǎo)到暗物质存在的实(shí)际证据(jù)。那么小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉得暗物质到底存(cún)不存(cún)在呢(ne)？喜欢请点(diǎn)赞，你的支(zhī)持是我更新的(de)动力！

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