宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在科(kē)学无(wú)法解释的“暗物质(zhì)”？暗物(wù)质又究竟是(shì)什么？人类为了寻(xún)找暗物质存在的证(zhèng)据，科学(xué)家们在过去的(de)几(jǐ)十年(nián)当中进行了(le)超过50次的长(zhǎng)期实验，但是却(què)没有发(fā)现(xiàn)任何的有(yǒu)效证据(jù)。除了一个(gè)地方，在1687年(nián)出版的自然哲学(xué)数学原理一书中(zhōng)，埃萨(sà)克牛顿发表了(le)万(wàn)有引力定律，它(tā)揭示了宇宙中(zhōng)天(tiān)体运动的规律。往(wǎng)后的几百年来(lái)，当天文(wén)学家们发现某些天体运(yùn)行轨道出现异常，不符合万有引力定律的时候(hòu)，他们就会知道，周围一定有未(wèi)知的天(tiān)体(tǐ)通过引力在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通(tōng)过天(tiān)王星运(yùn)行轨道的异(yì)常，推算并且发现了(le)海(hǎi)王星(xīng)的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥(míng)王(wáng)星的发现都是应用万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力定律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但是(shì)这(zhè)些发(fā)现(xiàn)都是在(zài)恒星(xīng)系(xì)统的尺度当中，可(kě)当(dāng)我(wǒ)们上升到星系或(huò)者是星团的(de)尺度，事情就(jiù)开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物理学(xué)家(jiā)弗(fú)里茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后(hòu)发星系团的质量。这是一个由(yóu)数千个星系所组成的巨大星系(xì)团(tuán)，这些(xiē)星(xīng)系被(bèi)引(yǐn)力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到两(liǎng)种方法，当两种方法结果一(yī)致，就可以确定其质量的(de)范(fàn)围。

第一种是获得其"光度(dù)学的质(zhì)量"，需要的数据是(shì)测(cè)量各个星(xīng)系的(de)光(guāng)度。

第(dì)二种(zhǒng)是动力学质量的计(jì)算，是(shì)利用光谱红(hóng)移测(cè)量星系团中的各(gè)个星系相对(duì)于星系团(tuán)的运动速度。当测量结果(guǒ)出来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟(jìng)然是“光度学质量(liàng)”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星(xīng)系团(tuán)有99%的质量消失了，或者说这99%的(de)质量(liàng)并不以(yǐ)可见光(guāng)的形式所(suǒ)存在，我们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在(zài)测(cè)量速度(dù)的过程中，兹威基(jī)发现(xiàn)星系(xì)团中很多星系的(de)速度比理论上要快(kuài)得(dé)多，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所(suǒ)产(chǎn)生的引力是无法将它们束缚(fù)在星系团内的，它们早就应(yīng)该被抛出星(xīng)系团之外了，除非(fēi)有一种神秘的力(lì)量在(zài)起作(zuò)用，这种(zhǒng)力量来源于某种(zhǒng)隐形的(de)物质。

据此，兹维基提出了(le)这样(yàng)部分不(bù)可见(jiàn)的(de)暗质(zhì)，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们却(què)占据着宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只是当时(shí)的(de)人们对这(zhè)样的一种(zhǒng)说(shuō)法(fǎ)不(bù)屑(xiè)一顾。

直到(dào)40年之(zhī)后，“暗物(wù)质”这个词才再一次出现。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯(kěn)特福特在观测仙(xiān)女座星系(xì)中(zhōng)的(de)恒星(xīng)运动。理论(lùn)上来(lái)说，距离中心越(yuè)远的恒星在其(qí)轨道上(shàng)的运行(xíng)速度就会越慢。但(dàn)是他(tā)们观测(cè)的(de)结果却(què)让人感到不可思议。

随着与(yǔ)中心距(jù)离的增加，恒星(xīng)的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不(bù)变。可是根据牛(niú)顿的万有(yǒu)引力定律，在(zài)星系当中如果(guǒ)没有足够大的(de)质量来吸引(yǐn)它们，这些外(wài)围的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这种(zhǒng)现象(xiàng)，科学(xué)家们会使用一种相对标(biāo)准的方法来解释(shì)暗物质的存在(zài)，这种(zhǒng)方法就是测量星系当中气(qì)体在X轴(zhóu)上(shàng)距离星系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋(xuán)转速度。如果(guǒ)出现异常(cháng)的(de)结果，就认(rèn)为是由暗物(wù)质的力量进(jìn)入其中(zhōng)。

古代诗人称号大全全部，古代诗人称号大全诗圣诗仙等g="async" data-ratio="0.46758039008961516" data-type="jpeg" data-w="1897" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

于是科学家们通过射(shè)电望(wàng)远镜(jìng)测量了(le)距(jù)离星系中心更远距(jù)离的(de)氢元素，发现(xiàn)它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太阳系也(yě)不(bù)例(lì)外，太阳系位(wèi)于银河系的第(dì)三悬臂之(zhī)上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光(guāng)年(nián)，根据万有(yǒu)引力定律进(jìn)行(xíng)计(jì)算(suàn)，太(tài)阳系的运行速度应该(gāi)是160千米/秒，但实际(jì)上(shàng)，太阳系(xì)正在以(yǐ)220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际速度(dù)远远(yuǎn)大于理论速度，那么(me)产生以(yǐ)上这(zhè)种向心加速度(dù)的(de)原因很可能就(jiù)是存在(zài)着一种我们看不(bù)到的(de)物质，是这些暗(àn)物质的引力效(xiào)应将星系聚(jù)集在了一起。

也是从这(zhè)时开(kāi)始，越来越(yuè)多的研究人员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科学(xué)家根据星系(xì)外恒星轨道的速度，估(gū)算在星(xīng)系当中暗物质的质量占整(zhěng)个星系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以解释这个(gè)现象(xiàng)的(de)原因。在(zài)一项新的研究当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有(yǒu)引力(lì)效应的遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速(sù)度上(shàng)的微小差(chà)异(yì)。另外(wài)，天文(wén)学家还发现了(le)一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银河(hé)系(xì)不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量却(què)只(zhǐ)有(yǒu)银河(hé)系的千(qiān)分之一。

所以在理论上，该星(xīng)系(xì)必(bì)须存在暗物(wù)质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科(kē)学家们使用最先进(jìn)的望远镜对其(qí)进(jìn)行了40个小时的详细测量之后，发现星(xīng)系中的恒星运动是(shì)可以用正(zhèng)常的物(wù)质和力(lì)学定律来(lái)解释的。那么又有人(rén)提出，也许该星系的暗物质，已经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没(méi)有任何(hé)星(xīng)系(xì)存在(zài)。造成这(zhè)些(xiē)现象的除了(le)暗物质的(de)假说之外，另一种(zhǒng)可能就(jiù)是人类对引力的(de)理解还不够全面，引力很(hěn)可能(néng)在(zài)不同尺度空(kōng)间(jiān)中的工作方式古代诗人称号大全全部，古代诗人称号大全诗圣诗仙等是不同的，这意(yì)味着在(zài)行星(xīng)系尺度中的(de)天体会沿着(zhe)它(tā)们的轨道，按照(zhào)我(wǒ)们所(suǒ)理解的方式(shì)运动。但是(shì)上升(shēng)到星系和星团的尺度，引力之间的相互作用则(zé)是不(bù)同的方式(shì)。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科学家还引(yǐn)入了外部场(chǎng)效应的概(gài)念，指的是(shì)在数百万光年的(de)规模上(shàng)，巨(jù)大(dà)的质(zhì)量之间会(huì)产生对(duì)彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我们需要对现在的物理(lǐ)定律进行修正(zhèng)，这些发现也让(ràng)很多人认为暗物质(zhì)假说理论就此(cǐ)终结。但是(shì)在宇宙当中还有关于暗物质存(cún)在的其他(tā)的理论证据，这些(xiē)理论证据是(shì)蒙德理论所(suǒ)没(méi)法解(jiě)释的(de)“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子弹(dàn)星系团(tuán)，由两个碰撞的星系团所组成，类似(shì)这样的星团，它(tā)们大部分的普通(tōng)质量都在星系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公(gōng)里/小时发生碰撞的(de)时候，星际(jì)气体的相互作用就会(huì)导致温度的急剧(jù)升高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰(pèng)撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星系团(tuán)大部分的质量将位(wèi)于所有这些(xiē)气体(tǐ)所在(zài)的中(zhōng)间(jiān)区(qū)域(yù)。那么我们通过(guò)什么来(lái)验(yàn)证它的质量区域到底(dǐ)是不是(shì)集中(zhōng)在中间呢(ne)？前(qián)不久，詹姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空望远镜传(chuán)回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩(cǎi)的高清照(zhào)片，在照片中我(wǒ)们可以明(míng)显地(dì)看到很多星(xīng)系似乎(hū)被拉伸产生了巨大的形变。其(qí)实这些(xiē)星系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么问题(tí)，而是(shì)这样极遥(yáo)远的天(tiān)体和我们地球上的(de)观测(cè)者(zhě)之间。被一个质量超级巨(jù)大的天体遮挡，这个超大质量的(de)东西的引力，会使(shǐ)身(shēn)后更遥远星系的光都发生了扭曲(qū)。这个(gè)现象就是引力透镜效应(yīng)。这个巨大的天体可能是超(chāo)大质量的黑洞(dòng)或者是(shì)暗物(wù)质。

所(suǒ)以当人们(men)对子弹星系团(tuán)观测(cè)的时候，发现它的(de)大(dà)质量区域并(bìng)不是在中间(jiān)，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就是当星团(tuán)发生(shēng)全部的碰撞时(shí)，可(kě)被观测到的质(zhì)量气体被卡(kǎ)在了中间，暗物质则(zé)直接通过了(le)这(zhè)个(gè)区域，并在两边(biān)形成(chéng)了引(yǐn)力(lì)透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗(àn)物(wù)质存在的迄今(jīn)为(wèi)止最好的(de)理论(lùn)证据。

除(chú)此之外，还(hái)有来自(zì)宇(yǔ)宙当中(zhōng)最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万(wàn)年之(zhī)后，可(kě)见光终于可以畅通无阻地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背景上留下了各(gè)相同性的(de)微波(bō)辐射。其中红色的(de)部分表(biǎo)示(shì)温度较高的区域(yù)，蓝色(sè)则(zé)表示相对较冷的区域，但实际(jì)上它们之间的温(wēn)差只有万分(fēn)之(zhī)一。

科学家们(men)通过(guò)对(duì)前景背景分离后(hòu)的(de)二值图像(xiàng)进行连通域(yù)提取和标记(jì)之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看起(qǐ)来不应该(gāi)是这样的，而随着暗(àn)物质的(de)增加，一些峰值的(de)幅(fú)度会减小(xiǎo)，才变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐(fú)射的测(cè)量(liàng)值，我们(men)需要的暗物质大(dà)约是普(pǔ)通物(wù)质的5倍。这个数字与解释星系(xì)当中恒星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是一致的。这就意味着。

用(yòng)了一个(gè)简单的(de)理论框(kuāng)架，就很好地解释了(le)很多不同的观测(cè)结果。而(ér)暗物质(zhì)的本质就是(shì)宇宙当中存在着某种类(lèi)型的(de)粒子(zi)，它们不参与任何(hé)其他(tā)的电磁作用，只通过(guò)引力来相互作用(yòng)。所以如(rú)果能够找到(dào)这种粒(lì)子的存在，就相当于(yú)找到了暗物质存在的实际(jì)证(zhèng)据。这种粒子到(dào)底(dǐ)是什么？科学家们已经提出了数十种的假想目(mù)标(biāo)，而要寻找这(zhè)些(xiē)不同(tóng)的目标粒子所需要的(de)实(shí)验方(fāng)式也不相(xiāng)同。在过去的几十年当(dāng)中，人类为(wèi)了寻(xún)找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质(zhì)相互作(zuò)用的“暗物质(zhì)”，科学家们已经进(jìn)行了(le)超过50次(cì)的实验，却没(méi)有任(rèn)何实质(zhì)性的发现，除了一(yī)个地(dì)方(fāng)，意(yì)大利的格兰(lán)萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的地(dì)下矿井当中，藏着地(dì)球(qiú)上(shàng)最大的地学实验室，这个(gè)实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层(céng)楼(lóu)高(gāo)的(de)探测器(qì)，一直致力(lì)于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的(de)科学家(jiā)声称观测到了(le)某种(zhǒng)信号。经(jīng)过了20多年的数据收集，人们发现了(le)一个(gè)有(yǒu)趣的事情(qíng)。探测率会在(zài)每(měi)年的6月份达到峰值，然后在11月降到(dào)最(zuì)低，而且在(zài)20年当(dāng)中每年都是一样。一些科(kē)学家认为这可能是人类发现(xiàn)暗物(wù)质(zhì)的第(dì)一(yī)个直接证据。

但是为什么(me)暗物(wù)质(zhì)会产(chǎn)生周期(qī)性的(de)年度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒的(de)速度围绕着银河系进(jìn)行移动(dòng)，那么如(rú)果暗物质存(cún)在宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)，这意味着我们也在(zài)以这样的速度在穿(chuān)越着(zhe)暗物质(zhì)流，这个过(guò)程(chéng)中(zhōng)会产(chǎn)生(shēng)相应的振荡，同时(shí)地球(qiú)又以30公(gōng)里/秒的(de)速(sù)度(dù)围绕太阳进行旋转。所以有(yǒu)半年的时间，地球围(wéi)绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银河系的方(fāng)向是一致的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而(ér)在6月份的时候，地球与太阳(yáng)的方向(xiàng)正好达(dá)到完(wán)全一致，这是(shì)理论(lùn)上地球穿(chuān)越(yuè)暗物质流最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际的(de)情况中，太阳系相对银河(hé)系的(de)平面(miàn)呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这(zhè)并不(bù)影响这个理论(lùn)的(de)有效性。

因此科学(xué)家认为这(zhè)可以(yǐ)用来解(jiě)释，研究人(rén)员(yuán)们所观测(cè)到的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其(qí)他的(de)情况，造成这种(zhǒng)年度周期(qī)信号的(de)差异也(yě)可(kě)能是温度、湿度(dù)、土壤中的水(shuǐ)分(fēn)、高山上的积雪，甚(shèn)至连意大(dà)利(lì)游客的(de)数量(liàng)也符(fú)合这个(gè)周期的规律(lǜ)。

所以，科学家们又(yòu)在(zài)南半球(qiú)建(jiàn)立了一个几乎相同(tóng)的实(shí)验室，这(zhè)里(lǐ)的季节与之前的实验(yàn)室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗物质流的运动特(tè)征和(hé)第一(yī)个实(shí)验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗物质所存(cún)在的(de)非常有力的证据了。但是由于(yú)这个(gè)实(shí)验室刚(gāng)刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至目前还无法提供相应的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大(dà)小(xiǎo)跟(gēn)哈勃望(wàng)远镜相同，但它的宽视场仪(yí)器提供的(de)视(shì)野是哈(hā)勃红外(wài)仪器(qì)的100倍。南(nán)希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其(qí)中一(yī)个关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于探测的(de)结(jié)果(guǒ)，我们只能拭目(mù)以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体(tǐ)物理中心(xīn)的科学家丹琥珀(pò)和(hé)贾森斯(sī)特芬研究(jiū)发现，如果暗物质存在，它们极(jí)有可能拥有另(lìng)一(yī)种神秘(mì)的效应，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)生命的诞(dàn)生，或者说是生命进化的一个重要因素。

如果这(zhè)一(yī)理(lǐ)论得到(dào)进一(yī)步的证实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的暗(àn)物质会不会意味着人类并不(bù)孤单呢？或许在宇(yǔ)宙(zhòu)当中某个(gè)角落(luò)的行星(xīng)上(shàng)，暗(àn)物(wù)质(zhì)正在通过这样的(de)效应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前(qián)提是(shì)要先(xiān)找到(dào)暗物质存在的(de)实际证据。那(nà)么小伙伴们(men)，你们觉得(dé)暗物质到底存不存在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点赞(zàn)，你的支持(chí)是我(wǒ)更(gèng)新的动力！

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