宇宙(zhòu)是“人为(wèi)制(zhì)造”的(de)？为何会存在科学无法解释的“暗(àn)物质”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类为(wèi)了(le)寻找暗物(wù)质存在的证(zhèng)据，科(kē)学家们在过(guò)去的几十年(nián)当中进行了超过50次(cì)的长期实验(yàn)，但是(shì)却(què)没有(yǒu)发(fā)现任何的有效(xiào)证(zhèng)据。除了(le)一个地(dì)方(fāng)，在(zài)1687年出版的(de)自然哲学数学原(yuán)理一(yī)书(shū)中，埃萨(sà)克牛顿(dùn)发表了万有引(yǐn)力(lì)定律，它(tā)揭示了宇宙(zhòu)中天体(tǐ)运动的规(guī)律。往后的几百年来(lái)，当天文学(xué)家们发现(xiàn)某些天体运行轨道出现异常，不(bù)符合万有引力定律的(de)时候，他们(men)就会知道，周围(wéi)一(yī)定有未知的天体通过(guò)引力在摄动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒(lēi)维耶就通(tōng)过天王(wáng)星运行轨道(dào)的异常，推算并且发现了海(hǎi)王(wáng)星的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现(xiàn)都是应用万有引力定律所取得重大天文成就的例子。但是(shì)这些发现都是在恒星系(xì)统的尺度当中，可当(dāng)我们上升(shēng)到星系或者(zhě)是星团(tuán)的(de)尺度，事情(qíng)就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士(shì)的(de)物理(lǐ)学家(jiā)弗里茨兹(zī)威基(jī)正在(zài)研(yán)究和测量(liàng)后发星(xīng)系(xì)团的质量。这(zhè)是一(yī)个由数千个星系(xì)所组成的巨大星系团，这些星系被引力(lì)束缚在一起。测量星(xīng)系团的(de)质量一般会(huì)使用到两(liǎng)种方法，当两种(zhǒng)方法结(jié)果一致，就可以确(què)定其质(zhì)量的范围。

第(dì)一种(zhǒng)是获得其"光度学的质量(liàng)"，需(xū)要的数(shù)据是测量各个(gè)星系的光度(dù)。

第二种是动力学质(zhì)量的计算，是利用光谱红(hóng)移测切开的南瓜可以放冰箱吗，南瓜切了一半放冰箱能留几天量星系(xì)团中的各个星系相(xiāng)对于星系团的运动(dòng)速(sù)度。当测量(liàng)结(jié)果(guǒ)出来(lái)之后，兹(zī)威基(jī)彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星系团有99%的(de)质(zhì)量(liàng)消失(shī)了，或(huò)者说这99%的质量(liàng)并(bìng)不以可见光的(de)形式所(suǒ)存在，我(wǒ)们无法(fǎ)看到。最诡异的是，在测量速度的过程(chéng)中，兹(zī)威基发(fā)现星(xīng)系团(tuán)中很多星(xīng)系的速度比理论上要快(kuài)得多，按照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这(zhè)些可见星(xīng)系的(de)质量所产生的(de)引(yǐn)力是(shì)无法将它(tā)们(men)束缚在星系团内的，它们早就应该(gāi)被抛出星系(xì)团之(zhī)外了，除非有(yǒu)一种神(shén)秘的力(lì)量在起作用，这(zhè)种力量来源于(yú)某种隐形的物质(zhì)。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分不可见的暗质，它不(bù)发(fā)散光、吸光、反射光(guāng)，但是它们(men)却占据着(zhe)宇(yǔ)宙(zhòu)中绝大部分的质量(liàng)。只是当时的人们(men)对这样的一种说法不(bù)屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质(zhì)”这个(gè)词(cí)才再(zài)一次出现。天文学(xué)家维(wéi)拉鲁(lǔ)宾和肯特福特(tè)在观(guān)测仙女(nǚ)座星系中(zhōng)的恒(héng)星运(yùn)动。理论上(shàng)来说，距离中心越远的(de)恒(héng)星在其轨道(dào)上(shàng)的(de)运行(xíng)速(sù)度就会(huì)越慢。但是他们观测(cè)的结果却让人感(gǎn)到不可思议(yì)。

随着与中心距离的(de)增加，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是(shì)根(gēn)据牛顿的万有引力定律，在(zài)星系(xì)当中如果(guǒ)没有足够(gòu)大的质量来吸(xī)引它们(men)，这些外围的(de)恒星早(zǎo)就被(bèi)甩到宇(yǔ)宙当中了。基(jī)于这种现象，科学家们会使用一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方法来解释暗物质(zhì)的存(cún)在，这种方法就是测量星(xīng)系当中气体在(zài)X轴(zhóu)上距离星系中心(xīn)的(de)距(jù)离(lí)，以及在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋转速度(dù)。如果出现异常的结(jié)果，就认为是由暗物质的力(lì)量进入其中。

于是科(kē)学家们(men)通(tōng)过射电望远镜(jìng)测量了距离星系中心更(gèng)远(yuǎn)距离(lí)的氢元素，发(fā)现它们的旋转速度并(bìng)不符合牛(niú)顿的力学(xué)定律。我们的太阳系也不例外，太阳(yáng)系位于银河系的第(dì)三悬臂之(zhī)上，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根(gēn)据(jù)万有引(yǐn)力定律进行(xíng)计算，太阳系(xì)的运行(xíng)速(sù)度应该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实际上，太(tài)阳(yáng)系(xì)正在以220千米/秒的速度围绕银(yín)河系(xì)旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远大于(yú)理(lǐ)论速度，那么产生以(yǐ)上这种向(xiàng)心加速度的原因很可能就(jiù)是存(cún)在(zài)着一种我们看(kàn)不到的物质，是(shì)这些暗物质的引(yǐn)力(lì)效应将星(xīng)系聚集(jí)在了(le)一起。

也(yě)是从这时(shí)开始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根据星系外恒(héng)星轨道的速度(dù)，估算(suàn)在(zài)星系(xì)当中(zhōng)暗物质的质量占整个星系质量(liàng)的(de)85%。但是，暗物质并不是(shì)唯一可(kě)以解释这(zhè)个现(xiàn)象(xiàng)的(de)原因。在(zài)一项(xiàng)新(xīn)的研究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没(méi)有(yǒu)引(yǐn)力效应的遥远恒星之(zhī)间(jiān)，也会出现速(sù)度上的微小(xiǎo)差异。另外，天文学家还发现了一(yī)个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河(hé)系不(bù)多，但是星系当(dāng)中(zhōng)存在的恒星数量却只有银河系的千分之一。

所以在(zài)理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家(jiā)们使用最先(xiān)进的望远镜对其进行了40个小时的详(xiáng)细测量之后，发现(xiàn)星系中的恒星运动是可(kě)以用正常的物质和(hé)力学定律(lǜ)来解释的。那么又有人提出(chū)，也许该星系(xì)的(de)暗(àn)物质，已(yǐ)经(jīng)被(bèi)附近的另(lìng)一(yī)个大星系剥(bō)离了。奇(qí)怪的是(shì)，它(tā)的附近没有任何(hé)星系存在。造成(chéng)这些现象的(de)除(chú)了暗物质的假说之外，另一(yī)种可能就是人类(lèi)对(duì)引力的(de)理解(jiě)还(hái)不够全面，引力很可(kě)能在不同尺度空(kōng)间中的工作方式是不同的，这意味着(zhe)在行星(xīng)系(xì)尺度(dù)中(zhōng)的天(tiān)体会沿着它们的轨(guǐ)道(dào)，按照我(wǒ)们所理解(jiě)的方式运(yùn)动(dòng)。但是上升(shēng)到星系和(hé)星团的尺度，引力之间的(de)相互(hù)作用(yòng)则(zé)是(shì)不同的(de)方式。对(duì)于在(zài)星系团之间的相互(hù)作用，科学家(jiā)还引(yǐn)入(rù)了外部场(chǎng)效应(yīng)的概念，指的是(shì)在数百万光年的规模上，巨大的质(zhì)量之间会产生对彼此特殊的(de)效果，这个理(lǐ)论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们(men)需要对现在的物理定律进行修正，这些发现也让很多(duō)人认(rèn)为(wèi)暗物质假说理(lǐ)论(lùn)就此终结。但是(shì)在宇(yǔ)宙当中还有关于暗物质存(cún)在的(de)其(qí)他的(de)理论(lùn)证据(jù)，这些理论证据(jù)是(shì)蒙德理论所没(méi)法解释的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹星系(xì)团，由两个碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这样的(de)星团，它们大部分的普通质量(liàng)都在星系的气体当中(zhōng)。当(dāng)星团以1000万公(gōng)里/小时发生碰(pèng)撞(zhuàng)的(de)时候，星际气体(tǐ)的相(xiāng)互作用就会导致温度(dù)的急(jí)剧升高，速度(dù)大(dà)幅降低。所以(yǐ)在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星系团大部分的质量将(jiāng)位于(yú)所有(yǒu)这(zhè)些气体所(suǒ)在的(de)中间(jiān)区(qū)域(yù)。那(nà)么我们通过什么来(lái)验证(zhèng)它(tā)的质量区域到底是不是集(jí)中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆斯(sī)韦伯(bó)太空望远(yuǎn)镜传(chuán)回了宇宙(zhòu)当中第一张全彩的(de)高清(qīng)照片，在(zài)照片(piàn)中我们可以(yǐ)明显地看到很多星系(xì)似乎(hū)被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其(qí)实这些星系本身(shēn)并不是真的(de)被扭(niǔ)曲了，也(yě)不是(shì)韦(wéi)伯望远镜出了(le)切开的南瓜可以放冰箱吗，南瓜切了一半放冰箱能留几天什么问题(tí)，而是这样极遥远的天体和我们地球上的(de)观(guān)测者之(zhī)间(jiān)。被一个质量超级(jí)巨大的天(tiān)体遮挡，这(zhè)个(gè)超(chāo)大质量(liàng)的东西的引力，会(huì)使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发(fā)生了扭曲(qū)。这(zhè)个现象(xiàng)就是引力(lì)透(tòu)镜效(xiào)应。这个巨(jù)大的天体可(kě)能是超大(dà)质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测(cè)的时候，发现它的大质量区域并不是在中间，而是在两侧。所以最好的(de)解释方法就是当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测(cè)到的(de)质量气体(tǐ)被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通过(guò)了这个区域，并在两边(biān)形成了引力透镜。对(duì)子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究(jiū)也被认为是(shì)暗物质存在的迄(qì)今为止最好的理(lǐ)论(lùn)证据(jù)。

除此之(zhī)外(wài)，还有来自宇宙(zhòu)当中最古老的光(guāng)。从(cóng)宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之(zhī)后(hòu)，可见(jiàn)光(guāng)终于可以(yǐ)畅通无(wú)阻(zǔ)地(dì)穿越在宇(yǔ)宙当中了。经过了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各(gè)相同性(xìng)的(de)微(wēi)波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示温度较高的区域(yù)，蓝(lán)色(sè)则表示相对较(jiào)冷的区域，但实际(jì)上它们之间的温差只有(yǒu)万分之一。

科学(xué)家们通过对(duì)前景(jǐng)背景分离后的(de)二(èr)值图(tú)像进行连通域(yù)提(tí)取和标记之后发(fā)现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应该(gāi)是(shì)这样的，而随着暗物质的增加，一(yī)些峰值的(de)幅度会减小，才变(biàn)得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量(liàng)值，我们需要(yào)的暗物质大约是(shì)普通物(wù)质的5倍。这个(gè)数(shù)字与解(jiě)释星系当中恒(héng)星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物质比例(lì)是(shì)一致的(de)。这就意味着。

用了一个简单的理论框架(jià)，就很好(hǎo)地解释了很(hěn)多不同的观测(cè)结果。而暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着某种类(lèi)型的粒(lì)子，它们不参与任(rèn)何(hé)其他的电磁作用，只通过引力(lì)来相(xiāng)互(hù)作(zuò)用。所以如果能(néng)够(gòu)找到(dào)这(zhè)种粒子的存在，就相当于(yú)找到了(le)暗物质存在(zài)的实际证据。这种粒子到底是(shì)什么？科学家(jiā)们已经提出了数十种的假想目标，而(ér)要寻找这(zhè)些(xiē)不(bù)同(tóng)的目标粒(lì)子所需要的实验方式也不相(xiāng)同(tóng)。在过去的几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会(huì)与常规(guī)物质相互作用(yòng)的(de)“暗物质”，科学(xué)家(jiā)们已经进行(xíng)了超(chāo)过(guò)50次的实验，却(què)没(méi)有任(rèn)何(hé)实(shí)质性的(de)发现，除(chú)了一个地方，意(yì)大利的(de)格兰萨索山(shān)，隶属(shǔ)于阿(ā)尔卑斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿(kuàng)井当中，藏(cáng)着地球上最(zuì)大的地学实验室(shì)，这(zhè)个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层(céng)楼(lóu)高(gāo)的(de)探测器，一直致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学家声称观测到了某种(zhǒng)信号(hào)。经过了20多(duō)年的数据收集(jí)，人们发(fā)现了一个(gè)有趣的事情(qíng)。探测率会在(zài)每年(nián)的6月份达到(dào)峰值，然(rán)后(hòu)在(zài)11月降(jiàng)到最低，而且在20年当中每年都是一样。一些科(kē)学家认为这可(kě)能(néng)是人类发(fā)现暗物质的第一个(gè)直接证据。

但是为(wèi)什(shén)么暗物质会(huì)产生周期(qī)性的(de)年度信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太(tài)阳系(xì)正在以(yǐ)220公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕着(zhe)银河系进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这意味(wèi)着我们(men)也(yě)在(zài)以这样(yàng)的速度(dù)在穿越着暗(àn)物质流(liú)，这个过(guò)程中会(huì)产生相应(yīng)的(de)振荡，同时地(dì)球又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太(tài)阳进行旋(xuán)转。所以有半年的(de)时间(jiān)，地球围绕太(tài)阳(yáng)的(de)方向(xiàng)与太阳环绕银河系的方向是一(yī)致的(de)，而另(lìng)外(wài)半年则与(yǔ)之相反。

而(ér)在6月份的时候，地球与太阳的(de)方向正好达到完(wán)全一(yī)致，这是理论(lùn)上(shàng)地球穿越暗物质流最快的时段。而在(zài)11月份(fèn)，又恰(qià)好达(dá)到了(le)最慢值。尽(jǐn)管在实际的情况中，太阳(yáng)系相对银河(hé)系的平面呈现(xiàn)了60度的(de)倾斜，但是这(zhè)并不(bù)影响这(zhè)个理论的有效(xiào)性。

因此科学家认(rèn)切开的南瓜可以放冰箱吗，南瓜切了一半放冰箱能留几天为这(zhè)可以用来解(jiě)释，研究人员(yuán)们所(suǒ)观测(cè)到的(de)周(zhōu)期性信号。当(dāng)然(rán)也(yě)可能有其他(tā)的(de)情况，造成(chéng)这种年(nián)度周期(qī)信号的差异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积(jī)雪，甚至(zhì)连意大利游客的(de)数(shù)量(liàng)也符合这个周(zhōu)期的规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科(kē)学(xué)家们又在南半球建立了(le)一(yī)个几乎(hū)相同的(de)实(shí)验室，这(zhè)里的季节与(yǔ)之前的实(shí)验(yàn)室正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质(zhì)流的运动特(tè)征和第一(yī)个实验(yàn)室(shì)是一样的。

因(yīn)此，如(rú)果在这里可(kě)以得到(dào)相同(tóng)的信号，就可以成为暗物质所存在的(de)非常(cháng)有力(lì)的证(zhèng)据了。但是由于这个实(shí)验室刚刚建成不久，所以截至目前还无法(fǎ)提供(gōng)相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的(de)望远(yuǎn)镜，这(zhè)台(tái)太空(kōng)望(wàng)远镜叫(jiào)做(zuò)“南希格雷(léi)斯罗曼”，它的主镜(jìng)大小(xiǎo)跟(gēn)哈勃(bó)望远镜相同，但它的(de)宽视场仪器提供的视野是哈勃红(hóng)外(wài)仪器的100倍。南希格雷(léi)斯罗曼太空望远(yuǎn)镜其(qí)中一个(gè)关(guān)键(jiàn)的(de)用途就(jiù)是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对于(yú)探测(cè)的结果，我们只能(néng)拭(shì)目以(yǐ)待(dài)了(le)。费(fèi)米(mǐ)实验室粒子天体物(wù)理中心的科学家丹琥珀和(hé)贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥(yōng)有另(lìng)一(yī)种神(shén)秘的效应，这(zhè)种(zhǒng)暗(àn)物质效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的诞(dàn)生，或者说(shuō)是生命进化(huà)的一(yī)个重要因素。

如果这一(yī)理论得到进(jìn)一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当(dāng)中的暗(àn)物质会不会(huì)意味着(zhe)人类(lèi)并(bìng)不孤单呢(ne)？或许在宇宙(zhòu)当(dāng)中某个(gè)角落的(de)行星上，暗(àn)物质正在通过这样(yàng)的效应创(chuàng)造(zào)生(shēng)命。当然，这些推论的大前(qián)提是要(yào)先找到暗物质存在的(de)实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物(wù)质到底存不(bù)存(cún)在呢(ne)？喜(xǐ)欢请(qǐng)点赞，你的支持(chí)是我(wǒ)更新的动(dòng)力！

未经允许不得转载：北京老旧机动车解体中心 切开的南瓜可以放冰箱吗，南瓜切了一半放冰箱能留几天