宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制造”的？为(wèi)何(hé)会存(cún)在科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人(rén)类为了寻找(zhǎo)暗物质存在(zài)的证据(jù)，科学家(jiā)们在过去的(de)几十年(nián)当中进行了超(chāo)过50次的(de)长期实验，但是却(què)没(méi)有发现任何的(de)有效证(zhèng)据。除了(le)一个地方，在1687年出版的自然哲学(xué)数学原理一书中(zhōng)，埃萨克(kè)牛顿发(fā)表(biǎo)了万有引(yǐn)力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运(yùn)动的规律。往后(hòu)的几(jǐ)百年(nián)来，当天文学(xué)家们笑话的拼音怎么写，玩笑的拼音发现某些天体(tǐ)运行轨道出现异常，不符合万有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)的时候，他(tā)们就会知道，周围一定有未知(zhī)的天体通过引力(lì)在摄动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒(lēi)维(wéi)耶就通过(guò)天王(wáng)星运行(xíng)轨道的异常(cháng)，推算并且发现了海王星的存(cún)在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发(fā)现都是(shì)应用万有引力定律所(suǒ)取得重大(dà)天文成就(jiù)的例子。但是这些发现都是在恒(héng)星系统的尺(chǐ)度当中，可当我(wǒ)们(men)上升(shēng)到星系或者(zhě)是星团的尺度，事情就开始变(biàn)得(dé)诡异了(le)。

1933年，瑞士的物理学家弗(fú)里茨兹威基正(zhèng)在研究和(hé)测量后发星系团的(de)质(zhì)量。这(zhè)是一个由数千个星(xīng)系(xì)所(suǒ)组成的(de)巨(jù)大(dà)星系(xì)团，这些星系被引(yǐn)力束缚在一(yī)起。测量星(xīng)系团的质量一般会使用到(dào)两种(zhǒng)方(fāng)法，当两(liǎng)种方法结果一(yī)致，就可以确定其质量(liàng)的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光(guāng)度(dù)学的质量"，需要的数(shù)据是测量各个(gè)星系的(de)光度。

第二种是动(dòng)力学质(zhì)量的计笑话的拼音怎么写，玩笑的拼音算(suàn)，是利用光谱红移(yí)测量(liàng)星系团中的各(gè)个星系相对于星系团的运动(dòng)速度。当测(cè)量结果出来之(zhī)后(hòu)，兹威基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度(dù)学(xué)质量”的(de)400倍(bèi)。这意(yì)味着，后发(fā)座星系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说(shuō)这99%的质(zhì)量并(bìng)不以可(kě)见光的形式(shì)所存在，我们无法(fǎ)看(kàn)到。最诡异的(de)是，在测量速(sù)度(dù)的过程(chéng)中，兹威基发现星系团(tuán)中很多星系(xì)的速度比(bǐ)理(lǐ)论上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可见星系(xì)的质(zhì)量所产(chǎn)生(shēng)的引力是无(wú)法将它们(men)束缚在星系团(tuán)内(nèi)的，它们早(zǎo)就应该被(bèi)抛出星系团(tuán)之(zhī)外(wài)了，除非有一种神秘的力量(liàng)在(zài)起(qǐ)作用，这种力(lì)量(liàng)来(lái)源(yuán)于(yú)某种隐(yǐn)形的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹(zī)维基提出了这样部分(fēn)不可见的暗质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是它们(men)却(què)占据着宇宙(zhòu)中绝大(dà)部分的质量。只是(shì)当时(shí)的人们对这样的一种说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗(àn)物质”这个词才再一次出(chū)现。天文学家维(wéi)拉(lā)鲁宾和肯特福特在观测(cè)仙女座星(xīng)系中(zhōng)的(de)恒(héng)星运动。理论(lùn)上来说，距离中心越远的恒星在(zài)其轨道上的运行速度就会(huì)越慢(màn)。但是他们观测的结(jié)果却让人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心(xīn)距离的增加，恒(héng)星的旋转速度(dù)几乎保(bǎo)持(chí)不(bù)变。可是根(gēn)据牛顿(dùn)的万有引(yǐn)力定律，在星系(xì)当中如果没有足够(gòu)大的质量来吸引(yǐn)它们，这些外围的恒(héng)星早就被(bèi)甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这(zhè)种现象，科学(xué)家们会使用一种相(xiāng)对(duì)标(biāo)准的方(fāng)法来(lái)解释暗物质的存在(zài)，这种方法就是测量星系(xì)当中(zhōng)气体在(zài)X轴上距离(lí)星系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上(shàng)气(qì)体的旋转速度。如果出(chū)现(xiàn)异常(cháng)的结果，就认为是由(yóu)暗(àn)物质的力量进(jìn)入其(qí)中。

于是科学(xué)家们通过(guò)射电望远镜测量了距离星系(xì)中心更(gèng)远距离(lí)的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并(bìng)不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太(tài)阳(yáng)系(xì)也(yě)不例(lì)外(wài)，太(tài)阳系位于银河(hé)系的第三悬臂之上，距离(lí)银河系中(zhōng)心2.6万(wàn)光年(nián)，根据万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律进行计(jì)算，太(tài)阳系的运(yùn)行速度应该是(shì)160千米/秒，但实(shí)际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒(miǎo)的(de)速度围绕银(yín)河(hé)系(xì)旋(xuán)转(zhuǎn)，这个(gè)实(shí)际速度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产生以上这(zhè)种向心加速度的原因很可能(néng)就是存在着一种我们看不到的物质，是这些暗(àn)物(wù)质的引力效应将星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研究人(rén)员开始相(xiāng)信暗物质的存在。科学(xué)家根据(jù)星系外恒星轨(guǐ)道的速(sù)度，估算在星系当(dāng)中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量(liàng)的85%。但是，暗物质并不是(shì)唯一可以解释这个现象的原(yuán)因。在(zài)一项新的研究当中，科学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应的遥远恒(héng)星之间，也会出(chū)现速度上的微小(xiǎo)差异。另外(wài)，天文学家还发现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距(jù)离(lí)地球大约2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多，但是星系当中(zhōng)存(cún)在的(de)恒星(xīng)数量(liàng)却只有(yǒu)银河系的千分之一。

所以在理论上，该(gāi)星(xīng)系必(bì)须存在(zài)暗物质(zhì)，否则就会分崩离析。但是科学家们使用最先进的(de)望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)对其进行(xíng)了40个小时的详细测量之(zhī)后，发现星系(xì)中的恒(héng)星运动是可以用正常的物(wù)质和力学定(dìng)律(lǜ)来解(jiě)释的。那么又有人(rén)提(tí)出，也许(xǔ)该星系的暗物质(zhì)，已经被附近的另(lìng)一个大(dà)星系剥离(lí)了(le)。奇怪的是，它的附近没有任何(hé)星系存在。造成这(zhè)些现象(xiàng)的除了(le)暗(àn)物质的假(jiǎ)说笑话的拼音怎么写，玩笑的拼音之(zhī)外，另一种可能(néng)就是人(rén)类对引力的理解还不够全面(miàn)，引力(lì)很可(kě)能(néng)在不同尺(chǐ)度空间中的工作方(fāng)式是不同的(de)，这意味着在行星系尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式运动。但(dàn)是上(shàng)升到星系和星团的(de)尺度(dù)，引力之间(jiān)的(de)相互作用则是不同的方(fāng)式。对(duì)于在(zài)星系团(tuán)之间的(de)相互作(zuò)用，科学家还引入了外部(bù)场效应的(de)概念，指的是在(zài)数百万光年(nián)的规(guī)模上(shàng)，巨大的质量之间会产生对彼此特殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需要对现在的物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也让很多(duō)人认(rèn)为暗物质假说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当(dāng)中还(hái)有关于(yú)暗物质存在的其他的理(lǐ)论证据，这些理论证据(jù)是蒙德(dé)理论所没法解释的“引力透镜(jìng)”。

径(jìng)向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两(liǎng)个碰(pèng)撞的星系团所组成，类似这(zhè)样的星团，它们大部分的普通质(zhì)量(liàng)都在星系的(de)气体当中(zhōng)。当星团(tuán)以1000万公里/小时发(fā)生碰撞的时候(hòu)，星际气体(tǐ)的(de)相互(hù)作用就(jiù)会导致(zhì)温(wēn)度的(de)急(jí)剧升高，速度大幅(fú)降低。所(suǒ)以在(zài)理论上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之后，子(zi)弹星系团大部(bù)分的质量将位于所有这些气(qì)体所(suǒ)在的中间区域。那(nà)么我们通过什么(me)来验证(zhèng)它的质(zhì)量区域到底(dǐ)是不是集(jí)中在(zài)中间呢？前不(bù)久，詹(zhān)姆斯韦伯(bó)太(tài)空望远(yuǎn)镜(jìng)传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩的(de)高清照片，在照片中我们可以明显(xiǎn)地看到很多星(xīng)系似乎被(bèi)拉伸产生了(le)巨(jù)大的形变。其实这些(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，而是这样极遥远的天体和我们地球上的(de)观(guān)测者(zhě)之间(jiān)。被(bèi)一个质量超级(jí)巨(jù)大的天体遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后更(gèng)遥远星(xīng)系的光都发生了(le)扭曲。这个(gè)现象就是引(yǐn)力透镜效应(yīng)。这个(gè)巨(jù)大的天体可能是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人们(men)对子弹星系团观测的时候，发现它的(de)大(dà)质量区(qū)域并不是(shì)在(zài)中间，而是在两侧。所以最(zuì)好的(de)解(jiě)释方法就(jiù)是当星(xīng)团发生全部(bù)的碰撞时，可(kě)被观测到的质(zhì)量气体被卡在了(le)中间，暗物质(zhì)则直接通过(guò)了(le)这个区域，并在两边(biān)形(xíng)成(chéng)了引力透镜(jìng)。对(duì)子弹(dàn)星系团的引力(lì)透镜研(yán)究也被认(rèn)为是暗物质存(cún)在的(de)迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的(de)光。从宇宙大(dà)爆炸开(kāi)始，38万年(nián)之后，可见(jiàn)光终于可以(yǐ)畅通无阻(zǔ)地穿(chuān)越在(zài)宇宙当中了(le)。经过(guò)了130多(duō)亿年(nián)之后，这些光在宇宙(zhòu)空(kōng)间(jiān)背景上留下了各相同(tóng)性的微波辐射。其(qí)中红色的部(bù)分表示温度较高(gāo)的(de)区域(yù)，蓝色则表示相对较冷的区域，但实际(jì)上它们之间的温差(chà)只有(yǒu)万分之(zhī)一(yī)。

科学家们通过对(duì)前景背景(jǐng)分离后的二(èr)值(zhí)图像进(jìn)行连(lián)通域(yù)提取(qǔ)和(hé)标记之(zhī)后发现，如果宇宙当中没有(yǒu)暗物质，图形(xíng)看起来(lái)不应(yīng)该是(shì)这(zhè)样的，而随着暗物质的(de)增(zēng)加，一些峰值的幅度会(huì)减(jiǎn)小，才(cái)变得看起来“和谐(xié)”。为(wèi)了匹配宇宙微波(bō)背景辐射的(de)测量值(zhí)，我(wǒ)们需要的暗物质大约(yuē)是普通物质的5倍。这个(gè)数字与解释星系当中恒星运动(dòng)所需要的暗物质比例(lì)是(shì)一致的。这就(jiù)意味着。

用了一个(gè)简(jiǎn)单的理(lǐ)论框架，就很好地解(jiě)释了很(hěn)多不(bù)同(tóng)的观测(cè)结果。而暗物质(zhì)的本(běn)质就是宇(yǔ)宙当中存在着某(mǒu)种类(lèi)型的(de)粒(lì)子(zi)，它们(men)不参(cān)与任何其他的(de)电磁作用，只通过引力来相互(hù)作用。所(suǒ)以(yǐ)如(rú)果(guǒ)能够找到这(zhè)种粒(lì)子的存在，就(jiù)相当于找到了(le)暗(àn)物质存在的实际证据。这种粒子到底是什(shén)么(me)？科学家们已经提出了数十种的假想(xiǎng)目(mù)标，而(ér)要寻找这(zhè)些不同的目标粒子(zi)所需要的实(shí)验方式(shì)也不相(xiāng)同。在(zài)过去的几十年当中，人类为了(le)寻找这些(xiē)看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎不(bù)会与(yǔ)常规物质相互作用的(de)“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超过(guò)50次(cì)的实验(yàn)，却没(méi)有任何(hé)实质性(xìng)的发现，除了一(yī)个地方，意大利的格(gé)兰(lán)萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地(dì)球上(shàng)最大(dà)的(de)地学实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的探测(cè)器，一直致力于寻找暗物(wù)质粒(lì)子(zi)的周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科学家声称(chēng)观(guān)测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数(shù)据收集，人们(men)发现了一个有(yǒu)趣的事情。探测(cè)率会在(zài)每年的6月份达到峰值(zhí)，然(rán)后在11月降到(dào)最低(dī)，而(ér)且在20年当中每年都是一(yī)样(yàng)。一些(xiē)科学(xué)家认为(wèi)这可能是(shì)人类(lèi)发现暗物质的第一个直(zhí)接证据。

但是为什(shén)么暗(àn)物质会产生周(zhōu)期(qī)性的(de)年度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公里(lǐ)/秒的速度围绕(rào)着银河系进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中(zhōng)，这意味着(zhe)我(wǒ)们(men)也(yě)在(zài)以这样的速(sù)度在穿越着(zhe)暗物质流，这个(gè)过程中会产生相应(yīng)的(de)振荡(dàng)，同时(shí)地球(qiú)又以30公里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋(xuán)转。所(suǒ)以有半年的时(shí)间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一致的，而另外(wài)半年则与(yǔ)之相(xiāng)反(fǎn)。

而在(zài)6月份的时候(hòu)，地球与太阳(yáng)的(de)方向正(zhèng)好(hǎo)达到完(wán)全一(yī)致，这是理论上地(dì)球(qiú)穿越暗物质流最快的时段。而在(zài)11月份，又恰(qià)好(hǎo)达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际(jì)的情况中，太阳系(xì)相(xiāng)对银河系的(de)平面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并不影响这个理论(lùn)的有效性。

因此(cǐ)科学家认为这可以(yǐ)用(yòng)来解释，研(yán)究人员们所观测到的周期(qī)性信号。当然也可(kě)能有(yǒu)其他的(de)情况，造(zào)成这种年度(dù)周期信号的差异也(yě)可能是温度、湿度(dù)、土壤(rǎng)中(zhōng)的水分、高山(shān)上的积雪，甚(shèn)至连意大利游(yóu)客的数量(liàng)也(yě)符合这(zhè)个周期的规律。

所以，科学(xué)家(jiā)们又在(zài)南半球建立了一个(gè)几乎相同(tóng)的(de)实(shí)验室，这里的季节与之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗物质流(liú)的运(yùn)动特征和第一个实验室是(shì)一样的。

因此，如果在这里可以得到(dào)相(xiāng)同的信(xìn)号(hào)，就可以(yǐ)成为暗物质所(suǒ)存在(zài)的非常有力的(de)证据了(le)。但是(shì)由(yóu)于这个实验室刚刚建成不久，所以截至目(mù)前(qián)还无法提(tí)供相应的(de)数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射一(yī)台新的望远镜，这(zhè)台太空(kōng)望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的(de)主镜大小跟哈(hā)勃望远镜相(xiāng)同(tóng)，但它的宽视场仪器提供(gōng)的(de)视野是哈勃红(hóng)外仪(yí)器(qì)的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太空望远镜其中一个(gè)关(guān)键的用途就是探(tàn)索(suǒ)暗(àn)物质背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室(shì)粒(lì)子天体物(wù)理中心(xīn)的科学家(jiā)丹琥珀(pò)和贾(jiǎ)森(sēn)斯特芬研(yán)究(jiū)发现，如果暗(àn)物(wù)质(zhì)存在，它(tā)们(men)极有可能拥有另一种神秘的效(xiào)应，这(zhè)种暗(àn)物质效(xiào)应，会支持宇宙当中生(shēng)命的诞生，或(huò)者说是生(shēng)命(mìng)进化(huà)的一个(gè)重要(yào)因素。

如(rú)果这一理论得到(dào)进一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质(zhì)会不会意味着人(rén)类(lèi)并不孤单(dān)呢？或(huò)许(xǔ)在宇宙当中某(mǒu)个角落的行星上，暗物质正在通过这(zhè)样的效(xiào)应创造生命。当然，这些推论(lùn)的大前提是要先找到暗物质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们(men)，你们觉得暗物质到底存(cún)不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我更(gèng)新(xīn)的动力！

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