据此(cǐ)，兹维基提出了这(zhè)样(yàng)部(bù)分(fēn)不可(kě)见的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中绝大部分的质量。只是当(dāng)时的(de)人们对这样的一种说法(fǎ)不屑(xiè)一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗(àn)物(wù)质”这(zhè)个词才再一次出现。天文学家维(wéi)拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测仙(xiān)女座(zuò)星系中(zhōng)的(de)恒星运动(dòng)。理论上(shàng)来说，距离(lí)中(zhōng)心(xīn)越远的恒星在其轨道(dào)上的运行(xíng)速度就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到不可(kě)思议。

随着与中心距离的增(zēng)加，恒星的旋转速度几乎保持不(bù)变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星(xīng)系当中如果没有足够(gòu)大的质量来吸引它(tā)们(men)，这些外围的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当中了。基(jī)于这种现象，科(kē)学(xué)家们会(huì)使用(yòng)一种相对标准的方法来(lái)解(jiě)释(shì)暗物质的存(cún)在，这(zhè)种方法就是测量星系当中气体在X轴上(shàng)距(jù)离(lí)星系中心的(de)距(jù)离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转速度。如果(guǒ)出(chū)现异常(cháng)的结果，就认为是(shì)由暗物质的(de)力(lì)量进入其中(zhōng)。

于是科学家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离的氢元素(sù)，发现它(tā)们的(de)旋转速度并(bìng)不符合牛(niú)顿(dùn)的力学定律。我们的太阳(yáng)系也不(bù)例(lì)外(wài)，太阳(yáng)系(xì)位于银河系的第三悬(xuán)臂之(zhī)上，距(jù)离银河系中心2.6万光年(nián)，根据(jù)万(wàn)有引力定(dìng)律进行计(jì)算，太(tài)阳(yáng)系(xì)的(de)运行(xíng)速度(dù)应该是160千米/秒，但(dàn)实(shí)际上(shàng)，太阳系正(zhèng)在以220千米(mǐ)/秒的速(sù)度围绕银河系旋转，这(zhè)个(gè)实(shí)际(jì)速度远远(yuǎn)大(dà)于(yú)理论速(sù)度，那么产生以上这种向心加速度的原因很可能就是(shì)存在着一种我们看不到的物质，是这些暗物质的引力效应将星系聚集在了一起。

也是(shì)从这(zhè)时开始，越(yuè)来越多的(de)研究人员开始相信暗(àn)物质(zhì)的存在。科学家根(gēn)据星系外恒星(xīng)轨道的(de)速(sù)度，估算在星系当中暗物质的(de)质量(liàng)占整个星系质量的(de)85%。但是，暗物质并(bìng)不是唯一可以解释这个现象的(de)原因(yīn)。在一项新(xīn)的(de)研究当中(zhōng)，科学家们发现，几乎没有引(yǐn)力效应(yīng)的遥远恒星之(zhī)间，也(yě)会出现速度上的(de)微小差异。另外(wài)，天(tiān)文学家还发现(xiàn)了一个反常的星系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年(nián)，大(dà)小(xiǎo)和(hé)银河系不多，但(dàn)是星系当(dāng)中存在的恒星数量(liàng)却只(zhǐ)有(yǒu)银河(hé)系的千(qiān)分之一。

所(suǒ)以在理论上，该星系必须存在暗物质，否(fǒu)则(zé)就会分(fēn)崩离(lí)析。但是科学家们使用最先(xiān)进的望远(yuǎn)镜(jìng)对其(qí)进行了40个小时的详细测量之后，发现星系中的恒(héng)星运动(dòng)是可以用正常的物质和力学定律来解释的。那么又有人(rén)提(tí)出，也(yě)许(xǔ)该星系(xì)的暗(àn)物质，已经被附近的另一(yī)个大星系剥离了。奇怪的是，它的附(fù)近没有(yǒu)任何星系(xì)存在。造成这些现(xiàn)象的除了暗物(wù)质的假说之外，另一种可能就(jiù)是(shì)人类对引力的(de)理解(jiě)还(hái)不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度空间中的工(gōng)作方式(shì)是不同的，这(zhè)意味(wèi)着在行星系尺度中的天(tiān)体(tǐ)会沿(yán)着它们的轨道(dào)，按照我们所理解(jiě)的方式运动。但是上(shàng)升(shēng)到(dào)星系和(hé)星团的(de)尺度，引(yǐn)力之间的(de)相(xiāng)互(hù)作用则是不(bù)同(tóng)的方式。对(duì)于在(zài)星系团之间的相(xiāng)互作用，科学(xué)家(jiā)还引入了外部场效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的(de)是在(zài)数百万(wàn)光年的规(guī)模上，巨大的质量之(zhī)间会(huì)产(chǎn)生对彼此特殊的(de)效(xiào)果，这(zhè)个理论(lùn)叫(jiào)做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味着我们需(xū)要对现在的物理定律进行修正(zhèng)，这些(xiē)发(fā)现也让很多人认为暗物质假说理(lǐ)论(lùn)就此终结。但是在宇宙当中还有关于暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的其他的理论(lùn)证据，这些(xiē)理论(lùn)证据(jù)是(shì)蒙德理(lǐ)论所没(méi)法解释的“引力透(tòu)镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离为37亿光年(nián)的子弹星(xīng)系(xì)团，由两个碰撞的星系团所组成，类似这样的星团，它们大部分的普通(tōng)质量(liàng)都在星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万(wàn)公(gōng)里/小时发生碰(pèng)撞的时候，星(xīng)际气体(tǐ)的(de)相(xiāng)互作用就会导致温度的(de)急剧升高(gāo)，速度大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团大(dà)部分(fēn)的质量将位于所有这些气体所在的中间区域。那(nà)么(me)我们通过什(shén)么来验(yàn)证它的质(zhì)量区域到底是(shì)不是集中在中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇(yǔ)宙(zhòu)当中第一张全(quán)彩的(de)高清照片，在照(zhào)片中(zhōng)我们可以明(míng)显地看(kàn)到很多(duō)星系似乎被拉伸(shēn)产生(shēng)了(le)巨大的(de)形变。其实这些星(xīng)系(xì)本(běn菠萝蜜不熟剥开后还能再放熟吗，菠萝蜜不熟剥开后还能再放熟吗)身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯望(wàng)远镜出了什么问题(tí)，而是这样极遥远的天体和(hé)我们地(dì)球上的观测者(zhě)之间。被一个质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大(dà)质量的东西的引力，会(huì)使身后更遥远星系的(de)光都发生了扭曲(qū)。这(zhè)个现象就是引力透镜(jìng)效应。这个(gè)巨大的天(tiān)体可能是超大(dà)质量(liàng)的(de)黑洞(dòng)或者是暗物(wù)质。

所以当人们对(duì)子弹星系(xì)团观(guān)测的时候，发现它的大质(zhì)量(liàng)区(qū)域并(bìng)不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的解释方法就是当星团发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的质量(liàng)气体被卡(kǎ)在了(le)中间，暗物(wù)质则直接(jiē)通过了这个(gè)区(qū)域，并在两边形成了(le)引(yǐn)力透镜。对子弹星系(xì)团(tuán)的引力透镜(jìng)研究(jiū)也被认为是暗物(wù)质存在(zài)的迄(qì)今为(wèi)止最(zuì)好的理论证据。

除此(cǐ)之(zhī)外(wài)，还有来自宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光(guāng)终于可以畅通无阻地(dì)穿越在宇宙当中了。经过(guò)了(le)130多亿年之后，这些(xiē)光在宇(yǔ)宙空间(jiān)背景(jǐng)上(shàng)留下了各相同(tóng)性(xìng)的微波辐射。其中红色的部分表示温(wēn)度较(jiào)高的区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷的(de)区域，但实际上(shàng)它们之(zhī)间的(de)温差(chà)只有万分之一。

科学家们通过对前景背(bèi)景分离后(hòu)的(de)二值图像进行连通域(yù)提取和(hé)标记之后(hòu)发(fā)现，如(rú)果宇(yǔ)宙当中没有暗物质，图形看起来(lái)不(bù)应该(gāi)是这样的，而(ér)随着暗物质的增加，一些峰值(zhí)的幅度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微(wēi)波(bō)背景辐射的测量值，我们需要的暗(àn)物质大约(yuē)是普通物质的5倍。这(zhè)个数(shù)字(zì)与解释星系当中恒星运动所需要的暗物质比例是一致的(de)。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的理论框架，就很(hěn)好地解释了很多不同的(de)观测(cè)结果。而暗(àn)物质的(de)本质就是宇宙(zhòu)当中存在(zài)着某种类(lèi)型的(de)粒(lì)子，它(tā)们不参与任何(hé)其(qí)他的电磁作用，只(zhǐ)通过引力(lì)来相互作(zuò)用。所以如果能够找到这种粒子的(de)存在，就相当于找到了(le)暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学家(jiā)们(men)已经(jīng)提出了(le)数十种的(de)假(jiǎ)想目(mù)标(biāo)，而要寻找这些不同的目标粒子所需要的实验方式也不相(xiāng)同。在过去的几十年当中，人类为了寻找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸不到，几乎不(bù)会与常规物质相互(hù)作(zuò)用(yòng)的“暗物质(zhì)”，科学家(jiā)们已(yǐ)经进(jìn)行(xíng)了(le)超过50次的实验，却没有任何实质性的发(fā)现，除了一个地方，意大利的(de)格(gé)兰萨(sà)索(suǒ)山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山(shān)脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着地球上最大的地(dì)学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个三层楼高的探测器(qì)，一直(zhí)致力于寻找暗(àn)物质粒子的周期性(xìng)震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的(de)科学家声称(chēng)观测到了(le)某种信号。经过了(le)20多(duō)年的数据(jù)收集，人们发现了一个有趣(qù)的事(shì)情。探测率(lǜ)会(huì)在每年的6月份达到峰值(zhí)，然后在(zài)11月降到最低(dī)，而(ér)且在20年当中每年都是(shì)一样。一些(xiē)科学家认为这可能是人(rén)类发现暗(àn)物质的第一个直接证据。

但是为什么暗物(wù)质会产生周(zhōu)期性的(de)年度信号呢？刚才我(wǒ)们讲了太阳系(xì)正在以220公里(lǐ)/秒的(de)速(sù)度围(wéi)绕着银(yín)河(hé)系进行移动(dòng)，那么如果暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们(men)也在以这样的速度在穿越着暗物质流(liú)，这个过程中会(huì)产(chǎn)生相应的(de)振(zhèn)荡，同时(shí)地球又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的(de)速度围绕太(tài)阳进(jìn)行(xíng)旋(xuán)转。所以有半(bàn)年的时(shí)间(jiān)，地球围绕(rào)太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河(hé)系(xì)的方向是一致(zhì)的，而另外半年(nián)则与之相反。

而在6月(yuè)份的时(shí)候(hòu)，地球与太阳的方向正好达到完全一(yī)致(zhì)，这是理(lǐ)论上(shàng)地(dì)球穿(chuān)越暗物质流最快的(de)时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了(le)最慢值。尽管在实际的情(qíng)况中，太阳系相对银河系(xì)的(de)平面(miàn)呈现(xiàn)了60度的(de)倾(qīng)斜，但是这并(bìng)不影响这(zhè)个理论的有效性。

因此科学家认为这可以用来(lái)解释，研究人员们所观测到的周(zhōu)期性信号。当然也可能有其他(tā)的情况，造成这种年度周期信号的(de)差异也可能是温(wēn)度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积雪，甚(shèn)至连意(yì)大利(lì)游客的数量也符合这(zhè)个(gè)周期的规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球建(jiàn)立了一个几乎相同的(de)实验室，这(zhè)里(lǐ)的季节与之(zhī)前的实验室正好相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物(wù)质流的(de)运动特征和第一个(gè)实验室是一(yī)样的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这里可以得到(dào)相同的信号(hào)，就可以成为(wèi)暗物质(zhì)所存在(zài)的(de)非常(cháng)有力的证据了。但是由(yóu)于这个(gè)实验室刚刚建成(chéng)不(bù)久，所(suǒ)以截至目前还无法提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将(jiāng)会发射一台(tái)新(xīn)的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南希格雷斯(sī)罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供(gōng)的(de)视野是哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途就是(shì)探(tàn)索暗(àn)物质背后的奥秘(mì)，对于探(tàn)测(cè)的结果，我们只能拭目以(yǐ)待了(le)。费米实验室粒子天体(tǐ)物理中(zhōng)心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研究(jiū)发现，如果暗物质存在，它们极有(yǒu)可能拥有另一种(zhǒng)神秘的效应(yīng)，这种(zhǒng)暗物质(zhì)效应，会(huì)支持(chí)宇(yǔ)宙(zhòu)当中生命(mìng)的诞生，或(huò)者说是生命进化的(de)一个重要因素。

如果这一理论得到进一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中(zhōng)的暗物(wù)质会(huì)不会意(yì)味着(zhe)人类并不孤单(dān)呢(ne)？或许在(zài)宇宙当中某个角落(luò)的行星上(shàng)，暗物质(zhì)正在通(tōng)过(guò)这样的效(xiào)应创(chuàng)造生命。当然(rán)，这些推(tuī)论的大前提是要先找到暗物质存在的(de)实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质到底存不存在呢(ne)？喜欢(huān)请点赞，你的(de)支持(chí)是我更新的动力！

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