宇宙是“人为制造”的？为何会存在(zài)科(kē)学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么？人类为了寻(xún)找(zhǎo)暗物(wù)质存在的证据，科(kē)学家们(men)在(zài)过去的几十年当(dāng)中进行了超过50次的(de)长(zhǎng)期实验，但是却没有发(fā)现任(rèn)何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原理(lǐ)一书中(zhōng)，埃萨克牛顿发(fā)表(biǎo)了万有引力定律，它揭(jiē)示了宇宙中天(tiān)体运(yùn)动的规(guī)律(lǜ)。往后的几(jǐ)百年来，当天文学家们发现某些天体运(yùn)行轨道出现异常，不(bù)符合万有引力定律的时候，他们(men)就会(huì)知道，周(zhōu)围一定有未知的天(tiān)体通(tōng)过引力(lì)在(zài)摄动(dòng)它的(de)轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发(fā)现了海(hǎi)王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王星的发(fā)现都是应用万有(yǒu)引力定律所取得重大天文成就的例子(zi)。但是(shì)这些发(fā)现都是在恒星系统(tǒng)的(de)尺度当中，可当我们上升到星系或(huò)者是星团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后发星系(xì)团的质量。这是一(yī)个(gè)由(yóu)数千个星系(xì)所组成的(de)巨大星系团(tuán)，这(zhè)些星系被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到(dào)两(liǎng)种方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就(jiù)可(kě)以确定其质量的范围。

第一种是获得其"光度(dù)学的质(zhì)量"，需要的数据是测量各(gè)个星系的(de)光度。

第二种是动力学质量的计算，是(shì)利用光(guāng)谱红(hóng)移测量星系团中的各个星系相(xiāng)对于星系(xì)团的运动速度。当测量结(jié)果出(chū)来(lái)之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力学质量”竟然(rán)是(shì)“光度学质量”的400倍。这意味(wèi)着，后发座星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的质量并不以(yǐ)可见光的形式(shì)所存在，我们无(wú)法看到。最诡异的是，在测(cè)量速度的(de)过(guò)程中，兹威基发(fā)现星系团(tuán)中很多(duō)星(xīng)系的速度(dù)比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅(jǐn)靠这些可见(jiàn)星系的质量所产生(shēng)的引(yǐn)力是无法将它们束缚在(zài)星系(xì)团(tuán)内的，它(tā)们早就应该被抛出星系团之外了，除非(fēi)有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的力量(liàng)在(zài)起作用，这(zhè)种力量来源于某种隐形的(de)物质。

据此，兹维基(jī)提出了这样部分不可见的(de)暗(àn)质，它不发散光(guāng)、吸光、反射光，但(dàn)是它们(men)却占据着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当(dāng)时的人们对这样的一种(zhǒng)说法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后(hòu)，“暗物质”这个词才再一次(cì)出(chū)现。天(tiān)文学(xué)家维拉鲁(lǔ)宾和肯特福特在(zài)观测仙女座星系(xì)中的恒星运动。理论(lùn)上(shàng)来(lái)说，距离中心越远的恒星在其(qí)轨(guǐ)道上的运行速度就会(huì)越慢(màn)。但是(shì)他们观测的结果却让(ràng)人感到不可思议(yì)。

随着与中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持不变(biàn)。可是根据牛顿(dùn)的万(wàn)有引力定律(lǜ)，在星系当中(zhōng)如果没有足(zú)够大的质量(liàng)来吸(xī)引它们，这些(xiē)外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这种现(xiàn)象，科学家(jiā)们会使(shǐ)用一种相对标准的方法来解释(shì)暗物质的(de)存在，这种方法就(jiù)是(shì)测量(liàng)星系当中气体在(zài)X轴上距离星系中心的距离，以及在(zài)Y轴上(shàng)气体(tǐ)的旋(xuán)转速度。如果出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗(àn)物质的力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更(gèng)远(yuǎn)距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速度(dù)并不符(fú)合牛顿的(de)力学定律。我(wǒ)们的太阳系也(yě)不例外，太(tài)阳系位于银河系的第三悬臂之上(shàng)，距离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有(yǒu)引(yǐn)力定律(lǜ)进行计算，太(tài)阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上(shàng)，太阳系正在以220千米/秒的(de)速度围绕银河(hé)系(xì)旋转，这个实际(jì)速(sù)度远(yuǎn)远大于理论速度，那么产(chǎn)生以上这(zhè)种向心(xīn)加速度(dù)的原因很可能就是存(cún)在着一(yī)种我们看不(bù)到的物质，是这(zhè)些(xiē)暗物质的引(yǐn)力效应将(jiāng)星系聚集(jí)在(zài)了一起。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物(wù)质的存(cún)在。科学家根据(jù)星系外恒星轨道的速度，估算在(zài)星系当(dāng)中暗物(wù)质的(de)质量占整个星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以解释这个(gè)现象的(de)原因。在一项(xiàng)新的(de)研究当(dāng)中，科学家(jiā)们发(fā)现，几乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星之(zhī)间，也会(huì)出现速度上(shàng)的微(wēi)小差异。另外(wài)，天(tiān)文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约2.5亿光(guāng)年(nián)，大小和银河系(xì)不多(duō)，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量(liàng)却只有银河系的千分(fēn)之一(yī)。

所以在理论上，该星系必须(xū)存在暗物质(zhì)，否则就会(huì)分崩离(lí)析。但是科学家们使用(yòng)最先进的望远镜对(duì)其进行了40个小时(shí)的详细测量之后(hòu)，发现星(xīng)系中的恒星运动是(shì)可(kě)以用正(zhèng)常(cháng)的(de)物质和力学定律来解(jiě)释的。那么又有人提出，也(yě)许该星系的暗物质，已经被附近的另一(yī)个大星(xīng)系剥离了。奇怪(guài)的是，它的附近(jìn)没(méi)有(yǒu)任何星系存在(zài)。造成这些现象的除了暗物质的假(jiǎ)说之外，另(lìng)一种(zhǒng)可能就(jiù)是(shì)人(rén)类对引力的理解(jiě)还不(bù)够(gòu)全面，引力很可能(néng)在不同尺(chǐ)度(dù)空间(jiān)中的工作(zuò)方式是不同的，这意(yì)味着在(zài)行星系尺度中的(de)天体(tǐ)会(huì)沿着它们的轨(guǐ)道(dào)，按照我(wǒ)们所理解的(de)方式运动。但是上(shàng)升到星系和星团的尺度，引力之间(jiān)的相(xiāng)互作用则(zé)是不同的方式。对于在(zài)星系团之间(jiān)的相互作用，科学家(jiā)还引入了外部场效应的概念，指的是在数百(bǎi)万光年(nián)的规模上，巨大的质量之间(jiān)会(huì)产生对彼此特殊的效果(guǒ)，这个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成(chéng)立，这意(yì)味着我(wǒ)们需(xū)要对现在的物理定律进行修正(zhèng)，这些发现也(yě)让很多人认为暗物质假说理论就(jiù)此(cǐ)终结。但是在宇(yǔ)宙当中还有关(guān)于暗(àn)物(wù)质存在的其他的(de)理论证据，这些理论证据是(shì)蒙德理论所没法解释的(de)“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星系团(tuán)，由两个碰(pèng)撞的星系团所(suǒ)组成，类(lèi)似这(zhè)样(yàng)的(de)星团，它们大部分(fēn)的普(pǔ)通(tōng)质量都(dōu)在(zài)星系的气体当中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公里(lǐ)/小时发生碰撞的时(shí)候(hòu)，星际气体的相(xiāng)互作用就(jiù)会导致温度的急剧(jù)升高，速度大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹(dàn)星系团大部分(fēn)的(de)质(zhì)量将位于(yú)所有这些气体所在的中间(jiān)区域。那么我们通(tōng)过什么来验(yàn)证(zhèng)它的(de)质量区域到底是不是集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回(huí)了(le)宇宙当(dāng)中第一张全彩的高清(qīng)照(zhào)片，在照片中我们可以明(míng)显地看到很多星系似(shì)乎被拉伸(shēn)产生了巨大(dà)的形变。其实这些星系(xì)本身并(bìng)不是真(zhēn)的被扭曲了(le)，也(yě)不是韦伯望远镜出了(le)什么问(wèn)题，而是这(zhè)样极遥(yáo)远的天体和我们地(dì)球(qiú)上的(de)观测者之间。被一个质量超(chāo)级(jí)巨大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个超(chāo)大质量的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远星系的光都发生了(le)扭曲。这个(gè)现象(xiàng)就(jiù)是(shì)引力透镜效应(yīng)。这个巨(jù)大的天(tiān)体可(kě)能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当24V电瓶多少瓦 24v电瓶怎么充电人们对子弹(dàn)星系(xì)团观测的时候，发现它的(de)大(dà)质量区域并不(bù)是在中(zhōng)间，而是(shì)在两侧。所以最好的(de)解(jiě)释方法就是当星团(tuán)发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气(qì)体被卡在了中间，暗物质则直接通过(guò)了这个区域，并在两边形成了引力透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗物质(zhì)存在的迄(qì)今(jīn)为(wèi)止最好(hǎo)的理论(lùn)证据(jù)。

除此之外，还有来自宇宙(zhòu)当中最古老的(de)光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可(kě)见(jiàn)光终(zhōng)于可以畅通(tōng)无(wú)阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经过了130多亿年(nián)之后，这些光在(zài)宇(yǔ)宙(zhòu)空(kōng)间(jiān)背景(jǐng)上(shàng)留下了(le)各相同性的(de)微(wēi)波辐射(shè)。其中红(hón24V电瓶多少瓦 24v电瓶怎么充电g)色的(de)部(bù)分表示温度较高的区域，蓝色(sè)则表示相(xiāng)对较冷的区域，但实际上它们之间(jiān)的(de)温差只有万分(fēn)之一(yī)。

科学家们通(tōng)过(guò)对前景背景分(fēn)离后的二值图像进(jìn)行连通域提取(qǔ)和标记(jì)之后发现，如果宇宙当(dāng)中没有暗物质(zhì)，图形看起来不应(yīng)该是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微波背景辐(fú)射(shè)的(de)测量值(zhí)，我(wǒ)们需要的(de)暗物质大约是普通物质的(de)5倍(bèi)。这(zhè)个数字与(yǔ)解释星系当中(zhōng)恒星运(yùn)动所需(xū)要的暗(àn)物(wù)质比例是一(yī)致的。这就意味(wèi)着。

用(yòng)了一个(gè)简单的(de)理论框架，就(jiù)很好地(dì)解释了很多(duō)不(bù)同(tóng)的观测结果。而暗物质的本(běn)质就(jiù)是宇宙当中存在着(zhe)某种类型的(de)粒子(zi)，它们不(bù)参与任何(hé)其他的电磁作用(yòng)，只通(tōng)过引力(lì)来相互作(zuò)用。所以如(rú)果能够找到(dào)这种粒子的存在，就相当(dāng)于找到(dào)了暗(àn)物质存在的实际证据(jù)。这种粒子(zi)到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出了数(shù)十种的假想目标，而要寻(xún)找(zhǎo)这些不同的(de)目标粒子所(suǒ)需要的实验方式也不相同。在过去的几(jǐ)十(shí)年(nián)当中，人类为了寻找这些看不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不会与常规物质(zhì)相互(hù)作用的“暗物质”，科学(xué)家们已(yǐ)经进(jìn)行(xíng)了超过50次的实验，却没有(yǒu)任何实质性的(de)发现，除(chú)了(le)一(yī)个地方，意(yì)大(dà)利的格兰萨(sà)索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学(xué)实(shí)验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的探测器，一直(zhí)致力(lì)于寻找暗物(wù)质粒(lì)子(zi)的周期性震荡。

自1997年以(yǐ)来，这里的科学家声(shēng)称(chēng)观测(cè)到(dào)了某(mǒu)种信号。经过了20多年的(de)数(shù)据(jù)收(shōu)集，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探(tàn)测率会在(zài)每年的6月份达到(dào)峰值，然后在11月降(jiàng)到(dào)最(zuì)低，而且在20年当中每(měi)年(nián)都是一样。一些科学家认为(wèi)这可(kě)能是人类发现暗(àn)物质的第一个直(zhí)接证据。

但是(shì)为什么暗(àn)物质会产生周(zhōu)期(qī)性(xìng)的年(nián)度(dù)信号呢？刚才我们(men)讲(jiǎng)了(le)太(tài)阳(yáng)系正(zhèng)在以220公里/秒的(de)速度围绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇(yǔ)宙(zhòu)当中，这意(yì)味着我们也(yě)在以这样的速(sù)度在穿越着暗物质流，这个过程中会产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度(dù)围(wéi)绕(rào)太(tài)阳进行旋转。所以(yǐ)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致(zhì)的，而另外(wài)半年(nián)则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时(shí)候，地球与(yǔ)太阳(yáng)的(de)方向正好达到完全(quán)一致，这是(shì)理论上地(dì)球穿越暗物质流最快(kuài)的时段。而在11月(yuè)份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太阳系(xì)相对(duì)银河系的平面(miàn)呈(chéng)现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个(gè)理论的有(yǒu)效性。

因此科学家认为(wèi)这可以用来解释，研(yán)究人员们所观测到的周期性信(xìn)号(hào)。当然也可能(néng)有其(qí)他(tā)的情况，造成这(zhè)种(zhǒng)年度(dù)周期(qī)信号(hào)的差(chà)异也可能是温度(dù)、湿(shī)度、土(tǔ)壤中的(de)水分、高(gāo)山上(shàng)的积(jī)雪，甚(shèn)至(zhì)连意大利游(yóu)客的数量也符合这个周期的规(guī)律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家(jiā)们(men)又在南(nán)半(bàn)球建立了一个几乎(hū)相同的实验室，这里的(de)季节与之前的(de)实验室正好相反，而(ér)在这里，地(dì)球穿过暗(àn)物质流的运动(dòng)特征和(hé)第一(yī)个实验室是一样的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在这里可以得到相同(tóng)的(de)信号，就可以成为(wèi)暗物质所存在的(de)非常有力的(de)证(zhèng)据(jù)了(le)。但是由于(yú)这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目前(qián)还无法提供相(xiāng)应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一台新的望远镜，这台太空(kōng24V电瓶多少瓦 24v电瓶怎么充电)望远镜叫做(zuò)“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大(dà)小跟哈勃望远镜(jìng)相(xiāng)同，但它(tā)的(de)宽(kuān)视场仪器提供的视野(yě)是哈勃(bó)红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远(yuǎn)镜其中一(yī)个(gè)关(guān)键的用(yòng)途就是探索暗物质背(bèi)后的奥秘，对于探测的结果，我们只能(néng)拭目以待了。费米(mǐ)实验(yàn)室(shì)粒子天体物理中(zhōng)心的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特芬研究发(fā)现，如(rú)果暗(àn)物质存在，它们(men)极有(yǒu)可能拥有另一种神秘的效应，这种暗物(wù)质效应，会支持宇(yǔ)宙当中生命(mìng)的诞生，或(huò)者(zhě)说是生命(mìng)进化的(de)一个重要(yào)因(yīn)素(sù)。

如果这一理(lǐ)论得到进一步(bù)的(de)证(zhèng)实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物质会不会意味着人类(lèi)并不孤单呢？或(huò)许(xǔ)在宇(yǔ)宙当中某(mǒu)个角落的行星(xīng)上(shàng)，暗物质正在通过这样的效应创(chuàng)造生命(mìng)。当然，这些推论(lùn)的(de)大前提是要(yào)先找(zhǎo)到暗物质存在(zài)的实际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉(jué)得暗(àn)物质到(dào)底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点(diǎn)赞，你的支持是我更新的动力！

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