宇宙是“人为(wèi)制造(zào)”的？为何会存在科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗物(wù)质(zhì)又(yòu)究竟是什么？人类(lèi)为了寻找暗物(wù)质存在的证据，科学家们(men)在(zài)过去的(de)几十年(nián)当中进行了超过50次的(de)长期实(shí)验(yàn)，但是却没有发现任何(hé)的有效证据。除了(le)一(yī)个地方，在1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理(lǐ)一(yī)书(shū)中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力定律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙中天(tiān)体运动的规律(lǜ)。往后的(de)几百年来，当天文(wén)学家们发现某些天体(tǐ)运(yùn)行轨道(dào)出现异常(cháng)，不(bù)符(fú)合万有引力定律的(de)时候，他们(men)就会(huì)知道，周(zhōu)围(wéi)一(yī)定有(yǒu)未知的天体通(tōng)过引力(lì)在摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王(wáng)星运行轨道(dào)的异常(cháng)，推算并且发现了海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星(xīng)、冥王星的发现都是应用万有引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)所取得重大天(tiān)文成(chéng)就的例(lì)子。但是这些发(fā)现都是在恒(héng)星(xīng)系统(tǒng)的尺度当中(zhōng)，可(kě)当(dāng)我们上升到(dào)星系或者(zhě)是星团(tuán)的尺(chǐ)度(dù)，事情(qíng)就(jiù)开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士(shì)的物理学家弗里茨兹(zī)威基正(zhèng)在研究和测量后发(fā)星系团的质(zhì)量。这是一个(gè)由数千个星(xīng)系所组成的巨大(dà)星系团，这(zhè)些星(xīng)系被引力束(shù)缚在一(yī)起。测量星系团(tuán)的质(zhì)量一般会使用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其(qí)质量的范围。

第一种是(shì)获得其"光度学的(de)质量"，需(xū)要的数据是(shì)测量各个星(xīng)系的(de)光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的(de)计算(suàn)，是(shì)利用光谱红移测(cè)量星系团中的各个星系相(xiāng)对于星(xīng)系团的运(yùn)动(dòng)速度。当测量(liàng)结果(guǒ)出来之后，兹威(wēi)基(jī)彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后(hòu)发座星系(xì)团有99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的质(zhì)量并不以(yǐ)可(kě)见光的形式所(suǒ)存在，我们无(wú)法看到。最诡异(yì)的是，在测量(liàng)速度的过(guò)程中，兹威基发现星系团中很(hěn)多星系的速(sù)度比理(lǐ)论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产(chǎn)生的引力是无法将它们束缚在星系团内(nèi)的，它们(men)早就应该被抛(pāo)出星系(xì)团之外了，除非(fēi)有一种神秘(mì)的力量(liàng)在(zài)起作用，这种力(lì)量(liàng)来源于(yú)某(mǒu)种隐形的物质。

据此，兹(zī)维(wéi)基提(tí)出了这样(yàng)部分(fēn)不可(kě)见的暗(àn)质，它不发散光、吸(xī)光、反射光，但是它们却占(zhàn)据着(zhe)宇宙中绝大部(bù)分(fēn)的质(zhì)量。只是当时的人们对(duì)这样的一种说法不(bù)屑一顾(gù)。

直到(dào)40年之后，“暗物(wù)质”这个(gè)词才再一次出现。天文学家(jiā)维拉(lā)鲁宾和(hé)肯特(tè)福特(tè)在观测仙(xiān)女座星系中的恒(héng)星运动(dòng)。理论上来(lái)说，距离(lí)中心(xīn)越远的恒星在(zài)其轨道上的(de)运行速度就会越慢。但是他们观测的结果却让人感到不可思议。

随着(zhe)与中心距(jù)离的(de)增加，恒星的(de)旋(xuán)转速度(dù)几乎保持不变。可是根据牛顿的(de)万有引力定(dìng)律，在星系(xì)当中如果没有足够大的质量来吸引(yǐn)它们(men)，这些(xiē)外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种现象，科学(xué)家(jiā)们会使用一种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗(àn)物质的存在(zài)，这(zhè)种(zhǒng)方法就是测量星(xīng)系当中气体(tǐ)在(zài)X轴上距离星系中心的(de)距离，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转(zhuǎn)速度。如(rú)果出现异常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力(lì)量进入其中。

于是科学家们通过(guò)射(shè)电望远(yuǎn)镜测量了距离星系(xì)中心更远距离的氢元素，发(fā)现它们的旋转速度并(bìng)不符合牛(niú)顿的力学定律(lǜ)。我们的太阳系也(yě)不例外，太(tài)阳(yáng)系位于银河系的(de)第(dì)三悬臂之上(shàng)，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进行计算(suàn)，太阳系的运行速度(dù)应该是(shì)160千米/秒(miǎo)，但实际上(shàng)，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银(yín)河系旋转(zhuǎn)，这个(gè)实际速(sù)度远远大(dà)于理论速度，那么产生以上(shàng)这种向心加速度的原因很可能就是存在着一种我们看不到(dào)的(de)物质，是(shì)这(zhè)些暗物质(zhì)的引力效应(yīng)将星系聚集(jí)在了一(yī)起(qǐ)。

也是从这时(shí)开(kāi)始，越来(lái)越(yuè)多的研究(jiū)人(rén)员开(kāi)始相信暗物质的存在(zài)。科学(xué)家根据星(xīng)系外恒星轨(guǐ)道(dào)的速度，估算在星系当中暗物质的质量占(zhàn)整(zhěng)个星系质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释这个(gè)现象的(de)原因。在(zài)一项新的研究(jiū)当中(zhōng)，科学家(jiā)们发现(xiàn)，几(jǐ)乎没有引力效应的遥(yáo)远恒星之间，也会出(chū)现速度上的微小(xiǎo)差异。另(lìng)外，天文学家还发现了(le)一个反常的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个星(xīng)系距离地球大(dà)约(yuē)2.5亿光年，大(dà)小和银河系不(bù)多，但是星系当中存在的恒星数量却(què)只有银河系的千(qiān)分之一。

所以在理论上，该星系必须(xū)存在暗物质(zhì)，否则就(jiù)会分崩离析。但(dàn)是科学家们使用最先进(jìn)的望远镜对其进行了(le)40个小时(shí)的详细测(cè)量(liàng)之后(hòu)，发现星(xīng)系中(zhōng)的恒星运动是可以(yǐ)用正常的物(wù)质和力(lì)学定律来解释的。那么又有人提出，也许该(gāi)星系的暗物质，已经被(bèi)附近(jìn)的(de)另一个大星系(xì)剥离了(le)。奇怪(guài)的是(shì)，它的(de)附近没有任何(hé)星(xīng)系(xì)存在。造成这(zhè)些现象(xiàng)的(de)除了暗物质的假说(shuō)之外，另一(yī)种(zhǒng)可(kě)能就是人类对引力(lì)的理解还不(bù)够全面，引力很可能在(zài)不(bù)同尺(chǐ)度空(kōng)间中的工作方式是不同(tóng)的，这(zhè)意味着在行星系尺度(d练瑜伽能提高性功能吗，为什么说女人练瑜伽男人受益ù)中的(de)天体会(huì)沿着它(tā)们的轨道，按照我们所理解(jiě)的方(fāng)式(shì)运(yùn)动。但(dàn)是上升到星系(xì)和星团(tuán)的尺(chǐ)度(dù)，引力之间的(de)相互作(zuò)用则是不同的方式。对(duì)于在星(xīng)系团之间的(de)相互(hù)作用，科学家还引入了外部场(chǎng)效应的概念，指的是在数百万光(guāng)年的规模上(shàng)，巨大的(de)质(zhì)量之间会产生对彼此特殊的(de)效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着我(wǒ)们(men)需(xū)要(yào)对现在的物理定律进(jìn)行(xíng)修正，这些(xiē)发现也让很多人认(rèn)为暗物质假说理(lǐ)论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还(hái)有关于(yú)暗物质存在的(de)其他的理论证据，这些理论证据是蒙德理论所(suǒ)没法(fǎ)解释的“引力(lì)透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离为37亿(yì)光年的(de)子弹(dàn)星系团，由(yóu)两个碰撞的星(xīng)系团所(suǒ)组成(chéng)，类(lèi)似这样(yàng)的星团，它们(men)大部分的普通质量都在星系(xì)的气体当中。当(dāng)星团以1000万(wàn)公里/小时发生碰(pèng)撞的时候(hòu)，星际气(qì)体(tǐ)的相互作用就会(huì)导(dǎo)致温(wēn)度(dù)的急(jí)剧升高，速(sù)度(dù)大幅降低。所以在理论上(shàng)，在碰撞(zhuàng)之后，子弹星系团大部分的(de)质量将位(wèi)于所有这些气体(tǐ)所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过什么来验证它的质量区域到底是不(bù)是集中(zhōng)在中间(jiān)呢？前不(bù)久，詹姆斯韦(wéi)伯太空望远镜传(chuán)回了宇宙(zhòu)当中(zhōng)第一张全(quán)彩(cǎi)的(de)高清照片(piàn)，在照片(piàn)中我们可以明显地(dì)看到很多星(xīng)系(xì)似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些(xiē)星系本身并不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜(jìng)出了什么问(wèn)题，而是(shì)这样极遥(yáo)远的(de)天体和我们地(dì)球上的观(guān)测者之间。被一个(gè)质量超级巨大的天(tiān)体(tǐ)遮挡，这个超大质量的(de)东西的(de)引力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个现象就是(shì)引力透镜(jìng)效应。这个(gè)巨大(dà)的天体可能(néng)是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们对子弹星系团观测的时候(hòu)，发现它的(de)大质量区域并不是在中(zhōng)间，而(ér)是(shì)在(zài)两侧。所以(yǐ)最好的解(jiě)释方法就是当星团(tuán)发生全部的碰撞(zhuàng)时，可被观测到的质量气体被卡在了中间，暗物质则直接通过了这(zhè)个区(qū)域，并在两(liǎng)边形成了引力透(tòu)镜。对子(zi)弹星系(xì)团的引(yǐn)力透镜研究也被认(rèn)为是暗物质存在的(de)迄今为止最好(hǎo)的理论证据(jù)。

除此之外(wài)，还有来(lái)自宇宙(zhòu)当中最古老的光。从(cóng)宇宙大爆(bào)炸开始(shǐ)，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各相同性(xìng)的微波辐射。其(qí)中红(hóng)色的部分表示温(wēn)度(dù)较高(gāo)的区域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷的区域，但实际上它们之间的温差只(zhǐ)有万分之一。

科学(xué)家(jiā)们通过对前景背景分离后的(de)二值(zhí)图像(xiàng)进行连通域提取(qǔ)和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质(zhì)，图形看起(qǐ)来不应该是这(zhè)样的(de)，而随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度会(huì)减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质大约是普(pǔ)通物质的5倍。这个(gè)数字与解释(shì)星系当中恒星(xīng)运动所需要的暗物质比例是一致的。这就意味(wèi)着。

用了一个简单(dān)的理论框(kuāng)架，就很好地解释了很多(duō)不同的(de)观(guān)测结果。而暗物质的本(běn)质就是宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的(de)粒子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通过引(yǐn)力来相互作(zuò)用。所以(yǐ)如果能够找到(dào)这种粒子的(de)存在，就相当于(yú)找到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什(shén)么？科学(xué)家们已经提出了(le)数十种的假想目标，而(ér)要(yào)寻找这些不(bù)同的(de)目标粒子(zi)所(suǒ)需要的实(shí)验方式也不(bù)相同(tóng)。在过去的几十年当中，人类为了寻(xún)找这些看不见(jiàn)、摸不到，几(jǐ)乎不会与常规物质(zhì)相互作(zuò)用的“暗物质”，科(kē)学(xué)家们(men)已经进行了超过50次的实验，却没有任(rèn)何实质性的发现，除了一个(gè)地方(fāng)，意大利的格兰萨(sà)索(suǒ)山，隶属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山脉。

在(zài)山下1400米处的地(dì)下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏着地球上最(zuì)大的地学实(shí)验室，这(zhè)个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼(lóu)高的探测器，一直(zhí)致(zhì)力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科学家声称(chēng)观测到(dào)了某种(zhǒng)信号(hào)。经(jīng)过了(le)20多(duō)年的数据收集，人们发现了一个有(yǒu)趣的事(shì)情。探(tàn)测率会在每(měi)年的6月份达到峰值，然(rán)后在(zài)11月降到最低，而且(qiě)在20年当中(zhōng)每年都是(shì)一(yī)样。一些(xiē)科学家认为这可能是人类发现暗(àn)物质的(de)第一个(gè)直接(jiē)证据。

但是(shì)为什么暗(àn)物质会(huì)产生(shēng)周期性的(de)年(nián)度信号(hào)呢(ne)？刚才我们讲了太阳系正(zhèng)在以220公(gōng)里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么如(rú)果暗物(wù)质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我(wǒ)们也在(zài)以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过(guò)程(chéng)中会产生相应的(de)振荡，同时地球又(yòu)以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的速(sù)度围绕太阳进行旋转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地球围(wéi)绕太(tài)阳的(de)方向与太(tài)阳环绕银(yín)河系的方向是一致的，而另外(wài)半(bàn)年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地(dì)球(qiú)与太阳的方向正(zhèng)好达到完全一致，这是理论上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到(dào)了最慢值。尽(jǐn)管在实际的情况中，太(tài)阳系(xì)相(xiāng)对(duì)银河系的平(píng)面呈现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性(xìng)。

因此(cǐ)科学家(jiā)认为这(zhè)可以用来解释，研究人(rén)员们(men)所(suǒ)观测(cè)到的周期性信号。当然也可能有(yǒu)其他的情况，造成这种年度(dù)周期(qī)信号的差异(yì)也(yě)可能是(shì)温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分(fēn)、高练瑜伽能提高性功能吗，为什么说女人练瑜伽男人受益山上的积雪，甚至连意大利游客的数量也符合这(zhè)个周期(qī)的规律(lǜ)。

所以，科(kē)学家(jiā)们又(yòu)在南半(bàn)球建立了一(yī)个几乎相同的实(shí)验室，这里(lǐ)的季(jì)节与之前的(de)实验室正好(hǎo)相反，而在这里，地球穿(chuān)过暗物质(zhì)流(liú)的运动特征和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如(rú)果在(zài)这(zhè)里可以得到相(xiāng)同(tóng)的信号(hào)，就可以成为暗物(wù)质所存(cún)在的非常有力的证据了。但是由于这个实(shí)验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至目前还无法(fǎ)提供相应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的望(wàng)远镜(jìng)，这台(tái)太(tài)空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望远(yuǎn)镜其中(zhōng)一个关键的用途(tú)就是探索暗物质(zhì)背(bèi)后的奥秘，对于(yú)探(tàn)测的结果，我们只能拭(shì)目(mù)以待了。费米实(shí)验室粒(lì)子天体(tǐ)物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和(hé)贾(jiǎ)森斯特芬研(yán)究(jiū)发现，如(rú)果暗物质存在，它们极有可能拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生命(mìng)的(de)诞(dàn)生，或者说(shuō)是生命进(jìn)化(huà)的一个重要因(yīn)素。

如果这一理论得(dé)到进一步的证实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗物质(zhì)会不(bù)会意味着人类并不孤单(dān)呢？或(huò)许(xǔ)在宇宙当中某个(gè)角落的行星上，暗物质正(zhèng)在通过这样(yàng)的效应创(chuàng)造生命。当(dāng)然，这些(xiē)推论(lùn)的大前(qián)提是要(yào)先找到暗(àn)物质存在(zài)的(de)实际(jì)证据(jù)。那么小伙伴们，你们觉得(dé)暗(àn)物质到底存不存在呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你的支持是(shì)我(wǒ)更新的(de)动力！

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