宇宙是“人为(wèi天盛长歌顾南衣身世是什么，天盛长歌顾南衣身世揭晓)制(zhì)造(zào)”的？为何会存在(zài)科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻(xún)找暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的证据，科学(xué)家们在(zài)过去的(de)几十年(nián)当中进行(xíng)了超过(guò)50次的长期(qī)实验，但是却没有发现(xiàn)任(rèn)何的有效证据(jù)。除了一个(gè)地方(fāng)，在1687年出(chū)版(bǎn)的(de)自然(rán)哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引力定(dìng)律，它揭示(shì)了(le)宇(yǔ)宙中天体(tǐ)运动的规律(lǜ)。往后的几百(bǎi)年来，当(dāng)天文学(xué)家们发现某些(xiē)天(tiān)体运行轨道出现异常，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就(jiù)会知(zhī)道(dào)，周围一定有(yǒu)未知的天体通过(guò)引力(lì)在摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维(wéi)耶就(jiù)通过天王星运行轨道的异(yì)常，推(tuī)算并且发现了海王星的(de)存在(zài)。另(lìng)外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王星(xīng)的发现都是应用万有引力定律所取得(dé)重大天文成就的例子。但是(shì)这些发(fā)现都是(shì)在(zài)恒星系统的(de)尺(chǐ)度当中，可当我们上升(shēng)到星(xīng)系或者是星(xīng)团(tuán)的尺(chǐ)度，事(shì)情就(jiù)开始变得诡异了。

1933年，瑞士(shì)的(de)物理学家(jiā)弗里茨兹威基正(zhèng)在研(yán)究和测量(liàng)后发星(xīng)系团的(de)质量。这(zhè)是一个由数(shù)千个星系所组成的巨大星系团，这些星系被(bèi)引力(lì)束缚(fù)在一起。测(cè)量星系团的质量(liàng)一(yī)般会使(shǐ)用到两(liǎng)种方法，当两(liǎng)种(zhǒng)方法结果(guǒ)一致，就(jiù)可以确定其质量的(de)范围。

第一(yī)种是获得其"光度学的质量"，需(xū)要的数据是测量各个星系的光度(dù)。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计算(suàn)，是利用(yòng)光谱红移测量星系团中的(de)各(gè)个星系相对于星系团的(de)运动速(sù)度。当测量结果出来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力(lì)学质量”竟然(rán)是(shì)“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着，后发座星系(xì)团(tuán)有(yǒu)99%的质量消失了，或者说这99%的质量并(bìng)不(bù)以(yǐ)可见光(guāng)的形式所存在，我们无法看到。最诡异的是，在测量速度的(de)过程(chéng)中，兹威(wēi)基发(fā)现(xiàn)星(xīng)系团中很(hěn)多星系的速度比(bǐ)理论上(shàng)要快得多，按(àn)照牛顿的运动学(xué)定律(lǜ)，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产生的引(yǐn)力(lì)是(shì)无法(fǎ)将它们束缚在星系团内的，它们早就应该被抛出星(xīng)系团(tuán)之外了，除非有一种神秘的力量(liàng)在(zài)起(qǐ)作用，这种力量来源于某种隐形的物(wù)质(zhì)。

据此，兹维基提出了(le)这样部分(fēn)不(bù)可见(jiàn)的(de)暗质，它不发散光、吸(xī)光、反(fǎn)射(shè)光(guāng)，但是它(tā)们却占据着宇(yǔ)宙中(zhōng)绝(jué)大部(bù)分的(de)质量。只是当时的人们对这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年之(zhī)后，“暗(àn)物质”这个(gè)词才再一次出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙女(nǚ)座星(xīng)系中的(de)恒星运动。理论上来说，距离(lí)中心(xīn)越(yuè)远的恒星在其轨道上的运行速度(dù)就会(huì)越慢。但是他们观测(cè)的结果(guǒ)却让人感到(dào)不(bù)可思议。

随(suí)着与中心距(jù)离的增(zēng)加，恒星的旋(xuán)转速(sù)度几乎保持不(bù)变(biàn)。可是根据牛顿(dùn)的万有(yǒu)引力(lì)定律，在星系当(dāng)中如果没有(yǒu)足(zú)够大的质量(liàng)来吸引(yǐn)它们，这些(xiē)外围的(de)恒星早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙当中(zhōng)了。基(jī)于(yú)这种现象，科学家(jiā)们(men)会(huì)使用(yòng)一种相对标准的方法(fǎ)来解(jiě)释(shì)暗物质的存在，这种(zhǒng)方法就是测量(liàng)星系当中气体在X轴上距离星系中心的距离(lí)，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如果(guǒ)出现异常的结(jié)果，就认(rèn)为是由暗物(wù)质的力量进入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测量(liàng)了(le)距离(lí)星系中心更远(yuǎn)距(jù)离的(de)氢元素(sù)，发现(xiàn)它们的旋转速度并不(bù)符合牛(niú)顿的力(lì)学定(dìng)律。我们的(de)太阳(yáng)系也不例外，太阳系位(wèi)于银河系的第三悬臂之上，距离(lí)银(yín)河系中心2.6万光年，根据万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运行(xíng)速度应(yīng)该是160千米/秒，但(dàn)实际上(shàng)，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的速(sù)度围绕银河系旋转，这个实际速度远(yuǎn)远大于理论速(sù)度，那(nà)么(me)产生以上这种向(xiàng)心(xīn)加速度的原(yuán)因很(hěn)可(kě)能就是存在着一种我们看不到的物(wù)质，是这些暗物(wù)质的引力(lì)效应将星系(xì)聚集在了一起。

也是(shì)从(cóng)这(zhè)时开始(shǐ)，越来越多的研(yán)究人员开始相信(xìn)暗物质(zhì)的存在。科学家(jiā)根据(jù)星系外恒星轨道的速(sù)度(dù)，估算(suàn)在(zài)星系当中暗物(wù)质的质量占(zhàn)整个星(xīng)系质量(liàng)的(de)85%。但(dàn)是，暗物质(zhì)并不(bù)是唯一可(kě)以解释这个现象(xiàng)的原因。在一项新的研究当中，科学(xué)家们发现(xiàn)，几乎没(méi)有引(yǐn)力效应的遥(yáo)远恒星(xīng)之间，也会(huì)出现速(sù)度上的微(wēi)小差异。另(lìng)外，天文学(xué)家还发现了一个(gè)反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大(dà)约(yuē)2.5亿(yì)光(guāng)年，大小和银河系(xì)不(bù)多(duō)，但是星(xīng)系当中存在的恒星(xīng)数量却只有(yǒu)银河系的千分之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在(zài)暗物质，否则就会分(fēn)崩离析。但是科学家们使(shǐ)用最(zuì)先进(jìn)的望远镜对其进行了(le)40个(gè)小时(shí)的详细测量之后，发现星(xīng)系(xì)中的恒星运动(dòng)是可以用正常的物质和力学定(dìng)律来解释的。那么又(yòu)有人提出，也(yě)许该(gāi)星系的暗物(wù)质(zhì)，已经被(bèi)附近的另一个大星系(xì)剥离(lí)了。奇怪的(de)是，它的附近没有(yǒu)任何星系存在(zài)。造(zào)成这些(xiē)现象的(de)除了暗物质的(de)假(jiǎ)说之外(wài)，另(lìng)一种可(kě)能就(jiù)是人类对引力的理解还(hái)不(bù)够全面(miàn)，引力(lì)很可(kě)能在(zài)不同尺度(dù)空间中的工作方式是不同的(de)，这意味着在行星系尺度(dù)中的天体会沿(yán)着它们(men)的(de)轨(guǐ)道，按(àn)照(zhào)我们所理解的(de)方(fāng)式运动。但(dàn)是(shì)上升到(dào)星系(xì)和星团的尺度，引力之(zhī)间的相互作(zuò)用则是不同的方(fāng)式。对于在星系团之(zhī)间的相互作用，科学家还引(yǐn)入了(le)外部场效应的概念，指的是(shì)在数百万光年的规模上，巨大的质(zhì)量之间会产(chǎn)生(shēng)对彼此特殊(shū)的效(xiào)果(guǒ)，这个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味(wèi)着我们需要(yào)对现在的物(wù)理定律进行修正，这(zhè)些发现(xiàn)也让(ràng)很多(duō)人认为(wèi)暗(àn)物(wù)质假(jiǎ)说理(lǐ)论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还有关于暗物(wù)质存(cún)在的其(qí)他的(de)理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)，这些理(lǐ)论证据(jù)是蒙德理论所没法(fǎ)解释的“引(yǐn)力透镜(jìng)”。

径向距(jù)离为37亿光(guāng)年的子弹星系团，由两个碰撞的(de)星(xīng)系团所组(zǔ)成，类(lèi)似(shì)这样(yàng)的星团(tuán)，它们大(dà)部分的普通(tōng)质(zhì)量(liàng)都(dōu)在(zài)星系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公里(lǐ)/小时(shí)发(fā)生(shēng)碰(pèng)撞(zhuàng)的时候，星际气体的相互作用就会导致温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所以在(zài)理论上(shàng)，在碰撞之(zhī)后(hòu)，子弹星系团大部分(fēn)的质量将位(wèi)于所有这些气体所在的中间(jiān)区域。那么(me)我(wǒ)们通过什么来验证它的质量区域到底是不是(shì)集(jí)中在中间呢？前不久(jiǔ)，詹(zhān)姆斯韦伯(bó)太(tài)空望远镜传回了宇宙当中第一张全彩的高清照片，在照(zhào)片(piàn)中(zhōng)我们可以(yǐ)明显地看(kàn)到(dào)很(hěn)多星系似乎(hū)被(bèi)拉伸产生了巨(jù)大的形变(biàn)。其实(shí)这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦(wéi)伯望(wàng)远(yuǎn)镜出(chū)了什(shén)么问题，而是(shì)这样极遥远的天体和我们地球上的观测者之间(jiān)。被一个质量超级巨(jù)大(dà)的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的东西的(de)引力，会使身后更遥远(yuǎn)星系(xì)的光都(dōu)发(fā)生(shēng)了扭曲。这个现(xiàn)象就(jiù)是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大的天体(tǐ)可(kě)能是超大质量的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物(wù)质。

所(suǒ)以当人们对子弹星系(xì)团观测的时候，发现它的(de)大质量(liàng)区域(yù)并(bìng)不是(shì)在中间(jiān)，而是在两侧。所以(yǐ)最好的解(jiě)释方(fāng)法就是(shì)当(dāng)星团发生全部的(de)碰撞时，可被观(guān)测到的质(zhì)量气体(tǐ)被卡在(zài)了中间，暗(àn)物质则直接(jiē)通过了这个区域(yù)，并在两(liǎng)边形(xíng)成了(le)引力透镜。对子弹星系团的引力(lì)透镜研(yán)究也被认为是暗物质存在(zài)的迄(qì)今为止最好的理论证据。

除此(cǐ)之外，还有来自(zì)宇宙(zhòu)当中最古老的光(guāng)。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万年之后，可见光终(zhōng)于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了130多(duō)亿年之后，这些光在(zài)宇宙空间(jiān)背景上(shàng)留下了各相同性的(de)微(wēi)波辐射。其中红色的部分表(biǎo)示(shì)温度较(jiào)高的区域，蓝色则表示(shì)相对较(jiào)冷的区域(yù)，但实际上它(tā)们(men)之(zhī)间的(de)温差只有(yǒu)万分之一。

科(kē)学家们通过对前景背景分离后的二值图像进行(xíng)连(lián)通域提取和标(biāo)记之后发现，如(rú)果宇宙当中没有暗物(wù)质，图形看起(qǐ)来不(bù)应该是(shì)这样的(de)，而(ér)随着(zhe)暗物质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减(jiǎn)小(xiǎo)，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的测量值，我们需(xū)要(yào)的暗物(wù)质大约是普通物质的5倍。这个数字与解释星(xīng)系当中恒(héng)星运动所需要的暗物(wù)质比(bǐ)例是一致(zhì)的。这就(jiù)意味着。

用了一(yī)个简单的理论(lùn)框(kuāng)架，就很好地解释了很多不(bù)同(tóng)的观测结(jié)果。而暗物(wù)质的(de)本质就(jiù)是宇宙(zhòu)当(dāng)中存在着某种类型(xíng)的粒子，它们不参(cān)与任何(hé)其他(tā)的电磁作(zuò)用，只通过引力(lì)来(lái)相(xiāng)互作用。所以如(rú)果能够(gòu)找(zhǎo)到这种粒子(zi)的存(cún)在(zài)，就相(xiāng)当于找(zhǎo)到了暗物(wù)质存在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出了数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要寻找(zhǎo)这些不同的目标粒子所需要(yào)的实验方式也不(bù)相(xiāng)同(tóng)。在过去(qù)的几十年(nián)当中，人类为了寻(xún)找这些看不见(jiàn)、摸不到(dào)，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物质”，科学家们已经进(jìn)行(xíng)了超过50次的(de)实验，却(què)没有任何实质性(xìng)的发现，除了一个地(dì)方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下(xià)1400米处(chù)的地下矿井当中，藏(cáng)着地球上最(zuì)大的地学实验(yàn)室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼高的探测器，一直致(zhì)力于(yú)寻找暗物质粒子的(de)周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来(lái)，这(zhè)里(lǐ)的科(kē)学家声称观测到了(le)某种信号(hào)。经(jīng)过了(le)20多年的数据收集，人们发现了一个有趣(qù)的事情。探测率会在每年的6月(yuè)份达到峰值，然(rán)后在11月降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一些科(kē)学家认(rèn)为这可能(néng)是人(rén)类发现暗物(wù)质的第(dì)一个直接证据(jù)。

但是为什么暗物质(zhì)会产生周期性(xìng)的年度(dù)信号呢？刚(gāng)才(cái)我们讲了(le)太阳系正(zhèng)在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银(yín)河系进行移(yí)动，那么如果暗物质(zhì)存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这个过(guò)程中会产生相(xiāng)应的振(zhèn)荡(dàng)，同时(shí)地(dì)球(qiú)又以30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋转。所以有(yǒu)半年的(de)时(shí)间，地球围(wéi)绕太(tài)阳的方(fāng)向与太阳环绕(rào)银河系的方向是一致的，而另外半年(nián)则与(yǔ)之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正(zhèng天盛长歌顾南衣身世是什么，天盛长歌顾南衣身世揭晓)好(hǎo)达(dá)到完全一致(zhì)，这是(shì)理论上地球穿越(yuè)暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实际的情况中(zhōng)，太阳(yáng)系相对银河(hé)系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并(bìng)不影(yǐng)响(xiǎng)这(zhè)个理论的有效性。

因此(cǐ)科学家认为这可以用来(lái)解(jiě)释，研究人员们所(suǒ)观(guān)测到的周期性信号。当(dāng)然也可能有其他的情况，造(zào)成这种年度(dù)周期(qī)信号(hào)的差异也可(kě)能是(shì)温度、湿度、土壤(rǎng)中(zhōng)的水分、高山上的(de)积雪，甚至连意大利(lì)游客(kè)的数(shù)量也符合(hé)这个周期的规律。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们(men)又在南(nán)半(bàn)球(qiú)建(jiàn)立了一个几乎相同的实验室，这(zhè)里的季节与之前的(de)实验室正好相反，而在这(zhè)里(lǐ)，地球穿过(guò)暗(àn)物质流的运动特征和第一(yī)个实(shí)验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这里可以得到(dào)相同的(de)信(xìn)号，就可以成为(wèi)暗(àn)物(wù)质所存在的非(fēi)常有力(lì)的证据了。但是由于(yú)这个(gè)实验(yàn)室刚刚建(jiàn)成不(bù)久，所(suǒ)以截(jié)至目(mù)前还无(wú)法提供(gōng)相应的(de)数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会(huì)发射一台新的(de)望远(yuǎn)镜(jìng)，这台太(tài)空望(wàng)远(yuǎn)镜叫做“南希格(gé)雷(léi)斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃(bó)望(wàng)远镜相同，但它的宽视场仪(yí)器(qì)提供的视野(yě)是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南(nán)希(xī)格雷斯罗曼太(tài)空望远镜其(qí)中(zhōng)一个关键(jiàn)的用途就(jiù)是探索暗物质背后的奥秘(mì)，对于探测的(de)结果(guǒ)，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒(lì)子天体物理中(zhōng)心的科(kē)学家丹琥珀和(hé)贾森斯(sī)特芬研究(jiū)发现，如果(guǒ)暗天盛长歌顾南衣身世是什么，天盛长歌顾南衣身世揭晓物质存在，它们极有(yǒu)可能拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这(zhè)种(zhǒng)暗物(wù)质效应，会(huì)支(zhī)持(chí)宇(yǔ)宙当(dāng)中生命的(de)诞生，或者说(shuō)是生命进化(huà)的一个重要因素。

如果(guǒ)这一理(lǐ)论得到进一步的证(zhèng)实，那(nà)么遍(biàn)布宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中的暗物质会不会(huì)意味着人类并不孤(gū)单(dān)呢？或许在(zài)宇宙当中某个角(jiǎo)落的行星(xīng)上，暗物质(zhì)正在通过这样的(de)效应创造生命。当然(rán)，这些推论的大前提是要先找到暗物质(zhì)存在(zài)的实际证(zhèng)据。那么小(xiǎo)伙伴们(men)，你(nǐ)们(men)觉得暗物质到底存不存(cún)在呢(ne)？喜(xǐ)欢请点(diǎn)赞，你的(de)支持是(shì)我更新(xīn)的动(dòng)力！

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