宇宙是“人为制(zhì)造”的？为何会存(cún)在科学无法解释的“暗物质”？暗物质又究竟是(shì)什么？人(rén)类为了寻(xún)找暗物(wù)质存在的证据，科学家们在过去(qù)的几十(shí)年当中进行了(le)超过50次的(de)长(zhǎng)期实验，但是却没(méi)有发现(xiàn)任(rèn)何的有效(xiào)证据。除了一个地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运(yùn)动的规律。往后的几(jǐ)百年来，当(dāng)天文学家们(men)发现某(mǒu)些(xiē)天体运行轨道出现异常，不符(fú)合万(wàn)有引(yǐn)力定律的时(shí)候(hòu)，他们(men)就会知道，周围一定有未(wèi)知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨道。比如(rú)在1846年，奥本勒维耶就通(tōng)过天王星运行轨道的异常，推算并且发(fā)现了海王星的(de)存(cún)在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗(huì)星、冥王星的发现都是应用万有引力定律所取(qǔ)得重大天(tiān)文成就(jiù)的例子。但是这些发(fā)现都是在恒星系统的(de)尺度(dù)当中，可当我们上升到(dào)星系或者是星团的尺(chǐ)度，事情就(jiù)开(kāi)始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的(de)物理学(xué)家(jiā)弗里茨兹(zī)威基(jī)正在研究和(hé)测(cè)量后发(fā)星系(xì)团的质量。这是一(yī)个由数(shù)千个星(xīng)系所组成的巨大星系团，这(zhè)些星系被(bèi)引力(lì)束缚在一(yī)起。测量星(xīng)系(xì)团的质量一般(bān)会(huì)使用到两种方法，当两种方法结果一致，就(jiù)可以(yǐ)确定其(qí)质量的范围。

第一种是获(huò)得其"光度学的质量"，需(xū)要的数(shù)据是测量(liàng)各(gè)个星系(xì)的光度。

第二种是动力学质量的(de)计(jì)算，是利用光谱红移(yí)测量星系团中(zhōng)的各个星(xīng)系相对于星(xīng)系团的运动速度。当测量结(jié)果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量”竟然(rán)是“光(guāng)度学质量”的400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后发座星系团有(yǒu)99%的质量(liàng)消失了，或者说(shuō)这99%的质(zhì)量并不以可见(jiàn)光的形式所(suǒ)存(cún)在，我们无法看到。最诡异的是(shì)，在测量速度(dù)的过程中，兹威基发现星系团中很多(duō)星系的速(sù)度比(bǐ)理论上要快得(dé)多，按照牛顿的运动学定(dìng)律(lǜ)，仅靠这(zhè)些可(kě)见星(xīng)系的质量(liàng)所产(chǎn)生的引力是无(wú)法将它们(men)束(shù)缚在星(xīng)系团内的，它们(men)早就应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这种力量(liàng)来源(yuán)于某种(zhǒng)隐(yǐn)形的(de)物(wù)质。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分不(bù)可见的暗质，它不(bù)发散(sàn)光、吸光、反射(shè)光(guāng)，但是它(tā)们却占据着宇宙(zhòu)中绝大部(bù)分的质(zhì)量(liàng)。只是(shì)当时的(de)人(rén)们对这样的一种说法不屑一顾。

直到(dào)40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再一次(cì)出现。天文(wén)学家维拉鲁宾和(hé)肯(kěn)特(tè)福特(tè)在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中心越(yuè)远的(de)恒星在其(qí)轨道上的运行速(sù)度(dù)就会越慢。但(dàn)是他们观测的结果却让人感(gǎn)到(dào)不(bù)可思议。

随着与(yǔ)中(zhōng)心距离的(de)增加，恒星的旋转速度(dù)几乎保(bǎo)持不变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定律，在星系当中(zhōng)如果没有足够大的质量来吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们(men)会(huì)使用一种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方(fāng)法就是测量星系当中(zhōng)气体(tǐ)在X轴上(shàng)距离星系中心的距(jù)离，以及在Y轴(zhóu)上气(qì)体的旋转速度。如(rú)果(guǒ)出(chū)现异常的结果，就认为是由暗物(wù)质的力量进入其中(zhōng)。

于(yú)是科学家们通过射(shè)电望远(yuǎn)镜测(cè)量了距离星系中心更远距(jù)离(lí)的(de)氢元素(sù)，发现它(tā)们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太阳系也不(bù)例外，太(tài)阳(yáng)系位于银河系(xì)的第(dì)三悬(xuán)臂之上，距离(lí)银河(hé)系中心2.6万光(guāng)年，根据(jù)万有引力定律进行(xíng)计算，太阳系的运(yùn)行速度应(yīng)该是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的(de)速度围绕(rào)银河系旋转，这(zhè)个实际速度远(yuǎn)远大(dà)于理论速度，那么产生(shēng)以上这(zhè)种向心加速度的原因(yīn)很可能就是(shì)存在(zài)着一种我(wǒ)们看(kàn)不到的物质(zhì)，是这些暗(àn)物质的引力效应将星系聚(jù)集在(zài)了一起。

也是从这时开始，越来越多的研究人(rén)员开始相信(xìn)暗物质的存在(zài)。科(kē)学(xué)家根据(jù)星系外恒(héng)星轨道的速度，估(gū)算在星系当中(zhōng)暗物质的质(zhì)量占整个星系(xì)质量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个现象的原因。在一(yī)项新的研究当(dāng)中(zhōng)，科学家们(men)发现，几乎(hū)没有引(yǐn)力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小差异。另外，天文学(xué)家还发现了一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距(jù)离地球大(dà)约2.5亿光(guāng)年(nián)，大小和银(yín)河(hé)系(xì)不(bù)多，但是星系(xì)当(dāng)中存在的恒星数量却只(zhǐ)有银河(hé)系的千分之一。

所以在理论上，该(gāi)星系(xì)必须存在(zài)暗(àn)物质，否则就会分崩(bēng)离(lí)析。但是科学家们使用最先进的(de)望(wàng)远镜对其进行了40个小(xiǎo)时的详(xiáng)细(xì)测量(liàng)之(zhī)后，发现(xiàn)星系中(zhōng)的(de)恒星运动是可(kě)以用(yòng)正(zhèng)常的(de)物质和(hé)力学定律来解(jiě)释的(de)。那么又(yòu)有人提出，也许该星系的暗物质(zhì)，已经被附近的(de)另一(yī)个大星(xīng)系剥(bō)离了。奇怪的(de)是(shì)，它的(de)附近没有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外，另(lìng)一(yī)种可能就是人类对(duì)引(yǐn)力的(de)理解还不够全面，引力很可能(néng)在不同尺(chǐ)度(dù)空(kōng)间(jiān)中的工作(zuò)方式(shì)是不同的，这意味着在(zài)行星系尺度中的天体会(huì)沿着(zhe)它们(men)的轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式运动。但是上升(shēng)到星(xīng)系(xì)和(hé)星团的尺度，引力之(zhī)间(jiān)的相互作(zuò)用则是不同的方式。对于在(zài)星系团之(zhī)间(jiān)的相互作(zuò)用，科(kē)学家还(hái)引(yǐn)入了外部场效应的概念，指的是在(zài)数百万光年的规模上，巨(jù)大的(de)质量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的(de)效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理论成立(lì)，这(zhè)意味着(zhe)我们需要对现在的(de)物理定律进行修(xiū)正(zhèng)，这些发现也(yě)让很多人认为暗物质假说理(lǐ)论就(jiù)此(cǐ)终(zhōng)结。但是在宇宙当中(zhōng)还有(yǒu)关于暗物质存在的(de)其他的理论(lùn)证据，这(zhè)些理(lǐ)论证据是蒙德(dé)理论(lùn)所没法解释的(de)“引(yǐn)力透镜”。

径向距(jù)离(lí)为37亿光年(nián)的(de)子(zi)弹星系(xì)团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组(zǔ)成(chéng)，类似这样的星团，它们大(dà)部分的普(pǔ)通质量都在星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生碰撞的时(shí)候(hòu)，星际气体的相(xiāng)互(hù)作用(yòng)就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大(dà)幅降低。所以在理(lǐ)论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团大部分(fēn)的质量(liàng)将位于所有这些气(qì)体所在(zài)的(de)中间区域。那么我们通过什么来验证它的质量区域到底是(shì)不是集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当(dāng)中(zhōng)第一张全彩的高(gāo)清照片，在照(zhào)片中我(wǒ)们可以(yǐ)明(míng)显地看到很(hěn)多星(xīng)系似乎被(bèi)拉(lā)伸产(chǎn)生了巨大(dà)的形变。其实这些星系(xì)本身并不是真的(de)被扭曲(qū)了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观测者之间。被一个质(zhì)量(liàng)超级(jí)巨(jù)大的天(tiān)体(tǐ)遮挡，这(zhè)个超(chāo)大质量的东西的引力，会(huì)使身后更遥远星系的光都发生了(le)扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜(jìng)效应。这个巨(jù)大的天体可能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当(dāng)人们(men)对子弹星(xīng)系团观测的时候，发现它的大质量区(qū)域并不是在中间，而是在两侧。所以最好的解释方法就是当星团(tuán)发生全部的(de)碰(pèng)撞时，可被(bèi)观测(cè)到的(de)质量气体被卡(kǎ)在了(le)中间(jiān)，暗物质(zhì)则直接通(tōng)过了这个区(qū)域，并(bìng)在(zài)两(liǎng)边形成了引力(lì)透(tòu)镜。对子弹星系团的(de)引力透镜研究也被(bèi)认为是暗物质存在的(de)迄今为止最(zuì)好的理论证据(jù)。

除此(cǐ)之(zhī)外，还(hái)有来自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙大(dà)爆炸(zhà)开始，38万年之后，可见光终于(yú)可以(yǐ)畅通无阻(zǔ)地穿越(yuè)在宇(yǔ)宙当中了。经(jīng)过(guò)了130多亿年之后，这(zhè)些(xiē)光在宇(yǔ)宙空(kōng)间背(bèi)景上留下(xià)了各相(xiāng)同(tóng)性(xìng)的微波辐射。其中红(hóng)色的部分表示温(wēn)度(dù)较高的(de)区域，蓝色则表示相(xiāng)对(duì)较冷的区域，但(dàn)实际(jì)上它们(men)已婚男人睡完你后的心态，已婚男的得到你一次之后之间的(de)温差只有万(wàn)分之一。

科(kē)学家(jiā)们通过对前(qián)景背景分离(lí)后的(de)二(èr)值图像进(jìn)行连通域提取和标记之后发现，如(rú)果宇(yǔ)宙当中没(méi)有暗物(wù)质，图形看起来不应该是这样的，而随(suí)着(zhe)暗物质的增加(jiā)，一(yī)些峰值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了匹(pǐ)配(pèi)宇宙微波(bō)背(bèi)景辐射的测量(liàng)值，我们需要的暗物质大约是(shì)普通物(wù)质的(de)5倍。这(zhè)个数(shù)字(zì)与(yǔ)解(jiě)释星系当中恒星运动(dòng)所(suǒ)需(xū)要(yào)的暗物质比例是一致(zhì)的。这就意(yì)味(wèi)着。

用了(le)一个简单的理论框(kuāng)架，就很好地解释了很多不同(tóng)的(de)观测结(jié)果。而(ér)暗物质的本质就是宇宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒子，它们不(bù)参与任(rèn)何其(qí)他的电磁作用，只通过引力来相互作用。所以如果能(néng)够找到这种粒子的存在(zài)，就相当于找到了暗物质存在的实际证据。这(zhè)种粒子到底是什么(me)？科学家们(men)已(yǐ)经提出了(le)数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的(de)目标粒(lì)子(zi)所需要(yào)的实验方式也不相同。在过去的几(jǐ)十年当(dāng)中，人类(lèi)为了寻找(zhǎo)这些看不见(jiàn)、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质相互(hù)作用(yòng)的“暗物(wù)质”，科学家们已(yǐ)经进行了超过50次的(de)实验，却(què)没有(yǒu)任何实质性的发现，除了一(yī)个(gè)地方，意大(dà)利(lì)的格(gé)兰萨索山(shān)，隶属于(yú)阿(ā)尔卑斯山脉。

在(zài)山下1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地(dì)球上最大的(de)地学实验室(shì)，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有(yǒu)一个三(sān)层楼高的探测器，一(yī)直致力于寻找暗物质粒(lì)子的(de)周期性(xìng)震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来，这里(lǐ)的(de)科学家声称观测到了(le)某(mǒu)种信号(hào)。经过了20多年的数(shù)据收(shōu)集，人(rén)们发(fā)现了一(yī)个有(yǒu)趣的事情。探(tàn)测率会在每年的6月份(fèn)达到峰(fēng)值，然后在11月降到(dào)最低(dī)，而且(qiě)在20年当中每年都是一样。一些科学家认(rèn)为这可能是人类发(fā)现暗物(wù)质的(de)第(dì)一(yī)个直接证据。

但是为(wèi)什么暗(àn)物质会产生周期性的(de)年(nián)度信号(hào)呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公(gōng)里/秒的速度围绕(rào)着银河系进行移动，那么(me)如果暗物质存(cún)在(zài)宇宙当中，这(zhè)意味着(zhe)我们也在以这样的速度在穿越(yuè)着暗物质流，这个过(guò)程中会产生相应的振荡，同时地球(qiú)又以30公(gōng)里/秒的速度围绕太(tài)阳进行(xíng)旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地球(qiú)围绕太阳的(de)方向已婚男人睡完你后的心态，已婚男的得到你一次之后(xiàng)与(yǔ)太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与(yǔ)之(zhī)相反。

而在(zài)6月份的时候，地球与太阳的方向正好达到完全(quán)一(yī)致，这(zhè)是理论上地球穿越(yuè)暗物(wù)质(zhì)流最快的(de)时段(duàn)。而在11月(yuè)份，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际(jì)的情况中，太阳系相对银河系(xì)的平面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并(bìng)不(bù)影响这个理(lǐ)论(lùn)的有效性。

因(yīn)此科学家认为这(zhè)可以用来解释，研究人员们所(suǒ)观测到的周期性(xìng)信号。当然也可能有其他的(de)情况，造成这种年度周(zhōu)期信号的差异也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大(dà)利游客的数(shù)量(liàng)也符合这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以，科学(xué)家(jiā)们又在南半(bàn)球建立了(le)一个几乎相同(tóng)的实(shí)验室，这里的(de)季节与之(zhī)前的实验室正好(hǎo)相反，而(ér)在这里(lǐ)，地球穿过暗物质流(liú)的运动特征和第一个实验室是一样的。

因此，如果在这里可以得到相同(tóng)的(de)信号，就可以成为暗(àn)物质所存(cún)在的(de)非(fēi)常(cháng)有(yǒu)力的证(zhèng)据(jù)了。但是(shì)由于(yú)这个实验室(shì)刚(gāng)刚建成不久，所以截至目(mù)前还无(wú)法提(tí)供(gōng)相应的数(shù)据支持(chí)。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射(shè)一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大(dà)小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的宽视场仪器提供的(de)视野是(shì)哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南(nán)希格雷(léi)斯罗曼太空(kōng)望远镜其中(zhōng)一个(gè)关键的(de)用(yòng)途就是探(tàn)索(suǒ)暗物质背后的(de)奥秘，对(duì)于探测的结果(guǒ)，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实验室粒子(zi)天(tiān)体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存(cún)在，它们极有可能拥(yōng)有另一种神秘的效应，这种暗物(wù)质效应，会(huì)支持宇宙(zhòu)当(dāng)中(zhōng)生命的诞生，或(huò)者(zhě)说是生命(mìng)进化(huà)的一个重要因素。

如果这一理论得到(dào)进一步的证实(shí)，那么遍(biàn)布宇(yǔ)宙当中(zhōng)的暗物(wù)质会不(bù)会(huì)意(yì)味着(zhe)人类并不孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中某个(gè)角落的(de)行星上，暗已婚男人睡完你后的心态，已婚男的得到你一次之后物(wù)质正(zhèng)在通过这样的(de)效应创造生命。当然，这(zhè)些(xiē)推论的(de)大(dà)前提是要先找(zhǎo)到暗物质存在的实(shí)际证(zhèng)据(jù)。那么(me)小(xiǎo)伙伴们，你(nǐ)们(men)觉(jué)得暗(àn)物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的(de)支持(chí)是我更(gèng)新(xīn)的动力！

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