宇宙是(shì)“人为(wèi)制造”的？为(wèi)何会(huì)存在科学无法(fǎ)解释的“暗(àn)物质”？暗物质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物质(zhì)存在的证据，科(kē)学家们在过去的几十年(nián)当中进行(xíng)了(le)超过(guò)50次的长期实验，但是却没有发现任何的(de)有效证据(jù)。除(chú)了一个(gè)地(dì)方，在1687年出版的(de)自然哲学数学(xué)原理一(yī)书(shū)中(zhōng)，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引力定律，它揭示(shì)了宇宙中天体运(yùn)动的规(guī)律。往后的几百年(nián)来，当天文学家们(men)发(fā)现某些天体(tǐ)运行轨(guǐ)道(dào)出(chū)现(xiàn)异常(cháng)，不符合万(wàn)有引力定(dìng)律的(de)时(shí)候，他们就会知道，周围一定有未知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨道(dào)。比如(rú)在1846年，奥(ào)本勒维耶就通过(guò)天王星运(yùn)行轨道的异(yì)常，推(tuī)算并且发现了海王星的存在(zài)。另(lìng)外，哈雷彗星、冥(míng)王(wáng)星的(de)发现都是应用万有引力定律所取(qǔ)得(dé)重(zhòng)大天文(wén)成就(jiù)的例子。但是这些发现(xiàn)都是在恒星系统的尺度当中，可(kě)当(dāng)我们(men)上升(shēng)到星系或者是星团(tuán)的尺度，事情就开始变(biàn)得诡异了(le)。

1933年，瑞士的(de)物理(lǐ)学家弗(fú)里(lǐ)茨兹威基正在研究(jiū)和测量后发星(xīng)系团的质量。这(zhè)是(shì)一(yī)个(gè)由(yóu)数千个星系所组成的巨(jù)大星系团，这些(xiē)星(xīng)系被(bèi)引力束缚(fù)在一起。测量星系团的质量一般(bān)会使用到(dào)两种方法，当两(liǎn重庆小面调料哪个牌子正宗一些呢 重庆小面是碱水面吗g)种方法结果一致，就(jiù)可以确定其(qí)质量的范围。

第一(yī)种是(shì)获得其"光度学(xué)的质量"，需(xū)要(yào)的数据是测量各个星系的光度。

第二种是动力学质量的计(jì)算，是利用(yòng)光谱红移测(cè)量(liàng)星(xīng)系团(tuán)中的各个星(xīng)系相(xiāng)对于(yú)星系团的运动速度。当测(cè)量结果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然(rán)是“光(guāng)度(dù)学质量”的(de)400倍。这意味着，后发座(zuò)星系(xì)团有99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的质量并(bìng)不以可见光的形式所存在，我(wǒ)们无法看(kàn)到。最诡异的(de)是，在测量速度的(de)过程中，兹威基发现星(xīng)系团中很(hěn)多星系的速(sù)度比理论上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系的质量所产生(shēng)的(de)引(yǐn)力(lì)是无(wú)法将它们束缚(fù)在星系(xì)团内的，它们(men)早就应该被抛出星系团之(zhī)外了(le)，除(chú)非有一(yī)种神秘的力量在起作(zuò)用，这种(zhǒng)力量来源于某(mǒu)种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但(dàn)是它(tā)们(men)却占(zhàn)据着(zhe)宇宙中绝大部(bù)分的质量。只是当时的人们对(duì)这样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个词才(cái)再一(yī)次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙女座星系中的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论上来说，距离中心越远的恒星(xīng)在(zài)其轨(guǐ)道上(shàng)的(de)运行速度(dù)就会越慢。但是他(tā)们观测的(de)结果却让人感到不可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增加(jiā)，恒星的旋(xuán)转速(sù)度几乎保(bǎo)持不(bù)变。可是根据牛顿的(de)万(wàn)有引(yǐn)力定律，在星系当中如果没有足够大的质(zhì)量来吸引它们，这些外(wài)围的恒(héng)星(xīng)早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙当中了。基于这种现象，科学家们(men)会使(shǐ)用一种相对标准的方法来解释暗物质的存在，这(zhè)种方法就是测量星系当(dāng)中气体在X轴上距离星系(xì)中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋(xuán)转速度。如果出现异(yì)常的结果(guǒ)，就认为是(shì)由(yóu)暗物质的(de)力量进入其中(zhōng)。

于是科学家们通过射电望远镜测量了距离星系(xì)中心更远距离的氢元素，发现它们的旋转速度并不(bù)符(fú)合牛(niú)顿(dùn)的(de)力学定律。我们(men)的太阳(yáng)系也(yě)不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂之(zhī)上，距离(lí)银河系中心(xīn)2.6万光年，根据(jù)万有引力定(dìng)律进行计算，太阳系的运行(xíng)速度(dù)应该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太阳系正(zhèng)在以(yǐ)220千(qiān)米/秒的(de)速(sù)度围绕(rào)银(yín)河系旋转，这个实际速度(dù)远远大于理论(lùn)速度，那么产生以上这(zhè)种向心加速度(dù)的原因很可(kě)能就(jiù)是存在着一(yī)种我(wǒ)们看不到的物质，是(shì)这(zhè)些暗物(wù)质(zhì)的引力效(xiào)应将星系聚(jù)集在了一起。

也是从(cóng)这时(shí)开始(shǐ)，越来(lái)越多的研究(jiū)人员开始相信暗物质的(de)存(cún)在。科(kē)学家根据星(xīng)系外(wài)恒星轨道的速(sù)度，估算在星系当(dāng)中暗物质的质(zhì)量占整个星系质(zhì)量的(de)85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一可以解释这个现象的原因。在一项新的(de)研究当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效应(yīng)的遥远恒星之(zhī)间，也会出现速(sù)度上的微(wēi)小差异。另(lìng)外(wài)，天(tiān)文学家还发现了(le)一(yī)个反常的星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离(lí)地球大约2.5亿光年(nián)，大小和银河系(xì)不多，但是(shì)星系当(dāng)中存在的恒星数(shù)量却(què)只有银(yín)河系的千分之一。

所以在理论上，该星系(xì)必须存在暗物质，否则就会分崩离(lí)析。但是科学家们使用最先(xiān)进的望远镜(jìng)对(duì)其进行(xíng)了(le)40个小(xiǎo)时的详(xiáng)细测(cè)量之(zhī)后，发现星系(xì)中的恒星运动是可(kě)以用(yòng)正常的物(wù)质和力学(xué)定律来解释(shì)的。那么又(yòu)有人提出，也许该星系的暗(àn)物质，已经被附近的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪的是，它的(de)附(fù)近没有任何星系存(cún)在(zài)。造成(chéng)这些现象的(de)除了暗物质的假说之外，另(lìng)一(yī)种可能就是人(rén)类对引力的理解还不(bù)够全(quán)面(miàn)，引力(lì)很(hěn)可能(néng)在不同(tóng)尺度(dù)空间中的工作方式是不(bù)同的，这意味着在(zài)行星系(xì)尺度中(zhōng)的天体(tǐ)会沿着它(tā)们的轨道，按照我们所理解的(de)方式运动。但是上(shàng)升到星系和星团的(de)尺(chǐ)度，引(yǐn)力之间(jiān)的相(xiāng)互作用则是不(bù)同的方(fāng)式。对于在星系团之间的相互作用(yòng)，科(kē)学家(jiā)还引入了(le)外(wài)部场(chǎng)效应的概念(niàn)，指的是在数百(bǎi)万光年的规(guī)模上，巨大的(de)质量之(zhī)间(jiān)会产(chǎn)生(shēng)对彼此特(tè)殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如(rú)果MOND蒙德理论成立(lì)，这意(yì)味着我们(men)需要对现在的物理(lǐ)定律进行修正，这(zhè)些(xiē)发现也让很多人认(rèn)为暗物质假说(shuō)理论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有(yǒu)关于暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的其(qí)他的理论证(zhèng)据，这些理论证(zhèng)据是蒙(méng)德理论(lùn)所没法(fǎ)解释(shì)的“引力透镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年(nián)的(de)子弹星系团(tuán)，由两(liǎng)个碰(pèng)撞(zhuàng)的星系团所组(zǔ)成，类(lèi)似(shì)这(zhè)样(yàng)的星团，它们大部分的普通质(zhì)量都在星系的气(qì)体当(dāng)中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发(fā)生碰撞的(de)时(shí)候，星际(jì)气体的相互作用就会(huì)导致(zhì)温度的(de)急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子(zi)弹星系团(tuán)大部分的质(zhì)量将位于(yú)所有这些气体所在的(de)中间区域。那么我们通过(guò)什么来验证它的(de)质(zhì)量区域到底是不是集(jí)中在中(zhōng)间呢(ne)？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当(dāng)中第一(yī)张全彩的高清照片，在照(zhào)片中我们可(kě)以明显地看(kàn)到很多星(xīng)系(xì)似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星(xīng)系本(běn)身并不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦(wéi)伯(bó)望(wàng)远镜出了什么问题(tí)，而是这样(yàng)极(jí)遥(yáo)远(yuǎn)的(de)天体和我们地(dì)球上的观测(cè)者(zhě)之间。被一个质量超级(jí)巨大的天(tiān)体遮挡，这个超大质量的东西的(de)引力，会使身后更遥远星系的(de)光都发生(shēng)了扭曲。这个(gè)现象就是引力透(tòu)镜效应。这(zhè)个巨(jù)大的天(tiān)体(tǐ)可能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹(dàn)星(xīng)系团观测的时候，发现(xiàn)它的大质量区域并不是在中间，而是在(zài)两侧。所(suǒ)以最(zuì)好的解释方法就(jiù)是当星团发生全部(bù)的碰(pèng)撞时，可被(bèi)观(guān)测到的质量气体被卡(kǎ)在(zài)了中(zhōng)间(jiān)，暗物质则直(zhí)接(jiē)通过了这个区域(yù)，并在(zài)两边形成(chéng)了引(yǐn)力(lì)透镜。对子弹星系(xì)团的引力(lì)透镜研(yán)究也被(bèi)认(rèn)为是暗(àn)物(wù)质存在的(de)迄今为(wèi)止(zhǐ)最好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还(hái)有来(lái)自(zì)宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终(zhōng)于可以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中(zhōng)了。经(jīng)过了130多(duō)亿年(nián)之(zhī)后，这些光在宇宙空间背景上留(liú)下了各相同性的微波辐(fú)射。其(qí)中(zhōng)红(hóng)色的部分表示温度较高的区域，蓝色则(zé)表示相(xiāng)对较冷(lěng)的区域，但实际上它们之间的温差只(zhǐ)有万(wàn)分之(zhī)一(yī)。

科学(xué)家们通(tōng)过对(duì)前(qián)景背景分(fēn)离后的(de)二值(zhí)图像进行连通域提(tí)取和标记(jì)之后发(fā)现(xiàn)，如果宇宙当中没(méi)有暗(àn)物质，图形看起来不应该是这样的，而(ér)随着暗物质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测量值，我们需要的暗物质大约是普通(tōng)物(wù)质的5倍。这个数字与解释星系(xì)当(dāng)中恒星运(yùn)动(dòng)所需要的暗物(wù)质比例是一(yī)致的(de)。这(zhè)就意味着。

用了一个(gè)简单的理(lǐ)论框架，就很好地解释了(le)很(hěn)多不同(tóng)的观测(cè)结果(guǒ)。而(ér)暗物质的本质就是宇宙当(dāng)中存在(zài)着某(mǒu)种类型的(de)粒子，它们不(bù)参与任何(hé)其他的电磁(cí)作用(yòng)，只通过引力来相互作用。所以如(rú)果能够找(zhǎo)到这种粒子的存(cún)在，就相(xiāng)当于找到(dào)了暗物(wù)质存在的实(shí)际证据。这(zhè)种粒(lì)子到底是什么？科(kē)学家们(men)已(yǐ)经提出了数十种的(de)假想目标，而要寻找这些(xiē)不(bù)同(tóng)的目标粒(lì)子所需(xū)要的实(shí)验方式也不相同。在过去(qù)的几(jǐ)十(shí)年当中(zhōng)，人类为了寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会与常(cháng)规物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超(chāo)过50次(cì)的实验，却没有任(rèn)何实(shí)质性的发(fā)现，除了一个地方，意大利的格(gé)兰萨(sà)索山，隶(lì)属于阿尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地(dì)下矿(kuàng)井当中，藏着(zhe)地(dì)球(qiú)上最大(dà)的(de)地(dì)学(xué)实验(yàn)室，这个实(shí)验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼高的探测器，一直致(zhì)力于(yú)寻(xún)找暗物质粒子的周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里(lǐ)的科学家声称观测到了某(mǒu)种信号。经过了(le)20多年的(de)数据收(shōu)集，人们发现了一个有趣的事情。探测率会在(zài)每年的(de)6月份达到峰值，然后在(zài)11月降到(dào)最低，而且在20年当中每年(nián)都是一样。一些(xiē)科学家认为(wèi)这可能是人(rén)类(lèi)发(fā)现暗物质的第(dì)一个直接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会产生周(zhōu)期性的年度信号(hào)呢(ne)？刚(gāng)才我们(men)讲了太(tài)阳(yáng)系正在(zài)以220公里/秒的速度围绕着银河(hé)系(xì)进行移动，那么如(rú)果暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味(wèi)着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这(zhè)个(gè)过程中会产生相应的(de)振荡，同(tóng)时地球(qiú重庆小面调料哪个牌子正宗一些呢 重庆小面是碱水面吗)又以30公里/秒的(de)速(sù)度围绕(rào)太阳进(jìn)行(xíng)旋(xuán)转。所以有半(bàn)年的(de)时间，地球围绕太(tài)阳(yáng)的(de)方向与太阳环绕银河(hé)系的(de)方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而(ér)在6月(yuè)份的时候，地(dì)球与(yǔ)太阳(yáng)的(de)方向正好达到完全一致(zhì)，这是理(lǐ)论上地球(qiú)穿越暗物质流最快的时(shí)段。而在(zài)11月份(fèn)，又恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管在实际的(de)情(qíng)况中，太(tài)阳系相对银河系的平面(miàn)呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这个理论的有(yǒu)效性(xìng)。

因此科学家(jiā)认为(wèi)这可以用来解释，研究人(rén)员(yuán)们所观测到(dào)的周期性信号。当然也(yě)可(kě)能有(yǒu)其他的情况(kuàng)，造成这种(zhǒng)年度周(zhōu)期(qī)信号(hào)的(de)差异(yì)也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上(shàng)的积雪，甚至(zhì)连意大利(lì)游客的数量也符合(hé)这(zhè)个周期的规律。

因此，如果在(zài)这里可以(yǐ)得(dé)到相(xiāng)同的信号(hào)，就可以成为暗物质所(suǒ)存在(zài)的非常有力的证据(jù)了。但(dàn)是由于这个实验室(shì)刚(gāng)刚(gāng)建成(chéng)不久(jiǔ)，所(suǒ)以截(jié)至目前还无法提供相(xiāng)应(yīng)的数据支持。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一(yī)台新的望(wàng)远镜(jìng)，这(zhè)台太空望远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南希格雷斯(sī)罗(luó)曼(màn)”，它的主镜(jìng)大(dà)小跟哈勃望远镜相同(tóng)，但它的(de)宽(kuān)视场仪(yí)器提供的视(shì)野是哈勃红(hóng)外(wài)仪器的(de)100倍(bèi)。南希格(gé)雷斯罗曼太空望(wàng)远镜其(qí)中一个关键的(de)用途就是探索暗(àn)物质背后的奥(ào)秘，对(duì)于探测的(de)结果，我们只(zhǐ)能拭目以(yǐ)待了。费(fèi)米实验室粒子天体物理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾森斯特芬研究(jiū)发现，如果暗(àn)物质存在(zài)，它(tā)们极有可能拥(yōng)有另一种神秘(mì)的效应，这(zhè)种暗物质(zhì)效应(yīng)，会支持宇(yǔ)宙当(dāng)中生命的诞生，或者说(shuō)是生(shēng)命进(jìn)化(huà)的一个重要因素。

如果这一理论得到进一步(bù)的证(zhèng)实(shí)，那么遍布宇宙当中的暗物质(zhì)会不会意(yì)味着(zhe)人(rén)类并不孤单(dān)呢？或(huò)许在宇(yǔ)宙当中(zhōng)某个角落的行(xíng)星(xīng)上，暗物质正在通过这样的(de)效应创(chuàng)造生命。当然，这些推论的(de)大(dà)前提(tí)是(shì)要先找到暗(àn)物质存在的实际证(zhèng)据。那(nà)么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存不存(cún)在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是我更(gèng)新的动力！

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