宇宙(zhòu)是“人(rén)为制造”的？为何(hé)会存在科(kē)学无法解释(shì)的(de)“暗物(wù)质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是(shì)什么？人(rén)类(lèi)为(wèi)了寻找暗物(wù)质存在的证(zhèng)据，科学家们(men)在过去的几十(shí)年当(dāng)中(zhōng)进(jìn)行了(le)超过50次的(de)长期实(shí)验(yàn)，但(dàn)是(shì)却没(méi)有发(fā)现任何的有(yǒu)效证据。除了一个(gè)地(dì)方，在1687年出版的(de)自然哲学数学原理一(yī)书中，埃(āi)萨克牛顿(dùn)发表了万有引力定律，它揭(jiē)示(shì)了宇宙(zhòu)中天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年来，当(dāng)天(tiān)文(wén)学家(jiā)们发(fā)现某些天体运行轨道出(chū)现异常，不符(fú)合万有引力定律的(de)时(shí)候(hòu)，他们就会(huì)知道(dào)，周围一定有未知的天体通(tōng)过引力在(zài)摄动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨道的(de)异常，推(tuī)算(suàn)并且发现了(le)海王星的(de)存在。另外(wài)，哈雷彗(huì)星(xīng)、冥王(wáng)星的发现(xiàn)都是应用(yòng)万有引力定(dìng)律所取得重(zhòng)大天(tiān)文(wén)成就的例子。但(dàn)是这些发(fā)现都是在恒星(xīng)系统的尺度当(dāng)中(zhōng)，可当我们上升到(dào)星系(xì)或者(zhě)是星(xīng)团的尺度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学(xué)家弗里茨兹威基正在研(yán)究(jiū)和测量后(hòu)发星(xīng)系团的质量。这是一个由(yóu)数千个星系所组成的(de)巨大星(xīng)系团，这些星系(xì)被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用到两种方(fāng)法(fǎ)，当两种方法结果一致，就可以确定其质(zhì)量(liàng)的范(fàn)围。

第一(yī)种是获得其"光度学的质量"，需要的数(shù)据(jù)是(shì)测(cè)量各(gè)个星系的光度。

第二种是(shì)动力学(xué)质量的(de)计算(suàn)，是利用光谱(pǔ)红(hóng)移测量星(xīng)系(xì)团中的各个(gè)星系相对于星(xīng)系团的运动(dòng)速(sù)度。当测量结果出来(lái)之后，兹(zī)威(wēi)基彻底懵了，“动力(lì)学(xué)质量”竟然是“光(guāng)度学质量”的400倍(bèi)。这意味(wèi)着，后发(fā)座星(xīng)系团(tuán)有99%的质量(liàng)消失了，或者说这(zhè)99%的质(zhì)量并不(bù)以可见(jiàn)光的形式(shì)所存在，我们无(wú)法(fǎ)看(kàn)到。最(zuì)诡异的是(shì)，在(zài)测量速度的过程中，兹威(wēi)一亿等于10的几次方万，一亿等于10的几次方元基发现星系团中很(hěn)多星系的速度比理论(lùn)上要快得(dé)多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所(suǒ)产生的引力(lì)是无法将它们(men)束缚在星(xīng)系团内的，它们早就(jiù)应该被抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这(zhè)种力量来源于某种隐(yǐn)形(xíng)的物质。

据(jù)此，兹维(wéi)基(jī)提出了这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但是它(tā)们却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分的质量。只(zhǐ)是当(dāng)时(shí)的人们对这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一次出现。天文学家(jiā)维拉鲁宾和肯特福特在观测(cè)仙女座星(xīng)系中的恒星运动。理论(lùn)上(shàng)来(lái)说，距(jù)离(lí)中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其轨(guǐ)道(dào)上(shàng)的运行(xíng)速度就(jiù)会越慢。但(dàn)是他们观(guān)测的结果却让人感(gǎn)到(dào)不可(kě)思议。

随着与中心(xīn)距离(lí)的增加，恒星(xīng)的(de)旋转速度几乎保持(chí)不变。可是根据牛顿的万(wàn)有引力定律(lǜ)，在(zài)星(xīng)系当(dāng)中如果(guǒ)没(méi)有足够大(dà)的质(zhì)量来吸引它们，这些(xiē)外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基于这(zhè)种现象，科学(xué)家们(men)会使用一种相(xiāng)对标准(zhǔn)的方法来解释暗物质(zhì)的存(cún)在，这种方法(fǎ)就是测量星系当中气体在X轴上(shàng)距离星系(xì)中(zhōng)心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速(sù)度(dù)。如果(guǒ)出现异常的结果(guǒ)，就认为(wèi)是(shì)由暗物质(zhì)的力量进入其中。

于是(shì)科学家们通过(guò)射电望(wàng)远镜测量(liàng)了距离星系中(zhōng)心更远距离的(de)氢元素，发现(xiàn)它(tā)们的旋转速(sù)度并(bìng)不符(fú)合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不(bù)例外，太阳(yáng)系位(wèi)于银河系的第三(sān)悬(xuán)臂之上，距离银河(hé)系中心2.6万(wàn)光年，根据万有引力定律进行计算(suàn)，太阳系的运行速度应该是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上，太阳系(xì)正在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银河系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理论速度(dù)，那么产生以上(shàng)这种(zhǒng)向(xiàng)心(xīn)加速度的原因(yīn)很可(kě)能就是(shì)存在着一种(zhǒng)我们看不到(dào)的物(wù)质，是这些(xiē)暗物(wù)质的引力效(xiào)应将星系聚集在了(le)一(yī)起。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研究人员开始(shǐ)相信暗(àn)物质(zhì)的存(cún)在。科学家根据星系外恒(héng)星轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解(jiě)释这个(gè)现象(xiàng)的(de)原因。在(zài)一(yī)项新的研究当中，科学家(jiā)们发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会(huì)出(chū)现速(sù)度上的(de)微小(xiǎo)差(chà)异。另外，天文学家(jiā)还发现了(le)一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大(dà)约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银(yín)河系不多，但是星系当(dāng)中存(cún)在(zài)的恒星数(shù)量却只有银河系的千(qiān)分之一(yī)。

所以在理论上，该星系必须存在暗物质，否则就会分崩离(lí)析。但是科学家们使用(yòng)最先(xiān)进(jìn)的望远镜(jìng)对其进行了(le)40个小时(shí)的详(xiáng)细测量之后，发现(xiàn)星(xīng)系中的(de)恒星(xīng)运(yùn)动是可以用正常(cháng)的(de)物质(zhì)和力学定律来(lái)解释的。那么(me)又有人(rén)提出，也许该星系的暗物质，已经被附近的另一(yī一亿等于10的几次方万，一亿等于10的几次方元)个(gè)大星系剥离了。奇怪(guài)的是，它(tā)的附(fù)近没有(yǒu)任(rèn)何星系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之(zhī)外，另一种可(kě)能就是(shì)人类对(duì)引力(lì)的理(lǐ)解还不(bù)够全面，引(yǐn)力很可能(néng)在(zài)不同尺度空间中的工作方式是不同(tóng)的，这意味(wèi)着在行星系尺(chǐ)度(dù)中(zhōng)的天(tiān)体会沿着它们的轨道，按照(zhào)我(wǒ)们所理解(jiě)的方式运动。但是上升到(dào)星系和星(xīng)团的尺度，引力(lì)之间的相互作用则是(shì)不同(tóng)的方式。对(duì)于在星(xīng)系(xì)团(tuán)之间的相互(hù)作用(yòng)，科学家还引入(rù)了外(wài)部场效应的概念，指(zhǐ)的(de)是在数(shù)百万光(guāng)年的规模上，巨大的(de)质量之间会产生(shēng)对彼此特(tè)殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙德理论成(chéng)立，这(zhè)意味着我(wǒ)们(men)需要对现在的物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也(yě)让很多人认为(wèi)暗(àn)物质假说理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当中还有关于暗(àn)物质存在的其他的理(lǐ)论证(zhèng)据，这些理论证据是蒙德理论所没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光(guāng)年的子弹星系(xì)团，由(yóu)两个碰(pèng)撞(zhuàng)的(de)星系团所组(zǔ)成，类似这(zhè)样的星团，它们大(dà)部(bù)分的(de)普通质量都在星系(xì)的气体当中。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时发(fā)生(shēng)碰撞的时候(hòu)，星际气体的相互作用就会导致温度的(de)急剧升高，速度大(dà)幅降低(dī)。所以在理论(lùn)上，在碰撞之后，子弹星系团(tuán)大(dà)部分(fēn)的质量将位于所有这(zhè)些气(qì)体所在的中间(jiān)区域。那么我们通过什么来(lái)验证它的质(zhì)量区(qū)域到底是不是集中(zhōng)在(zài)中间(jiān)呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜传(chuán)回(huí)了宇(yǔ)宙当(dāng)中第一(yī)张全(quán)彩的高(gāo)清照片，在(zài)照片中(zhōng)我们可以明(míng)显地(dì)看到很多星系似乎被拉伸产生(shēng)了巨大(dà)的形变。其实这些(xiē)星系本(běn)身并不是真的被扭曲了，也不(bù)是韦伯(bó)望远镜出了什么(me)问题，而是这样极遥远的天体和我们(men)地(dì)球(qiú)上的观测者(zhě)之间(jiān)。被一(yī)个质量(liàng)超级巨大的天体遮(zhē)挡，这个超大质量(liàng)的(de)东西的引力(lì)，会使身(shēn)后更遥(yáo)远(yuǎn)星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是(shì)引力透镜效应。这(zhè)个巨大的(de)天体可能是超大(dà)质(zhì)量的黑洞或者(zhě)是暗物(wù)质。

所以当人们对(duì)子弹星系团观测的时(shí)候，发(fā)现它的大质量区域并不是在(zài)中间，而是在两侧。所以最好的解释(shì)方法就是当星(xīng)团发生全部的碰撞时，可被(bèi)观测到的质(zhì)量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并(bìng)在两边(biān)形成了引(yǐn)力透镜。对子弹(dàn)星系(xì)团的(de)引力(lì)透镜研究也(yě)被认(rèn)为是暗物质存(cún)在的迄今(jīn)为止(zhǐ)最好(hǎo)的理论证据。

除此之(zhī)外(wài)，还(hái)有(yǒu)来自宇宙当中最古老的(de)光(guāng)。从宇宙大爆炸(zhà)开(kāi)始，38万年(nián)之后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿年之后(hòu)，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙(zhòu)空间背景上(shàng)留下了各相(xiāng)同性(xìng)的微(wēi)波辐射。其(qí)中红色的部分表示温度较高的区域(yù)，蓝色则表示相对较(jiào)冷的(de)区域(yù)，但(dàn)实际上它们(men)之间(jiān)的温差只有万(wàn)分之一。

科学家们通过对(duì)前景背(bèi)景分(fēn)离后的(de)二值(zhí)图像进行连通域提取和标记之后发现，如果(guǒ)宇(yǔ)宙当中没有(yǒu)暗物质，图形看起(qǐ)来不应该是(shì)这样(yàng)的，而随着暗物质的增(zēng)加，一些(xiē)峰(fēng)值(zhí)的幅度会减(jiǎn)小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波(bō)背(bèi)景辐射的测量(liàng)值(zhí)，我(wǒ)们需(xū)要的暗物质大约是普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这个数(shù)字与解释星系当中恒星运动所需要(yào)的暗物质比例是(shì)一致的(de)。这就意味着。

用了一(yī)个(gè)简单的理论框架，就(jiù)很(hěn)好地(dì)解(jiě)释(shì)了很多(duō)不同的观测结(jié)果。而(ér)暗(àn)物质的(de)本(běn)质就是(shì)宇宙当(dāng)中(zhōng)存(cún)在(zài)着某种类(lèi)型的(de)粒子，它们不参与任何其他(tā)的(de)电磁作(zuò)用，只通过引力来相互作用。所以如果能(néng)够找到这种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相当于找到了暗物质(zhì)存(cún)在(zài)的实(shí)际(jì)证据。这(zhè)种粒子到(dào)底是什么？科学家们已经提出了数(shù)十种的假想目(mù)标，而要寻找这(zhè)些不(bù)同的目(mù)标粒(lì)子所需要的实验方式也不相(xiāng)同。在(zài)过去(qù)的几十(shí)年当中，人类为(wèi)了寻找这(zhè)些看不见、摸不到，几乎不会与常规(guī)物质(zhì)相互作用的“暗物(wù)质”，科学家(jiā)们(men)已经(jīng)进行(xíng)了超过50次(cì)的实验，却没有(yǒu)任何(hé)实质性(xìng)的发现(xiàn)，除了一个地方，意大(dà)利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的地下矿井当中，藏着地(dì)球上最大的地学(xué)实验室(shì)，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有(yǒu)一个三层楼高的探测器(qì)，一直致(zhì)力于寻找暗物质粒(lì)子的(de)周(zhōu)期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里的(de)科学家声(shēng)称(chēng)观测到了某种信号。经过了(le)20多年的数据收集，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情。探测(cè)率会(huì)在每年(nián)的6月(yuè)份(fèn)达(dá)到(dào)峰值，然后在11月降到最(zuì)低，而且在(zài)20年当(dāng)中每年都是一样。一(yī)些(xiē)科学家认为(wèi)这可能是人类发现暗物质的第一个直接证据。

但是为什(shén)么暗(àn)物质(zhì)会(huì)产生周(zhōu)期性的(de)年(nián)度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以(yǐ)220公里(lǐ)/秒的(de)速度(dù)围绕着银河(hé)系(xì)进行(xíng)移(yí)动(dòng)，那么如果暗物(wù)质(zhì)存在宇宙当(dāng)中，这(zhè)意味着我(wǒ)们也在以(yǐ)这样的速度在(zài)穿越(yuè)着暗物质流，这个(gè)过程中会产生相应的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年(nián)的时间，地球(qiú)围绕(rào)太(tài)阳(yáng)的(de)方向与太阳环绕银河系的(de)方向是(shì)一(yī)致的，而另(lìng)外半年(nián)则(zé)与之相反。

而在6月份的(de)时候，地球与太阳(yáng)的方向正好(hǎo)达到完全(quán)一致(zhì)，这是理(lǐ)论上地球穿越暗物质流(liú)最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实际的(de)情况(kuàng)中(zhōng)，太阳系相(xiāng)对银河系的平面呈(chéng)现了(le)60度的倾斜，但是(shì)这并不影(yǐng)响这个理论的有效(xiào)性。

因此科学家认为这可以用来解(jiě)释(shì)，研究人员们所观(guān)测到的周期(qī)性(xìng)信号。当(dāng)然(rán)也可(kě)能有其他的情况，造成这种年度(dù)周期信号的(de)差异(yì)也(yě)可能(néng)是温度、湿度(dù)、土壤中(zhōng)的水(shuǐ)分(fēn)、高(gāo)山上的(de)积雪，甚至连意(yì)大(dà)利游(yóu)客的数量也符合这个周期的规律(lǜ)。

所以(yǐ)，科学家们又在南(nán)半(bàn)球(qiú)建立(lì)了一个几乎(hū)相同的实验室(shì)，这里的季(jì)节与之前的(de)实(shí)验室正好(hǎo)相反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗物质流的(de)运(yùn)动(dòng)特征和第一个实验室是一样(yàng)的。

因此，如果在(zài)这里(lǐ)可(kě)以(yǐ)得到相同的信号，就(jiù)可以(yǐ)成(chéng)为(wèi)暗物质所存在的非常有力(lì)的证据了。但是由于这(zhè)个实验室刚刚建成(chéng)不久，所以截至目前还无(wú)法提供相应的数据支(zhī)持(chí)。另(lìng)外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一台新的望(wàng)远镜，这台(tái)太空望远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗(luó)曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但(dàn)它的(de)宽视场仪(yí)器提(tí)供的视(shì)野是哈勃(bó)红外仪器(qì)的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空望远镜其中(zhōng)一个关键的用途(tú)就是探索(suǒ)暗物(wù)质(zhì)背后(hòu)的(de)奥(ào)秘(mì)，对于探测的结果，我们只能(néng)拭(shì)目以(yǐ)待了。费米实(shí)验室粒子天体物(wù)理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾(jiǎ)森斯特(tè)芬研究发现，如(rú)果暗(àn)物(wù)质存(cún)在，它们极(jí)有(yǒu)可能拥有(yǒu)另一种(zhǒng)神秘的效应(yīng)，这(zhè)种暗物(wù)质效应，会支持宇宙当中(zhōng)生(shēng)命的诞生(shēng)，或者(zhě)说是生命进化(huà)的一个重要因素。

如果这一理论得到进一步的(de)证(zhèng)实，那(nà)么(me)遍布宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味着(zhe)人类(lèi)并不孤单呢(ne)？或(huò)许在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上(shàng)，暗物质正在(zài)通(tōng)过(guò)这样的效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物质(zhì)存在的实(shí)际证(zhèng)据(jù)。那么小(xiǎo)伙伴们(men)，你们(men)觉得暗物质到底存不存(cún)在呢(ne)？喜欢请点赞，你的(de)支持(chí)是我更新的动力！

未经允许不得转载：市场调查|社会调查|问卷调查|市场执行|店面验收|神秘客|满意度-提供最专业的市场信息咨询服务-宁波信恒新市场信息咨询有限公司 一亿等于10的几次方万，一亿等于10的几次方元