宇宙是(shì)“人为制造(zào)”的(de)？为何会存在(zài)科学无法解(jiě)释的“暗物质”？暗物质又究竟是什(shén)么(me)？人(rén)类为了寻找暗物质(zhì)存在(zài)的证据，科学(xué)家(jiā)们在过去的几十(shí)年当中进(jìn)行了(le)超过50次的长期实验(yàn)，但是却没有发(fā)现任何的有效证据。除了一个(gè)地方，在1687年出版的(de)自然哲(zhé)学数学(xué)原理一书中，埃(āi)萨(sà)克牛顿发表(biǎo)了万(wàn)有引力定律，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规(guī)律。往后的几百年来，当天文学(xué)家们(men)发现某些(xiē)天体(tǐ)运行轨道出现异常，不符合万(wàn)有引力定律(lǜ)的时候，他们就会知道，周围一定有(yǒu)未知(zhī)的天(tiān)体通(tōng)过(guò)引(yǐn)力在摄动(dòng)它的(de)轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过(guò)天(tiān)王星(xīng)运行轨(guǐ)道(dào)的异(yì)常，推算并且发现(xiàn)了海王星的存在。另外，哈雷彗星、冥(míng)王星的发现都(dōu)是应(yīng)用万有引(yǐn)力定律所取得(dé)重大天文成(chéng)就的例子(zi)。但(dàn)是这些发现都(dōu)是在恒星系(xì)统的尺度当(dāng)中(zhōng)，可(kě)当(dāng)我(wǒ)们上升到星系或(huò)者是星(xīng)团的(de)尺(chǐ)度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学(xué)家(jiā)弗里茨兹威(wēi)基正在(zài)研究和测(cè)量后发(fā)星系团的质(zhì)量。这是一个由数千个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨大星系团，这些星系被引力束缚在一起。测量星系团的质(zhì)量(liàng)一般(bān)会使用到两种方法，当两种(zhǒng)方(fāng)法结果一致，就可以确(què)定(dìng)其质量(liàng)的范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的质量"，需要的(de)数据是测量各(gè)个星系的光度。

第二(èr)种是动(dòng)力学质量的计算，是利用光谱红移(yí)测(cè)量星系团中的(de)各个星(xīng)系相(xiāng)对于星系团的运(yùn)动速度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学质量”的400倍。这意(yì)味着，后发座星(xīng)系团(tuán)有(yǒu)99%的质(zhì)量消失(shī)了，或者(zhě)说这99%的(de)质量并不以可见光的(de)形式(shì)所存在，我们无法看到。最(zuì)诡(guǐ)异的是，在测量速度(dù)的过(guò)程中，兹(zī)威基发现(xiàn)星系团中(zhōng)很多星(xīng)系的速度比理论上要快得多(duō)，按照牛顿(dùn)的运动(dòng)学定律，仅靠这些可见星系的质(zhì)量(liàng)所产生的引(yǐn)力是(shì)无法将(jiāng)它们束缚在(zài)星系团内的，它们(men)早(zǎo)就应该被抛出星系团之外了，除(chú)非有一(yī)种(zhǒng)神秘的力量在(zài)起作(zuò)用(yòng)，这种(zhǒng)力量(liàng)来源于某种(zhǒng)隐(yǐn)形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提(tí)出了(le)这(zhè)样部分不可(kě)见的暗质(zhì)，它不(bù)发散(sàn)光(guāng)、吸光、反射光，但是它们却占据(jù)着宇宙中绝大(dà)部分的质量(liàng)。只是当(dāng)时的人(rén)们对这样的一种说法不屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁宾和(hé)肯特福特在观测仙女座星(xīng)系中的(de)恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨(guǐ)道上的(de)运行(xíng)速度就会(huì)越(yuè)慢。但是(shì)他(tā)们观测的结(jié)果(guǒ)却让(ràng)人(rén)感到(dào)不(bù)可(kě)思议(yì)。

随着与(yǔ)中心距离的增加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不变。可(kě)是根(gēn)据(jù)牛顿的万(wàn)有引力定(dìng)律，在(zài)星系(xì)当中(zhōng)如果没有足够大(dà)的质量(liàng)来(lái)吸引它们，这些外围(wéi)的恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基(jī)于这(zhè)种现象，科学(xué)家们会(huì)使用一种相对标准的方法来解释暗(àn)物质的存在，这种方法就是测量星系当中(zhōng)气(qì)体(tǐ)在X轴上距离星系(xì)中心的距(jù)离，以及在Y轴上气(qì)体(tǐ)的旋转速(sù)度。如果出现异常的结果，就(jiù)认为(wèi)是由暗物(wù)质的力量进入(rù)其中。

于是科(kē)学家(jiā)们通过射电望远镜测量了距离星(xīng)系中心更远距离的氢元素，发现(xiàn)它们的(de)旋转(zhuǎn)速(sù)度并不符合(hé)牛顿的(de)力学定(dìng)律。我(wǒ)们(men)的太阳(yáng)系也不例外，太(tài)阳系位于银河(hé)系的第三悬臂(bì)之(zhī)上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太(tài)阳系的运(yùn)行速度应该是(shì)160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳(yáng)系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围(wéi)绕银(yín)河系(xì)旋转，这个实际速(sù)度(dù)远远大(dà)于理论速(sù)度，那(nà)么产生以(yǐ)上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就是存(cún)在着一种我们看不到的(de)物质，是这些暗物质的引力效应将星系(xì)聚集在了(le)一(yī)起。

也是(shì)从(cóng)这时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家(jiā)根据星(xīng)系外恒星(xīng)轨道的(de)速度，估(gū)算在星系当中(zhōng)暗物质的质量占整个星系质(zhì)量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物(wù)质(zhì)并不是唯(wéi)一可以解(jiě)释这个现象的原因。在一项新(xīn)的(de)研究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也(yě)会出现速(sù)度上的微小差异。另外，天(tiān)文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球(qiú)大约(yuē)2.5亿光年，大小(xiǎo)和银(yín)河系不多，但是星系当中存在的(de)恒星数量却只有银(yín)河(hé)系的千分之一。

所以在理(lǐ)论(lùn)上，该星系必须存(cún)在暗物质，否则就会分崩离析。但是科(kē)学(xué)家们使用最先进的望远(yuǎn)镜对(duì)其(qí)进行了40个小时的(de)详细测量之后，发现星系中(zhōng抖音哈拉少什么意思，抖音哈拉少是什么意思)的恒(héng)星(xīng)运动是可以用正常(cháng)的物质和力学定律来解释的。那么(me)又有(yǒu)人(rén)提(tí)出，也许该星系的暗物质，已经被附近的另一个大(dà)星(xīng)系剥离了。奇(qí)怪的是，它的附(fù)近(jìn)没(méi)有任何星系存(cún)在。造成这些(xiē)现象的除了暗物质的假说之外，另一种可能(néng)就(jiù)是(shì)人类对引力(lì)的(de)理解还不够(gòu)全面，引(yǐn)力很可(kě)能(néng)在不(bù)同(tóng)尺(chǐ)度空间中(zhōng)的工作方(fāng)式是不同的，这意(yì)味着在行(xíng)星系尺(chǐ)度中的天体会沿着它们的轨道(dào)，按(àn)照我们所(suǒ)理解的方式运(yùn)动。但是上(shàng)升到(dào)星系(xì)和(hé)星团(tuán)的尺度(dù)，引力之间(jiān)的(de)相互作用则是不同的方式(shì)。对(duì)于在星(xīng)系团(tuán)之间(jiān)的(de)相互作用，科学家还引(yǐn)入了外(wài)部场效应(yīng)的概念，指的是(shì)在数百万光年的规模上，巨大的质量之间会产(chǎn)生对(duì)彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论成立，这意(yì)味着(zhe)我们需要对现(xiàn)在的物理定律进行修正，这些发现也让(ràng)很多人(rén)认为暗物质假说理论就此终结。但是(shì)在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中还(hái)有关(guān)于暗物质(zhì)存在的其他的理论(lùn)证据，这些(xiē)理论证据(jù)是蒙德理论所没法(fǎ)解(jiě)释的(de)“引力透镜(jìng)”。

径向距离为(wèi)37亿(yì)光年的(de)子弹(dàn)星系团，由两个碰(pèng)撞的星系团所组成，类似这样的星团，它(tā)们大部分的普通(tōng)质(zhì)量都在(zài)星系的气体(tǐ)当中。当星(xīng)团以1000万公里/小时发生碰撞(zhuàng)的时候(hòu)，星际气体的相互作用就会(huì)导(dǎo)致温度的急剧(jù)升高(gāo)，速度(dù)大幅降低(dī)。所以在理论(lùn)上，在(zài)碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的(de)质(zhì)量将位于(yú)所有(yǒu)这(zhè)些(xiē)气体(tǐ)所在的中间区域。那(nà)么我们(men)通过什(shén)么(me)来(lái)验(yàn)证它的质量区域(yù)到底是不是集中在中间呢(ne)？前不久(jiǔ)，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太(tài)空望远(yuǎn)镜传回了宇宙(zhòu)当中第一张全彩的高(gāo)清照片，在照片中我们可以明显地看到很多星系似(shì)乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生(shēng)了(le)巨大(dà)的形(xíng)变。其实(shí)这些星系本身并(bìng)不是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦伯望远镜(jìng)出(chū)了(le)什么问题，而是这样(yàng)极遥远(yuǎn)的天体和(hé)我们(men)地球上(shàng)的观测者(zhě)之间。被一(yī)个质量(liàng)超级(jí)巨大的天体遮挡，这个超大(dà)质量的东西的引力，会使身后(hòu)更(gèng)遥(yáo)远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就是引(yǐn)力透镜效应(yīng)。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质量的(de)黑(hēi)洞或者是暗物质。

所以当人们对子(zi)弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域(yù)并(bìng)不是在(zài)中间，而(ér)是在两侧(cè)。所(suǒ)以最好(hǎo)的解释方法就是当(dāng)星(xīng)团发生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物质则直接通(tōng)过了(le)这(zhè)个(gè)区域，并在两边形成(chéng)了(le)引力透镜(jìng)。对子弹星系(xì)团的(de)引力透镜研究也被认(rèn)为(wèi)是暗物质存在的迄今为(wèi)止(zhǐ)最(zuì)好(hǎo)的理论证(zhèng)据。

除此(cǐ)之外，还有来自(zì)宇宙当(dāng)中最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始(shǐ)，38万年之后，可见光终于(yú)可以(yǐ)畅通无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了(le)130多亿年之(zhī)后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙(zhòu)空间背景(jǐng)上(shàng)留下了各相同性的微波(bō)辐射(shè)。其中红色的部分(fēn)表示温度较高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较(jiào)冷的区(qū)域，但实际上它们之间的温差只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科学家们通过对前(qián)景(jǐng)背(bèi)景分离后(hòu)的二值图像进行连通域提取(qǔ)和标记之后发现(xiàn)，如果宇宙当(dāng)中没有暗(àn)物质，图形看起(qǐ)来不应该是(shì)这样的，而(ér)随着暗物(wù)质的增(zēng)加，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才(cái)变得看起来“和谐(xié)”。为了匹(pǐ)配宇宙(zhòu)微波背景辐射的测量值(zhí)，我(wǒ)们需(xū)要的暗物质大约是(shì)普(pǔ)通物质的5倍。这个(gè)数字与解释星系当中恒(héng)星(xīng)运动所(suǒ)需要的暗物质比(bǐ)例是一致的。这就(jiù)意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论(lùn)框架(jià)，抖音哈拉少什么意思，抖音哈拉少是什么意思就很好地解释了很多不同的观(guān)测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中(zhōng)存在着某种类型的粒(lì)子，它们不参与任(rèn)何(hé)其他的电磁作用，只(zhǐ)通过(guò)引力来相互作用。所(suǒ)以如果能够找到(dào)这种粒子的存在，就相当于找(zhǎo)到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什(shén)么？科学家们已经提(tí)出了数十种的假想目标，而(ér)要寻找这些不同的目标粒子(zi)所需要(yào)的(de)实验方(fāng)式也不相同。在过去的几十年(nián)当中，人类为了寻找这些(xiē)看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规物质相互(hù)作(zuò)用的“暗物质”，科学家们(men)已经进行了超过(guò)50次(cì)的实(shí)验，却(què)没有任何实质性的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于(yú)阿尔卑斯山脉(mài)。

在(zài)山下(xià)1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球上(shàng)最(zuì)大的地学(xué)实验室，这(zhè)个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层楼高的探(tàn)测器，一(yī)直致力于(yú)寻(xún)找暗物质粒子的周期性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来，这里的(de)科学家声称观(guān)测到了某种信号。经过了20多年的(de)数(shù)据收集，人们发现了一个有趣的事情。探测率(lǜ)会(huì)在每年(nián)的6月份达到(dào)峰值(zhí)，然后(hòu)在11月降到最低，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一(yī)些科(kē)学家认为这可能是人类发(fā)现(xiàn)暗物质的第一个直接证据(jù)。

但(dàn)是为什(shén)么暗物质会产生周(zhōu)期(qī)性(xìng)的年度信号呢？刚(gāng)才我(wǒ)们讲(jiǎng)了太阳(yáng)系(xì)正在以220公里/秒的速度围绕着银河系进行移动，那么(me)如果暗物质存在宇宙当中，这意(yì)味(wèi)着我们也在以这样(yàng)的(de)速度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过程(chéng)中会产(chǎn)生相应(yīng)的振荡，同时地球又以30公里(lǐ)/秒的速度围绕太阳进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳(yáng)的方向与(yǔ)太(tài)阳环(huán)绕银河系的方向是一致的，而另外半(bàn)年则(zé)与之相反。

而在6月份(fèn)的时候(hòu)，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这是理(lǐ)论上地球(qiú)穿(chuān)越(yuè)暗物(wù)质(zhì)流最快的时段。而在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽(jǐn)管在(zài)实际的情况中，太(tài)阳系相(xiāng)对银河系的平面(miàn)呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影响(xiǎng)这个理论的有效性。

因(yīn)此(cǐ)科学(xué)家认(rèn)为这可以用来解释，研究(jiū)人员们所观测到的周期(qī)性信号。当然也可能有(yǒu)其他(tā)的情(qíng)况，造成(chéng)这种年度周期信号的差(chà)异也可能(néng)是温度、湿(shī)度、土(tǔ)壤中的水分、高(gāo)山上的积雪，甚至(zhì)连意(yì)大利游(yóu)客的(de)数量也符合这个周期的规律。

所(suǒ)以(yǐ)，科(kē)学家们(men)又在南半球建立了一(yī)个几乎相(xiāng)同的实验(yàn)室，这里的季节与之前的实(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)动特征和第一(yī)个实验室(shì)是一样的(de)。

因此，如(rú)果在这里可(kě)以(yǐ)得到(dào)相同的信(xìn)号，就(jiù)可以成为(wèi)暗物质所存在的非常有力的证据了。但是由于这个实(shí)验室刚刚建(jiàn)成不久，所以截(jié)至目前还(hái)无法提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新(xīn)的望远镜，这(zhè)台(tái)太空望远镜(jìng)叫(jiào)做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的(de)主(zhǔ)镜大小跟哈(hā)勃望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器提供的视(shì)野(yě)是哈(hā)勃红外仪器(qì)的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼(màn)太(tài)空(kōng)望远镜其中一个(gè)关键的用途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测(cè)的结果(guǒ)，我们只能拭目以待了(le)。费米实验室(shì)粒子(zi)天体物理中心(xīn)的科(kē)学家丹琥珀和贾森斯(sī)特(tè)芬(fēn)研究(jiū)发现，如果暗物质(zhì)存在，它们极有可能拥(yōng)有另一种神秘(mì)的(de)效(xiào)应(yīng)，这(zhè)种(zhǒng)暗物质效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的诞(dàn)生，或者说是生命(mìng)进化的一个重要因素。

如果这一(yī)理论得到(dào)进一步(bù)的证实(shí)，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会(huì)意(yì)味(wèi)着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角落的(de)行星上，暗物质正(zhèng)在通(tōng)过这样的效应创造生(shēng)命(mìng)。当然(rán)，这些推论(lùn)的大前提是(shì)要(yào)先找(zhǎo)到(dào)暗物质存(cún)在的实际证(zhèng)据。那(nà)么小伙伴们，你们觉(jué)得暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持(chí)是我更新的动(dòng)力！

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