宇宙是“人为制(zhì)造”的？为何会存在科(kē)学无法解释的“暗物质”？暗物质(zhì)又究竟是什么？人类为了寻找暗(àn)物(wù)质存在的证据(jù)，科学家们在过去的(de)几(jǐ)十年当中进行了(le)超过50次的长期(qī)实验，但是却(què)没有发(fā)现任(rèn)何的(de)有效证据。除了(le)一(yī)个(gè)地方，在1687年(nián)出版的自然哲学数(shù)学原(yuán)理一(yī)书(shū)中，埃萨克牛(niú)顿发表了(le)万有引力定律，它(tā)揭示了(le)宇宙(zhòu)中天(tiān)体运动的规律。往(wǎng)后的(de)几百年来，当天文学家们(men)发现(xiàn)某(mǒu)些天体运行轨道出现异(yì)常(cháng)，不符合(hé)万有引力定律的时候，他们就(jiù)会知(zhī)道，周围一定有(yǒu)未知(zhī)的(de)天体(tǐ)通过(guò)引力(lì)在(zài)摄(shè)动它的(de)轨道。比(bǐ)如在1846年，奥(ào)本勒维耶(yé)就通(tōng)过天王星(xīng)运(yùn)行轨道的异常(cháng)，推算并且发现了海王星的(de)存(cún)在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用(yòng)万有(yǒu)引力定(dìng)律所取得(dé)重大(dà)天文成就(jiù)的例子。但是(shì)这些发(fā)现都是在恒星系统的尺度(dù)当中(zhōng)，可当(dāng)我们上升到星系或者是星团的尺度，事情就开始变得(dé)诡异(yì)了。

却之不恭受之无愧是什么意思，却之不恭受之有愧是接受还是拒绝p>

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹威基(jī)正在(zài)研究和测(cè)量后发星系团的质量。这是一个(gè)由(yóu)数千个星系所组成的(de)巨大星(xīng)系(xì)团，这些星系(xì)被(bèi)引力束缚在一起。测量(liàng)星系(xì)团的质(zhì)量一般会使用到两(liǎng)种方法(fǎ)，当两种方法结果一致(zhì)，就(jiù)可以确定其质量的范(fàn)围。

第一种是(shì)获得(dé)其"光度(dù)学的质量"，需(xū)要的数据是测量各个星系的光度。

第二(èr)种是动力学质量的计算，是利用(yòng)光(guāng)谱红(hóng)移测量星(xīng)系团中的各个星系相(xiāng)对于星(xīng)系团的(de)运动(dòng)速度。当测量结(jié)果出来(lái)之后(hòu)，兹威基彻底懵了(le)，“动力学质量”竟然(rán)是(shì)“光度学质量”的(de)400倍。这意味着，后发座(zuò)星系团有99%的质量消失了，或者说这99%的(de)质量并不(bù)以可见光的形式所存在(zài)，我们无法看到。最诡(guǐ)异的(de)是，在测(cè)量速度的过程中，兹威基发现星(xīng)系团中(zhōng)很多星系的速度比(bǐ)理论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的(de)质量所产生的(de)引力是无(wú)法将它们(men)束缚在星系(xì)团内的(de)，它们早就应该被抛出星系团(tuán)之外了，除非有(yǒu)一种神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力(lì)量来(lái)源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提(tí)出了这样(yàng)部(bù)分不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射(shè)光，但(dàn)是(shì)它(tā)们却占据着宇宙中绝大部分(fēn)的质(zhì)量。只是当时的人们对这样的一种说法不(bù)屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年之(zhī)后，“暗(àn)物(wù)质”这个词才再一次出(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(de)恒(héng)星运动(dòng)。理论上来说，距离中心越远的恒(héng)星在其轨道上的运行速度就会越慢(màn)。但是他们(men)观测的结果(guǒ)却让人感到(dào)不(bù)可思议。

随着与中(zhōng)心距离的增(zēng)加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎(hū)保(bǎo)持不变。可是(shì)根(gēn)据牛(niú)顿的万有(yǒu)引力(lì)定律，在星系(xì)当中(zhōng)如果(guǒ)没有足(zú)够大的质(zhì)量来吸引(yǐn)它(tā)们，这(zhè)些外围的(de)恒星早就被甩到宇宙当中了。基于(yú)这种(zhǒng)现(xiàn)象(xiàng)，科学(xué)家们会使用一(yī)种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗(àn)物(wù)质的存在，这种方法(fǎ)就(jiù)是测量(liàng)星系(xì)当(dāng)中气(qì)体在X轴(zhóu)上(shàng)距离(lí)星系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋转速度。如果出现(xiàn)异(yì)常(cháng)的(de)结(jié)果，就认为是由暗物质的力量(liàng)进入其(qí)中。

于(yú)是科(kē)学家们通过射电(diàn)望远镜测量了距离星系(xì)中心更远距离(lí)的氢元素，发现它(tā)们(men)的旋转速度并不(bù)符合(hé)牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三(sān)悬(xuán)臂之上，距离银河系(xì)中心(xīn)2.6万(wàn)光(guāng)年，根据(jù)万有引(yǐn)力(lì)定(dìng)律进行计算(suàn)，太阳系(xì)的(de)运(yùn)行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋(xuán)转，这个实际(jì)速度远远大于理论速度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加(jiā)速(sù)度的原因很可能就是存在(zài)着(zhe)一种我们看(kàn)不(bù)到的(de)物质，是这些暗物质的引力效(xiào)应将(jiāng)星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开始(shǐ)相信暗物质的存(cún)在(zài)。科学(xué)家根据星系(xì)外(wài)恒星轨道的(de)速度，估算在星系当中暗物质的质量(liàng)占整个星系质(zhì)量(liàng)的(de)85%。但是，暗(àn)物质并不(bù)是唯一可以解释这个现(xiàn)象的原因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发现(xiàn)，几乎没有引(yǐn)力效应的(de)遥远(yuǎn)恒星之间(jiān)，也(yě)会(huì)出(chū)现速度(dù)上的微小(xiǎo)差异。另外，天(tiān)文(wén)学家还发现了一个反常的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系(xì)距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银河系不多(duō)，但是星系(xì)当中存在的恒星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论(lùn)上，该星系(xì)必须存在暗物质，否则就会分崩离析。但是科学家们使用最先进(jìn)的望远镜对(duì)其进行了40个小时的详细测量之(zhī)后，发现星系中的恒星运动是可以用(yòng)正常的(de)物质和(hé)力学定律来解(jiě)释的(de)。那么(me)又有(yǒu)人提出，也许该星系的暗物质，已经被附近的(de)另一个大(dà)星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没(méi)有(yǒu)任何星系存(cún)在。造成这(zhè)些现象的(de)除了暗物(wù)质的(de)假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力(lì)的理解还(hái)不(bù)够全面(miàn)，引力很可能在(zài)不同(tóng)尺度空间中的工作(zuò)方(fāng)式是不同的，这意味着在行(xíng)星(xīng)系(xì)尺度中(zhōng)的天体(tǐ)会沿着它(tā)们的轨道，按照我们(men)所理解(jiě)的方(fāng)式(shì)运动(dòng)。但是(shì)上升到星(xīng)系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引(yǐn)力之(zhī)间的相互(hù)作用则是不(bù)同(tóng)的方(fāng)式。对于在星系团(tuán)之(zhī)间的相(xiāng)互作用，科学家还引入了外部场效(xiào)应的(de)概念，指的是在数(shù)百万(wàn)光年的规模(mó)上，巨大的质量(liàng)之(zhī)间会产生对(duì)彼(bǐ)此特(tè)殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这意味(wèi)着我们(men)需要对现(xiàn)在(zài)的(de)物理(lǐ)定律进行(xíng)修(xiū)正，这些发现(xiàn)也(yě)让很多人认(rèn)为暗物质假(jiǎ)说理论(lùn)就(jiù)此终结。但(dàn)是在(zài)宇宙当中还有关于暗(àn)物质存在的其他的理论证据，这(zhè)些理(lǐ)论证据是蒙德理论所没法解释的“引力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年的(de)子弹星系团(tuán)，由(yóu)两个碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它(tā)们大部(bù)分的普通(tōng)质(zhì)量都在星(xīng)系的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的(de)时候，星(xīng)际气体的相(xiāng)互(hù)作用就会导(dǎo)致(zhì)温度的急剧升高，速(sù)度大(dà)幅降低。所(suǒ)以在理(lǐ)论上，在碰撞之后，子弹星系团大(dà)部(bù)分(fēn)的质量将位于(yú)所有(yǒu)这些气体(tǐ)所在的中间区域。那么我们(men)通过什么来验证它的质量区(qū)域到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦(wéi)伯太空(kōng)望远(yuǎn)镜(jìng)传回了宇宙当中第一张全彩的高清照片(piàn)，在(zài)照(zhào)片中我们可以明显地(dì)看到很(hěn)多星系(xì)似乎被拉伸产生了(le)巨(jù)大(dà)的(de)形(xíng)变。其(qí)实这(zhè)些(xiē)星系本身并不是真的被扭曲了(le)，也不(bù)是(shì)韦伯(bó)望(wàng)远镜(jìng)出了什么问题(tí)，而是这样极遥远的(de)天(tiān)体(tǐ)和我们地球(qiú)上的观测者之间。被一(yī)个质量超级巨大的天体(tǐ)遮挡，这个超大质量的(de)东西的引力，会使身后更(gèng)遥远星系(xì)的光(guāng)都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜效应。这(zhè)个巨大的(de)天体可能是超大质(zhì)量的黑洞或者(zhě)是暗物(wù)质。

所以(yǐ)当人们(men)对子弹星(xīng)系团观测的时候(hòu)，发现它的大(dà)质量区域(yù)并(bìng)不是在(zài)中(zhōng)间，而是在(zài)两侧(cè)。所以最好的(de)解(jiě)释方法(fǎ)就是当(dāng)星团发生全(quán)部的碰撞时(shí)，可被观测到(dào)的质量气体(tǐ)被(bèi)卡在(zài)了中间，暗物(wù)质则直接通过了这个区域，并在两边形(xíng)成了引力透镜。对子(zi)弹星系团的引力透镜研究(jiū)也被认为是暗物质存在的迄(qì)今(jīn)为止最好的理论证据(jù)。

除此(cǐ)之外，还(hái)有来自(zì)宇宙当(dāng)中最古(gǔ)老(lǎo)的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于(yú)可以(yǐ)畅通(tōng)无阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年(nián)之后(hòu)，这(zhè)些光在宇宙空间背景上留下了各(gè)相同(tóng)性(xìng)的微波辐射。其中红色(sè)的部(bù)分表示温度较高的区(qū)域(yù)，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的(de)区域，但(dàn)实际上它们(men)之间的温差只有万分之一。

科学(xué)家们(men)通过对前景背景分离后的二值(zhí)图像进(jìn)行(xíng)连通域提取和标记之后发现，如果(guǒ)宇(yǔ)宙当中没(méi)有暗物质，图形(xíng)看起来不应该是(shì)这样的(de)，而(ér)随着暗物质的增(zēng)加(jiā)，一(yī)些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才却之不恭受之无愧是什么意思，却之不恭受之有愧是接受还是拒绝变得(dé)看起(qǐ)来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量(liàng)值，我们需要的(de)暗物质大约是普通(tōng)物质的5倍。这个数字与解(jiě)释星系当(dāng)中恒星运动所(suǒ)需要的(de)暗(àn)物质比例是一致的(de)。这(zhè)就意味着。

用(yòng)了一(yī)个(gè)简单的(de)理论框架(jià)，就很好(hǎo)地解释(shì)了(le)很多(duō)不(bù)同的观测(cè)结果(guǒ)。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它(tā)们不参与任何其他的电磁作(zuò)用，只通(tōng)过引力(lì)来(lái)相(xiāng)互作用。所以如果能(néng)够找(zhǎo)到这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在的(de)实际证据。这种粒子到底是什么(me)？科学(xué)家(jiā)们已经提(tí)出了(le)数十种(zhǒng)的假想(xiǎng)目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需(xū)要的实验(yàn)方(fāng)式也不相同(tóng)。在过去的几(jǐ)十年当中，人(rén)类为了(le)寻找这些看(kàn)不见、摸(mō)不(bù)到，几(jǐ)乎不会与常(cháng)规物质相(xiāng)互作用(yòng)的“暗物质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次的实验，却没有(yǒu)任(rèn)何实(shí)质性的发现(xiàn)，除了(le)一个(gè)地方(fāng)，意大利(lì)的格兰萨索(suǒ)山，隶(lì)属于阿尔卑(bēi)斯(sī)山脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的地下(xià)矿井当(dāng)中，藏着地(dì)球上最(zuì)大(dà)的地学实(shí)验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一直致力于(yú)寻找暗物质粒(lì)子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的(de)科学家声称观测到了某种(zhǒng)信号(hào)。经过了20多年的数据(jù)收集，人(rén)们(men)发(fā)现了一个有(yǒu)趣(qù)的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降(jiàng)到最低(dī)，而且在20年(nián)当中(zhōng)每年都是一样。一些科学家认(rèn)为这可(kě)能是人类发(fā)现暗物质的第一个直接证据。

但是(shì)为什么暗物质(zhì)会产生(shēng)周期(qī)性的(de)年度(dù)信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们讲了太(tài)阳系(xì)正在以220公里/秒的速度围(wéi)绕(rào)着银河系(xì)进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当(dāng)中(zhōng)，这(zhè)意味着我们也在以(yǐ)这样的(de)速(sù)度在穿越(yuè)着暗物质流(liú)，这个过程(chéng)中会产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳进(jìn)行(xíng)旋转(zhuǎn)。所以(yǐ)有(yǒu)半年的时间，地球围(wéi)绕太阳的(de)方向与太阳环(huán)绕银(yín)河系的方向是(shì)一(yī)致的，而(ér)另外半年则与之(zhī)相(xiāng)反。

而在6月份(fèn)的时候，地球(qiú)与太阳的方向(xiàng)正好达到完(wán)全一致，这是理(lǐ)论上地球穿(chuān)越暗物质流最快(kuài)的时段。而(ér)在11月份，又恰好达到(dào)了最慢值。尽管在实际的(de)情况(kuàng)中，太阳系相对(duì)银河(hé)系的平面呈现了60度(dù)的(de)倾(qīng)斜(xié)，但是这并不影响(xiǎng)这(zhè)个理论的有效(xiào)性。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研究(jiū)人(rén)员们所观(guān)测到的周(zhōu)期性信号。当然也可能有其(qí)他的情(qíng)况(kuàng)，造成这种年度周(zhōu)期信号的差异(yì)也可能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的(de)积(jī)雪，甚至连(lián)意(yì)大利游客(kè)的数量也(yě)符合这个周(zhōu)期(qī)的规律。

所以，科学家们(men)又在南(nán)半(bàn)球(qiú)建立了一个(gè)几乎(hū)相同的(de)实验室，这里(lǐ)的季节与之前的实(shí)验(yàn)室正好相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实验室(shì)是一样的。

因(yīn)此，如果在这里(lǐ)可以得到相同的信号，就(jiù)可以成为暗物质所存在的非常有力的证据了。但是由于这个(gè)实验(yàn)室刚刚建成不久，所以截至目前还无(wú)法提(tí)供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将(jiāng)会发射一台新的(de)望远镜(jìng)，这(zhè)台太空(kōng)望远镜叫做“南希(xī)格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但(dàn)它的(de)宽(kuān)视(shì)场(chǎng)仪器提供的(de)视野是哈勃红外(wài)仪器的100倍(bèi)。南希格雷斯罗曼太空望远镜其中一个关键的用途(tú)就是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对(duì)于探测的(de)结(jié)果(guǒ)，我(wǒ)们(men)只能拭目以待了。费(fèi)米实验室粒子(zi)天体(tǐ)物理中心(xīn)的科学家丹琥珀和贾森斯特芬(fēn)研究发(fā)现，如果暗物(wù)质存(cún)在，它们(men)极有可能拥(yōng)有(yǒu)另一种神秘的效应，这种(zhǒng)暗物质效应，会(huì)支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进(jìn)化的一个(gè)重要因素。

如果(guǒ)这(zhè)一理论得(dé)到进一(yī)步的证实，那(nà)么遍布宇(yǔ)宙当中的暗物质(zhì)会不会意味着人类并不(bù)孤单呢？或许在(zài)宇(yǔ)宙当(dāng)中某个角落的行星(xīng)上，暗(àn)物(wù)质正(zhèng)在通过(guò)这样的效应创造生(shēng)命。当(dāng)然，这些推(tuī)论的大前提是要(yào)先找到(dào)暗物(wù)质存在(zài)的(de)实(shí)际证据。那么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支(zhī)持(chí)是我更新的动力！

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