宇宙是“人(rén)为制造”的(de)？为何会存在(zài)科(kē)学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟是什(shén)么(me)？人类为了寻找暗物(wù)质存在的(de)证据(jù)，科学家们在过去的几十年(nián)当中进行(xíng)了超过(guò)50次的长(zhǎng)期实验，但是却没(méi)有发现任何的有(yǒu)效证(zhèng)据。除了一(yī)个地方(fāng)，在(zài)1687年出版的自(zì)然哲(zhé)学(xué)数(shù)学原理一书中(zhōng)，埃萨(sà)克牛(niú)顿发表(biǎo)了万有(yǒu)引(yǐn)力定(dìng)律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体(tǐ)运(yùn)动的规律(lǜ)。往后的几百年(nián)来，当天文(wén)学家(jiā)们发现某些天(tiān)体运行轨道出现异常，不符合(hé)万有引(yǐn)力定律(lǜ)的时候(hòu)，他们就会知道(dào)，周围(wéi)一(yī)定有(yǒu)未(wèi)知的(de)天体通(tōng)过引力在摄动它的(de)轨道。比(bǐ)如在1846年，奥本勒维耶就(jiù)通过天王星(xīng)运行轨道的异常，推算并(bìng)且(qiě)发现(xiàn)了(le)海王(wáng)星(xīng)的存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗(huì)星、冥王星的(de)发现都(dōu)是应用万有引(yǐn)力定律所取得重大天(tiān)文成就的例子。但(dàn)是这些发现都是(shì)在(zài)恒星系统的尺度当中，可(kě)当我们上(shàng)升到星系或者是星团的尺度，事情(qíng)就(jiù)开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物(wù)理(lǐ)学家弗里(lǐ)茨兹威基(jī)正在研(yán)究和测量后发星系(xì)团的质量。这(zhè)是一个(gè)由数千个星系所组(zǔ)成的巨大星系团，这些星系被引力束缚在一起。测量星系(xì)团的质量一(yī)般(bān)会使用(yòng)到两种方法(fǎ)，当(dāng)两种方(fāng)法结果一致，就(jiù)可以确定其(qí)质(zhì)量的范围(wéi)。

第一种(zhǒng)是获得其(qí)"光度学的质(zhì)量"，需要的(de)数据是测量各个星系的光度。

第二种(zhǒng)是动力学质(zhì)量的计算，是利(lì)用光谱红移(yí)测量(liàng)星系团中的各(gè)个星系(xì)相对于星系团的运动速度。当测(cè)量结果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学(xué)质量”的(de)400倍。这意味着，后(hòu)发(fā)座星系团有(yǒu)99%的质量(liàng)消失了，或者说这(zhè)99%的质量并(bìng)不以可见光的形式(shì)所存在，我们无(wú)法(fǎ)看到(dào)。最(zuì)诡异的(de)是，在(zài)测量(liàng)速度(dù)的过(guò)程中，兹威(wēi)基发现星系团中很多(duō)星系的(de)速度比理论上(shàng)要快得多，按照(zhào)牛顿(dùn)的(de)运动(dòng)学定律，仅靠这些(xiē)可见(jiàn)星系的(de)质量所产生的引力(lì)是无法(fǎ)将(jiāng)它(tā)们束缚在星系团内(nèi)的，它们早就(jiù)应该被抛出星系团之(zhī)外了，除非有(yǒu)一种神(shén)秘的力(lì)量在(zài)起(qǐ)作(zuò)用(yòng)，这种力(lì)量来源于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分不(bù)可见的暗质，它(tā)不发散(sàn)光、吸(xī)光、反(fǎn)射光，但是它(tā)们却占据(jù)着(zhe)宇宙(zhòu)中绝大部(bù)分的质量(liàng)。只是当时的人(rén)们对这样(yàng)的一(yī)种说法不(bù)屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个词才(cái)再一次出现。天文学(xué)家维(wéi)拉鲁宾和(hé)肯特福特在(zài)观测仙(xiān)女座(zuò)星(xīng)系中的恒星运动。理论上来说，距离中心越(yuè)远的恒(héng)星在其(qí)轨道上的(de)运(yùn)行(xíng)速度就会(huì)越(yuè)慢(màn)。但是(shì)他们观测的结果却让(ràng)人感到(dào)不可思议。

随着与(yǔ)中心(xīn)距离(lí)的增(zēng)加，恒星的旋转速度几乎保持不变(biàn)。可(kě)是根(gēn)据牛顿的万有引(yǐn)力定律，在星系当中如(rú)果没(méi)有足够大的质量来(lái)吸引它们(men)，这些(xiē)外围(wéi)的恒星早就(jiù)被甩(shuǎi)到宇(yǔ)宙当中了。基于这种现象，科学(xué)家们会使用(yòng)一(yī)种相对标准的方法来解(jiě)释暗物质的存在，这种(zhǒng)方法就(jiù)是测量星系当(dāng)中气(qì)体在(zài)X轴(zhóu)上距(jù)离星系中心的距离，以及在(zài)Y轴上气体(tǐ)的旋转(zhuǎn)速度。如果出现(xiàn)异常的结果，就(jiù)认为是由暗(àn)物质的力(lì)量进入其中。

往事不堪回首月明中什么意思解释，往事不堪回首月明中下一句是什么ding="async" data-ratio="0.46758039008961516" data-type="jpeg" data-w="1897" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/67429f249a21ea5.jpeg?imageMogr2/thumbnai往事不堪回首月明中什么意思解释，往事不堪回首月明中下一句是什么l/2160x0/format/webp/quality/80">

于是科学家们通过射电望远(yuǎn)镜(jìng)测量了(le)距离星系中心更远距离的(de)氢(qīng)元素，发现它们(men)的旋转速度并不符合(hé)牛(niú)顿的力学定律。我们的太阳(yáng)系也不例外，太阳系位于(yú)银(yín)河(hé)系的(de)第(dì)三悬臂之(zhī)上，距离银河系(xì)中心(xīn)2.6万光年，根(gēn)据万有(yǒu)引(yǐn)力定律进行计算，太(tài)阳系(xì)的运行(xíng)速度应该是(shì)160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上，太阳系正在以220千米(mǐ)/秒的(de)速度(dù)围(wéi)绕银河系(xì)旋转，这个实际速度(dù)远远大于理(lǐ)论速度，那么(me)产(chǎn)生以上(shàng)这种向(xiàng)心(xīn)加速度的原因很可能就是存在着一种我们看不到的物质，是这些(xiē)暗物质的(de)引力效应将星系聚(jù)集(jí)在了一(yī)起。

也是从(cóng)这(zhè)时开始，越来(lái)越(yuè)多的研究(jiū)人员开始相信暗(àn)物质的(de)存(cún)在。科学家根(gēn)据星(xīng)系外恒星轨道(dào)的(de)速度(dù)，估算在星系当中暗物质的质量(liàng)占整个星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物(wù)质并不是唯一可以解(jiě)释这个现象的(de)原(yuán)因。在一项新的研(yán)究当中，科学(xué)家们发现(xiàn)，几乎没有引力效(xiào)应(yīng)的遥远恒(héng)星(xīng)之间，也会出现速度上的微小差异。另外(wài)，天文学家(jiā)还发现了一个(gè)反常的星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个星(xīng)系距离地(dì)球大约(yuē)2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多，但是星系当中(zhōng)存(cún)在的恒星数量却只有(yǒu)银河系的(de)千(qiān)分之一。

所(suǒ)以在理论(lùn)上(shàng)，该(gāi)星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会分崩离析(xī)。但是(shì)科(kē)学家们使用最先进的望远镜对其(qí)进行了40个小时的(de)详细测(cè)量之(zhī)后，发现星系(xì)中的恒星运动是可以用正常的物质和(hé)力学定律来解释的。那么又有人(rén)提(tí)出，也许该星系的暗(àn)物质，已经被附近(jìn)的另一个大星系剥离了。奇(qí)怪的是，它(tā)的附(fù)近(jìn)没有任何(hé)星(xīng)系存在。造成这些(xiē)现(xiàn)象的除了暗物质(zhì)的(de)假说之外，另(lìng)一种(zhǒng)可能就是(shì)人类对引力的(de)理解还不够全面，引力很可能在不同尺(chǐ)度空间中(zhōng)的工作方式是不同的(de)，这(zhè)意(yì)味(wèi)着在行星系(xì)尺度中的天(tiān)体(tǐ)会沿(yán)着它(tā)们的轨道，按照我们所理(lǐ)解的(de)方(fāng)式运动。但是上升(shēng)到星(xīng)系和(hé)星(xīng)团的尺度，引(yǐn)力之(zhī)间的相互作(zuò)用(yòng)则是(shì)不同的方式。对(duì)于在星系团(tuán)之间的相互作(zuò)用，科(kē)学(xué)家(jiā)还引入了外部场(chǎng)效应的概(gài)念，指的是在数(shù)百万光年的(de)规模上，巨大的质量之间(jiān)会(huì)产生对彼此特殊的效果(guǒ)，这(zhè)个理论叫做MOND蒙(méng)德理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们(men)需要对(duì)现在的物理定律进行修正，这些发现也(yě)让很多(duō)人认为暗(àn)物质假说理论就此终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有关(guān)于暗物质存在的其他的理(lǐ)论证(zhèng)据，这(zhè)些理论证据是蒙德理(lǐ)论所没法解释的“引力透(tòu)镜(jìng)”。

径(jìng)向(xiàng)距离为37亿光年(nián)的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这样的星团(tuán)，它们大(dà)部(bù)分的普通质量都在(zài)星系(xì)的(de)气体当(dāng)中。当星(xīng)团以1000万(wàn)公里/小时(shí)发(fā)生碰(pèng)撞的时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧升高，速度大幅(fú)降低。所以在理论上，在(zài)碰撞(zhuàng)之(zhī)后(hòu)，子弹星系团大(dà)部分的质量将位于所有这些气(qì)体所在的(de)中(zhōng)间区域。那(nà)么我们通过什么来验证它(tā)的(de)质量(liàng)区域(yù)到底是不是(shì)集中(zhōng)在中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第一张全彩的高清照片(piàn)，在照片中(zhōng)我们(men)可以(yǐ)明显地看到很多星系似乎(hū)被拉伸产生了(le)巨大(dà)的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯望(wàng)远镜出了什么问题，而是这样极(jí)遥远的天(tiān)体和我们地球上的观测(cè)者之间。被一个质量超(chāo)级巨大的天体遮挡，这(zhè)个超大质(zhì)量(liàng)的东(dōng)西的(de)引力，会使身后更遥(yáo)远(yuǎn)星系(xì)的光(guāng)都(dōu)发生了扭曲。这个现象(xiàng)就是引力透镜效应。这个巨大的天体(tǐ)可能是(shì)超大质量的黑(hēi)洞或(huò)者是(shì)暗物质(zhì)。

所以当(dāng)人们对子弹星系(xì)团观测的时候，发现它的大质量(liàng)区(qū)域并(bìng)不是(shì)在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好(hǎo)的解释方法就是当星团发生(shēng)全部(bù)的碰撞时，可被观测(cè)到的(de)质量气(qì)体被卡(kǎ)在(zài)了(le)中(zhōng)间，暗物质则直(zhí)接通过(guò)了这个(gè)区(qū)域，并在两边形成(chéng)了引力透镜。对(duì)子弹星系(xì)团的引力透镜研(yán)究也被(bèi)认为(wèi)是(shì)暗物质存在的迄今(jīn)为止最好(hǎo)的理论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇宙当中最古老的(de)光。从宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开始(shǐ)，38万年之后，可见光终于可以畅通无(wú)阻地穿越(yuè)在宇宙当(dāng)中了。经过了130多亿(yì)年之后，这(zhè)些(xiē)光在宇(yǔ)宙空间背景上(shàng)留下了各相同(tóng)性的微波辐射。其中红色的(de)部分表示温度(dù)较高的区域，蓝色则(zé)表(biǎo)示(shì)相对(duì)较冷的区(qū)域，但实际上它们之(zhī)间的温差(chà)只有万(wàn)分之一。

科学家们通过对前(qián)景背景分离后(hòu)的二值图像进行连通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图(tú)形看起来不应该(gāi)是这(zhè)样的，而(ér)随(suí)着暗(àn)物质的增加(jiā)，一些峰值的幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的测量(liàng)值，我们(men)需要的暗物质大约是普通物质(zhì)的5倍。这个数(shù)字与解释(shì)星系当中恒星运(yùn)动(dòng)所需要的暗物质(zhì)比例是(shì)一致的。这就意(yì)味着。

用了(le)一个简单的理论(lùn)框架，就很(hěn)好地解释了(le)很多不(bù)同(tóng)的观测结果。而暗(àn)物质(zhì)的本质(zhì)就是宇宙当中存(cún)在着某种类型(xíng)的(de)粒子，它(tā)们不参与任何其他的电磁作用(yòng)，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能够找到(dào)这种粒子的存在，就相当(dāng)于(yú)找到了暗物质(zhì)存在的(de)实际证据(jù)。这种粒子到(dào)底是什么？科学家(jiā)们已经(jīng)提出(chū)了数十(shí)种(zhǒng)的假想目标(biāo)，而要寻找这些不同(tóng)的目标粒子所(suǒ)需要的实(shí)验方式也不相(xiāng)同。在过去的(de)几十年当中，人(rén)类为了寻找这些看不(bù)见(jiàn)、摸(mō)不到(dào)，几乎不会与(yǔ)常规物质(zhì)相互作用(yòng)的“暗物质”，科学(xué)家们已经进(jìn)行了超过50次(cì)的(de)实验，却没有任何实质性的(de)发现，除(chú)了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔卑斯(sī)山脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的地下矿井当中，藏着(zhe)地球(qiú)上最大(dà)的地学实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层(céng)楼高的探测(cè)器，一直致力于(yú)寻找暗物质(zhì)粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学(xué)家声称观测到了某(mǒu)种信(xìn)号。经(jīng)过了(le)20多年(nián)的数(shù)据收集，人们发现了一个有(yǒu)趣的事情。探测率(lǜ)会在每年的6月份达(dá)到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年当(dāng)中(zhōng)每年都是一样。一些(xiē)科学(xué)家(jiā)认为这(zhè)可(kě)能(néng)是人(rén)类发现暗物质的(de)第一个直(zhí)接证(zhèng)据。

但是为什么暗物质会产生(shēng)周(zhōu)期性的年度信号呢(ne)？刚才我们讲了太(tài)阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银(yín)河(hé)系进行移动，那么如果暗物质存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也(yě)在以这样的速(sù)度在穿越着暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相应的(de)振荡，同时地球又(yòu)以(yǐ)30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进(jìn)行(xíng)旋转。所以有(yǒu)半年的(de)时间，地(dì)球围绕太(tài)阳的方向与太阳环绕银河系的(de)方(fāng)向(xiàng)是一致的，而另外半年则与之相反。

而在(zài)6月份的时候(hòu)，地球与(yǔ)太阳的方向正(zhèng)好达到(dào)完全一致，这是(shì)理论上地球(qiú)穿越暗物质流最快的(de)时段。而在11月份，又恰好达到了(le)最慢值。尽管在实际的(de)情况中，太阳(yáng)系(xì)相(xiāng)对银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论的(de)有(yǒu)效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用(yòng)来解释，研究人员们(men)所观测到的周期性信号(hào)。当(dāng)然也可能(néng)有其(qí)他(tā)的情(qíng)况，造成这种年度周期信号的差异也可能(néng)是温度、湿度、土(tǔ)壤中的水分、高山上的积(jī)雪，甚至连意大(dà)利游客(kè)的数(shù)量也符合这(zhè)个(gè)周期的规律。

所以，科学(xué)家(jiā)们又在南半球建立了一个几乎(hū)相同(tóng)的实验室(shì)，这里的季节(jié)与之(zhī)前的实验室正好相反，而在这里，地(dì)球穿过(guò)暗物质流的运动特征和第一(yī)个实(shí)验室是一(yī)样的。

因(yīn)此(cǐ)，如果在这里可以(yǐ)得(dé)到(dào)相同(tóng)的信号，就可以成(chéng)为暗物质所存在的非常(cháng)有力的(de)证据了。但是由于这个实验室(shì)刚刚建成不久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目前(qián)还无法提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它的宽(kuān)视场仪器提供的视野(yě)是(shì)哈勃红(hóng)外(wài)仪器(qì)的(de)100倍。南希格雷斯罗曼太空(kōng)望远镜其(qí)中一(yī)个关键的(de)用途就是(shì)探索暗(àn)物质(zhì)背后的奥秘，对于探测(cè)的(de)结果，我们只(zhǐ)能拭目以(yǐ)待了(le)。费米实验室粒子天体物理中心的科学家丹琥珀和贾森(sēn)斯特(tè)芬(fēn)研究发现，如(rú)果暗物质存在，它们极有可(kě)能拥有另一(yī)种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生命(mìng)的(de)诞(dàn)生，或者(zhě)说是(shì)生命进(jìn)化的一个重要(yào)因素。

如果这一理论得到进一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中的暗(àn)物质会不会意味着人类并不(bù)孤(gū)单呢？或许在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中某(mǒu)个(gè)角(jiǎo)落的(de)行星上，暗物(wù)质正在通过这(zhè)样(yàng)的效(xiào)应(yīng)创(chuàng)造(zào)生(shēng)命(mìng)。当(dāng)然(rán)，这些推论的大前提(tí)是要先找到(dào)暗物质存在的实际证据。那(nà)么小伙伴们，你们觉(jué)得(dé)暗物质(zhì)到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我更新的(de)动(dòng)力！

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