宇宙是(shì)“人(rén)为(wèi)制(zhì)造”的？为何(hé)会存(cún)在科学(xué)无法解释(shì)的“暗物质(zhì)”？暗物(wù)质又(yòu)究竟是什么？人(rén)类为了寻找暗物(wù)质(zhì)存在的(de)证(zhèng)据，科学(xué)家(jiā)们在过(guò真正想离婚的女人会拖着吗，女人拖着不离婚也不联系心态)去的几十年当中(zhōng)进行了(le)超过50次的长期(qī)实验，但(dàn)是却(què)没有发(fā)现任何的有效证据。除(chú)了一个地方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学(xué)原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了万有(yǒu)引(yǐn)力定律，它(tā)揭(jiē)示了(le)宇宙中天体运动的规律。往(wǎng)后的几百(bǎi)年来，当天(tiān)文学家们(men)发现某(mǒu)些天(tiān)体运行轨道出现异常，不(bù)符合万(wàn)有(yǒu)引力定律的时候，他(tā)们就会知道，周围一定(dìng)有(yǒu)未知的天体通(tōng)过引力在摄(shè)动它的轨道。比(bǐ)如在1846年，奥(ào)本(běn)勒维耶(yé)就通过天王星运行(xíng)轨道的异常，推算并且发现了(le)海(hǎi)王星的存在。另(lìng)外，哈(hā)雷彗星、冥王星(xīng)的发现都是(shì)应用万有引(yǐn)力定(dìng)律所取得重大天文成就的例子。但是这些(xiē)发(fā)现(xiàn)都是在恒星(xīng)系(xì)统的尺度当(dāng)中，可当我(wǒ)们(men)上升到星系或者是星(xīng)团的(de)尺(chǐ)度，事情(qíng)就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的(de)物理学家(jiā)弗里茨兹威基(jī)正在研究和测(cè)量后(hòu)发星(xīng)系团的质(zhì)量。这是一个由数千个星系所组(zǔ)成的巨大星系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起。测量星系团的质(zhì)量一般会使用到两种方法，当两种方法结果一致，就可以确定(dìng)其质量的范围。

第一种是获(huò)得其"光度学的质(zhì)量"，需要的数(shù)据是(shì)测量各个星系的光度。

第二种是动力学质量的计(jì)算，是利用光谱红移(yí)测(cè)量星(xīng)系团中的各(gè)个星(xīng)系相对(duì)于星系团的运动速度(dù)。当(dāng)测量结果(guǒ)出来(lái)之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学质量(liàng)”的400倍。这(zhè)意(yì)味着(zhe)，后发(fā)座星系团有99%的质量消失了(le)，或(huò)者说(shuō)这(zhè)99%的(de)质量并不以可见光的(de)形式所存在，我们(men)无法(fǎ)看到。最诡异的(de)是，在测(cè)量(liàng)速度的过程(chéng)中，兹威基发现(xiàn)星系团中很(hěn)多星系的(de)速度(dù)比理论上(shàng)要快得多，按照(zhào)牛顿的(de)运(yùn)动(dòng)学定(dìng)律，仅靠这些可(kě)见星系的(de)质量所产(chǎn)生的引力是无法将它们束缚(fù)在星系团(tuán)内的，它们(men)早就应该被抛出星系(xì)团之外了，除(chú)非(fēi)有一种(zhǒng)神(shén)秘的力量在起作用，这种力量(liàng)来(lái)源于某(mǒu)种隐形的物质。

据(jù)此，兹维基提出了这样部(bù)分(fēn)不可(kě)见的(de)暗(àn)质，它不发散光、吸光(guāng)、反射光，但是它(tā)们却(què)占据着(zhe)宇宙中绝大部分的质(zhì)量。只(zhǐ)是当时(shí)的人们对这样的一(yī)种说(shuō)法不屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物(wù)质”这个词才再一次(cì)出现。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特福特在(zài)观(guān)测仙女座星系(xì)中的恒星运动。理(lǐ)论上来(lái)说(shuō)，距离中心越远(yuǎn)的恒(héng)星在(zài)其轨道(dào)上的运行速度就会越(yuè)慢。但是他们观(guān)测的结果却让(ràng)人感到不可思议。

随着(zhe)与(yǔ)中心距(jù)离的增(zēng)加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不(bù)变。可是根据(jù)牛顿的(de)万有(yǒu)引(yǐn)力定律，在星系(xì)当中如果没(méi)有足够大的质(zhì)量来(lái)吸引(yǐn)它们，这些外围的恒(héng)星早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于(yú)这种现(xiàn)象，科学家们会(huì)使用一种相对标准的方(fāng)法来解(jiě)释暗物质的存在(zài)，这种方法就是测(cè)量星系(xì)当中气体在X轴上距离星系中(zhōng)心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度。如(rú)果出现异常(cháng)的结(jié)果，就(jiù)认为是由暗(àn)物质的力量进(jìn)入其中。

于是科学家们通过射电(diàn)望远(yuǎn)镜(jìng)测量了距离星系(xì)中心更(gèng)远距(jù)离的(de)氢元(yuán)素(sù)，发(fā)现它们的旋转(zhuǎn)速度(dù)并不符合牛顿的力学(xué)定(dìng)律。我(wǒ)们的(de)太阳系(xì)也不例外，太阳系(xì)位于(yú)银河(hé)系(xì)的第三(sān)悬臂之上，距(jù)离(lí)银河(hé)系中心2.6万光年，根据万有引力(lì)定律进(jìn)行计(jì)算，太阳(yáng)系的运行(xíng)速(sù)度应该是160千米(mǐ)/秒，但实(shí)际(jì)上，太(tài)阳系正在(zài)以(yǐ)220千米/秒的速度围绕银河系(xì)旋转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度，那么产生以(yǐ)上这种(zhǒng)向心加速度的原因很可能就是(shì)存在着一(yī)种我们看(kàn)不到的物质，是这些暗物(wù)质(zhì)的(de)引力(lì)效应将(jiāng)星系聚集在(zài)了(le)一起。

也是(shì)从这(zhè)时开始，越来越多的研究人员开始相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算在(zài)星系当中暗物质(zhì)的质量占整个星(xīng)系(xì)质量的85%。但是(shì)，暗物质并不是唯一可以(yǐ)解释这(zhè)个现象的原因。在(zài)一项新的(de)研(yán)究当中，科学(xué)家们发现，几乎没有引力效应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会(huì)出现(xiàn)速度(dù)上的微小差(chà)异。另(lìng)外，天文(wén)学(xué)家还(hái)发现了一个反常(cháng)的星(xīng)系(xì)，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大约2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量却(què)只有(yǒu)银河系的千分之(zhī)一。

所以在理论上，该星系必(bì)须存在暗物质(zhì)，否则就会(huì)分崩(bēng)离析。但是科学家们使用最先进的望远镜对其进行(xíng)了(le)40个(gè)小(xiǎo)时(shí)的详细测量之后，发现星(xīng)系(xì)中的恒星运动(dòng)是可以用(yòng)正(zhèng)常的物(wù)质和(hé)力学定律来解释(shì)的。那么又有人(rén)提(tí)出，也许该星系的暗物(wù)质(zhì)，已经(jīng)被(bèi)附(fù)近的(de)另一个大(dà)星系(xì)剥(bō)离(lí)了(le)。奇(qí)怪的是，它的附(fù)近没有(yǒu)任何星系存在。造成(chéng)这些现(xiàn)象的除了暗物质的假说(shuō)之外，另一种可能就是人类对引(yǐn)力的理解还(hái)不够全(quán)面，引力很可能在不同尺度空间中的工作方式(shì)是不同(tóng)的，这意味着(zhe)在(zài)行星系尺度(dù)中的天体会(huì)沿着它(tā)们的轨道，按照我(wǒ)们所理解的方(fāng)式(shì)运动。但(dàn)是上(shàng)升到星系和(hé)星团的尺度，引力之间的相互作(zuò)用(yòng)则是不同的方式。对(duì)于在星系团(tuán)之间的相互作用，科(kē)学家还引入了外部场效应的(de)概念，指的是在数百万光年的(de)规模(mó)上，巨大的质(zhì)量之间会产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个(gè)理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如(rú)果MOND蒙(méng)德理论成立，这(zhè)意味着(zhe)我(wǒ)们需要对现在的物理定律进(jìn)行(xíng)修正，这些发现也让很多人认为(wèi)暗物(wù)质假说(shuō)理(lǐ真正想离婚的女人会拖着吗，女人拖着不离婚也不联系心态)论(lùn)就此终结(jié)。但(dàn)是在宇宙(zhòu)当中还有关于(yú)暗物质存(cún)在的其他的理论证据，这(zhè)些理论(lùn)证据是蒙德理论所(suǒ)没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离(lí)为37亿光年的子(zi)弹星系团，由(yóu)两个(gè)碰撞的(de)星系团所组成，类似(shì)这(zhè)样的(de)星团(tuán)，它们大部分的(de)普通质量都在(zài)星系的气(qì)体当(dāng)中。当星团以1000万公里/小时(shí)发生碰(pèng)撞的(de)时候，星际气体的相(xiāng)互作用就会导致(zhì)温度的急剧升(shēng)高，速(sù)度大幅(fú)降低。所(suǒ)以在理论上(shàng)，在(zài)碰撞之后(hòu)，子弹(dàn)星系团大部分的质量将位于所有这些气(qì)体所在的中间区域。那么我们通过什(shén)么来验证它的质量区(qū)域到底是(shì)不是集中在中间呢？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯太空(kōng)望远(yuǎn)镜传(chuán)回了宇(yǔ)宙当中第(dì)一张(zhāng)全彩的(de)高清照片，在照片中(zhōng)我们可以(yǐ)明显地看到很多星(xīng)系(xì)似乎(hū)被拉伸产(chǎn)生了巨大的形变。其实这些星系本身(shēn)并不是(shì)真(zhēn)的(de)被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了(le)什么问题，而是这样极(jí)遥远的(de)天体和我们(men)地(dì)球上的(de)观测者之间。被一个(gè)质量超级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的东西(xī)真正想离婚的女人会拖着吗，女人拖着不离婚也不联系心态的引力(lì)，会(huì)使身后(hòu)更遥(yáo)远星系的光都发(fā)生了扭曲。这个现象(xiàng)就是(shì)引力透镜(jìng)效应。这个巨大的天体可(kě)能(néng)是超大质量的(de)黑洞(dòng)或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对(duì)子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，而是(shì)在两(liǎng)侧。所以最好的解释方法就是当星团(tuán)发生全(quán)部的碰撞时，可被(bèi)观测到的质量气体被卡在了中间，暗物(wù)质则(zé)直接(jiē)通过了(le)这个区域(yù)，并在两(liǎng)边形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为是(shì)暗物质存在的迄今(jīn)为止最(zuì)好的理论证据。

除此之(zhī)外，还有来自宇(yǔ)宙当中最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸(zhà)开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于(yú)可以畅通无阻(zǔ)地穿(chuān)越在宇(yǔ)宙当中了(le)。经过了130多亿(yì)年之后，这些光在宇宙空间背景上留下了各(gè)相同性(xìng)的微波辐射。其中红色(sè)的部分(fēn)表示温度(dù)较高(gāo)的区域，蓝色则表示相对较冷的区(qū)域，但实际上它们之(zhī)间的温差只有(yǒu)万分(fēn)之一。

科学家们通过对(duì)前景(jǐng)背景分(fēn)离后的二值(zhí)图像进行连通(tōng)域提取和标记(jì)之后发现(xiàn)，如(rú)果(guǒ)宇宙当中没(méi)有(yǒu)暗(àn)物质(zhì)，图形看起来不(bù)应该是(shì)这样的，而随着暗物(wù)质的(de)增加，一些峰值的幅度会减小，才(cái)变得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要的(de)暗(àn)物质大约是普(pǔ)通物质的5倍。这(zhè)个数字与(yǔ)解释星系当中恒星运动所(suǒ)需要(yào)的(de)暗物质比例是(shì)一致的(de)。这就意味(wèi)着。

用了一个简单(dān)的(de)理(lǐ)论框架，就很好(hǎo)地解释了很多不同的观测结果(guǒ)。而暗物质的(de)本(běn)质就(jiù)是宇(yǔ)宙(zhòu)当中存(cún)在着某种类(lèi)型的粒子，它们不参与任何其(qí)他(tā)的电磁作用，只通过引力来(lái)相互作用。所以如果能够(gòu)找到这(zhè)种粒子的存在，就相当于找到(dào)了暗(àn)物质存在的实际证据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底是什么(me)？科学(xué)家(jiā)们已经提(tí)出了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻找这些不同的目标(biāo)粒子(zi)所(suǒ)需要的实(shí)验(yàn)方式(shì)也不(bù)相同(tóng)。在过去的(de)几(jǐ)十年当中，人类为了寻找(zhǎo)这些(xiē)看不见、摸(mō)不到，几乎不会与(yǔ)常(cháng)规物质(zhì)相互作用的“暗物(wù)质”，科学家(jiā)们(men)已经进行了超(chāo)过50次的实验，却(què)没有任何实质(zhì)性的发现(xiàn)，除了一(yī)个地(dì)方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山(shān)脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当(dāng)中，藏着地球上最(zuì)大的地学实(shí)验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一个三层楼高的探(tàn)测器，一直致(zhì)力于(yú)寻找暗物质(zhì)粒子的(de)周期(qī)性震荡。

自1997年(nián)以(yǐ)来，这里的(de)科学家声称(chēng)观测(cè)到(dào)了某种信号。经过了20多年(nián)的数据收集，人们(men)发(fā)现了一个有趣的事情(qíng)。探(tàn)测率会在每年的6月(yuè)份达(dá)到峰值，然后在11月降(jiàng)到最低，而且在20年当(dāng)中每年都是一样。一些科学(xué)家(jiā)认为这可能是人(rén)类发现(xiàn)暗物质的第一个直接证据。

但是为什么(me)暗物质会(huì)产生(shēng)周期(qī)性的(de)年度(dù)信号(hào)呢(ne)？刚才(cái)我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速(sù)度围绕着银河系进行移动，那么如果暗(àn)物质存在宇宙当中，这意(yì)味着我(wǒ)们(men)也在以这(zhè)样的速度在(zài)穿越着暗物质流(liú)，这个过程中会产(chǎn)生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里(lǐ)/秒的(de)速度围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有(yǒu)半年的时间，地球围(wéi)绕太阳的方向与(yǔ)太阳环(huán)绕银河系(xì)的方向是一致(zhì)的，而另外(wài)半年则与之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的时候，地球与(yǔ)太阳的方向(xiàng)正好达到完全(quán)一致，这是理论上地球(qiú)穿越暗物质流最快(kuài)的时(shí)段。而(ér)在11月(yuè)份，又恰好达(dá)到了最慢值。尽管(guǎn)在(zài)实际(jì)的情(qíng)况(kuàng)中，太阳系(xì)相对(duì)银河系的平(píng)面呈(chéng)现了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因(yīn)此科(kē)学家认为这可以用来解释(shì)，研究(jiū)人员(yuán)们(men)所观测到的周期性信号。当然也可能(néng)有其他(tā)的情(qíng)况，造成这(zhè)种(zhǒng)年(nián)度(dù)周期信号的差(chà)异(yì)也可能是温度(dù)、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客的数(shù)量(liàng)也(yě)符(fú)合这(zhè)个(gè)周期的规律。

所以，科(kē)学家们又在(zài)南半球建立(lì)了一个(gè)几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季节与之前的(de)实验(yàn)室正好(hǎo)相反(fǎn)，而在这里，地(dì)球穿过(guò)暗物质流的运(yùn)动(dòng)特征和(hé)第一个实(shí)验(yàn)室是(shì)一样的。

因此(cǐ)，如(rú)果在这里可以得到相同的信号(hào)，就可以成为暗物质所存(cún)在的非常有力的(de)证据(jù)了(le)。但是(shì)由(yóu)于这个实验室(shì)刚刚建成不久，所以(yǐ)截至(zhì)目前还无法提(tí)供相应的数据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太空望(wàng)远镜叫(jiào)做“南(nán)希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜相同，但它的宽视场仪器提供(gōng)的视野是(shì)哈勃红外仪(yí)器的(de)100倍。南希格雷(léi)斯罗曼(màn)太(tài)空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜其中一个关键的用途就是(shì)探(tàn)索暗物质背后的(de)奥秘，对(duì)于(yú)探测的(de)结果，我们(men)只能拭目以待了。费米实(shí)验(yàn)室粒子(zi)天体物理中心的科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特(tè)芬研究(jiū)发现，如果暗物(wù)质存(cún)在，它们(men)极有可能(néng)拥有另一种神秘的效(xiào)应，这(zhè)种(zhǒng)暗物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者说是生命(mìng)进化的(de)一(yī)个重要因素。

如果这(zhè)一(yī)理论(lùn)得到进一(yī)步的(de)证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物(wù)质会不会意味着(zhe)人类并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某个角落的行星上，暗物质正在通(tōng)过这样的(de)效应创造生命。当然，这些推论的大前(qián)提是要(yào)先找到暗物质存在的实(shí)际证据。那么小伙伴们(men)，你们觉得暗物(wù)质到底存(cún)不存在呢？喜(xǐ)欢(huān)请点(diǎn)赞(zàn)，你的支(zhī)持是我更(gèng)新的动(dòng)力！

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