宇宙是“人为(wèi)制(zhì)造”的？为何会存在科(kē)学无法解释的(de)“暗物质”？暗物质又究(jiū)竟(jìng)是(shì)什(shén)么(me)？人类为了寻找暗(àn)物质存(cún)在的证(zhèng)据，科(kē)学家们在过去的几十年当中进行了超过50次的(de)长期(qī)实验，但是却没有发现任何的有效证(zhèng)据(jù)。除(chú)了(le)一个地(dì)方，在1687年出版的自(zì)然(rán)哲学数学原(yuán)理一(yī)书(shū)中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万(wàn)有引(yǐn)力定(dìng)律，它揭示(shì)了宇宙中天体运动的规律。往后的几百年(nián)来，当天文学家们发现(xiàn)某(mǒu)些(xiē)天体运行(xíng)轨(guǐ)道出现异常，不符合万(wàn)有引力定律的时候，他们就会知道(dào)，周围(wéi)一定有未知的天体通过引力在(zài)摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过天王星运行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥(míng)王星(xīng)的发现都是应用(yòng)万(wàn)有引(yǐn)力(lì)定律所(suǒ)取得重大天文成就的例子(zi)。但是这(zhè)些发现都是(shì)在(zài)恒星系统的尺度当中，可当我们上升到(dào)星(xīng)系或者是星团(tuán)的尺度，事情就开(kāi)始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的物(wù)理学家弗里茨兹威(wēi)基正(zhèng)在研究和测量后发星系(xì)团的质量。这是一(yī)个(gè)由数(shù)千(qiān)个(gè)星系所组成的巨大星(xīng)系团，这些星系被引力(lì)束缚(fù)在一起。测量星(xīng)系团的质(zhì)量一般(bān)会使用到两种方法，当两(liǎng)种方法结果一致，就可以确定(dìng)其(qí)质量(liàng)的范围(wéi)。

第(dì)一(yī)种(zhǒng)是获(huò)得其"光度(dù)学的质量"，需(xū)要的数据是测(cè)量(liàng)各(gè)个星系(xì)的光度(dù)。

第二种是动力学(xué)质量的计(jì)算，是利用光谱红(hóng)移测量星系团中的各个星系相对于星系团(tuán)的(de)运动速度。当测量结果出(chū)来之(zhī)后(hòu)，兹威基(jī)彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是(shì)“光度学质量”的(de)400倍。这意味着，后发座星系团有99%的(de)质量消失(shī)了，或者说这99%的质量并不(bù)以可见光的形式所存在，我们无法看到(dào)。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中很多星(xīng)系的速度比(bǐ)理论上(shàng)要(yào)快得多，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠(kào)这些(xiē)可见星系的质量所产生的引力是无法将它们束缚(fù)在(zài)星系(xì)团内的，它们早就应该被抛出星系团之外了，除(chú)非有(yǒu)一种神秘的力量在起作用，这种力量来源于(yú)某种隐形(xíng)的(de)物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部分不(bù)可见(jiàn)的暗质，它不(bù)发(fā)散光、吸光、反射光(guāng)，但是(shì)它们却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中(zhōng)绝大(dà)部分的(de)质量。只是当时的人们(men)对(duì)这样的一种说(shuō)法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物(wù)质(zhì)”这个词才再一(yī)次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观测仙女座星(xīng)系(xì)中的恒星运动。理论上来说，距离中(zhōng)心越远的恒星在其轨(guǐ)道(dào)上的运行速度就(jiù)会越(yuè)慢。但是(shì)他(tā)们观测(cè)的结果(guǒ)却让人感到不可思议。

随(suí)着与(yǔ)中心(xīn)距(jù)离的增加，恒星的旋转速(sù)度(dù)几乎保持不变。可(kě)是根据牛顿的万有引力定律，在星(xīng)系当中如果(guǒ)没(méi)有(yǒu)足够大的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早就(jiù)被甩(shuǎi)到宇宙当中(zhōng)了。基于这种(zhǒng)现(xiàn)象，科学家们会(huì)使用一种相对标准的方(fāng)法(fǎ)来解释暗物质的存(cún)在，这种方法(fǎ)就是测量星系当中气体在(zài)X轴上(shàng)距离星系中心(xīn)的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转速度。如(rú)果出(chū)现异常的结(jié)果，就认为是由(yóu)暗物质的力量(liàng)进入其(qí)中。

于是科学家们通过(guò)射电望远镜测(cè)量了距(jù)离星系中心(xīn)更远距离的(de)氢(qīng)元素，发现它(tā)们(men)的旋(xuán)转速度(dù)并不(bù)符合牛顿的力学定律。我们的太阳系(xì)也不例外，太阳系位于银河(hé)系的(de)第三悬(xuán)臂之(zhī)上，距离(lí)银河系中心(xīn)2.6万光(guāng)年(nián)，根(gēn)据(jù)万(wàn)有引力定律进行计算，太阳(yáng)系的运行速度应该(gāi)是160千(qiān)米/秒，但实际上(shàng)，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的(de)速度围绕银河系旋转，这个实际速度远远大于理(lǐ)论速度，那么产生以(yǐ)上这(zhè)种向(xiàng)心加速度的(de)原(yuán)因很可能就是存在着(zhe)一种我们看不(bù)到的物质，是这些暗物质的(de)引力(lì)效应将星系(xì)聚(jù)集(jí)在了一起。

也(yě)是从(cóng)这时开始，越来越多的研(yán)究(jiū)人员开始相信暗物(wù)质的存在。科学家根据星系外恒(héng)星(xīng)轨(guǐ)道的速度，估算在星系当中暗(àn)物质(zhì)的质(zhì)量占(zhàn)整(zhěng)个(gè)星(xīng)系质量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物质并不是唯一可以解释这个现象(xiàng)的原(yuán)因。在一项新(xīn)的研究当中，科学家们发(fā)现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速度上的微小(xiǎo)差异。另外(wài)，天文学家还发现了(le)一个反常的(de)星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个(gè)星(xīng)系距离地球大(dà)约2.5亿光(guāng)年，大小和银(yín)河系不多，但是星系(xì)当中(zhōng)存在的恒星数量却只有银河系的千分之(zhī)一。

所以在理论上(shàng)，该星系必须(xū)存在暗物质，否则就会分崩离析。但是(shì)科学家们使用最(zuì)先进的望远镜(jìng)对其(qí)进行了40个小时的详细测量之后(hòu)，发现星系中的恒星(xīng)运动是(shì)可以(yǐ)用正常的(de)物质和力学定(dìng)律来解释(shì)的。那么(me)又(yòu)有(yǒu)人提(tí)出，也(yě)许该星系的暗物(wù)质，已经被附近的另一个大星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的附近没有任何星系存(cún)在。造成(chéng)这些现象的除了暗物质的假说之(zhī)外，另一(yī)种可(kě)能就是人类对引(yǐn)力的理(lǐ)解还不够全(quán)面，引力很可能在(zài)不同(tóng)尺度空间中(zhōng)的工作(zuò)方式(shì)是不同的，这意味着在行星系尺度中的(de)天(tiān)体会沿着它(tā)们(men)的轨道，按(àn)照我们所(suǒ)理解的方式运动。但(dàn)是上升到星系和(hé)星团的尺度，引力(lì)之(zhī)间的相(xiāng)互作用(yòng)则是不同的方(fāng)式。对于在(zài)星系团之间(jiān)的相互作用(yòng)，科学家还引入了(le)外部场效应的概(gài)念，指的(de)是(shì)在数(shù)百万光年的规模上，巨大(dà)的质(zhì)量之间(jiān)会产生对彼此(cǐ)特殊的效果，这(zhè)个理论叫(jiào)做MOND蒙德(dé)理论。如果MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立，这意味着我(wǒ)们需要(yào)对现在的物理定律(lǜ)进行修正，这些发现也让很多人(rén)认为暗物(wù)质假说(shuō)理论就此终结。但(dàn)是(shì)在宇宙当中还有关于暗(àn)物质存在的(de)其他的理论证据(jù)，这(zhè)些理论证(zhèng)据是蒙德理论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向(xiàng)距离(lí)为37亿光年的子弹星系团(tuán)，由两个碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这样的(de)星团，它们(men)大(dà)部(bù)分的普通质(zhì)量都在星系的气体当中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的(de)时候，星际气体的相互(hù)作用就会导致温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星系团(tuán)大(dà)部分的质量将位于所有这(zhè)些气体所在的中间(jiān)区域。那(nà)么我们(men)通过什么来验(yàn)证它的质量区(qū)域到底(dǐ)是不(bù)是(shì)集(jí)中在(zài)中(zhōng)间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太空望远镜传回(huí)了宇宙当中第一张全(quán)彩(cǎi)的高清(qīng)照片，在照片中我们可以明显地看到(dào)很多星系(xì)似乎被(bèi)拉伸产(chǎn)生了巨(jù)大(dà)的形变。其实这些星系本身(shēn)并不是(shì)真的被扭(niǔ)曲(qū)了，也(yě)不(bù)是韦伯望远(yuǎn)镜出了什么(me)问题(tí)，而(ér)是这样极遥远(yuǎn)的(de)天体和我(wǒ)们地球上的观测(cè)者之间。被一(yī)个(gè)质量超级(jí)巨大(dà)的天体遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质量的东(dōng)西的引力，会(huì)使身后更(gèng)遥远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这(zhè)个现象(xiàng)就是引力透镜(jìng)效(xiào)应。这个巨(jù)大的天(tiān)体可能是超大质量的黑洞或者是(shì)暗物质(zhì)。

所以(yǐ)当人(rén)们对子弹星系团观测的时候，发(fā)现(xiàn)它的大质量区域并不是(shì)在(zài)中间，而是在(zài)两(liǎng)侧。所以最好的解释方法就(jiù)是(shì)当星团发生全部的碰撞时(shí)，可被观测到的质量气体被卡在(zài)了中间，暗物(wù)质则直接通(tōng)过了这个区域，并在两边形(xíng)成了引(yǐn)力(lì)透镜。对子弹(dàn)星系团的引(yǐn)力透(tòu)镜研究也被认为(wèi)是暗(àn)物质存在的(de)迄今为止(zhǐ)最好的理论证据(jù)。

除此之外(wài)，还(hái)有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万(wàn)年之后，可见光(guāng)终于可以畅(chàng)通无阻地穿越在宇(yǔ)宙当中了(le)。经过(guò)了(le)130多(duō)亿年之(zhī)后，这些光在宇宙空间背景上(shàng)留下了各(gè)相(xiāng)同性的微波辐射。其中红色的部分表示温度较高的区域(yù)，蓝色则表示相对较冷(lěng)的区域(yù)，但实际上它们(men)之间的温差(chà)只有万分之(zhī)一。

科学(xué)家们通过对前景背景(jǐng)分离后的二值图像进行连通域提取和标记之后(hòu)发现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起来(lái)不(bù)应该是这样的，而随(suí)着暗物质的增加，一些峰值(zhí)的(de)幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为(wèi)了(le)匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测量(liàng)值(zhí)，我们(men)需要的暗物质大约是普通物质的(de)5倍。这个数字与解释星系(xì)当中(zhōng)恒(héng)星运(yùn)动(dòng)所需要的暗物质比例是(shì)一致的。这(zhè)就意味着。

用(yòng)了一(yī)个简单的(de)理论框架(jià)，就很好地解释了(le)很多不(bù)同的观(guān)测结(jié)果。而暗物质(zhì)的本质就是宇宙当中存在(zài)着某种类型的粒子，它们不参与任(rèn)何(hé)其(qí)他的电磁作用，只通过(guò)引(yǐn)力来相互(hù)作手握日月摘星辰,世间无我这般人，李白的诗一剑霜寒十四州用。所以(yǐ)如果能(néng)够找(zhǎo)到这种粒子的存在，就(jiù)相当于找到了(le)暗物质(zhì)存(cún)在的实(shí)际证(zhèng)据。这种(zhǒng)粒子到底是什么？科学家们已经(jīng)提出了数十种(zhǒng)的假想目标，而要寻(xún)找这些不(bù)同的(de)目标(biāo)粒子所需要的实(shí)验方式(shì)也不相(xiāng)同。在过去的几十年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与(yǔ)常规物质(zhì)相互(hù)作用(yòng)的“暗(àn)物质”，科学家们已(yǐ)经进行了(le)超过(guò)50次的实验，却没有(yǒu)任何实质性的发现，除了一个地方，意大利(lì)的格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏着地(dì)球上最(zuì)大的地学(xué)实验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三(sān)层楼(lóu)高的探测(cè)器，一直致力于寻找暗物(wù)质(zhì)粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以(yǐ)来(lái)，这(zhè)里的科学家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多(duō)年的(de)数(shù)据(jù)收集，人们(men)发(fā)现(xiàn)了一个有(yǒu)趣的事情(qíng)。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到(dào)最低(dī)，而且在20年当中每年都是一样。一些科学(xué)家认为这(zhè)可(kě)能是人类发现暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但是为什么暗物质会(huì)产生周期性的年度信号呢？刚(gāng)才我们(men)讲了太阳系正在以220公(gōng)里/秒的速度(dù)围绕着(zhe)银(yín)河系(xì)进(jìn)行(xíng)移(yí)动，那么(me)如果暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们也在以这样(yàng)的速度在穿越着暗物质流，这个(gè)过(guò)程中会产生(shēng)相应(yīng)的振荡，同时地球又以30公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的(de)时(shí)间，地(dì)球围绕(rào)太阳的(de)方(fāng)向与太阳环绕银河系的方向是一(yī)致的，而(ér)另外半年则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候(hòu)，地球(qiú)与太阳的方向正好达到完全一(yī)致，这是理论(lùn)上地球(qiú)穿越暗物(wù)质流最快的时段。而在11月份(fèn)，又恰好达到了最(zuì)慢值。尽管(guǎn)在实(shí)际的情况中，太阳系相对银河(hé)系(xì)的平(píng)面(miàn)呈现了60度的倾(qīng)斜，但(dàn)是这并(bìng)不(bù)影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这可以用来解释(shì)，研究人员们所观(guān)测到(dào)的周(zhōu)期性信号。当然也可能有其他的情况，造(zào)成这(zhè)种年度(dù)周期信(xìn)号的差异也可能是(shì)温度、湿度(dù)、土壤中的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至连意大利游(yóu)客(kè)的数(shù)量也符合这个(gè)周期(qī)的规(guī)律(lǜ)。

所以，科学家们又在南半球建立了一个(gè)几乎(hū)相同的实验室，这里的季节与之(zhī)前的实验(yàn)室(shì)正(zhèng)好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物质流的运动特征和第一个实验室(shì)是(shì)一样的。

因此(cǐ)，如(rú)果在这里(lǐ)可以(yǐ)得到相同的信号，就可以成为(wèi)暗(àn)物(wù)质所存在(zài)的非常有力的证据了。但是由(yóu)于这个(gè)实(shí)验室(shì)刚(gāng)刚建成不久(jiǔ)，所(suǒ)以截至目前还无法提供相应(yīng)的数(shù)据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射手握日月摘星辰,世间无我这般人，李白的诗一剑霜寒十四州一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它(tā)的宽视场仪器提供的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷(léi)斯(sī)罗(luó)曼太空望远(yuǎn)镜(jìng)其中一个关键的用途就(jiù)是探索(suǒ)暗物质背后的奥(ào)秘，对于探测(cè)的结(jié)果，我们只(zhǐ)能拭(shì)目(mù)以待了。费(fèi)米(mǐ)实验室粒子天体物理中心的(de)科(kē)学家丹琥珀(pò)和(hé)贾森斯特芬研究发现，如(rú)果暗物质存(cún)在，它们极(jí)有(yǒu)可能拥有另一种神(shén)秘的(de)效应，这种暗(àn)物(wù)质效应(yīng)，会支持宇宙(zhòu)当中生命(mìng)的诞生(shēng)，或者(zhě)说是生命进化的一个重要(yào)因(yīn)素。

如果这一理论得到进一(yī)步的(de)证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会(huì)意味(wèi)着人类(lèi)并不孤(gū)单(dān)呢？或许(xǔ)在(zài)宇宙当(dāng)中(zhōng)某个角落的行星上，暗物质正在通(tōng)过这样的效应创造生命。当然，这(zhè)些推论的大前提是要先找到(dào)暗物质存(cún)在的实(shí)际证据。那么小伙伴们，你(nǐ)们觉得(dé)暗物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支持是我(wǒ)更(gèng)新的(de)动力！

未经允许不得转载：泉州电动车网 福建骑行网 手握日月摘星辰,世间无我这般人，李白的诗一剑霜寒十四州