宇宙(zhòu)是“人为制造”的(de)？为何会(huì)存在科学(xué)无(wú)法(fǎ)解释的“暗(àn)物质”？暗物质又究(jiū)竟是什么(me)？人类为了(le)寻找暗物质存在(zài)的证(zhèng)据，科学家们在(zài)过(guò)去的几十年当中进(jìn)行了超过50次的(de)长期实验，但是(shì)却没有发现任(rèn)何的有效证据(jù)。除了一个地方(fāng)，在1687年出版的(de)自然哲学数(shù)学原理一书中，埃(āi)萨克牛顿发表了(le)万(wàn)有引力定律，它揭示了宇宙(zhòu)中天(tiān)体运(yùn)动的规(guī)律。往后的几百(bǎi)年(nián)来，当天文(wén)学家们发(fā)现某些(xiē)天体运(yùn)行(xíng)轨道出(chū)现异常(cháng)，不(bù)符合(hé)万有引(yǐn)力定(dìng)律的时候，他们就会知道，周围一(yī)定有未知的天(tiān)体通过引(yǐn)力在(zài)摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒(lēi)维耶就通过天王星运行轨道(dào)的异常，推算并且发现了(le)海(hǎi)王星的存(cún)在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王星的发现都是应用(yòng)万有引力定(dìng)律所取(qǔ)得(dé)重大天文成就的例子。但是这些发现(xiàn)都(dōu)是在恒星系统的(de)尺度当中(zhōng)，可当我(wǒ)们上升到星系或者是(shì)星团的尺度(dù)，事(shì)情就开始变得(dé)诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹威基(jī)正在研究和测量后发星系(xì)团的质量(liàng)。这是(shì)一个由(yóu)数千个星系(xì)所(suǒ)组(zǔ)成的巨大星(xīng)系团，这些星(xīng)系被引力(lì)束缚(fù)在一(yī)起(qǐ)。测量星系(xì)团的质量一(yī)般(bān)会(huì)使(shǐ)用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一致，就(jiù)可以确定(dìng)其(qí)质(zhì)量的范围。

第(dì)一种(zhǒng)是获(huò)得其(qí)"光度学的质量"，需要的数据(jù)是测量各个星系(xì)的光度。

第二种是动(dòng)力学质量(liàng)的计算，是利用光(guāng)谱红(hóng)移测量星系团中的各个星系相对(duì)于星系团的运动速度。当测量(liàng)结果出来(lái)之后，兹(zī)威基彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度学(xué)质量”的400倍。这意味(wèi)着，后(hòu)发座(zuò)星系团(tuán)有99%的质量消(xiāo)失了，或者说这(zhè)99%的(de)质量并不(bù)以可见光的形(xíng)式所存(cún)在，我(wǒ)们无法看(kàn)到。最诡异的是，在测量(liàng)速度的(de)过程(chéng)中，兹(zī)威基发现星(xīng)系团中很多(duō)星系的速度比理(lǐ)论上要快得多，按照牛顿(dùn)的运动(dòng)学定律，仅靠这些可见星系的质量所(suǒ)产生的引力是无(wú)法(fǎ)将它们束缚在星系团内的，它们早就(jiù)应该(gāi)被抛(pāo)出星(xīng)系(xì)团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量来源(yuán)于某(mǒu)种(zhǒng)隐形的(de)物质。

据此，兹维基(jī)提出了这样(yàng)部分不可见的(de)暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是它们却(què)占据着宇宙(zhòu)中绝大部(bù)分的质(zhì)量。只(zhǐ)是当时的人(rén)们对这样(yàng)的一种说法不屑(xiè)一(yī)顾。

直(zhí)到40年(nián)之后，“暗(àn)物质”这(zhè)个(gè)词(cí)才再(zài)一(yī)次(cì)出(chū)现。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯特福特(tè)在观测仙女座星(xīng)系(xì)中的恒星运动(dòng)。理论上来说，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其(qí)轨道上的运(yùn)行速度就会越慢。但是他们观(guān)测的结果却让人感到不(bù)可思(sī)议(yì)。

随着与中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转速度几乎保持(chí)不(bù)变。可是根据(jù)牛(niú)顿的万有引力定律，在星系当(dāng)中(zhōng)如果没有(yǒu)足够(gòu)大(dà)的质量来吸引它们，这些外围的恒(héng)星早就被甩到宇宙(zhòu)当中了。基(jī)于这种现象，科学家们会使用(yòng)一种(zhǒng)相(xiāng)对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方(fāng)法(fǎ)就是测量(liàng)星系当中气体在X轴上距离(lí)星系中心的距离(lí)，以及在(zài)Y轴上气体的(de)旋(xuán)转速度。如果出(chū)现异常的(de)结果，就(jiù)认(rèn)为是由暗(àn)物质的力量进入其中。

于是科学家们通(tōng)过射电望远镜测量了距离星(xīng)系(xì)中心(xīn)更远距离的氢元素，发现(xiàn)它们的旋转速(sù)度并不符合牛顿(dùn)的力学(xué)定律。我们的太阳系也(yě)不例外，太(tài)阳系位于银河(hé)系的第三(sān)悬臂(bì)之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万(wàn)光年，根据万有引力定(dìng)律进行计算，太(tài)阳系(xì)的运行速度(dù)应(yīng)该(gāi)是160千米/秒，但实际上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的(de)速度(dù)围绕(rào)银河系旋(xuán)转(zhuǎn)，这(zhè)个实际速度(dù)远(yuǎn)远大(dà)于理论速度，那么产生以上这种向(xiàng)心加速度的原因很可能(néng)就是存在着一种我(wǒ)们看(kàn)不(bù)到的(de)物质(zhì)，是这些暗物质的引(yǐn)力效应将星系(xì)聚集在了(le)一起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的研究人(rén)员开(kāi)始(shǐ)相信暗物(wù)质的存在(zài)。科学家(jiā)根据(jù)星系(xì)外恒星(xīng)轨道的速度(dù)，估算在星系(xì)当中暗物(wù)质的质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗(àn)物质并不是(shì)唯一可以解释这(zhè)个现象的原(yuán)因(yīn)。在一项新(xīn)的研究当中，科学家(jiā)们发现，几(jǐ)乎没有引(yǐn)力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会(huì)出现速度上(shàng)的微小差异。另外，天文学家还发现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光年，大小和银河系不(bù)多，但是(shì)星(xīng)系当中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系(xì)的千分之一。

所(suǒ)以在理论上(shàng)，该星系必(bì)须(xū)存在暗物质，否则就会(huì)分崩离析(xī)。但(dàn)是科学家(jiā)们(men)使(shǐ)用最先(xiān)进的望(wàng)鸡蛋羹水放多了怎么补救，鸡蛋羹不凝固怎么补救远(yuǎn)镜对其进行了40个小时(shí)的(de)详细测量之后，发现星系中的恒星运(yùn)动(dòng)是(shì)可以(yǐ)用正常的物质和力学定(dìng)律来(lái)解释的。那么又有人(rén)提出，也许该星(xīng)系(xì)的(de)暗(àn)物质，已经被附(fù)近的另一个大(dà)星系剥离了。奇怪的(de)是，它(tā)的附近没有任何星系存在。造成(chéng)这(zhè)些现象的(de)除了暗物质的假说之外，另一种可能就(jiù)是人类对引力的理解还不够全(quán)面，引(yǐn)力很(hěn)可(kě)能(néng)在不(bù)同尺度空间中(zhōng)的工(gōng)作方式是不同的，这意味着在行星系尺度(dù)中(zhōng)的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方(fāng)式运动。但(dàn)是上(shàng)升到(dào)星(xīng)系和星团的尺度，引力之间的相互作用(yòng)则(zé)是不同的方式(shì)。对于在星(xīng)系团之间的相互作(zuò)用，科学家还引(yǐn)入了外部场效应的概念(niàn)，指的(de)是(shì)在(zài)数(shù)百万光年(nián)的规(guī)模上，巨大的质量之间会产生对彼此特殊(shū)的效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意(yì)味(wèi)着我们需要对现在的物理定律进行修正(zhèng)，这些(xiē)发现也让很多(duō)人认(rèn)为暗(àn)物质(zhì)假说理(lǐ)论就(jiù)此终结。但是(shì)在(zài)宇(yǔ)宙当中还有关于暗物质存在的其(qí)他(tā)的理论证(zhèng)据，这(zhè)些(xiē)理(lǐ)论证据是蒙德理论所没法解释的“引力透镜(jìng)”。

径向(xiàng)距离(lí)为37亿(yì)光年的子弹星系团(tuán)，由两个碰撞的星系团所(suǒ)组成，类似这样的星团，它(tā)们大部分的普通质量都(dōu)在星系的气体当中。当(dāng)星团以1000万(wàn)公(gōng)里/小时发生碰撞的时候(hòu)，星际气(qì)体的(de)相互(hù)作用就会导(dǎo)致温(wēn)度的急剧升高，速度大幅降低。所以(yǐ)在理论上(shàng)，在碰(pèng)撞之(zhī)后(hòu)，子(zi)弹(dàn)星系团大部分(fēn)的质量将位于所有这些气体所在的中间区域。那么我们通过什么来验证它(tā)的质量区域(yù)到底是(shì)不是集(jí)中在(zài)中间呢？前(qián)不久，詹姆斯(sī)韦伯太空望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全(quán)彩的高清照片，在照片中我们可(kě)以(yǐ)明显地看到很多星系似乎被拉伸(shēn)产生(shēng)了巨大的形变。其实这些星系本身(shēn)并不是真的被扭(niǔ)曲了，也(yě)不是(shì)韦伯望远镜(jìng)出了什(shén)么问题(tí)，而是这样极遥远的天(tiān)体和我(wǒ)们地球上(shàng)的观测者之间。被一个质量超级(jí)巨(jù)大的天体(tǐ)遮挡(dǎng)，这个超大(dà)质(zhì)量的东西(xī)的引力(lì)，会使身后(hòu)更遥(yáo)远星系的光都发生了(le)扭曲。这个现象就是引力(lì)透(tòu)镜(jìng)效应(yīng)。这个巨大的天体可能是(shì)超大质量的黑洞(dòng)或(huò)者是暗物质。

所以当人们对(duì)子弹(dàn)星系团观测的时候，发(fā)现它的大质量(liàng)区域并不(bù)是(shì)在中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的(de)解释(shì)方法就是当星团发生全(quán)部的碰撞时，可被观测(cè)到的(de)质量气体被卡在(zài)了(le)中(zhōng)间，暗物(wù)质则直接通过(guò)了这个区域，并在(zài)两边形成了(le)引力透镜(jìng)。对子弹(dàn)星系团的引力(lì)透(tòu)镜研究也被认(rèn)为(wèi)是暗(àn)物质存在的迄(qì)今为止最好的理(lǐ)论证据(jù)。

除此之外，还有来(lái)自宇宙(zhòu)当(dāng)中最古老的光。从(cóng)宇宙大爆炸开(kāi)始，38万年之后，可见光终于(yú)可以畅(chàng)通(tōng)无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间背景上(shàng)留下(xià)了(le)各相同(tóng)性的(de)微(wēi)波辐射(shè)。其中红色的部分表示(shì)温(wēn)度(dù)较高的(de)区域，蓝色则表示相对较冷的区(qū)域，但实际上它(tā)们之间的(de)温差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后的二值图像进行(xíng)连(lián)通域(yù)提取和标记之后发现，如(rú)果(guǒ)宇宙当(dāng)中没有暗(àn)物(wù)质，图形看起(qǐ)来不应该(gāi)是这样的，而随着暗物质的增(zēng)加(jiā)，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才变(biàn)得看起来“和(hé)谐”。为了(le)匹配宇(yǔ)宙微波背(bèi)景辐射(shè)的测量值，我们需要(yào)的暗(àn)物质大约是普通物质的5倍。这(zhè)个数字(zì)与解(jiě)释星系当中恒星运(yùn)动所需要的暗物质(zhì)比例是一(yī)致的。这(zhè)就意(yì)味着。

用(yòng)了(le)一个(gè)简单的(de)理论框架，就很(hěn)好(hǎo)地解(jiě)释了很多(duō)不(bù)同的观测结果。而暗物质的(de)本质就是宇宙当中存在着(zhe)某(mǒu)种类(lèi)型的(de)粒子，它(tā)们不(bù)参(cān)与任何其他的电磁作(zuò)用，只(zhǐ)通过引力来(lái)相互作用(yòng)。所(suǒ)以如(rú)果能够找(zhǎo)到这种粒子的(de)存在，就(jiù)相当于找到了(le)暗物质存在的实际证据。这(zhè)种粒子到底是(shì)什么？科学家们(men)已经提出了数十种的假想目标(biāo)，而(ér)要(yào)寻找这些(xiē)不同的目标粒子所需要的实(shí)验方式也不相(xiāng)同。在过去的几十年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不(bù)到，几(jǐ)乎不会与常规物质相(xiāng)互作用的(de)“暗物质”，科学家(jiā)们已经进(jìn)行(xíng)了(le)超(chāo)过50次的实验，却没有任(rèn)何实质(zhì)性的发现，除了一(yī)个地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于阿(ā)尔卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地下(xià)矿(kuàng)井(jǐng)当中，藏着地球(qiú)上最大(dà)的地学实验室，这个实(shí)验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层楼高的探测(cè)器，一直致力(lì)于寻找暗物质(zhì)粒子的周期(qī)性震荡。

自(zì)1997年以来，这(zhè)里的(de)科学家声(shēng)称观测到了某种信号。经过了20多年的(de)数(shù)据收集，人们发(fā)现了(le)一个有趣的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月降到最(zuì)低，而且在(zài)20年(nián)当中每(měi)年都是一样。一些(xiē)科学家认为(wèi)这可能是人类发现(xiàn)暗(àn)物质的第(dì)一个直接证(zhèng)据。

但是为什(shén)么暗(àn)物质会产(chǎn)生周期性的年(nián)度信号呢(ne)？刚才我(wǒ)们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕(rào)着银河(hé)系进行移动，那么(me)如(rú)果暗物质(zhì)存(cún)在(zài)宇宙(zhòu)当中，这意味着我(wǒ)们也在以这样(yàng)的速度在穿越(yuè)着暗物质(zhì)流，这个(gè)过(guò)程中会产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕太阳(yáng)进行旋鸡蛋羹水放多了怎么补救，鸡蛋羹不凝固怎么补救转。所以有半年(nián)的(de)时间，地球围绕(rào)太(tài)阳的方向与太阳环绕银河系的(de)方向是一致的，而(ér)另外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳的(de)方向(xiàng)正好(hǎo)达到完(wán)全一致，这是理论(lùn)上地球穿越暗物质流最快的时(shí)段。而在11月份，又(yòu)恰(qià)好达到了(le)最(zuì)慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河系的平面(miàn)呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影响(xiǎng)这个理论的有效性。

因此科(kē)学(xué)家认(rèn)为这可以用来解(jiě)释，研究人员们(men)所观测到的周期性信号。当然也可(kě)能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度周(zhōu)期(qī)信号的差异也可(kě)能(néng)是温(wēn)度、湿度(dù)、土壤(rǎng)中的水分、高山上的(de)积(jī)雪，甚至连意大利游客的(de)数(shù)量也符(fú)合这个周期的规(guī)律。

所以(yǐ)，科学家们又在南(nán)半(bàn)球(qiú)建立(lì)了一(yī)个几乎相同的实验室，这里的季节(jié)与之前的实(shí)验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质(zhì)流(liú)的运动特征(zhēng)和第(dì)一个(gè)实验(yàn)室是一(yī)样的。

因此，如果在这(zhè)里可以得(dé)到相同的信号(hào)，就可以成为暗物质所存在的(de)非常有力的证据了。但是由于这个实验(yàn)室刚刚(gāng)建(jiàn)成(chéng)不久，所以截至目前(qián)还(hái)无法(fǎ)提供相应的数(shù)据(jù)支持(chí)。另(lìng)外，在2025年，NASA将会发(fā)射一(yī)台新的望远镜，这台太空(kōng)望远镜叫(jiào)做(zuò)“南希格雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同(tóng)，但它(tā)的宽视(shì)场仪器(qì)提(tí)供的视野是(shì)哈勃(bó)红外仪(yí)器(qì)的100倍(bèi)。南希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其中一个关键(jiàn)的用(yòng)途就是探索暗物质背后的(de)奥秘，对(duì)于(yú)探测的结(jié)果，我们只能拭目以待了。费米实验(yàn)室粒(lì)子天(tiān)体物理中心的科学(xué)家丹琥珀和贾森斯(sī)特(tè)芬研究发现，如果暗物质存在，它们极有可能拥有另一种神秘(mì)的效应(yīng)，这种(zhǒng)暗(àn)物质效应，会支持(chí)宇宙当(dāng)中生命的诞生，或者说(shuō)是生命进化(huà)的一个重要因(yīn)素(sù)。

如(rú)果这一(yī)理论(lùn)得到(dào)进一步的证实，那么(me)遍(biàn)布宇宙当中的暗(àn)物质会不(bù)会(huì)意味(wèi)着(zhe)人(rén)类(lèi)并不孤单呢(ne)？或许(xǔ)在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造生命。当(dāng)然(rán)，这些推(tuī)论的大前提(tí)是要先找到(dào)暗(àn)物(wù)质(zhì)存在的实际证(zhèng)据(jù)。那么小伙(huǒ)伴们，你们觉得暗(àn)物质(zhì)到底存不(bù)存在呢？喜欢(huān)请点赞(zàn)，你的支持(chí)是我更新的动力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 鸡蛋羹水放多了怎么补救，鸡蛋羹不凝固怎么补救