宇宙(zhòu)是“人为制(zhì)造”的？为何(hé)会存在科学(xué)无法(fǎ)解释的“暗(àn)物(wù)质”？暗物(wù)质(zhì)又(yòu)究竟是什么？人类为了(le)寻找暗物质存(cún)在的(de)证据，科(kē)学家(jiā)们在过去的(de)几十年当中进行了超过(guò)50次的(de)长期实(shí)验，但是却没有(yǒu)发现任何的有效(xiào)证据。除了一(yī)个(gè)地方，在1687年出(chū)版的(de)自然哲学数学原(yuán)理一(yī)书中，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引力(lì)定律，它揭示(shì)了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往(wǎng)后(hòu)的几百(bǎi)年来，当天文学家(jiā)们发现(xiàn)某些天体运行轨道出现异常，不符合(hé)万(wàn)有引力(lì)定律的时(shí)候，他们(men)就(jiù)会(huì)知道，周围(wéi)一定(dìng)有未(wèi)知的天体通过(guò)引力在(zài)摄动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥(ào)本(běn)勒维耶就(jiù)通过天王星运行轨道的异常(cháng)，推算并(bìng)且发现了海王星的存在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王(wáng)星的发(fā)现都(dōu)是应用万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)所取得重(zhòng)大天文成就的例(lì)子(zi)。但是(shì)这(zhè)些发现(xiàn)都是(shì)在恒星系统(tǒng)的(de)尺度(dù)当中，可当(dāng)我们上升(shēng)到星系或者是星团(tuán)的尺度(dù)，事情(qíng)就开始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨(cí)兹威基正在研究和(hé)测量后发星系团的质量。这是(shì)一个由数千个议论文论点论据论证是什么意思，论点论据论证是什么意思举例子(gè)星(xīng)系所组(zǔ)成的巨大星系(xì)团，这(zhè)些星系被(bèi)引力束缚(fù)在一起。测(cè)量星系团(tuán)的质量一般会(huì)使用到两(liǎng)种方(fāng)法(fǎ)，当两种方法(fǎ)结(jié)果一致，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

第一(yī)种(zhǒng)是获得其"光(guāng)度学的质量"，需要的数据(jù)是测(cè)量各个星系的(de)光(guāng)度。

第二种是(shì)动力学质量(liàng)的(de)计(jì)算，是利用光(guāng)谱(pǔ)红移测量(liàng)星(xīng)系团(tuán)中的各(gè)个星系相对于星系(xì)团的运动速度。当测(cè)量结果出来之后，兹威基彻底懵了(le)，“动(dòng)力学质量(liàng)”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星系(xì)团有99%的(de)质量消失了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可见光的形式所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在测量(liàng)速度的(de)过程中，兹威基(jī)发现星系团中很多星系的速(sù)度(dù)比理论(lùn)上要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这些可(kě)见星系的质量所产(chǎn)生的引力是无法将它们束缚在星(xīng)系团内的，它们早(zǎo)就(jiù)应该(gāi)被抛出星系团之外了，除非(fēi)有一种神秘(mì)的力量在起作(zuò)用，这种力(lì)量来源(yuán)于某(mǒu)种隐(yǐn)形的物质(zhì)。

据此(cǐ)，兹维(wéi)基(jī)提出了这样部分不可见的暗质，它不发(fā)散光(guāng)、吸光、反射光，但是它(tā)们(men)却占据着宇宙中(zhōng)绝大部分(fēn)的质(zhì)量。只是当(dāng)时的人们对这样(yàng)的一种说法不屑一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质(zhì)”这个词才再(zài)一次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观(guān)测仙(xiān)女(nǚ)座星系中(zhōng)的恒星运(yùn)动。理论上来说，距离中心越远的恒(héng)星(xīng)在其轨道上的运行速度就会越慢。但是他们观(guān)测(cè)的结果(guǒ)却让人感到不可思(sī)议(yì)。

随着与中(zhōng)心(xīn)距离的增加，恒(héng)星(xīng)的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可是根据牛(niú)顿(dùn)的(de)万有引力定律(lǜ)，在星系当中如果没有(yǒu)足够(gòu)大(dà)的质量来吸引它们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到宇宙当中了。基(jī)于这种(zhǒng)现象，科(kē)学家们会使用一种相(xiāng)对标准的方法来解释暗物(wù)质的存(cún)在，这种方法就是(shì)测量星系当(dāng)中气体在X轴上距(jù)离星系中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体的旋转速度。如果出现异常的结果，就认(rèn)为是由暗(àn)物(wù)质的力量进入其中。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜测量了距(jù)离星系中心更远距(jù)离的氢元素(sù)，发(fā)现它们的旋转速度并不符合牛顿(dùn)的力学定(dìng)律。我(wǒ)们的太阳系(xì)也不(bù)例外，太阳系(xì)位于银河系(xì)的第三悬(xuán)臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光年，根(gēn)据万有引力定律进(jìn)行计(jì)算，太阳(yáng)系的运行速度应该是160千(qiān)米/秒，但实际(jì)上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕银河(hé)系旋(xuán)转，这个实际速度远远大于理论速度，那么产生以上这种向心加(jiā)速度的原(yuán)因很(hěn)可(kě)能就是存(cún)在(zài)着一种我们看不到的物(wù)质，是这些暗物质(zhì)的引力效应(yīng)将(jiāng)星系聚集在了一起(qǐ)。

也是(shì)从这时开始，越(yuè)来越(yuè)多(duō)的研究人员开(kāi)始相信暗物质的存在。科学家根据(jù)星系(xì)外恒星轨道的速度，估算(suàn)在(zài)星系(xì)当中暗物质的质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗物质(zhì)并不是唯一可以解释这个现象的原因。在一(yī)项新的研究(jiū)当中，科学家们(men)发现，几乎没(méi)有引力效应(yīng)的遥远恒星之间，也会出现速度上(shàng)的微小差(chà)异(yì)。另外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常(cháng)的星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球(qiú)大(dà)约2.5亿光年，大(dà)小(xiǎo)和银河系不(bù)多，但是(shì)星系当中存在的恒(héng)星数量却只有银河(hé)系的千分(fēn)之一(yī)。

所(suǒ)以在(zài)理论上，该星系(xì)必须存在暗(àn)物(wù)质(zhì)，否则就(jiù)会分(fēn)崩离析。但是科学家们使(shǐ)用最(zuì)先(xiān)进的望远镜对其进行(xíng)了40个小时的详细测量之后，发现星系中的恒(héng)星运(yùn)动是可(kě)以用正常(cháng)的物质和力学定律来解释的。那(nà)么又有(yǒu)人提出，也许该星系的暗(àn)物质，已经被附近的另(lìng)一个大星系剥离了。奇(qí)怪的是，它的(de)附近没有任何星系存在(zài)。造成(chéng)这些现象的除了(le)暗物质的假说之(zhī)外，另一种(zhǒng)可(kě)能就是人(rén)类对引(yǐn)力的理解(jiě)还不(bù)够全(quán)面(miàn)，引力(lì)很可能在不同(tóng)尺度空间中的工作方式是(shì)不同的，这意(yì)味着在行(xíng)星系尺度中的天体会沿着它们(men)的轨(guǐ)道，按照我们所理解的方式(shì)运动。但是上升(shēng)到星系和(hé)星团的尺度(dù)，引力之间的相(xiāng)互(hù)作(zuò)用则是(shì)不同的方(fāng)式。对(duì)于在星(xīng)系团之(zhī)间的相互作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的是在(zài)数百万光(guāng)年的规模上，巨大(dà)的质量之间会产生对(duì)彼此特殊的效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德(dé)理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙(méng)德理论成立，这意味着我们需要对现(xiàn)在的物理(lǐ)定律进行修正，这些(xiē)发现也(yě)让很多(duō)人认为暗物质假说(shuō)理论就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质存(cún)在的其他的理论证据，这些理论证(zhèng)据是蒙德理论所(suǒ)没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距(jù)离为37亿光年(nián)的子弹星(xīng)系(xì)团，由(yóu)两个碰(pèng)撞的(de)星系团所(suǒ)组成(chéng)，类似这(zhè)样的星团，它们大部分的普通质量都在星(xīng)系的(de)气体当中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生碰撞的时(shí)候，星际气体的相(xiāng)互作(zuò)用就会导致温(wēn)度的急剧升高，速度大(dà)幅(fú)降低。所以(yǐ)在理论上(shàng)，在碰(pèng)撞(zhuàng)之(zhī)后，子弹(dàn)星系(xì)团(tuán)大部(bù)分的质量将位(wèi)于所(suǒ)有这些气体所在的(de)中间(jiān)区(qū)域。那么(me)我(wǒ)们通过什么来验证它(tā)的质(zhì)量(liàng)区域到底(dǐ)是不是(shì)集中(zhōng)在中间呢？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了宇宙当中第一(yī)张全彩(cǎi)的高清照片，在照片中我们(men)可以明显地看到很多(duō)星系似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身(shēn)并(bìng)不是(shì)真的(de)被扭曲了(le)，也(yě)不是(shì)韦伯望远镜出了什么问题，而(ér)是这样(yàng)极遥远的天体和我们(men)地球(qiú)上的(de)观测者之间。被一个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这(zhè)个(gè)超大质量的东西的引力，会(huì)使身后更遥远(yuǎn)星系的光都发生(shēng)了扭曲。这个现(xiàn)象(xiàng)就是引(yǐn)力透镜效应。这(zhè)个巨大的天体(tǐ)可(kě)能是超大质量的黑(hēi)洞或(huò)者(zhě)是暗物质(zhì)。

所以当人们(men)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在中间，而是在两侧。所以最好的解释方法就(jiù)是当星团发生全部的碰撞时，可被观测(cè)到的质量气体被卡在了中(zhōng)间，暗物(wù)质则直接(jiē)通过了这个区域，并在(zài)两边形(xíng)成了(le)引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研(yán)究也被认为是(shì)暗物质(zhì)存在的迄今为止(zhǐ)最好的理论证据。

除此之外(wài)，还有(yǒu)来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之(zhī)后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地穿越(yuè)在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空间(jiān)背景上留下了各相(xiāng)同性的微(wēi)波辐射。其中(zhōng)红色的部(bù)分表示温(wēn)度较(jiào)高的区域，蓝色(sè)则表示相(xiāng)对较冷(lěng)的区域，但实际(jì)上它们之间(jiān)的(de)温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通过对(duì)前(qián)景背景分离(lí)后的二值图像进行连(lián)通域提取和标记之后发(fā)现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起(qǐ)来不应该是这样的(de)，而(ér)随着暗物质(zhì)的(de)增加，一些峰(fēng)值的幅度会减小，才变得看起(qǐ)来“和谐(xié)”。为(wèi)了匹(pǐ)配(pèi)宇(yǔ)宙微波背景辐射的(de)测量值，我们需要的暗物质大约是普通物质的5倍(bèi)。这个数字与解释星系当中恒星运动所需要(yào)的暗物质比例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简(jiǎn)单(dān)的理(lǐ)论框架，就(jiù)很(hěn)好地解释了(le)很多(duō)不同的观测结果。而(ér)暗物质的本质就是宇(yǔ)宙当中存在着某种类型(xíng)的粒子，它们(men)不参与任何其(qí)他的电磁(cí)作用(yòng)，只通(tōng)过引力来相(xiāng)互作用(yòng)。所(suǒ)以如果能够(gòu)找到这种粒子的(de)存在，就相当于(yú)找到了暗物质存在的实(shí)际证据。这种粒子到底是什么？科学家(jiā)们已经提出了数十种(zhǒng)的假想目(mù)标(biāo)，而要寻找这些不同的目标粒子所(suǒ)需要的(de)实验(yàn)方(fāng)式(shì)也不相同。在过去的(de)几十年当中，人(rén)类为(wèi)了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几(jǐ)乎(hū)不会与常规(guī)物质相互(hù)作用的(de)“暗物质”，科学家们(men)已(yǐ)经进行了超过(guò)50次的(de)实验，却没有(yǒu)任何实质性的发现，除了一个地方(fāng)，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属(shǔ)于(yú)阿尔卑(bēi)斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地球上(shàng)最大(dà)的地(dì)学实验室，这个(gè)实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层(céng)楼高的探测器，一直致力于寻(xún)找暗物(wù)质粒子的周期(qī)性震(zhèn)荡。

自(zì)1997年以来，这(zhè)里的(de)科学家(jiā)声称观测到了某(mǒu)种信号(hào)。经(jīng)过了20多年的数据(jù)收集，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情(qíng)。探测率(lǜ)会在每(měi)年(nián)的6月份达(dá)到峰值，然后在(zài)11月降(jiàng)到最(zuì)低，而(ér)且在20年当中每年都(dōu)是(shì)一(yī)样。一些科学(xué)家认为这可(kě)能是人类发(fā)现(xiàn)暗(àn)物质的第一个直接证据(jù)。

但是(shì)为什么暗物质会(huì)产生周(zhōu)期(qī)性(xìng)的年度信号呢(ne)？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在(zài)以220公(gōng)里/秒的(de)速度围绕着(zhe)银河(hé)系(xì)进行移动，那么如果(guǒ)暗物质(zhì)存(cún)在宇宙当中，这意(yì)味着我(wǒ)们(men)也在以这样(yàng)的(de)速度在(zài)穿越(yuè)着暗物质流，这个过程中会产生相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里/秒的速(sù)度围绕(rào)太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的时间，地(dì)球围绕太(tài)阳的方向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一(yī)致的，而(ér)另外(wài)半(bàn)年(nián)则(zé)与之相反。

而(ér)在6月份的时候(hòu)，地球(qiú)与太阳的方向正(zhèng)好达到(dào)完全一致，这是理论上(shàng)地球(qiú)穿越暗物(wù)质流最快的时段。而(ér)在11月份(fèn)，又恰好达(dá)到(dào)了最(zuì)慢值。尽管(guǎn)在实际的情况中，太阳系(xì)相对银(yín)河系的平面呈(chéng)现了60度(dù)的倾(qīng)斜，但是这并(bìng)不影响这(zhè)个理论的有效性。

因此(cǐ)科学家(jiā)认为这可以(yǐ)用来解释，研究(jiū)人员们(men)所观(guān)测(cè)到的周(zhōu)期性信号。当然也(yě)可能有其(qí)他的(de)情况，造成这种年度周期(qī)信号的差异也可能(néng)是温(wēn)度、湿(shī)度、土壤中(zhōng)的水分(fēn)、高(gāo)山上(shàng)的(de)积雪，甚至连(lián)意大(dà)利(lì)游客的数量也(yě)符合这个(gè)周期的规(guī)律(lǜ)。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家(jiā)们又在南半球建立了一个几(jǐ)乎相同(tóng)的实验室，这里的季节(jié)与(yǔ)之(zhī)前(qián)的实验(yàn)室(shì)正(zhèng)好相(xiāng)反，而在这里，地(dì)球穿过暗物质流的(de)运动(dòng)特征和第(dì)一个实(shí)验室是一(yī)样的。

因此，如果在这里可以得到相同(tóng)的信号，就(jiù)可以成为暗物质所(suǒ)存在的非常(cháng)有力的证据了。但是由于这个实验室刚刚建成不久(jiǔ)，所以截至目前还(hái)无法提供相(xiāng)应的(de)数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射(shè)一台新(xīn)的望远镜，这台太空望远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大小跟哈勃望远镜(jìng)相同，但它的(de)宽视场仪器(qì)提(tí)供的(de)视野是哈勃红外仪器的100倍。南(nán)希格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其中一个(gè)关键的用途(tú)就是探索暗物质背(bèi)后的奥秘(mì)，对于(yú)探测的(de)结果(guǒ)，我们(men)只(zhǐ)能拭目以待(dài)了。费米(mǐ)实验室(shì)粒子天体物理中心的(de)科学家丹(dān)琥珀和贾(jiǎ)森斯特(tè)芬研究发现(xiàn)，如果暗(àn)物质存在，它(tā)们极有可能拥有另一种神(shén)秘的效应，这种暗物(wù)质效应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的诞(dàn)生，或者说是生命进化的(de)一个重要因素。

如果这(zhè)一理(lǐ)论得到进一步的(de)证实(shí)，那么遍(biàn)布宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中的(de)暗物质会不会议论文论点论据论证是什么意思，论点论据论证是什么意思举例子意味着人(rén)类并不孤(gū)单呢？或(huò)许(xǔ)在宇宙当中某个(gè)角(jiǎo)落的行星上，暗(àn)物质(zhì)正在通(tōng)过这样的(de)效应创造生(shēng)命(mìng)。当然(rán)，这(zhè)些推论(lùn)的大前提是(shì)要先(xiān)找到暗物质存在的(de)实际(jì)证据(jù)。那么小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质到底(dǐ)存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持是我更新的动力(lì)！

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