宇宙(zhòu)是“人为制造(zào)”的(de)？为何会存在科学(xué)无法解(jiě)释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又(yòu)究竟是什么(me)？人(rén)类为了寻找暗(àn)物(wù)质存在的证据，科(kē)学家们在过去(qù)的(de)几十(shí)年(nián)当中进行了(le)超过50次的(de)长期实验，但是却没有(yǒu)发(fā)现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然哲学数(shù)学原理(lǐ)一(yī)书(shū)中，埃萨(sà)克牛顿发表(biǎo)了万有引力定律，它揭示了宇宙中天体运动的规律。往(wǎng)后的几百年(nián)来，当天文学家们发现某些天(tiān)体运行轨道出现异常，不符合万(wàn)有引力定律的时(shí)候，他们就(jiù)会知道，周(zhōu)围(wéi)一(yī)定有未知(zhī)的天体通过(guò)引力(lì)在摄动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本(běn)勒维(wéi)耶就通过天王星(xīng)运行轨道的异(yì)常，推算并(bìng)且发现了(le)海王星(xīng)的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星(xīng)的发现都是应用万有引力定(dìng)律所取得重(zhòng)大天文(wén)成就的例子。但是(shì)这些发现都是在恒星(xīng)系(xì)统的尺(chǐ)度(dù)当(dāng)中，可当我们(men)上升到(dào)星系或者是星团的尺度，事情就开(kāi)始(shǐ)变得诡异(yì)了(le)。

1933年，瑞士(shì)的(de)物理学家弗(fú)里茨兹威基正(zhèng)在研究和测量后发星(xīng)系团的(de)质量。这是(shì)一个由数千(qiān)个星系所组成的(de)巨(jù)大(dà)星系团，这些(xiē)星系被(bèi)引力束缚(fù)在一起。测(cè)量星系团(tuán)的质量一般会使用到(dào)两种方法(fǎ)，当(dāng)两种方法结果(guǒ)一致，就可以确(què)定其质量的范围。

第一(yī)种是(shì)获得其"光(guāng)度(dù)学的(de)质量"，需要(yào)的数据是测量(liàng)各个(gè)星(xīng)系(xì)的(de)光度(dù)。

第二种是(shì)动力学质量的计算，是利(lì)用光(guāng)谱红(hóng)移测量星系(xì)团中的各个星系(xì)相对于星系团的运动速(sù)度。当(dāng)测量(liàng)结果出来之后，兹威基彻底懵(měng)了，“动(dòng)力学(xué)质量”竟然(rán)是(shì)“光度学(xué)质(zhì)量”的400倍。这意味(wèi)着，后(hòu)发座星系团有99%的(de)质量消(xiāo)失(shī)了，或(huò)者说这(zhè)99%的(de)质量并不以可见光的(de)形式所存在(zài)，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中(zhōng)很多星系的(de)速度比理论上要快得多(duō)，按照牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些(xiē)可见星(xīng)系的质量所(suǒ)产生的引力是无法将它们(men)束缚在星系(xì)团内的，它们早就应该被抛出星系团之外了(le)，除非有一种(zhǒng)神秘(mì)的(de)力量(liàng)在起作用(yòng)，这(zhè)种力量来源于(yú)某种隐(yǐn)形的物质。

据此，兹维基提(tí)出了这样部分(fēn)不可(kě)见的暗(àn)质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占据着宇宙(zhòu)中绝大(dà)部分的质量。只是当时的人们对这样的一种(zhǒng)说法不(bù)屑(xiè)一顾(gù)。

直到40年(nián)之后，“暗物(wù)质”这(zhè)个词才再一次(cì)出现。天文学家维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和肯特福特在观(guān)测仙女座(zuò)星系中的恒星运动。理论上来说，距离中心越(yuè)远的恒星在其轨道(dào)上的运行速度就会越慢。但是他们观(guān)测的结(jié)果却让人感到不可思议。

随着与中心(xīn)距离的增(zēng)加，恒星的(de)旋转速度(dù)几乎保持不变(biàn)。可(kě)是根据牛顿(dùn)的(de)万有引力(lì)定律(lǜ)，在星系当(dāng)中(zhōng)如果(guǒ)没有(yǒu)足够大(dà)的质(zhì)量来吸(xī)引它(tā)们，这些外(wài)围的恒星早就被甩到宇宙(zhòu)当(dāng)中了。基(jī)于这种现象，科学家(jiā)们(men)会使(shǐ)用(yòng)一(yī)种相(xiāng)对标准的方法来解释暗物质的存在，这种方法就是测量星系当中(zhōng)气体在X轴(zhóu)上距离星系中心的距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速(sù)度。如果出(chū)现异常的结(jié)果，就(jiù)认为是由暗物质的力(lì)量(liàng)进入(rù)其中。

于是科学家们(men)通(tōng)过射电望(wàng)远(yuǎn)镜测量(liàng)了距离星(xīng)系(xì)中(zhōng)心(xīn)更远距离的氢元(yuán)素，发现它们(men)的旋(xuán)转速(sù)度(dù)并不(bù)符(fú)合牛顿的力学定律(lǜ)。我们(men)的太阳系也不例外，太(tài)阳系(xì)位于(yú)银河系的(de)第(dì)三悬臂之上，距(jù)离银河系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定律进(jìn)行(xíng)计算(suàn)，太阳系的运行速度应该是(shì)160千(qiān)米/秒，但实际(jì)上，太阳系正在(zài)以220千(qiān)米/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕银河系旋转(zhuǎn)，这个(gè)实际速度远远大于理论速度，那么产生以上(shàng)这种向心加速度的(de)原因(yīn)很可能就(jiù)是存在着一(yī)种我们看不到(dào)的物质，是这些暗物质的引力效应(yīng)将星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多的研究人员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科(kē)学家根据星系外恒星轨道的(de)速度，估算在(zài)星系(xì)当中暗物质的质量占整(zhěng)个星系(xì)质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个(gè)现象(xiàng)的原因。在(zài)一项新的研究(jiū)当(dāng)中(zhōng)，科(kē)学家们发现，几乎(hū)没(méi)有引力效应的(de)遥远恒星之间，也会(huì)出现(xiàn)速(sù)度上的微小差异。另外(wài)，天(tiān)文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距(jù)离地球大(dà)约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不(bù)多，但是星系(xì)当中存在的恒星(xīng)数量却(què)只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该星系必须存在暗物(wù)质，否则就会分崩离析。但是科学(xué)家们使用最先(xiān)进的望远镜对其进行了40个小时的详细测量之(zhī)后，发现星系中(zhōng)的(de)恒(héng)星运动是(shì)可以用(yòng)正常的物质(zhì)和(hé)力学定律来解释的。那(nà)么又(yòu)有(yǒu)人(rén)提出(chū)，也(yě)许该星系(xì)的暗物质，已经被附近的(de)另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没(méi)有任(rèn)何星(xīng)系(xì)存在。造成这些现象(xiàng)的除(chú)了暗物质(zhì)的假说之(zhī)外，另一(yī)种可能就是(shì)人类对引力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺(chǐ)度空(kōng)间中的工作方式是不同的，这意味着在行星系尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的轨道，按照我们所理(lǐ)解的方(fāng)式运动。但是(shì)上(shàng)升(shēng)到星系和星(xīng)团的尺度，引力之(zhī)间的(de)相互作(zuò)用则(zé)是(shì)不(bù)同的方式。对于(yú)在星系团之(zhī)间的相互作用，科学家还(hái)引入了(le)外(wài)部场效应的概(gài)念，指(zhǐ)的(de)是(shì)在(zài)数百(bǎi)万光年的规模上，巨大(dà)的质量(liàng)之间(jiān)会产生对彼(bǐ)此特殊的效(xiào)果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德(dé)理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立(lì)，这(zhè)意味着我们需要对现在的物理(lǐ)定律进行(xíng)修正(zhèng)，这些(xiē)发现也让(ràng)很多人(rén)认为暗物(wù)质假说(shuō)理论就此终(zhōng)结。但是在宇宙当(dāng)中还有关于暗物质存在(zài)的其他的理(lǐ)论证据，这些理论证据是蒙(méng)德理论所(suǒ)没(méi)法解释(shì)的“引力透(tòu)镜”。

径向距离为37亿光(guāng)年的子(zi)弹星系团(tuán)，由两个碰撞(zhuàng)的星系团所组成，类似(shì)这样(yàng)的星团，它(tā)们大部分的普(pǔ)通质量都在星(xīng)系的(de)气体当中。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用就会(huì)导致温度的急剧升高，速(sù)度大幅(fú)降(jiàng)低(dī)。所以(yǐ)在理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星系团大部分的(de)质(zhì)量(liàng)将位(wèi)于所(suǒ)有这(zhè)些气体所在的中间区域。那(nà)么我们通过什么来验证它的质量区域(yù)到底(dǐ)是不是(shì)集中在(zài)中间(jiān)呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了宇宙(zhòu)当中第一张全彩的(de)高清照(zhào)片，在(zài)照片(piàn)中(zhōng)我(wǒ)们可以明显地看到(dào)很多星(xīng)系似乎(hū)被(bèi)拉伸产生了巨大(dà)的形变。其实(shí)这些星(xīng)系(xì)本身(shēn)并不(bù)是真的(de)被(bèi)扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而(ér)是(shì)这样极遥远的天体和我(wǒ)们地球上的观测者之间。被一(yī)个(gè)质(zhì)量超级巨大的天体遮(zhē)挡，这(zhè)个超大质量的东(dōng)西的引力，会使身后更遥(yáo)远星系的光都(dōu)发生了(le)扭曲。这(zhè)个现象(xiàng)就是引(yǐn)力透(tòu)镜效(xiào)应。这(zhè)个(gè)巨大的(de)天体可能是(shì)超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人(rén)们对子(zi)弹星系团观测的时候(hòu)，发现它(tā)的大质量区(qū)域并不是在中(zhōng)间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解释(shì)方法就(jiù)是(shì)当星团发生全部(bù)的碰撞(zhuàng)时，可被观(guān)测到的质(zhì)量(liàng)气(qì)体(tǐ)被(bèi)卡在了中间，暗物(wù)质(zhì)则直接(jiē)通过了(le)这个区域(yù)，并在两边形成了(le)引力透镜。对(duì)子弹星(xīng)系团的引力透镜研(yán)究(jiū)也被认为是暗物质存在(zài)的(de)迄今为止最好的(de)理论证据。

除此之外，还(hái)有来自宇宙当中最古(gǔ)老的(de)光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见(jiàn)光终于(yú)可以畅通无阻地穿越在宇宙当(dāng)中了(le)。经过了(le)130多亿(yì)年之(zhī)后，这些光在宇宙空间背景上留下了各相(xiāng)同性(xìng)的微波辐射。其中(zhōng)红色(sè)的(de)部分表示(shì)温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际(jì)上它们之间的温差只有万分之一。

科学家们(men)通过对前景背景分离后的二值(zhí)图像进行连通域提取和标(biāo)记(jì)之后发现，如果宇宙当中没有暗物(wù)质，图形看(kàn)起来不应该是这样(yàng)的，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小，才(cái)变(biàn)得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微(wēi)波背景辐射的测(cè)量值，我们需要的暗物质(zhì)大(dà)约是普通物质的(de)5倍。这个数(shù)字与解释星系当中(zhōng)恒星运动所需(xū)要的暗物质(zhì)比例是一致(zhì)的。这就(jiù)意(yì)味(wèi)着(zhe)。

用了一个简单的理论(lùn)框架，就很好地解(jiě)释(shì)了很多(duō)不(bù)同的观测结果。而暗(àn)物质的本质就是宇宙当中存在(zài)着某种类(lèi)型的粒子，它们不参(cān)与任何其他(tā)的(de)电磁(cí)作用(yòng)，只通过引(yǐn)力来相互作用。所以如果能(néng)够找到这种粒子(zi)的存在，就相当于找到了暗物质存在(zài)的实际证据(jù)。这(zhè)种(zhǒng)粒子(zi)到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出(chū)了数十种的假想目标(biāo)，而要寻(xún)找这些不同的目(mù)标粒子所需要的实验方式也不相(xiāng)同(tóng)。在过去(qù)的几十年当中，人类为了寻找这些看不见(jiàn)、摸不(bù)到(dào)，几乎不会(huì)与常规物质(zhì)相互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已(yǐ)经(jīng)进行了超(chāo)过(guò)50次的(de)实验，却没有任何实质性的发现，除了一个地方，意(yì)大利的格兰萨索(suǒ)山，隶属于阿尔(ěr)卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学实验(yàn)室，这(zhè)个实验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有(yǒu)一个三层楼高的探测器，一(yī)直致力于寻(xún)找暗物质粒子的周期性震荡(dàng)。119出警收费吗 119出警收费标准是多少>

自1997年(nián)以来，这里(lǐ)的科学(xué)家(jiā)声(shēng)称(chēng)观测(cè)到(dào)了某(mǒu)种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收(shōu)集，人们(men)发(fā)现了一(yī)个有趣的(de)事情。探测(cè)率(lǜ)会在每年的(de)6月份达(dá)到峰值，然后在11月降到最低(dī)，而且在(zài)20年当(dāng)中每年都是(shì)一样。一些(xiē)科(kē)学家认为这可能是人(rén)类发(fā)现暗物(wù)质的第一个直接证据。

但是(shì)为什么暗物质会产生周期性的年(nián)度信(xìn)号呢？刚才我(wǒ)们讲了(le)太阳(yáng)系正(zhèng)在以(yǐ)220公里/秒的速度围绕着银河(hé)系进(jìn)行移动，那么如果暗物质存(cún)在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度在穿越着暗物质流，这个过程中会产(chǎn)生相应(yīng)的振(zhèn)荡，同时地球又以(yǐ)30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有半年的时间，地球围(wéi)绕太阳的(de)方向与太阳环绕银河系(xì)的方向是一致的，而另(lìng)外半年则与之相反。

而在6月份的(de)时候(hòu)，地球(qiú)与太阳的方(fāng)向(xiàng)正好(hǎo)达到完(wán)全一致，这是(shì)理论上地(dì)球穿(chuān)越(yuè)暗物质流最快的时段(duàn)。而(ér)在11月份，又恰(qià)好达到了最慢值。尽管在(zài)实际的情(qíng)况中，太阳系(xì)相对银河系的(de)平面呈现了60度(dù)的(de)倾(qīng)斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因(yīn)此科学(xué)家认为这可以用来(lái)解释，研究(jiū)人员们所观测到119出警收费吗 119出警收费标准是多少(dào)的周期性信(xìn)号。当然也可(kě)能有其他的情况，造成(chéng)这种年度周期(qī)信(xìn)号的差异(yì)也(yě)可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分、高山上(shàng)的(de)积(jī)雪，甚至连意大利游客的数(shù)量也符合这个(gè)周期(qī)的规律。

所以，科(kē)学家(jiā)们又在南半球建立(lì)了一个几乎相同的实验(yàn)室(shì)，这里的季(jì)节与(yǔ)之(zhī)前的实验室正(zhèng)好相反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗(àn)物(wù)质流的(de)运动特征和第一个实验(yàn)室是(shì)一样的。

因此，如果在这里可以得到相同的信号，就可以成为暗物质(zhì)所存在的非(fēi)常(cháng)有(yǒu)力的证据(jù)了(le)。但(dàn)是由于这个实验室刚(gāng)刚建成不久，所以截至目前还无(wú)法提供相应的(de)数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的(de)望远镜(jìng)，这台太(tài)空望(wàng)远(yuǎn)镜叫做(zuò)“南希格(gé)雷斯罗曼(màn)”，它的主镜大小跟哈勃望远镜相同，但它(tā)的(de)宽视(shì)场仪器(qì)提供的视野是哈勃红外(wài)仪(yí)器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望(wàng)远镜其中一个(gè)关(guān)键的用途(tú)就是探(tàn)索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥秘(mì)，对(duì)于(yú)探测的结果(guǒ)，我们只能拭目(mù)以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体物理中(zhōng)心(xīn)的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特(tè)芬研(yán)究发现，如果暗物(wù)质(zhì)存在(zài)，它们极有可(kě)能拥有另一(yī)种神秘的效(xiào)应(yīng)，这种(zhǒng)暗(àn)物(wù)质效应，会支(zhī)持宇宙当中生命的诞生，或者(zhě)说是生命进化的一个重要因素。

如果这一理论得到(dào)进(jìn)一步的(de)证(zhèng)实(shí)，那么遍布宇(yǔ)宙当中的(de)暗物质会不会意味(wèi)着人类并不孤(gū)单(dān)呢？或许在宇宙当中某个角落的行(xíng)星上，暗物质正在通过(guò)这样的效应创造生(shēng)命。当然，这些推论的大前提是要先(xiān)找到(dào)暗(àn)物质存在的实际(jì)证据。那么小伙伴(bàn)们(men)，你(nǐ)们(men)觉得暗物质(zhì)到底(dǐ)存不存在(zài)呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的(de)支持(chí)是我(wǒ)更新(xīn)的(de)动(dòng)力！

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