宇宙(zhòu)是“人(rén)为制造”的？为何会存(cún)在科学(xué)无法解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是什(shén)么(me)？人类(lèi)为了寻找暗物质存在的证据，科学家们在(zài)过去的几(jǐ)十(shí)年当中进行(xíng)了超过50次的长期实验，但是却没有发现任何(hé)的有效证据。除了一个地方，在1687年出版(bǎn)的自然(rán)哲学(xué)数学原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发表了万有引力定(dìng)律，它揭示了(le)宇宙中天体运动的规律(lǜ)。往(wǎng)后(hòu)的几百年来，当天文学家们发现某(mǒu)些天体运行(xíng)轨道出(chū)现异(yì)常h2so4是什么化学名称怎么读，hno3是什么化学名称，不符合万有引力(lì)定(dìng)律的(de)时(shí)候，他们就会知(zhī)道，周围一(yī)定(dìng)有未知的天体通过引力在摄动它(tā)的轨(guǐ)道。比(bǐ)如(rú)在(zài)1846年，奥(ào)本勒维耶就通过天王星运行轨道(dào)的异(yì)常，推算并且发现了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是(shì)应用(yòng)万有引(yǐn)力定律所取(qǔ)得重大天文成(chéng)就的例子。但是这些(xiē)发现都是在(zài)恒(héng)星系统的(de)尺(chǐ)度当中(zhōng)，可当我们上升到星系或者是(shì)星团的尺度，事(shì)情(qíng)就开始(shǐ)变(biàn)得诡异(yì)了。

1933年，瑞士(shì)的(de)物理(lǐ)学(xué)家(jiā)弗里茨兹威基正在研(yán)究和(hé)测(cè)量后发星系团的质量。这(zhè)是(shì)一个(gè)由数千个(gè)星系所组(zǔ)成(chéng)的巨大星系团，这些星(xīng)系(xì)被引力束缚在(zài)一起。测量星系团的(de)质量一般会使(shǐ)用到两(liǎng)种方法，当(dāng)两种方法结(jié)果一致，就可(kě)以(yǐ)确定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得其"光度学的(de)质量h2so4是什么化学名称怎么读，hno3是什么化学名称"，需要的数据是测量(liàng)各个星系(xì)的光度(dù)。

第(dì)二种是动力学质量的计(jì)算，是(shì)利用光谱红移测量星系团中的各个星(xīng)系相对于星(xīng)系团的运动速度。当(dāng)测量结果出(chū)来(lái)之后，兹威基彻底懵了，“动力学(xué)质量(liàng)”竟然是“光度(dù)学质量”的400倍(bèi)。这意味(wèi)着(zhe)，后发座星系团有99%的质(zhì)量消失(shī)了，或者说这99%的质量并不以可见光(guāng)的(de)形式所(suǒ)存在，我们无法看到。最(zuì)诡异的(de)是，在(zài)测量速度的过程中，兹威基发现星系(xì)团中很(hěn)多星系的速度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所(suǒ)产(chǎn)生的引力(lì)是(shì)无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它(tā)们早(zǎo)就(jiù)应该被抛出星(xīng)系团之外了，除非有一种神秘的力量在起作用，这种(zhǒng)力量来源于某种(zhǒng)隐形的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹维基(jī)提出(chū)了这样(yàng)部分不(bù)可见的暗(àn)质，它不(bù)发散光、吸光、反射光，但是它们却占据(jù)着宇(yǔ)宙中绝大部分的质量。只是当(dāng)时的人们对(duì)这样的一种(zhǒng)说法不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这(zhè)个(gè)词才再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特(tè)在观测仙女座星系中(zhōng)的(de)恒星运(yùn)动。理论上来说，距离(lí)中心(xīn)越远(yuǎn)的恒星在其轨(guǐ)道上的运行速度就(jiù)会(huì)越(yuè)慢。但是他们观测(cè)的结果却让人(rén)感(gǎn)到不(bù)可思议。

随着与(yǔ)中心距离的增加(jiā)，恒星的(de)旋转速(sù)度几乎保持不(bù)变(biàn)。可是根(gēn)据(jù)牛顿的万有引力定律，在星系当中如果没有足够大的质量(liàng)来吸引它(tā)们(men)，这些外围的恒星早(zǎo)就(jiù)被甩(shuǎi)到宇宙当中了(le)。基(jī)于这种(zhǒng)现象，科学家们会使用一种相对标准的(de)方法来解释暗物质(zhì)的存(cún)在，这种方法就是测(cè)量星系当中气(qì)体在X轴上距离(lí)星系(xì)中心的距离，以(yǐ)及(jí)在Y轴上气体的旋转速(sù)度。如果出现异(yì)常的结果，就认(rèn)为是由暗(àn)物质的力量(liàng)进入其中。

于是科(kē)学家们(men)通过射电望(wàng)远镜测量(liàng)了(le)距(jù)离星系中(zhōng)心(xīn)更远距离的氢元素，发现它们的旋转速度并(bìng)不符合牛(niú)顿的(de)力学(xué)定律。我们(men)的太阳系也不例外，太(tài)阳系位于银河系的第三悬臂之(zhī)上(shàng)，距离(lí)银河系中心2.6万光(guāng)年，根据万有引力(lì)定律进(jìn)行计算(suàn)，太阳系的运行速度(dù)应该是160千米(mǐ)/秒，但实际上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度围绕(rào)银河系(xì)旋(xuán)转，这(zhè)个实(shí)际速度远(yuǎn)远大于理(lǐ)论速度，那(nà)么产(chǎn)生以(yǐ)上这种向心加速度的原因很可能就是存在着(zhe)一(yī)种我(wǒ)们(men)看(kàn)不到的物质，是这些暗物质的引力效应将星系(xì)聚集在了(le)一起。

也(yě)是(shì)从这时开始(shǐ)，越来(lái)越多的研究人员开(kāi)始相信暗(àn)物(wù)质的(de)存在。科学家根据星系外(wài)恒星(xīng)轨道(dào)的速度，估算在星(xīng)系当中(zhōng)暗物质的质(zhì)量(liàng)占整个星系(xì)质量的(de)85%。但是(shì)，暗物质并不是(shì)唯一可以解释这(zhè)个(gè)现象的原(yuán)因。在一项(xiàng)新的(de)研究当中，科(kē)学家们发(fā)现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会(huì)出现速度上的微小差(chà)异(yì)。另外，天文学家还发现了一个反常的星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光年(nián)，大小和银(yín)河系不多，但是星系当中存在的恒星数量却(què)只有银河系的千分之一。

所(suǒ)以在理论上，该(gāi)星系必须存(cún)在暗(àn)物质，否则就会分崩离析(xī)。但(dàn)是科(kē)学家们使用最先进(jìn)的(de)望(wàng)远镜对其进(jìn)行(xíng)了40个小时(shí)的(de)详细(xì)测量之后，发现星系中的恒星运动是可以用正常的物质和力学定律来解(jiě)释的。那(nà)么又有(yǒu)人提出，也许该星系的暗(àn)物(wù)质，已经被附(fù)近的另一个大(dà)星系剥离了。奇怪的是，它的附(fù)近(jìn)没有(yǒu)任何星系存在。造成(chéng)这些现象(xiàng)的(de)除了暗物质的(de)假说之外，另一(yī)种(zhǒng)可(kě)能就是(shì)人类对引力的理解还(hái)不够全面，引力很(hěn)可能在(zài)不同尺度(dù)空间中的工作(zuò)方式是不同的(de)，这意味(wèi)着在行星(xīng)系(xì)尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的(de)轨道，按照我们所理解(jiě)的方式运动。但是上升到星系(xì)和星(xīng)团的(de)尺度，引力之间(jiān)的(de)相(xiāng)互作(zuò)用则是(shì)不(bù)同的方式。对于在星系团(tuán)之(zhī)间(jiān)的相互(hù)作(zuò)用，科学家还引入(rù)了外部场效(xiào)应的概(gài)念，指的是在(zài)数百万光年的规模(mó)上，巨大的质量之(zhī)间会(huì)产生对彼此特殊的效果，这(zhè)个理论(lùn)叫做MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)。如果MOND蒙德(dé)理论成(chéng)立(lì)，这意味着我们(men)需要(yào)对现在的物理定(dìng)律进行(xíng)修正，这些发(fā)现也让很多人(rén)认(rèn)为(wèi)暗物质假说理论就此终结(jié)。但是在宇宙(zhòu)当中还有关(guān)于暗物质存(cún)在(zài)的(de)其他的理论(lùn)证据，这些理论(lùn)证据是(shì)蒙德理论所(suǒ)没法解释的(de)“引力透镜(jìng)”。

径向距离为37亿(yì)光年的子弹星系团，由两个碰撞的(de)星(xīng)系团(tuán)所组(zǔ)成，类似这样的星(xīng)团，它(tā)们大部分的普通(tōng)质量都(dōu)在星系的气体当中。当星(xīng)团(tuán)以(yǐ)1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用就会导(dǎo)致温度的急剧升高，速度大(dà)幅降(jiàng)低(dī)。所(suǒ)以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子弹星(xīng)系(xì)团大部分的质量将位于所有(yǒu)这(zhè)些气体所在的(de)中间区域。那么我们(men)通过什么来验证它的(de)质(zhì)量区(qū)域到底是不(bù)是集(jí)中在中间呢(ne)？前不久，詹(zhān)姆斯韦伯太(tài)空望(wàng)远镜(jìng)传回了(le)宇宙当中第(dì)一张全(quán)彩的高清照片(piàn)，在照片(piàn)中我们可(kě)以明显(xiǎn)地(dì)看到很多星(xīng)系似乎被拉伸产生了巨大的(de)形变。其(qí)实这些星(xīng)系本身并(bìng)不是真的被扭曲了，也不(bù)是韦(wéi)伯(bó)望远镜出了什么问题，而是这(zhè)样极(jí)遥远(yuǎn)的(de)天体和我们地球上的观(guān)测者之间。被(bèi)一个质量超级巨大的(de)天体遮挡，这个超大质量的东西的引力，会使身后更遥远星系的光都(dōu)发生了(le)扭曲(qū)。这(zhè)个现象就是引力透镜效应。这个巨大的天体可能是超大(dà)质(zhì)量的(de)黑洞或者是暗(àn)物质。

所以(yǐ)当人们对(duì)子弹星系团观测(cè)的(de)时(shí)候(hòu)，发(fā)现它的大质量区(qū)域并不是在(zài)中(zhōng)间，而是在两侧。所以最好的解释方法就是(shì)当星团发生全(quán)部的碰撞时(shí)，可被观测(cè)到的(de)质(zhì)量气体被卡在了中间，暗(àn)物质则(zé)直接通过了这个(gè)区(qū)域，并在两边形成了引(yǐn)力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为是(shì)暗物质(zhì)存在的(de)迄今为止最好的理(lǐ)论证据(jù)。

除此之外(wài)，还(hái)有来自宇宙(zhòu)当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可(kě)见(jiàn)光(guāng)终(zhōng)于可以(yǐ)畅通无阻地(dì)穿(chuān)越在宇宙(zhòu)当中了(le)。经过了(le)130多(duō)亿年之(zhī)后，这些光(guāng)在(zài)宇(yǔ)宙空(kōng)间背景上留下(xià)了各相同性的微波辐(fú)射。其中(zhōng)红色的部(bù)分表示温度较高的区域，蓝色则表示(shì)相对较冷的区域，但实际(jì)上它们之间的温差(chà)只(zhǐ)有万分(fēn)之一。

科学家们通过对前景背景分离(lí)后的二值图像进(jìn)行(xíng)连通域提取(qǔ)和标记之后发现，如果宇宙(zhòu)当中没有暗物质，图形看(kàn)起来(lái)不应(yīng)该是这样的，而随着暗物(wù)质的增加，一些峰(fēng)值的幅(fú)度会减小，才变(biàn)得看起来“和谐(xié)”。为了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐(fú)射的(de)测(cè)量值，我们需要的(de)暗物质(zhì)大约是普通物质的(de)5倍。这(zhè)个数字与解释星系当中(zhōng)恒(héng)星(xīng)运动所需(xū)要的(de)暗(àn)物质比例是一致的。这就意味着(zhe)。

用了(le)一个简单(dān)的(de)理论(lùn)框(kuāng)架(jià)，就很好地解释了很多不同的观(guān)测结(jié)果。而暗物质的本质就是(shì)宇宙(zhòu)当中存在(zài)着某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒(lì)子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通(tōng)过引力来(lái)相互作用。所(suǒ)以如果(guǒ)能够(gòu)找(zhǎo)到这种粒子的存在，就相当于找到了(le)暗(àn)物质存在的实际证据。这种粒子到底是什么？科学家们已经提出了(le)数十(shí)种的假想目标，而要寻找(zhǎo)这(zhè)些(xiē)不同的(de)目标粒子所需要的实(shí)验(yàn)方式也(yě)不(bù)相同。在过去的几(jǐ)十年当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几乎不(bù)会与常(cháng)规物质相互(hù)作(zuò)用的(de)“暗物质”，科(kē)学家们已经进行(xíng)了(le)超(chāo)过(guò)50次的实验(yàn)，却没(méi)有任何实质性的(de)发现，除了(le)一个地方，意大(dà)利的格兰萨索山，隶属于(yú)阿尔(ěr)卑斯(sī)山脉。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着(zhe)地球上最(zuì)大的地学实验室(shì)，这个(gè)实验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测(cè)器，一(yī)直(zhí)致力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的周期(qī)性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学(xué)家声称观测(cè)到了(le)某种(zhǒng)信号(hào)。经过了20多年的数据(jù)收集，人们(men)发(fā)现了一个有(yǒu)趣的事情。探测率会在每年(nián)的6月(yuè)份达到峰(fēng)值，然后在11月(yuè)降(jiàng)到最低(dī)，而且在(zài)20年当(dāng)中每年都是一(yī)样。一(yī)些科学家认为这可(kě)能是人类发现(xiàn)暗物质的第(dì)一个直(zhí)接证据(jù)。

但(dàn)是为什么暗物质会产(chǎn)生周(zhōu)期性的年(nián)度信号呢？刚才我们讲(jiǎng)了太阳系正在以220公里/秒的速度围(wéi)绕着(zhe)银(yín)河系进行移动(dòng)，那么(me)如果暗(àn)物质存在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也(yě)在以这样的速度在穿越着(zhe)暗(àn)物质流，这个过程中会产生相应的振(zhèn)荡，同(tóng)时(shí)地球(qiú)又以(yǐ)30公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有半年的时(shí)间(jiān)，地(dì)球围绕太(tài)阳的方向与(yǔ)太阳环绕银(yín)河(hé)系的方(fāng)向是(shì)一(yī)致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方(fāng)向正好(hǎo)达到(dào)完全一(yī)致，这是理论(lùn)上地球穿越暗物质流最快的时段。而在(zài)11月份，又恰好达到了最慢(màn)值(zhí)。尽管在实际的(de)情(qíng)况中，太阳系相(xiāng)对银(yín)河系(xì)的平面呈现了60度的倾斜，但是这并不(bù)影响这(zhè)个(gè)理论的(de)有(yǒu)效性。

因此科学(xué)家认(rèn)为这可以用来解释，研(yán)究人员(yuán)们所观测到的周期性(xìng)信号。当然也可能有其他(tā)的(de)情况，造(zào)成(chéng)这(zhè)种年(nián)度周期(qī)信(xìn)号的(de)差异(yì)也可(kě)能是温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连(lián)意大利游(yóu)客的数量也符(fú)合这(zhè)个周期的规律。

所以，科(kē)学家们又在南半球建立了(le)一个几乎相同的实验室，这里的季节与之前的实验(yàn)室正好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过暗物质流的运(yùn)动特征(zhēng)和第一个(gè)实验(yàn)室(shì)是一样的。

因此(cǐ)，如(rú)果在这里可以得到(dào)相同的信号，就(jiù)可以(yǐ)成(chéng)为(wèi)暗物质所存在的非常(cháng)有(yǒu)力(lì)的证据了。但是(shì)由于这(zhè)个实验室刚刚建成不久，所以截至目前还无法提供相(xiāng)应的数据(jù)支持。另(lìng)外(wài)，在2025年，NASA将会(huì)发射(shè)一台新(xīn)的望远(yuǎn)镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯(sī)罗曼”，它的主镜大小跟哈勃望(wàng)远(yuǎn)镜相(xiāng)同，但它的宽视(shì)场(chǎng)仪器提(tí)供的视野是(shì)哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼太空(kōng)望(wàng)远镜其中(zhōng)一(yī)个(gè)关键的用途就是探(tàn)索暗(àn)物(wù)质(zhì)背后的奥(ào)秘(mì)，对(duì)于探测的结果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费(fèi)米实验室粒子天体物理中(zhōng)心的(de)科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯(sī)特芬研究发现，如果(guǒ)暗物质(zhì)存在，它(tā)们极(jí)有可能(néng)拥有另(lìng)一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持(chí)宇宙当中生命的诞(dàn)生，或者说是生命进化的(de)一个重(zhòng)要因素。

如果这一理论得到进一(yī)步的证实，那(nà)么(me)遍布宇宙(zhòu)当(dāng)中的h2so4是什么化学名称怎么读，hno3是什么化学名称暗物质会不会(huì)意味着人类并不(bù)孤(gū)单(dān)呢？或许在宇(yǔ)宙当中某(mǒu)个角(jiǎo)落的(de)行星(xīng)上，暗物质正在(zài)通过(guò)这样的效应创造生命。当(dāng)然，这些(xiē)推论的大前提是(shì)要先找到(dào)暗物质存在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗(àn)物质到底存不存在呢？喜欢请点(diǎn)赞，你的支(zhī)持(chí)是我更新的(de)动力！

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