宇宙是“人为制(zhì)造”的？为(wèi)何会存在科学无法解释的“暗物质(zhì)”？暗物质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找暗物质存在的证据，科(kē)学家(jiā)们在过去的(de)几十年当中进行了超过50次的(de)长期实验，但是却没有发现任何的(de)有效(xiào)证据。除了一个(gè)地方，在1687年出版的自(zì)然(rán)哲学数(shù)学(xué)原(yuán)理一书中，埃萨克牛顿发表了(le)万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇宙中(zhōng)天体运动的规律。往后的几百(bǎi)年(nián)来，当天(tiān)文(wén)学家们发现某些天(tiān)体运行轨道出(chū)现异(yì)常，不符合万有(yǒu)引力定律的时候，他们就会知道(dào)，周围一定有未知的天体(tǐ)通过引(yǐn)力在摄动它的(de)轨道(dào)。比如在1846年，奥本(běn)勒(lēi)维耶就通过天王星运行轨道的异常(cháng)，推算并且发现了海王星的存在(zài)。另外，哈(hā)雷(léi)彗(huì)星、冥王星的发现都是应(yīng)用万有(yǒu)引(yǐn)力定(dìng)律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但是(shì)这些发现(xiàn)都是(shì)在恒星系统的尺度当中(zhōng)，可(kě)当(dāng)我们上升到星系或者是星团的尺度，事(shì)情(qíng)就(jiù)开始(shǐ)变得诡异了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的(de)物(wù)理学家弗里茨兹威基正(zhèng)在(zài)研究和(hé)测量后发(fā)星系团的质量。这是一个由数千(qiān)个星系所组成的巨(jù)大(dà)星系团，这些(xiē)星(xīng)系被引力束缚在一起。测量星系团的质(zhì)量一般会使(shǐ)用到两(liǎng)种方法，当(dāng)两种方法结(jié)果(guǒ)一致，就可以确定其(qí)质量(liàng)的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学的质量"，需(xū)要(yào)的数(shù)据是(shì)测量(liàng)各个星系的(de)光度。

第(dì)二种是动力(lì)学质量的计算，是利用光谱红移(yí)测量星(xīng)系(xì)团中(zhōng)的各个星(xīng)系相(xiāng)对于星系团的运动速度。当测量结(jié)果(guǒ)出来之(zhī)后，兹威基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度(dù)学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量(liàng)消失了，或者说这(zhè)99%的质量(liàng)并不以可见光(guāng)的形式所存(cún)在，我们无法看(kàn)到(dào)。最诡异的是，在(zài)测量速(sù)度的(de)过程中，兹(zī)威基(jī)发(fā)现星(xīng)系团中很多星(xīng)系的速度比理论上要快得(dé)多，按照牛顿(dùn)的运动学(xué)定律(lǜ)，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所产生的引力(lì)是无法将它(tā)们束缚在星系团(tuán)内(nèi)的，它(tā)们早(zǎo)就应该(gāi)被抛出星系团之外(wài)了，除(chú)非(fēi)有(yǒu)一种神(shén)秘的力量在起作用(yòng)，这(zhè)种力量来(lái)源(yuán)于某(mǒu)种(zhǒng)隐形的物质。

据(jù)此(cǐ)，兹维(wéi)基提(tí)出了这样部分不(bù)可见的暗(àn)质，它(tā)不发散光、吸光、反射光，但是它(tā)们(men)却占据着(zhe)宇宙中绝大部分的质量。只(zhǐ)是当时的(de)人们对(duì)这样的一(yī)种(zhǒng)说法(fǎ)不(bù)屑一顾。

直到(dào)40年(nián)之后(hòu)，“暗物(wù)质”这个词才(cái)再一次出现(xiàn)。天(tiān)文学家维拉鲁宾和肯特(tè)福特在观测(cè)仙(xiān)女座星系中的恒星运动(dòng)。理论上来说(shuō)，距离中心越远的恒星在其(qí)轨道(dào)上的运行速度就会(huì)越慢(màn)。但(dàn)是他们观(guān)测的结果却让人感到不可思(sī)议。

随着与中心(xīn)距离的(de)增(zēng)加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不变。可是根据(jù)牛顿的万有引力定律，在(zài)星系当中如果没有足够(gòu)大的质量(liàng)来吸引它们(men)，这些外围(wéi)的恒星(xīng)早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基于(yú)这种现象(xiàng)，科(kē)学家们会使用一种相(xiāng)对标准的方法来(lái)解释暗(àn)物质的存在，这(zhè)种方法就(jiù)是测量星系(xì)当中(zhōng)气体在(zài)X轴上距离星系中心(xīn)的距(jù)离，以及在Y轴上气(qì)体(tǐ)的(de)旋转(zhuǎn)速度。如果出现异(yì)常的(de)结果，就认为是由暗物质的力(lì)量(liàng)进入其中。

于是(shì)科学(xué)家们(men)通过射(shè)电望远镜(jìng)测量了距离星(xīng)系中心更(gèng)远距离的氢元素(sù)，发现它(tā)们(men)的旋转速度并不符合(hé)牛(niú)顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳系也不例(lì)外，太阳系位于(yú)银河系的(de)第三悬臂之上，距(jù)离银(yín)河(hé)系中心2.6万光年，根据(jù)万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系(xì)的运行速度(dù)应该是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上，太阳(yáng)系正在以220千米/秒的速度围绕银河系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远(yuǎn)远大(dà)于理论速(sù)度，那么产生以上这种向心加速度(dù)的(de)原(yuán)因很可(kě)能就是存在着一(yī)种我(wǒ)们看不到的物(wù)质，是(shì)这些暗物质的引力效应将星系(xì)聚集(jí)在了一起(qǐ)。

也是(shì)从(cóng)这时开始，越来越多的研究人员(yuán)开始相信(xìn)暗物质的存在。科(kē)学(xué)家(jiā)根(gēn)据星系外恒(héng)星轨道的速度，估算(suàn)在星系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。在一项新(xīn)的研究当(dāng)中，科(kē)学家(jiā)们发现，几乎没有引力效应的遥远恒星之间(jiān)，也会出(chū)现(xiàn)速度上的微小差异。另(lìng)外，天文(wén)学家还发现了一个反(fǎn)常的(de)星系(xì)，叫(jiào)做Agc114905。这个(gè)星系距(jù)离地球大约2.5亿光年，大(dà)小和银河系不多(duō)，但(dàn)是(shì)星系当(dāng)中存在的恒星数量(liàng)却只有银河系(xì)的千(qiān)分之一。

所以在(zài)理(lǐ)论上，该星系(xì)必须存在暗物质，否则(zé)就会分崩离析。但是科学家们使(shǐ)用最先(xiān)进的望远镜对其进(jìn)行了40个小时的(de)详细测量之后，发现(xiàn)星系中(zhōng)的恒星运动是可以用正常的物质和(hé)力学定律来解释(shì)的(de)。那么又有人提出，也(yě)许(xǔ)该星系的(de)暗物质，已(yǐ)经(jīng)被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它(tā)的附近没有(yǒu)任(rèn)何(hé)星系(xì)存在。造成(chéng)这些现(xiàn)象的除了暗物质(zhì)的假说之外(wài)，另一(yī)种可能(néng)就是(shì)人(rén)类(lèi)对引力的理解还(hái)不够全面(miàn)，引力很可(kě东隅已逝桑榆非晚是什么意思)能(néng)在不同尺度空间中的工(gōng)作方式是不(bù)同的，这意味着在行(xíng)星系尺(chǐ)度中(zhōng)的天(tiān)体会沿着它(tā)们的(de)轨道，按(àn)照我们所理(lǐ)解的方(fāng)式运(yùn)动。但是(shì)上升到星系和星团(tuán)的尺(chǐ)度，引力之间的相互作用则是不同的(de)方式。对(duì)于在星(xīng)系团(tuán)之间的相(xiāng)互(hù)作用，科(kē)学家还引入(rù)了外部(bù)场(chǎng)效应的(de)概念，指的是(shì)在数百万光年的规模上，巨大的(de)质(zhì)量之间会(huì)产生对彼此特殊的效果，这个(gè)理论叫(jiào)做MOND蒙(méng)德(dé)理论(lùn)。如果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我们需要对现在(zài)的(de)物理定律进(jìn)行(xíng)修(xiū)正，这些发现也让(ràng)很多人(rén)认(rèn)为暗物质假说理论就(jiù)此(cǐ)终结(jié)。但是在宇宙当中还有关于暗物质(zhì)存在的其他的理(lǐ)论(lùn)证据(jù)，这些理论(lùn)证据(jù)是蒙德理论(lùn)所没法解(jiě)释的“引(yǐn)力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的(de)子弹(dàn)星系(xì)团，由(yóu)两个碰(pèng)撞的星系团所组(zǔ)成，类似(shì)这样的星(xīng)团，它(tā)们大部分的普(pǔ)通质量都在星系的(de)气体(tǐ)当中(zhōng)。当星团以(yǐ)1000万公里/小(xiǎo)时发(fā)生碰撞的时候(hòu)，星际气(qì)体的相互作(zuò)用(yòng)就会(huì)导(dǎo)致温度的急剧(jù)升高，速度大幅降低。所以在(zài)理(lǐ)论上，在碰(pèng)撞之后(hòu)，子(zi)弹星系团大部(bù)分的质量(liàng)将位(wèi)于所有这些气体(tǐ)所在(zài)的中间区(qū)域。那么我(wǒ)们通过什么来验(yàn)证它的质量区(qū)域到(dào)底是不是集中在(zài)中(zhōng)间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传(chuán)回了(le)宇宙当中第一张全(quán)彩的高清照片，在照片中我们(men)可(kě)以明显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生了(le)巨大的形变。其实这些星系本(běn)身并不是真的(de)被扭曲了，也不是(shì)韦伯望(wàng)远镜出了什(shén)么东隅已逝桑榆非晚是什么意思(me)问题，而(ér)是(shì)这(zhè)样(yàng)极遥远的天体和我们地(dì)球上的观(guān)测者之间。被(bèi)一个质(zhì)量超级(jí)巨大的天(tiān)体遮挡，这(zhè)个超大质量(liàng)的东西(xī)的(de)引力，会使(shǐ)身后(hòu)更遥远星系的(de)光都发生了扭(niǔ)曲。这(zhè)个现象就是引力透镜效应。这个巨大(dà)的天(tiān)体可能是超大质(zhì)量(liàng)的黑洞或(huò)者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子(zi)弹星系团观测的时(shí)候，发现它的大质(zhì)量区域(yù)并(bìng)不是在中间(jiān)，而是在两侧(cè)。所(suǒ)以(yǐ)最好的解释方法就是当星(xīng)团发生全(quán)部(bù)的(de)碰撞(zhuàng)时，可(kě)被观测到的质量气体被卡(kǎ)在(zài)了中(zhōng)间，暗(àn)物质则直接通过了这个区域，并在两边(biān)形(xíng)成了引力透镜。对子(zi)弹星系团(tuán)的引力透镜研究也被认为是(shì)暗物(wù)质存(cún)在的迄(qì)今(jīn)为止(zhǐ)最好(hǎo)的理(lǐ)论(lùn)证据。

除此之外，还有来自(zì)宇宙(zhòu)当中最古(gǔ)老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可(kě)以畅通无(wú)阻(zǔ)地穿越在宇宙当中了。经过了130多(duō)亿(yì)年之(zhī)后，这些光在宇(yǔ)宙空间背景上(shàng)留(liú)下了(le)各(gè)相同性(xìng)的微波辐(fú)射(shè)。其中红色的部分表示温度(dù)较高的区(qū)域，蓝色(sè)则表示相对较冷的区(qū)域，但实际上(shàng)它们(men)之间(jiān)的温差只有万分(fēn)之一。

科(kē)学(xué)家(jiā)们(men)通(tōng)过对前(qián)景背景分离后的二(èr)值图像进(jìn)行连(lián)通域提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗(àn)物质，图形看(kàn)起(qǐ)来不(bù)应该是这样的，而随着(zhe)暗物(wù)质的增(zēng)加，一些峰值的幅度会减(jiǎn)小，才(cái)变得看起来“和谐(xié)”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射的测量值(zhí)，我们需要的暗物质大(dà)约是普通物质的5倍。这个数字与解释星系当中恒星运动所需要的暗物质比(bǐ)例是一致的。这就意味(wèi)着。

在山(shān)下1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地(dì)学实验室，这个(gè)实验(yàn)室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探(tàn)测(cè)器(qì)，一直(zhí)致力于寻找暗(àn)物质粒子的周(zhōu)期(qī)性震(zhèn)荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家(jiā)声称(chēng)观(guān)测到了某种信号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣(qù)的事(shì)情。探测率会在每年的6月份达(dá)到(dào)峰值(zhí)，然后在(zài)11月降到最低，而且在(zài)20年当中每年都是一样。一(yī)些(xiē)科学(xué)家认为这(zhè)可能(néng)是人类(lèi)发现暗物(wù)质(zhì)的(de)第一(yī)个直接证据。

但是为什么暗物(wù)质会产生周(zhōu)期性的年度(dù)信(xìn)号(hào)呢？刚(gāng)才我们(men)讲了太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里/秒(miǎo)的速(sù)度围(wéi)绕着(zhe)银(yín)河系进行移动(dòng)，那(nà)么如果(guǒ)暗物质(zhì)存在宇宙当中(zhōng)，这意味着我们也在以这样的(de)速度在穿越着暗物质流，这(zhè)个(gè)过(guò)程中会产生相应的振荡(dàng)，同时地球又以(yǐ)30公里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕太阳进(jìn)行旋转。所以有半年的时间，地(dì)球围绕太阳(yáng)的方向(xiàng)与太阳环绕银河(hé)系(xì)的方向是一致(zhì)的，而(ér)另(lìng)外(wài)半(bàn)年(nián)则与之相反。

而在(zài)6月份的(de)时候(hòu)，地(dì)球与太阳的方向正好达到(dào)完全(quán)一(yī)致，这是(shì)理论上(shàng)地球穿越(yuè)暗物质流最(zuì)快(kuài)的时段。而在11月份，又恰好达到(dào)了最(zuì)慢值。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河系的(de)平(píng)面呈现了60度的(de)倾斜(xié)，但(dàn)是这并不影响这个(gè)理论的有效性。

因此(cǐ)科(kē)学家(jiā)认为这可(kě)以用(yòng)来解(jiě)释，研究人员们所观测到的周期性(xìng)信(xìn)号。当然(rán)也可能有其他(tā)的情况，造成(chéng)这种年度周(zhōu)期(qī)信号(hào)的差异也可能是温(wēn)度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也(yě)符(fú)合这个周期的规律。

所(suǒ)以，科学家(jiā)们(men)又在(zài)南半球(qiú)建立(lì)了一个几乎相同的实验室(shì)，这里的季节与之前(qián)的(de)实验室正好相反，而在这里，地球穿过(guò)暗(àn)物质流的(de)运动特征(zhēng)和第一个实(shí)验室是一(yī)样的。

因(yīn)此，如果(guǒ)在这里可(kě)以得(dé)到相同的信(xìn)号，就可以成为暗物质所存在的(de)非常(cháng)有力的证据了(le)。但是(shì)由于这(zhè)个实验(yàn)室刚(gāng)刚建(jiàn)成不久，所以截至目前(qián)还无法提(tí)供相应的数据支(zhī)持。另外，在2025年，NASA将会发射(shè)一台(tái)新的(de)望远镜，这台太空望远镜叫做“南希(xī)格雷斯(sī)罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它的宽视场仪器提供的视野是哈(hā)勃(bó)红外(wài)仪器的100倍。南(nán)希格雷斯(sī)罗曼(màn)太空望(wàng)远镜其中一个关(guān)键的用途就是探索暗物质背后(hòu)的(de)奥秘，对于(yú)探测(cè)的结果，我们(men)只能拭目以待(dài)了。费(fèi)米实(shí)验(yàn)室粒子天体物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和贾森斯特芬研究发(fā)现，如果暗(àn)物质(zhì)存在，它们极有可能拥有另一种神秘的(de)效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质效应(yīng)，会支持宇宙当(dāng)中(zhōng)生命(mìng)的诞生，或(huò)者说是生命进(jìn)化的一个重(zhòng)要因素。

如果这一理论得到进(jìn)一步的证实，那(nà)么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味(wèi)着人类并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙(zhòu)当(dāng)中某个角落的行星(xīng)上(shàng)，暗物质正在通过这样(yàng)的效(xiào)应创造(zào)生命。当(dāng)然，这些(xiē)推论的大(dà)前提是要先找到暗物质存在(zài)的(de)实际证据。那么(me)小伙伴们，你们(men)觉得暗物质到(dào)底(dǐ)存不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你的支持是我(wǒ)更新的动力！

未经允许不得转载：珠海业勤税务师事务所有限公司 东隅已逝桑榆非晚是什么意思