宇宙是(shì)“人为制造”的(de)？为何会(huì)存在科(kē)学无法解(jiě)释的“暗物(wù)质”？暗物(wù)质又究竟是什么？人类为了(le)寻找(zhǎo)暗(àn)物(wù)质存在的证(zhèng)据，科学家们在过去的几十年当中(zhōng)进行(xíng)了超过50次的长期实验，但(dàn)是(shì)却没有(yǒu)发现任何的(de)有效证据。除了一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数(shù)学原(yuán)理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万(wàn)有引(yǐn)力定(dìng)律，它揭示了宇宙(zhòu)中天体运动的规律(lǜ)。往后的几百年来(lái)，当(dāng)天文学(xué)家们发现(xiàn)某些天体运行(xíng)轨道出现(xiàn)异常，不符合万(wàn)有引力(lì)定律的时候，他(tā)们就会知道，周(zhōu)围一定有(yǒu)未知的(de)天体通(tōng)过引力(lì)在(zài)摄动它的(de)轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维耶就通过天(tiān)王(wáng)星(xīng)运行轨道的(de)异常，推算(suàn)并(bìng)且(qiě)发现了(le)海王星的存在。另(lìng)外，哈雷彗星、冥王星的发现(xiàn)都是应用万有引力定律所取得(dé)重大天文(wén)成就的例子(zi)。但是这些发(fā)现都(dōu)是在恒星系(xì)统的尺度当中，可当(dāng)我(wǒ)们上升到(dào)星系或(huò)者是(shì)星团的(de)尺(chǐ)度，事情就开始变(biàn)得(dé)诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士的物理学(xué)家弗里茨兹威基正在研究(jiū)和测量后(hòu)发星系团的质量。这是一个由数千(qiān)个(gè)星(xīng)系所组成(chéng)的巨大星系(xì)团，这些星系被引(yǐn)力束缚在一起。测量星系团(tuán)的(de)质量一般(bān)会使用到两种方(fāng)法，当两(liǎng)种方(fāng)法结(jié)果一致，就可以确定其质量的范(fàn)围(wéi)。

第一种(zhǒng)是(shì)获得其"光度学的质(zhì)量"，需(xū)要(yào)的(de)数据(jù)是测量各个星(xīng)系的光度。

第(dì)二种是动力学(xué)质量的计算，是利用光谱红移测量(liàng)星(xīng)系(xì)团(tuán)中的各个星系相对(duì)于星系团的运动(dòng)速度。当测量结果出(chū)来之后(hòu)，兹威基彻底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然(rán)是“光(guāng)度(dù)学质量”的(de)400倍。这意味着(zhe)，后发座(zuò)星系团有99%的质量消失了，或者(zhě)说(shuō)这(zhè)99%的质量并不以可(kě)见光的形(xíng)式所存(cún)在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的(de)是，在测量速度的过程中日落胭脂红完整的诗句带拼音，日落胭脂红完整的诗句的意思，兹(zī)威基发现(xiàn)星系团中很多星系的速度比(bǐ)理论上要(yào)快得多，按照牛顿的运动(dòng)学定(dìng)律，仅(jǐn)靠这些可(kě)见星(xīng)系的(de)质量所产生的引力是无法将它们束缚(fù)在星(xīng)系(xì)团(tuán)内(nèi)的，它们早(zǎo)就应该(gāi)被(bèi)抛出星系团之外了，除非有(yǒu)一种(zhǒng)神秘的力(lì)量在(zài)起作用，这种(zhǒng)力(lì)量来源(yuán)于某(mǒu)种隐形的物质。

据此，兹维基提出了这样部分不可(kě)见(jiàn)的暗质，它不发(fā)散(sàn)光、吸(xī)光、反射光，但是(shì)它们却占(zhàn)据着宇(yǔ)宙中绝(jué)大部分的质量(liàng)。只是当时的(de)人们对(duì)这样(yàng)的一(yī)种(zhǒng)说法不屑一顾(gù)。

直到40年之后，“暗物质(zhì)”这个词才再一次出(chū)现(xiàn)。天文学家维拉鲁(lǔ)宾(bīn)和(hé)肯特福特在观测仙女座星系中的恒星运动。理论上(shàng)来说，距离中(zhōng)心越(yuè)远的(de)恒星在其轨道上(shàng)的运行(xíng)速度就(jiù)会(huì)越慢。但(dàn)是他们观测的(de)结果却让人(rén)感到不可思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度几(jǐ)乎保持不变。可是(shì)根据牛(niú)顿(dùn)的万(wàn)有(yǒu)引力定律，在星系当中如(rú)果没(méi)有足够大的质(zhì)量来(lái)吸引(yǐn)它(tā)们，这(zhè)些外围的恒星早就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基于这(zhè)种(zhǒng)现象，科学家们会使用一种相对标(biāo)准的方法来解释暗物质的存(cún)在，这种方法(fǎ)就(jiù)是(shì)测量星系当中(zhōng)气体在X轴上距离星系中心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结果，就认为是(shì)由暗物质的力量进入其(qí)中(zhōng)。

于是科学家(jiā)们通过射电望远(yuǎn)镜(jìng)测(cè)量了距离星系中心更远距离的氢(qīng)元素，发(fā)现它们(men)的旋转速度并不(bù)符合牛顿的力学定(dìng)律。我们的(de)太阳(yáng)系也不例(lì)外，太阳系位(wèi)于银河系的第三(sān)悬臂之上，距离银(yín)河系(xì)中心2.6万光(guāng)年，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太阳(yáng)系的(de)运行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际(jì)上，太(tài)阳系正(zhèng)在以220千米/秒的速度围(wéi)绕(rào)银河(hé)系旋转(zhuǎn)，这个实际速度远远(yuǎn)大于(yú)理论(lùn)速(sù)度，那(nà)么产生以(yǐ)上这种向心(xīn)加速度的原因(yīn)很可能就是(shì)存在着一种(zhǒng)我们看不(bù)到的物质，是这些暗物质的引力效应将星系聚集(jí)在了一起(qǐ)。

也是(shì)从这时开始，越来(lái)越多的研(yán)究(jiū)人员开始(shǐ)相信暗物质的存在。科(kē)学家根据星系外恒(héng)星轨道的速(sù)度，估(gū)算在星(xīng)系当中暗物质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质(zhì)并(bìng)不(bù)是唯一可(kě)以解释这个现象(xiàng)的原因。在一项(xiàng)新的研究当中，科学家们(men)发现，几乎(hū)没(méi)有引力(lì)效(xiào)应(yīng)的遥远恒星之间，也会出现(xiàn)速度上的微小(xiǎo)差异。另外，天文学家(jiā)还(hái)发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星(xīng)系距离地(dì)球大约2.5亿(yì)光年，大(dà)小和银河系不(bù)多，但(dàn)是星(xīng)系当中(zhōng)存在的(de)恒星数量却只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该(gāi)星系必(bì)须(xū)存在暗物质，否则就会(huì)分崩(bēng)离析。但(dàn)是科学家们使用最先(xiān)进的望远镜对其进行了40个小时的(de)详细测量之后，发现(xiàn)星(xīng)系(xì)中(zhōng)的恒星运动是可以(yǐ)用(yòng)正常的物(wù)质和力(lì)学定(dìng)律来解释的。那么(me)又有人提出，也许该星系的暗物质(zhì)，已(yǐ)经(jīng)被附(fù)近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没(méi)有任何星系存在。造(zào)成这些现象(xiàng)的除了暗物质的假说之外，另一种可能就(jiù)是人类(lèi)对(duì)引(yǐn)力(lì)的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空(kōng)间中的工作方式是(shì)不同的(de)，这意味着(zhe)在行(xíng)星系尺度中的天(tiān)体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照我们所理解的方式运动。但是上(shàng)升到星系和星团的尺度(dù)，引力之间的相互作(zuò)用则是不(bù)同的方(fāng)式。对(duì)于在星系团之(zhī)间的相互作用，科学家(jiā)还引入了外部场效应的(de)概念，指的(de)是(shì)在数百万光年的(de)规(guī)模上，巨大的质(zhì)量之间会(huì)产生对彼(bǐ)此特殊的效果，这个理论(lùn)叫做MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论成立，这意味着我们需要对现(xiàn)在的物理(lǐ)定律进(jìn)行修正，这(zhè)些发(fā)现也让很(hěn)多(duō)人认为暗物质(zhì)假说理论就此终结。但(dàn)是在(zài)宇宙(zhòu)当中还有关(guān)于暗(àn)物质存在的(de)其他的理(lǐ)论证据，这些理论(lùn)证据是蒙德理论所没法解(jiě)释(shì)的“引力(lì)透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距离为(wèi)37亿光年(nián)的子弹星系团，由两个碰撞的星系团所(suǒ)组成，类(lèi)似这(zhè)样的星团，它们大部分的普通质量(liàng)都(dōu)在星系(xì)的气(qì)体当中(zhōng)。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生(shēng)碰撞的时候，星际气体(tǐ)的(de)相互作用就会导致(zhì)温度的急(jí)剧升(shēng)高，速度大幅降低。所以(yǐ)在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大部(bù)分的质量将位于所有这些(xiē)气体所在的中间区域。那么我(wǒ)们通过什么来验证它的质量区域到底(dǐ)是(shì)不是集(jí)中在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯韦伯太空望远(yuǎn)镜传回了宇宙当中(zhōng)第(dì)一张全彩的高清(qīng)照片，在照片中(zhōng)我(wǒ)们可以明显地看(kàn)到很(hěn)多星系似(shì)乎(hū)被拉伸产生了巨(jù)大的形变。其实这些星系本身并(bìng)不是真的被扭曲(qū)了，也不(bù)是韦伯望远镜出(chū)了(le)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测者(zhě)之间。被一个质量超级巨大的天(tiān)体遮挡，这个超大(dà)质量(liàng)的东(dōng)西的(de)引力，会使身后更遥远星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个现(xiàn)象就是(shì)引力透镜效(xiào)应(yīng)。这(zhè)个巨大的天体可(kě)能(néng)是超大质量的黑洞或者是(shì)暗物质。

所以当人们对子弹星(xīng)系(xì)团观测的时候，发现它的大质量区域并(bìng)不是在中间，而是(shì)在两侧。所以(yǐ)最好的解释方法(fǎ)就是当星团(tuán)发生(shēng)全(quán)部的碰撞(zhuàng)时(shí)，可被(bèi)观测到的(de)质(zhì)量气体被卡日落胭脂红完整的诗句带拼音，日落胭脂红完整的诗句的意思在(zài)了中间，暗物质则直接通过了这个区域，并在两边形成了引力(lì)透(tòu)镜。对子(zi)弹星(xīng)系团(tuán)的引力透镜研究也被认为是暗(àn)物质(zhì)存在的迄今(jīn)为止(zhǐ)最(zuì)好(hǎo)的(de)理论证据。

除此之外，还有(yǒu)来自宇宙当中最古老(lǎo)的(de)光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之后，可(kě)见(jiàn)光(guāng)终于可以畅通无(wú)阻地(dì)穿越在(zài)宇宙(zhòu)当中(zhōng)了。经过了130多亿(yì)年之后(hòu)，这些光在宇宙空间背(bèi)景上留下了各相同性的微波辐射。其中红色的(de)部分(fēn)表示温度较高(gāo)的区域，蓝色则(zé)表(biǎo)示相对较(jiào)冷的区域，但实(shí)际上它们之间的温(wēn)差只(zhǐ)有万(wàn)分之(zhī)一。

科学家们(men)通过对前景背(bèi)景(jǐng)分离后的二值图(tú)像进行连通域(yù)提取和标记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形(xíng)看(kàn)起来不应该(gāi)是这样(yàng)的，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅度会(huì)减小(xiǎo)，才(cái)变得看起来“和(hé)谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背(bèi)景(jǐng)辐射的测量值，我们需要的暗(àn)物质大约是普通(tōng)物质的(de)5倍。这(zhè)个(gè)数字与解(jiě)释(shì)星系当中(zhōng)恒星运动所(suǒ)需要的暗物质比(bǐ)例是一致的。这就意味着。

用了一(yī)个简单的理论(lùn)框架，就很好地解释(shì)了(le)很多(duō)不同的观测结果。而暗物质的本(běn)质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子(zi)，它们不参与任何其(qí)他的电磁(cí)作用(yòng)，只通过(guò)引(yǐn)力来相互作用。所以如(rú)果能(néng)够(gòu)找到(dào)这种粒(lì)子的存在，就相当于找到了暗(àn)物质存在的(de)实际证据。这(zhè)种粒(lì)子到底是什(shén)么？科(kē)学(xué)家们(men)已经提出了(le)数(shù)十种的假(jiǎ)想目标，而要(yào)寻(xún)找这些不(bù)同的目标粒子所需要(yào)的实验方式也不相同。在过去的几(jǐ)十年(nián)当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到(dào)，几乎不会与常规(guī)物(wù)质(zhì)相互(hù)作用(yòng)的“暗物质”，科学家们(men)已经进行了超(chāo)过50次的实验，却没有任(rèn)何(hé)实质(zhì)性(xìng)的发现，除了(le)一个(gè)地方(fāng)，意大(dà)利的格兰萨索山(shān)，隶属(shǔ)于阿尔卑斯山脉(mài)。

在山下1400米处的地下矿井当(dāng)中，藏着地(dì)球上最大的地(dì)学(xué)实验室，这个实验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高的探测器，一(yī)直致力于(yú)寻找暗物质(zhì)粒子的周期性震(zhèn)荡。

自1997年以(yǐ)来，这里(lǐ)的科学家声称观测到了某(mǒu)种信号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个(gè)有趣的事情。探(tàn)测率会(huì)在每年的6月份达到峰值，然后在11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在20年(nián)当(dāng)中每年都是一(yī)样。一(yī)些科学(xué)家(jiā)认为(wèi)这可能是人类发现暗物(wù)质的第一个直(zhí)接证据(jù)。

但是为什么暗物质会产(chǎn)生周期性的(de)年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的(de)速(sù)度围绕(rào)着(zhe)银河系进行(xíng)移动(dòng)，那(nà)么如果(guǒ)暗物(wù)质(zhì日落胭脂红完整的诗句带拼音，日落胭脂红完整的诗句的意思)存在宇宙当中，这(zhè)意味着我们也在(zài)以这样的速度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这个(gè)过程中会(huì)产生(shēng)相(xiāng)应的振(zhèn)荡，同时(shí)地球又以(yǐ)30公(gōng)里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行旋转(zhuǎn)。所以有半(bàn)年的时间，地球(qiú)围绕太阳的(de)方向与太阳(yáng)环绕银河系的(de)方向是一(yī)致的(de)，而另(lìng)外半年则与之相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太阳(yáng)的(de)方向正好达(dá)到(dào)完全一(yī)致，这是理论上地球(qiú)穿(chuān)越暗物质流(liú)最(zuì)快(kuài)的时(shí)段(duàn)。而在11月份，又(yòu)恰好达到了最慢值。尽管在实(shí)际的情况(kuàng)中，太(tài)阳(yáng)系相(xiāng)对银河系的平面呈现了60度(dù)的倾斜，但是这并不影响这(zhè)个理论的有效性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用(yòng)来(lái)解释，研究人(rén)员们(men)所观测到的周(zhōu)期性信号(hào)。当然(rán)也(yě)可能有其他(tā)的(de)情况，造成这种年(nián)度周期信号的差异(yì)也可能是温度、湿(shī)度(dù)、土壤中的水分(fēn)、高山上的积雪，甚至(zhì)连意大(dà)利游客的(de)数量也(yě)符合这个周期的规律(lǜ)。

所以，科(kē)学家们(men)又在(zài)南半球建立了一(yī)个几乎相同的实验室(shì)，这里的季节与之前的(de)实验(yàn)室正好相反，而在这里(lǐ)，地球穿过(guò)暗物质流的运(yùn)动(dòng)特征和第一(yī)个实验室是(shì)一(yī)样的。

因此，如果在(zài)这里可以(yǐ)得到相同(tóng)的信号，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(yú)这个实验室刚刚建成不久，所(suǒ)以截(jié)至目前还无法提供相应的数(shù)据(jù)支持。另外，在2025年，NASA将(jiāng)会发射一(yī)台新(xīn)的望远镜，这台太空望(wàng)远镜叫做“南(nán)希格雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小跟哈(hā)勃望(wàng)远镜(jìng)相同，但它的宽视(shì)场仪(yí)器提供(gōng)的视野是(shì)哈(hā)勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格(gé)雷斯罗曼太(tài)空望(wàng)远镜其中一个关键的用途就是探索暗物(wù)质背后的奥(ào)秘，对于探测的结果，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验室粒子天体物理中心的科学家丹(dān)琥珀和贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果(guǒ)暗物质存在，它(tā)们极(jí)有(yǒu)可能(néng)拥有另一种(zhǒng)神(shén)秘的效应，这种暗物质(zhì)效应，会支持宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)生命的(de)诞生，或(huò)者说是生命进化的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得到进一步(bù)的(de)证实(shí)，那么遍(biàn)布宇宙当中(zhōng)的暗物质会不会意味(wèi)着人类(lèi)并不(bù)孤单呢？或许在宇宙(zhòu)当中(zhōng)某个角落的行星上，暗物(wù)质正(zhèng)在通(tōng)过这样的效应创造生命。当然，这(zhè)些推论的大(dà)前提是要先找到暗物质存(cún)在的实际证(zhèng)据。那么小伙伴们，你们觉得(dé)暗物质(zhì)到底存不(bù)存在呢？喜欢请点(diǎn)赞(zàn)，你的支持是(shì)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 日落胭脂红完整的诗句带拼音，日落胭脂红完整的诗句的意思