宇宙是“人为(wèi)制造(zào)”的？为何(hé)会存在(zài)科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗(àn)物质又究竟(jìng)是什么？人(rén)类为了寻找暗物(wù)质(zhì)存(cún)在(zài)的证(zhèng)据，科学(xué)家们在过去的几十年(nián)当中进行了(le)超过50次的长期实验，但是却(què)没有(yǒu)发现任何的有效证据(jù)。除了一个地方，在1687年(nián)出版(bǎn)的自(zì)然哲(zhé)学数学原理一书中，埃萨克牛顿发表了万有(yǒu)引力定律(lǜ)，它揭示了宇宙中天体(tǐ)运动的规律。往后的几百年(nián)来，当(dāng)天文学(xué)家们发现某些天体运行轨道出现异常，不符(fú)合(hé)万(wàn)有引力定律的时候，他们就会知道，周围一(yī)定有未知的天体通过引(yǐn)力在(zài)摄(shè)动它的轨(guǐ)道。比如在(zài)1846年(nián)，奥本勒维耶就通过(guò)天王星运(yùn)行轨道的异常，推算并且发现了海王星的存(cún)在。另(lìng)外，哈(hā)雷彗星(xīng)、冥王星(xīng)的(de)发现都是应用万有引(yǐn)力定律所取得重大天文(wén)成就的例子。但是(shì)这(zhè)些发(fā)现都是(shì)在恒星系(xì)统(tǒng)的尺度(dù)当中，可当我们上升(shēng)到星系(xì)或者是(shì)星团(tuán)的尺度，事(shì)情就开始(shǐ)变得诡异(yì)了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士的物理学家弗里茨兹威基正在(zài)研究和测量后发星系团的(de)质量。这(zhè)是一(yī)个由数(shù)千个星系(xì)所组(zǔ)成(chéng)的巨大星系团，这些星系(xì)被引力束缚(fù)在一起。测量(liàng)星系团(tuán)的(de)质量一(yī)般会(huì)使(shǐ)用(yòng)到两种方法，当两种方法结果一致，就可以确定其质量的(de)范围(wéi)。

第一种是获得其(qí)"光度学的质量"，需要的数据是测(cè)量各个星系的光度。

第(dì)二(èr)种是动力学质量的计算，是利(lì)用(yòng)光谱(pǔ)红移测量星系团(tuán)中(zhōng)的各个(gè)星系相对(duì)于星系团(tuán)的(de)运动(dòng)速(sù)度。当测量结果出来之后(hòu)，兹威基(jī)彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质量”的400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后发座星系团(tuán)有(yǒu)99%的质(zhì)量消失了，或(huò)者说这(zhè)99%的(de)质量(liàng)并不以可见光的形式所(suǒ)存(cún)在，我们无法看(kàn)到(dào)。最诡异(yì)的(de)是，在测量速度的过程中，兹威基发(fā)现星系团中很多星(xīng)系的速度比理(lǐ)论上要快得(dé)多，按照牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些可(kě)见星系的质量所产生的引(yǐn)力是(shì)无法将它们束缚在星系团内(nèi)的，它(tā)们早就(jiù)应该被(bèi)抛出星系团之外了，除非有一种神秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质(zhì)。

据此，兹维(wéi)基提出(chū)了(le)这(zhè)样部分不(bù)可见的暗(àn)质，它不发散(sàn)光、吸(xī)光(guāng)、反射(shè)光，但是它们却占据(jù)着宇(yǔ)宙中绝大部分(fēn)的质量(liàng)。只是当时的人们对这样的一(yī)种(zhǒng)说(shuō)法不屑一顾(gù)。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这(zhè)个(gè)词(cí)才再一(yī)次出现。天文学家维拉(lā)鲁(lǔ)宾和肯特福(fú)特(tè)在观测仙(xiān)女座(zuò)星系(xì)中的恒(héng)星运动。理论上来说(shuō)，距离(lí)中心越远的恒星(xīng)在其轨(guǐ)道上(shàng)的(de)运(yùn)行速度(dù)就会越慢。但是他们观测(cè)的结果却让人感到不(bù)可思议(yì)。

随着与(yǔ)中心距(jù)离的(de)增加，恒星(xīng)的旋转速度几乎(hū)保持不变。可是根据牛(niú)顿的万有引力(lì)定律，在(zài)星(xīng)系当中如果没(méi)有足(zú)够大的质量(liàng)来吸引(yǐn)它(tā)们，这些外(wài)围的恒星早就被(bèi)甩到(dào)宇宙(zhòu)当中了。基于这种现象，科学(xué)家们会使用(yòng)一种相对标准的方法来(lái)解释暗(àn)物(wù)质的存在，这种方法(fǎ)就(jiù)是(shì)测量星系当中气体在X轴(zhóu)上距离星(xīng)系中心的距离(lí)，以(yǐ)及(jí)在Y轴上(shàng)气体(tǐ)的(de)旋转(zhuǎn)速度。如果出(chū)现(xiàn)异(yì)常的结果，就(jiù)认为是(shì)由暗物质的(de)力量进入其中。

于(yú)是科学家(jiā)们通过射(shè)电(diàn)望(wàng)远镜测量了距(jù)离星系中心更远距离的氢元素，发现它(tā)们的旋转速度并不符合牛(niú)顿的力(lì)学(xué)定律。我们的太阳系(xì)也不例外，太阳系(xì)位于银(yín)河系的(de)第三悬臂之上，距离银河系中心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万(wàn)有引力定律进(jìn)行计算，太阳系的运行速度应该是(shì)160千(qiān)米/秒，但实际上(shàng)，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度围绕(rào)银河(hé)系旋转，这个实际速度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产(chǎn)生以上这(zhè)种向心加速度的原因很可(kě)能就(jiù)是存在着一种我们看不(bù)到的物(wù)质(zhì)，是这些暗物质(zhì)的引力效应将星系聚集(jí)在(zài)了一起。

也(yě)是从这时(shí)开始(shǐ)，越来越多的研究人员开始相(xiāng)信(xìn)暗物质的(de)存在。科学家根据星系外恒(唐家三少娶了年轻女学生，唐家三少娶了年轻女学生是真的吗héng)星轨道(dào)的速(sù)度，估算(suàn)在星(xīng)系当中暗(àn)物(wù)质(zhì)的质量占(zhàn)整个星系质量的85%。但是，暗物(wù)质并不是唯一可(kě)以解(jiě)释这(zhè)个现(xiàn)象(xiàng)的(de)原(yuán)因。在一项新的研究当中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效(xiào)唐家三少娶了年轻女学生，唐家三少娶了年轻女学生是真的吗应的遥远恒(héng)星之(zhī)间，也会出现速度上的微小差(chà)异。另外，天文(wén)学家还发现了(le)一(yī)个(gè)反常(cháng)的星系(xì)，叫做Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小(xiǎo)和银(yín)河系不多，但是(shì)星系当(dāng)中(zhōng)存在的恒星数量却(què)只有银河(hé)系(xì)的千分(fēn)之一。

所以在理论(lùn)上，该星(xīng)系必须存在暗物质(zhì)，否则就会分崩离析(xī)。但是科学(xué)家们使用(yòng)最先进的望远镜对其进行了40个小(xiǎo)时(shí)的详(xiáng)细测量之(zhī)后，发现星系中(zhōng)的恒(héng)星运动是可(kě)以用正常(cháng)的物质和力学(xué)定律来(lái)解释的。那么又(yòu)有人提出，也许(xǔ)该(gāi)星系的暗(àn)物质(zhì)，已经被附近(jìn)的另一个大(dà)星系剥离(lí)了。奇(qí)怪的是，它的(de)附近没有任何星系存(cún)在。造成这(zhè)些现(xiàn)象的除了暗物质的(de)假说之(zhī)外，另一种可能就是人(rén)类(lèi)对引(yǐn)力的理解还不够全面(miàn)，引力很可能在不同尺度空间中的(de)工作方式(shì)是不同的(de)，这意(yì)味着(zhe)在行星(xīng)系尺度中(zhōng)的天体会沿着它们的轨(guǐ)道，按照我们所理解(jiě)的方式运(yùn)动(dòng)。但是上升(shēng)到星系和星团的尺度，引力之间的相互作(zuò)用则是(shì)不同的方式(shì)。对(duì)于(yú)在星系团之间的相互作用，科学家还引入(rù)了外(wài)部场效应(yīng)的(de)概念，指的(de)是在数百万光年的规模(mó)上，巨大的质量之(zhī)间会产(chǎn)生对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙(méng)德理论(lùn)成(chéng)立，这意味着我们需要对(duì)现在的物(wù)理定律进(jìn)行修正，这(zhè)些发(fā)现也让(ràng)很多人认为(wèi)暗物质假(jiǎ)说理论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当中(zhōng)还有关于暗物质存在的其他的理论证据，这些理论(lùn)证据(jù)是蒙(méng)德理(lǐ)论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向距(jù)离为(wèi)37亿光年的子弹星(xīng)系团，由两个碰撞的星系团(tuán)所组成，类(lèi)似这样的星团，它们(men)大部分的普通质(zhì)量(liàng)都(dōu)在星系(xì)的气(qì)体当中。当星(xīng)团(tuán)以1000万公里/小时发(fā)生碰撞的时(shí)候，星际(jì)气体的相互作用就会导致温度的急剧升高，速度大(dà)幅降低。所以在(zài)理论上，在碰撞之后，子弹星系团(tuán)大部分的质量将位(wèi)于所有这些气(qì)体所在的中(zhōng)间区(qū)域(yù)。那么我们(men)通过(guò)什么来验(yàn)证它的质量区域到底(dǐ)是不是集中(zhōng)在中间(jiān)呢？前不久(jiǔ)，詹姆斯(sī)韦伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第一张全彩(cǎi)的(de)高清照片(piàn)，在照(zhào)片中我们可以明显(xiǎn)地看到很(hěn)多星系似(shì)乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这(zhè)些星系本身并不(bù)是真的被(bèi)扭曲了，也不是韦伯望(wàng)远镜(jìng)出了(le)什么问题，而是这样极遥远的(de)天(tiān)体和我(wǒ)们地球(qiú)上的观测者之间。被一个质量超(chāo)级巨大的天体遮挡，这个(gè)超大质量的东西的引(yǐn)力，会使身后更遥远星系的光都(dōu)发生了扭曲。这个现象就(jiù)是引力透镜(jìng)效应。这个巨(jù)大(dà)的天体可能(néng)是超大质量的黑洞或者是暗(àn)物质(zhì)。

所以当人们对子弹(dàn)星系团观测的时候，发(fā)现它的大质(zhì)量区域并不(bù)是在中间(jiān)，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解(jiě)释方法就是当(dāng)星团发(fā)生全(quán)部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气(qì)体(tǐ)被卡(kǎ)在(zài)了(le)中间，暗(àn)物质则(zé)直接(jiē)通过(guò)了(le)这个区域，并在两边形成了引力透镜。对(duì)子弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗(àn)物质存(cún)在(zài)的迄(qì)今(jīn)为止最好的理论证据。

除此之外，还有来(lái)自宇宙(zhòu)当中最古老的光(guāng)。从宇(yǔ)宙(zhòu)大(dà)爆(bào)炸开(kāi)始，38万年之(zhī)后，可(kě)见光(guāng)终于(yú)可以畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背(bèi)景上留下(xià)了各相同性的微波辐射(shè)。其中红(hóng)色的部(bù)分(fēn)表示温度较(jiào)高的(de)区域，蓝色则表示相(xiāng)对较冷的(de)区(qū)域(yù)，但实际上它们之间的(de)温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通过对前景背景分(fēn)离后(hòu)的(de)二值图像进行连通域提取和标记之后发(fā)现，如果宇宙当中没有暗物质，图形看起(qǐ)来不应该是(shì)这(zhè)样的，而(ér)随(suí)着(zhe)暗(àn)物(wù)质的增加(jiā)，一些(xiē)峰值的幅度(dù)会减小，才变得看起来“和谐(xié)”。为了匹(pǐ)配宇宙微波背景辐(fú)射(shè)的测量值，我们需(xū)要的暗物(wù)质大约是(shì)普(pǔ)通(tōng)物质的(de)5倍。这个数字与解释星系当(dāng)中恒星运动所需要的暗物质比例是一致(zhì)的。这就(jiù)意味(wèi)着。

用了一个简单(dān)的理论框架，就很好地解释了(le)很(hěn)多不同的观(guān)测结果。而暗物(wù)质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的(de)粒子，它们不参(cān)与(yǔ)任何其他的电磁(cí)作用(yòng)，只通过引(yǐn)力来相互作用(yòng)。所以如(rú)果能够(gòu)找(zhǎo)到这种粒(lì)子的存在，就(jiù)相当(dāng)于找到(dào)了暗物质存在(zài)的实(shí)际证据。这种粒子(zi)到底是什么？科学家们(men)已经提出了数十种的假(jiǎ)想(xiǎng)目标，而要(yào)寻找这些不(bù)同的目标粒子所需要的实验方(fāng)式也不(bù)相(xiāng)同。在过去的几十年当中，人类为了(le)寻找这些看(kàn)不见、摸不(bù)到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗(àn)物质(zhì)”，科学家们(men)已经进(jìn)行了超过50次的实验，却没有任何实质性的发现，除了一个(gè)地方，意大利的格兰(lán)萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山(shān)脉。

在山下(xià)1400米处的地(dì)下矿井(jǐng)当中，藏着地(dì)球(qiú)上最大的(de)地学实验室，这个实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层楼(lóu)高的探测器，一(yī)直致力于(yú)寻(xún)找暗物(wù)质粒子的(de)周期性震荡。

自1997年以来，这里的科学家声称观测到了某种信(xìn)号。经(jīng)过了20多年(nián)的数据收集，人们发现(xiàn)了一个有趣的事情(qíng)。探测率会在每年的(de)6月份达到(dào)峰(fēng)值，然后在11月(yuè)降到最低(dī)，而且在(zài)20年当中每年都是(shì)一样。一些科(kē)学(xué)家认为这可(kě)能是人类(lèi)发现暗(àn)物质的(de)第一个(gè)直接证据。

但是(shì)为什么(me)暗物质会(huì)产生周(zhōu)期性的年度信号呢？刚才我(wǒ)们(men)讲(jiǎng)了太(tài)阳系正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒的(de)速(sù)度围绕着银河系进(jìn)行移动，那(nà)么如果暗物质(zhì)存在宇(yǔ)宙当(dāng)中，这意味着我们也在以这样的速度在穿(chuān)越(yuè)着暗物质(zhì)流，这(zhè)个过程中会(huì)产生(shēng)相(xiāng)应(yīng)的振荡，同时(shí)地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太(tài)阳(yáng)进行旋转。所(suǒ)以(yǐ)有半年的时(shí)间，地球围(wéi)绕太阳的方(fāng)向与太阳环绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月(yuè)份的时候，地(dì)球与太(tài)阳(yáng)的方向正好(hǎo)达到完全(quán)一致，这是(shì)理论上地球穿(chuān)越(yuè)暗(àn)物质流最快的时段。而在11月份，又恰(qià)好达(dá)到了最(zuì)慢(màn)值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银河系的平(píng)面呈现了60度的(de)倾(qīng)斜，但是(shì)这并不影响这个理(lǐ)论的(de)有效性(xìng)。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研(yán)究人(rén)员们(men)所观(guān)测到(dào)的(de)周(zhōu)期性信号。当(dāng)然也(yě)可能有其他的情况，造成(chéng)这(zhè)种年度周(zhōu)期(qī)信号的差(chà)异也可能是(shì)温度、湿度、土壤中的水分、高山上的积雪(xuě)，甚至连意大利游客的数量也符合这(zhè)个周期(qī)的规律。

所以，科学家们又在南半(bàn)球建立了一个几乎(hū)相同(tóng)的(de)实(shí)验室，这里的季(jì)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(liú)的(de)运动特征和第一个实验室是一样(yàng)的。

因此，如果(guǒ)在(zài)这(zhè)里可(kě)以(yǐ)得到相同的(de)信号(hào)，就可以成(chéng)为暗物质所存在的(de)非常有(yǒu)力的证据了。但是由于这个(gè)实验室刚刚建成不久，所以截至目(mù)前(qián)还无法(fǎ)提供相应的(de)数据支(zhī)持。另外，在(zài)2025年，NASA将会(huì)发(fā)射一台新(xīn)的望远镜，这台太空望(wàn唐家三少娶了年轻女学生，唐家三少娶了年轻女学生是真的吗g)远镜叫做“南希格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它的(de)主镜大小(xiǎo)跟哈(hā)勃(bó)望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪(yí)器提供(gōng)的视野是哈(hā)勃红外仪器的100倍。南(nán)希(xī)格雷斯罗(luó)曼(màn)太空望远镜其中一个关键的用途就是探(tàn)索暗物质背后的奥秘，对于探测的结果，我们只能(néng)拭目以(yǐ)待(dài)了。费米实验室粒子(zi)天体物理(lǐ)中心(xīn)的科学家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗(àn)物质存在，它们(men)极有可能拥有另一种神秘的效(xiào)应(yīng)，这种暗(àn)物质效应，会支持宇宙当中生命的诞生(shēng)，或者说是生命进化的一个重要因(yīn)素。

如果这(zhè)一(yī)理论得到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质会不会意味着人(rén)类并不孤(gū)单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正在(zài)通过这样的效应(yīng)创(chuàng)造生命。当然，这些推论的(de)大前提是(shì)要(yào)先找到暗物质(zhì)存(cún)在的(de)实际证据。那么小(xiǎo)伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你(nǐ)的支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：橘子百科-橘子都知道 唐家三少娶了年轻女学生，唐家三少娶了年轻女学生是真的吗