宇宙是“人为制造(zào)”的？为何会存在科学无(wú)法解释的(de)“暗物质”？暗(àn)物质(zhì)又究竟是什么？人类为了(le)寻找暗(àn)物质存在的证据，科学家们在(zài)过去的几十年当中进(jìn)行了(le)超过50次(cì)的长期(qī)实验，但(dàn)是(shì)却没有发现任何的有(yǒu)效证据。除了一个地(dì)方，在1687年出版的自(zì)然哲学数(shù)学原(yuán)理一书中，埃萨(sà)克牛顿发(fā)表了万有引力(lì)定律(lǜ)，它揭示了(le)宇宙中天体运动的规(guī)律。往后的(de)几百(bǎi)年来，当天文(wén)学家们(men)发现某些(xiē)天体(tǐ)运(yùn)行轨道出现(xiàn)异常，不符合万(wàn)有引力定律(lǜ)的时候，他们就(jiù)会知道，周围一定有未知的天(tiān)体通过(guò)引力在摄动它的(de)轨(guǐ)道(dào)。比(bǐ)如在1846年，奥(ào)本勒(lēi)维耶就通(tōng)过天(tiān)王星运(yùn)行(xíng)轨道的异常，推算并(bìng)且发现了(le)海(hǎi)王星的存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都是应用万有引力定律所取得(dé)重大天文成就的例子。但是这些发现都是在恒星(xīng)系统(tǒng)的尺度当(dāng)中，可(kě)当(dāng)我们(men)上升到星系或者是星团的(de)尺(chǐ)度，事情就开始变(biàn)得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里(lǐ)茨兹威基(jī)正在研究和(hé)测(cè)量后发星系团的质量(liàng)。这是一(yī)个由(yóu)数千个星系所组成的巨大星系团(tuán)，这些(xiē)星系(xì)被引(yǐn)力束缚在一起(qǐ)。测量(liàng)星系团的质(zhì)量一般会(huì)使用到两种方法(fǎ)，当两种方法结果一致，就可以确(què)定其质量的范围。

第一(yī)种是获得其"光度学的质(zhì)量"，需要的数(shù)据是测量各个(gè)星(xīng)系(xì)的光度。

第(dì)二种(zhǒng)是动(dòng)力学质量的计算，是利用光谱红移(yí)测量星系团中的各个星系相对于星系团的运动速(sù)度。当测量结(jié)果(guǒ)出来之后，兹威(wēi)基彻底(dǐ)懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学(xué)质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有(yǒu)99%的质量(liàng)消失了，或者说(shuō)这(zhè)99%的质量并不以可见光的(de)形式所(suǒ)存(cún)在，我们无法看到。最(zuì)诡异的是(shì)，在测量速(sù)度(dù)的过程中，兹威基发现星(xīng)系团(tuán)中很多星系的速(sù)度比理论(lùn)上要快得多，按照(zhào)牛(niú)顿的运动学(xué)定律，仅靠这些可见星(xīng)系的质量所产生的引力是无法(fǎ)将它们束缚在星系团内的(de)，它们早就应该被抛出星系(xì)团之外了，除(chú)非(fēi)有一种(zhǒng)神秘的力量在起(qǐ)作用(yòng)，这种力量来源于某种隐形的(de)物质。

据(jù)此，兹维基提出了这样(yàng)部分不可见的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反射光(guāng)，但是它(tā)们却占据着宇宙(zhòu)中绝大部分的质量(liàng)。只是当时(shí)的人们对这样的一种说法不屑一顾。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这个词才再一次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观测仙女座星系中的恒星(xīng)运动(dòng)。理论(lùn)上来(lái)说，距离(lí)中(zhōng)心越远的恒星在其轨道上的运行速度(dù)就会越慢(màn)。但是他们观测的(de)结(jié)果却(què)让人(rén)感到不(bù)可思议(yì)。

随着与中心距离的增加，恒星的(de)旋(xuán)转速度几(jǐ)乎保持(chí)不变。可是根据(jù)牛顿的(de)万有(yǒu)引力定律，在星系当中如果没有足够大的质量(liàng)来吸引它们，这(zhè)些外围的(de)恒星早就(jiù)被甩到(dào)宇(yǔ)宙当中(zhōng)了。基于这种(zhǒng)现象，科学家们(men)会(huì)使(shǐ)用一种(zhǒng)相对标准的方法来解释暗物(wù)质的存在，这种方法就是测量星系(xì)当中气体在X轴上距离星系中心(xīn)的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果出现异常的结果，就认为(wèi)是由暗(àn)物质的力(lì)量进入(rù)其中。

于是(shì)科学家们(men)通过射电望远镜测量了距离星系中(zhōng)心(xīn)更远距离的氢元素，发(fā)现它们的(de)旋转速度并(bìng)不符合牛顿的力学定律。我们(men)的太(tài)阳(yáng)系也不例外(wài)，太阳系位(wèi)于(yú)银河系的第三悬臂之上，距离银河系(xì)中(zhōng)心2.6万(wàn)光(guāng)年，根据万有引力定律(lǜ)进行计算，太阳系的运(yùn)行速度应该是160千米(mǐ)/秒，但实际(jì)上，太阳系(xì)正在以(yǐ)220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这(zhè)个(gè)实际(jì)速(sù)度远远大于(yú)理论(lùn)速度，那么(me)产生(shēng)以(yǐ)上这(zhè)种向(xiàng)心加速度的原因(yīn)很可能就是存在着一种我们(men)看(kàn)不到的物质，是这些暗物质(zhì)的引力效应将(jiāng)星(xīng)系(xì)聚集(jí)在了一起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多的研究人员(yuán)开始相信暗物质(zhì)的存在。科学家(jiā)根据(jù)星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在星系(xì)当中暗物质的质量占(zhàn)整个星系质量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物质并不是唯一可以解释这个现象(xiàng)的(de)原因。在一项新的研究(jiū)当中(zhōng)，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上(shàng)的微小差异。另外(wài)，天文(wén)学家还发(fā)现了一个反常(cháng)的星系(xì)，叫做Agc114905。这(zhè)个星系(xì)距(jù)离地球大约2.5亿光年，大(dà)小和银(yín)河(hé)系不多，但是(shì)星系当中存在的恒星数量却只有银河(hé)系的(de)千分之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上，该星系必(bì)须存(cún)在暗(àn)物(wù)质，否(fǒu)则就会分崩离析。但是科学家们使用(yòng)最先进(jìn)的望远镜对其进行(xíng)了40个小(xiǎo)时的详细测量(liàng)之后，发(fā)现星系中的恒星运动是(shì)可以用(yòng)正常(cháng)的(de)物(wù)质和力学定律来解释的(de)。那么又有人提出，也(yě)许(xǔ)该(gāi)星系的暗(àn)物质，已经被附近的另一个(gè)大星系(xì)剥离了。奇怪的是，它的附(fù)近没有任何星(xīng)系存(cún)在(zài)。造成这些现(xiàn)象的除了暗物质的假说之外，另一种可能就是人类对引力的理解还不够全面，引力很可(kě)能(néng)在不同尺度空间中的(de)工(gōng)作方式是不(bù)同(tóng)的，这(zhè)意(yì)味着在(zài)行星(xīng)系尺度中的天体(tǐ)会(huì)沿(yán)着它们的轨(guǐ)道(dào)，按照我们(men)所理解(jiě)的方式运(yùn)动。但是(shì)上升到(dào)星系和(hé)星团的尺(chǐ)度，引(yǐn)力(lì)之间的相互(hù)作用(yòng)则(zé)是不同的方式。对于在星系团之(zhī)间的相(xiāng)互作(zuò)用，科学家(jiā)还引入了外部场效(xiào)应的概念(niàn)，指的是(shì)在数百万(wàn)光年的(de)规模上，巨(jù)大的质量之间会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这(zhè)个理论叫做MOND蒙德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我们(men)需要对(duì)现(xiàn)在的物理定律进行修正(zhèng)，这些发现也让很多人认为(wèi)暗物质(zhì)假说理论就此终结(jié)。但是在宇宙当中还有关于暗物质存在的(de)其(qí)他的(de)理论证据，这些理论(lùn)证据(jù)是蒙(méng)德(dé)理(lǐ)论所没法(fǎ)解释的(de)“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的(de)子弹星系(xì)团，由(yóu)两个(gè)碰(pèng)撞的(de)星系团所组成，类(lèi)似这样的星团，它们大部分的普通质量(liàng)都在星系的气体当中。当星团(tuán)以1000万公里/小时发生(shēng)碰(pèng)撞的时候，星际气体的相互作用就(jiù)会导(dǎo)致温度的急剧(jù)升高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论(lùn)上，在碰撞之(zhī)后，子(zi)弹星系团大部分的质量(liàng)将位于所有这些气体所在(zài)的中间区域。那么(me)我们通过(guò)什(shén)么来(lái)验(yàn)证它的质量区(qū)域到底是不是集(jí)中(zhōng)在中间呢(ne)？前不久，詹姆斯(sī)韦伯太(tài)空(kōng)望(wàng)远镜(jìng)传(chuán)回了宇(yǔ)宙当中第一张(zhāng)全彩的高清照片，在照片中我们可以(yǐ)明显地看到(dào)很(hěn)多星系似乎被拉伸产(chǎn)生(shēng)了(le)巨大的(de)形(xíng)变。其实这(zhè)些星系本身并不是真的被扭曲了，也不是韦伯(bó)望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的(de)天体和我们(men)地(dì)球上的观测者(zhě)之间(jiān)。被一个(gè)质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后更遥远星系的光都发(fā)生了(le)扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜效(xiào)应。这个巨大的(de)天体可(kě)能是超大质量(liàng)的(de)黑洞或者是暗物质。

所以当人们(men)对子弹星(xīng)系团观测的时候(hòu)，发现它(tā)的大质量(liàng)区域并(bìng)不是在(zài)中间，而是在两侧(cè)。所以最(zuì)好的解释方法就是当星团发生全部的碰撞时，可被观(guān)测(cè)到的质量气体被卡在了中间，暗物质则直接(jiē)通过了这个区域，并在两(liǎng)边(biān)形成了引(yǐn)力(lì)透(tòu)镜。对(duì)子弹星系团的引力透(tòu)镜(jìng)研究也被认(rèn)为是暗物质存在的迄今为(wèi)止最(zuì)好的理论证据。

睡午觉和不睡午觉有什么区别，为什么不爱午睡的孩子智商高alt="宇宙是“人为创(chuàng)造”的证据？颠(diān)覆科(kē)学认知的暗(àn)物(wù)质！竟是生命(mìng)诞生的基础？_黑料正能量" decoding="async" data-ratio="0.5929919137466307" data-type="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/3b484d043bd3430.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

除此之外，还有(yǒu)来自宇(yǔ)宙当中最古老的光(guāng)。从宇(yǔ)宙大(dà)爆炸(zhà)开(kāi)始，38万年之后，可见光终于可以畅通无(wú)阻(zǔ)地穿越在宇宙当中(zhōng)了。经过了130多亿(yì)年之后，这些(xiē)光在宇宙空间背(bèi)景(jǐng)上留下了(le)各相同性的微(wēi)波辐射。其中红色的部分表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则表示相对(duì)较冷的区(qū)域，但实际上它们(men)之间的温(wēn)差只有万分之一。

科学家们通过对前景背景分离(lí)后的二值图像进行连(lián)通域提取和标记之(zhī)后发现，如果(guǒ)宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应该是这样(yàng)的，而随着暗物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度(dù)会减小(xiǎo)，才变得看起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背(bèi)景辐射的(de)测(cè)量值，我们需(xū)要的(de)暗物质大约(yuē)是普(pǔ)通(tōng)物质的5倍。这(zhè)个(gè)数(shù)字(zì)与解释星系当中(zhōng)恒星运动所需要的暗物(wù)质比例(lì)是一致的。这就意味着。

用(yòng)了一(yī)个简单的理论(lùn)框架，就(jiù)很好地解释了很多不同的观测(cè)结果(guǒ)。而暗物质(zhì)的(de)本质就是宇(yǔ)宙当中存在(zài)着某(mǒu)种类型的粒子(zi)，它们不参与任何(hé)其他(tā)的电磁作用(yòng)，只(zhǐ)通(tōng)过(guò)引(yǐn)力来相互作用。所以如果能够找到这种粒子的存(cún)在，就相当于找到了暗物质存在的实际证据。这(zhè)种(zhǒng)粒子到底是(shì)什么(me)？科学家(jiā)们(men)已(yǐ)经提出了数十种的假想目标，而要(yào)寻找(zhǎo)这些不同的目标粒(lì)子所需要的(de)实验(yàn)方式也不相同。在过去的几十年(nián)当中(zhōng)，人类为了寻(xún)找这(zhè)些(xiē)看(kàn)不见(jiàn)、摸不到，几乎不会与常规物(wù)质相互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们已经进行了超过50次的(de)实验，却没有任何(hé)实质性的(de)发现(xiàn)，除了一个地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿(ā)尔卑斯山脉。

在(zài)山下(xià)1400米处的地下(xià)矿井当中，藏着地球上最(zuì)大的地学实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼高(gāo)的探测器，一直(zhí)致力于寻找暗(àn)物质(zhì)粒子的周期性震荡。

自1997年以来，这(zhè)里的科学(xué)家声称观测到(dào)了某种信(xìn)号(hào)。经过了20多年的(de)数据收(shōu)集，人(rén)们发现(xiàn)了一个有趣的事(shì)情(qíng)。探测(cè)率(lǜ)会(huì)在每年的6月份达到峰值，然后在(zài)11月(yuè)降(jiàng)到最低，而且在20年当(dāng)中每年都是(shì)一样。一些科学家(jiā)认(rèn)为这(zhè)可能是人类发(fā)现暗(àn)物质的第一个直(zhí)接(jiē)证据。

但(dàn)是为什么暗物质(zhì)会(huì)产(chǎn)生周期(qī)性的年(nián)度(dù)信号呢(ne)？刚才我们讲了太阳系正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒(miǎo)的速度围绕着银(yín)河系进行移动，那么如果暗物(wù)质存在宇宙当中(zhōng)，这(zhè)意味着(zhe)我们也在(zài)以这样的速度在(zài)穿越着暗物(wù)质流，这个过(guò)程中会(huì)产生(shēng)相应的(de)振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕太阳进行旋转。所以(yǐ)有半年的时(shí)间，地球围(wéi)绕太阳的方向与太阳(yáng)环绕银(yín)河系的方(fāng)向是一致的(de)，而另外半年则与之相反。

而(ér)在6月份的时候，地球与太阳的方(fāng)向正(zhèng)好达(dá)到完全一致，这是理(lǐ)论上地球(qiú)穿越暗物质流(liú)最快的(de)时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到了最(zuì)慢(màn)值(zhí)。尽管在实际的情况中，太(tài)阳系相对银河系的平面呈(chéng)现了60度的倾(qīng)斜，但是这(zhè)并不影响这个理论的(de)有(yǒu)效性(xìng)。

因此科学家认(rèn)为这可以用来解释，研(yán)究人员们所观(guān)测到的(de)周(zhōu)期性信号。当(dāng)然也可能(néng)有其(qí)他的(de)情况，造(zào)成(chéng)这(zhè)种年度周期信号的差(chà)异(yì)也可(kě)能(néng)是温度、湿(shī)度、土壤(rǎng)中的(de)水分、高山上(shàng)的积(jī)雪，甚(shèn)至(zhì)连意大利(lì)游客的(de)数量(liàng)也符合(hé)这个周期的规律。

所以，科(kē)学家们又在南半球(qiú)建立了一个几乎相同的(de)实验室(shì)，这里的季节与之(zhī)前的实验(yàn)室正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里，地球穿过暗(àn)物质流的运动特征和第一个(gè)实验室是(shì)一样的。

因(yīn)此(cǐ)，如果在(zài)这里可(kě)以得到相同(tóng)的信号，就可以成为暗物质所存在的非常有(yǒu)力的证据了。但是由于这(zhè)个实(shí)验室(shì)刚刚建成不久，所(suǒ)以截至目前还无(wú)法提供(gōng)相应的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一(yī)台新的望远(yuǎn)镜，这台(tái)太(tài)空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜叫做“南希格雷斯罗(luó)曼(màn)”，它(tā)的主镜大小跟哈勃望远镜相(xiāng)同，但它的(de)宽视场仪器提供的视野是哈勃红外仪器的(de)100倍(bèi)。南希(xī)格雷(léi)斯罗(luó)曼太空望远镜(jìng)其中一(yī)个关键的用(yòng)途就是探索暗物(wù)质背后的奥秘(mì)，对于探测的结果，我(wǒ)们(men)只能拭(shì)目(mù)以待了。费米实验室粒子天体物(wù)理中(zhōng)心的(de)科学(xué)家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研(yán)究发现，如果暗物(wù)质存在，它们极(jí)有可能拥有另一种(zhǒng)神秘的效(xiào)应，这种(zhǒng)暗物(wù)质效应，会支持宇宙(zhòu)当中生命的诞生，或(huò)者说是生命进化的一(yī)个重(zhòng)要因素。

如果这一理论得(dé)到(dào)进一(yī)步(bù)的(de)证(zhèng)实，那么(me)遍布宇宙当中的(de)暗物质(zhì)会不会意味着人(rén)类并不(bù)孤单(dān)呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上，暗物质正在通过这(zhè)样(yàng)的(de)效应创造(zào)生命。当然(rán)，这些推论的大前(qián)提(tí)是要先(xiān)找到暗物质存(cún)在的实际证据。那么小伙伴们，你们(men)觉得(dé)暗(àn)物质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的支(zhī)持是我更新(xīn)的动(dòng)力！

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