宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在科学(xué)无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗(àn)物质(zhì)又究竟(jìng)是什(shén)么？人类为了(le)寻找暗物质存在的证据(jù)，科学家们在(zài)过去的几十年当中进行(xíng)了超(chāo)过50次的长期实验，但是却没有发现(xiàn)任何的有效证(zhèng)据。除了一个地方(fāng)，在1687年出(chū)版的自然哲学数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了万(wàn)有引力定律，它揭示(shì)了(le)宇(yǔ)宙中天体运动(dòng)的规律。往后的几百年来，当天文学家(jiā)们(men)发现(xiàn)某(mǒu)些天体运(yùn)行轨(guǐ)道(dào)出现异(yì)常，不符(fú)合万有引力定律的时候，他们就(jiù)会知(zhī)道(dào)，周围(wéi)一定有未知的天体通过引(yǐn)力在摄动它的轨道。比如在1846年，奥本勒维(wéi)耶就通过(guò)天王星运行轨道的异(yì)常(cháng)，推算(suàn)并且(qiě)发现了海(hǎi)王星的存在。另(lìng)外，哈雷(léi)彗星(xīng)、冥(míng)王星的发现(xiàn)都是应用万有引力定(dìng)律(lǜ)所取得(dé)重大天(tiān)文成就的例子(zi)。但是这些发现都是在恒星系统的(de)尺度当中(zhōng)，可当(dāng)我(wǒ)们(men)上升(shēng)到星系或者(zhě)是星团的尺度，事情就开(kāi)始变(biàn)得诡异(yì)了。

1933年，瑞士的(de)物理学家弗里茨兹威(wēi)基正在研究和测量后发(fā)星系(xì)团(tuán)的质量。这是(shì)一(yī)个由(yóu)数千个(gè)星系所组成的(de)巨大星系团，这些星系被引力束(shù)缚在一(yī)起。测(cè)量星系团(tuán)的(de)质量(liàng)一般会使用到(dào)两(liǎng)种方(fāng)法，当两种方法结果一致，就可以确(què)定其(qí)质量的范围(wéi)。

第一种是获得(dé)其"光度(dù)学(xué)的质量"，需(xū)要的(de)数(shù)据是(shì)测量各(gè)个星系的(de)光(guāng)度。

第二种是动(dòng)力学质(zhì)量的计算，是(shì)利用光谱红移测量星系团中的各(gè)个(gè)星系相对于星系团的运动速(sù)度。当(dāng)测量结果出来之后，兹威基彻底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然(rán)是“光度学(xué)质量”的400倍。这意(yì)味(wèi)着，后(hòu)发(fā)座星(xīng)系团有99%的质量消失了，或者说这(zhè)99%的质量并不以可见光(guāng)的形式(shì)所存在(zài)，我(wǒ)们无法看到(dào)。最诡异的是，在测量速度的过程中(zhōng)，兹威基发现星系团中很多星系的速度比理论上要(yào)快(kuài)得多，按照牛顿的运动学定(dìng)律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力(lì)是无(wú)法将它(tā)们束缚(fù)在星系(xì)团(tuán)内的，它(tā)们早(zǎo)就应(yīng)该(gāi)被抛出星(xīng)系团(tuán)之外了，除非有(yǒu)一(yī)种神秘的(de)力量在起(qǐ)作用，这(zhè)种力量(liàng)来源于(yú)某种(zhǒng)隐形的物(wù)质。

据此，兹维基提出了这(zhè)样(yàng)部分不可(kě)见(jiàn)的暗质，它(tā)不发散光、吸光、反(fǎn)射(shè)光，但是它们却(què)占据(jù)着宇宙(zhòu)中绝大部分的质量。只是当(dāng)时的人们对这样的一(yī)种(zhǒng)说法不屑一顾。

直(zhí)到(dào)40年(nián)之(zhī)后(hòu)，“暗(àn)物质”这(zhè)个词才(cái)再一次出现。天文学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特在观测(cè)仙(xiān)女座星系(xì)中(zhōng)的恒星运动(dòng)。理论上来说，距离中心越(yuè)远的恒星在(zài)其轨(guǐ)道上的运行速度就会越慢。但(dàn)是他们观测的(de)结果却让人感(gǎn)到不可思议。

随着(zhe)与中心距离(lí)的增(zēng)加，恒(héng)星的旋转速度几乎保持不变。可是根据牛顿的万有引力定律，在星(xīng)系当中(zhōng)如(rú)果没有足够大的质量来吸引它(tā)们，这些外(wài)围(wéi)的(de)恒星早就被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种现(xiàn)象，科学家们会使用(yòng)一种相对标准的方法(fǎ)来(lái)解释暗物质(zhì)的存在，这种(zhǒng)方法就是测量(liàng)星系当中(zhōng)气体在(zài)X轴上距离(lí)星(xīng)系中心(xīn)的距(jù)离，以及(jí)在(zài)Y轴上气体的(de)旋(xuán)转速度。如果出现异常的结果，就认(rèn)为是由暗物质的力(lì)量进入(rù)其中。

于是科学家们通过射电望(wàng)远(yuǎn)镜测量了距离星系中(zhōng)心更远(yuǎn)距(jù)离的氢元素(sù)，发现它们的旋转速(sù)度并(bìng)不符合牛顿(dùn)的力学(xué)定(dìng)律。我们的太阳(yáng)系也不例外(wài)，太阳系位于银河系的第三悬臂(bì)之上，距离(lí)银河系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进(jìn)行计算，太(tài)阳系的运行(xíng)速度(dù)应(yīng)该是160千米(mǐ)/秒，但(dàn)实(shí)际上，太(tài)阳(yáng)系正在(zài)以220千(qiān)米(mǐ)/秒(miǎo)的速度(dù)围绕银河系旋(xuán)转，这个实际速度远(yuǎn)远大于理论(lùn)速度，那(nà)么产生以上这种向心加速度的原因很可能就是存(cún)在着一种我们(men)看不到的(de)物质，是这些暗(àn)物(wù)质的引力效(xiào)应将星系聚集在了一(yī)起。

也是从这(zhè)时开始，越来越多(duō)的研(yán)究人员开始(shǐ)相(xiāng)信暗物(wù)质的存在。科学家(jiā)根据星吃斑鸠能提高性功能吗，男人吃斑鸠补性功能吗系外(wài)恒星(xīng)轨道的速度，估算在星系当中暗物(wù)质的(de)质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是(shì)，暗物质并不(bù)是唯一可以解释这个(gè)现象(xiàng)的原因。在一项新的研究当中，科学(xué)家们发(fā)现，几(jǐ)乎(hū)没有(yǒu)引力(lì)效(xiào)应的遥远恒星(xīng)之(zhī)间，也会(huì)出(chū)现速度(dù)上的微小(xiǎo)差(chà)异。另(lìng)外(wài)，天文学家还(hái)发现了(le)一(yī)个反常的星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离(lí)地(dì)球大(dà)约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多(duō)，但是星系当中存(cún)在的恒(héng)星(xīng)数(shù)量却只(zhǐ)有银河(hé)系(xì)的千(qiān)分之一(yī)。

所以在理论上，该星系(xì)必须存(cún)在(zài)暗物质，否则就(jiù)会分(fēn)崩离析。但(dàn)是科学家们使用最(zuì)先进(jìn)的(de)望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)对其进行了(le)40个小时的详细测量(liàng)之(zhī)后，发现星系中的(de)恒星运动是可以用正常的物(wù)质和(hé)力学(xué)定律来解释的。那么又有人提出，也许该星系的(de)暗物质，已(yǐ)经被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没有(yǒu)任何星系存在(zài)。造(zào)成这些现(xiàn)象的除了暗物质的(de)假(jiǎ)说之外(wài)，另一种可能就是人类对引力的理解还不够全面，引力很可能在不同(tóng)尺度(dù)空间中的(de)工作方式是不同的(de)，这意味着在行星系尺(chǐ)度中的(de)天(tiān)体会(huì)沿(yán)着(zhe)它们的轨道，按(àn)照(zhào)我们所理(lǐ)解的方式(shì)运(yùn)动(dòng)。但是上(shàng)升到星系和星团的尺(chǐ)度，引力之间的相(xiāng)互作(zuò)用则是不(bù)同的方式。对(duì)于(yú)在星(xīng)系团之间的相互作用，科学家(jiā)还引入了外部(bù)场效应的概(gài)念，指的是(shì)在数百(bǎi)万光年的规模上，巨(jù)大的质(zhì)量之间会产生对彼此特(tè)殊的效(xiào)果，这个(gè)理(lǐ)论叫做(zuò)MOND蒙德理(lǐ)论。如(rú)果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味(wèi)着我(wǒ)们需要对(duì)现在的物理定(dìng)律(lǜ)进行(xíng)修正，这些发现也让很多人(rén)认为(wèi)暗(àn)物(wù)质假说理(lǐ)论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当中还有关(guān)于暗物质(zhì)存在的其他(tā)的理(lǐ)论(lùn)证据(jù)，这(zhè)些理论证据(jù)是(shì)蒙(méng)德理论(lùn)所没法(fǎ)解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年(nián)的子(zi)弹星系团，由(yóu)两个碰撞的星(xīng)系(xì)团所组成，类似这样的星团，它们(men)大部分(fēn)的普(pǔ)通质量都在星系(xì)的(de)气体(tǐ)当中。当星团以1000万公(gōng)里/小时(shí)发生(shēng)碰(pèng)撞的时候，星际气体(tǐ)的相(xiāng)互作用就(jiù)会导(dǎo)致温度的急(jí)剧升(shēng)高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在(zài)碰撞之后，子弹(dàn)星系团(tuán)大部(bù)分的(de)质(zhì)量(liàng)将(jiāng)位于所有这些气体所在(zài)的中(zhōng)间区域。那么我们通过什(shén)么来验证(zhèng)它的(de)质量(liàng)区域(yù)到底是不是集中在中间呢？前(qián)不久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空(kōng)望(wàng)远(yuǎn)镜传回了宇宙当中(zhōng)第一张全彩的高清照(zhào)片，在照片中(zhōng)我们可以明(míng)显地(dì)看(kàn)到很多星系似乎被拉伸产生了巨大的形(xíng)变。其实这些星系本身并不是(shì)真的(de)被扭曲了，也不(bù)是韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而(ér)是这(zhè)样极遥远的天体和我们(men)地球上的观测者之间。被一个质量超级巨大(dà)的天体遮挡，这个(gè)超(chāo)大质量的东西的引力，会(huì)使身后更遥(yáo)远(yuǎn)星系的光都发(fā)生了扭曲。这个(gè)现象就是(shì)引力透镜效应。这个(gè)巨大的天体可能(néng)是(shì)超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人(rén)们对子弹(dàn)星系(xì)团观测的时候(hòu)，发(fā)现它的大质量(liàng)区域并不是在中间，而(ér)是在两侧。所以(yǐ)最(zuì)好的解(jiě)释方法就是当星(xīng)团发生全部的碰撞时，可(kě)被观测(cè)到的质量气体(tǐ)被卡(kǎ)在了中间，暗物质则直接通过了(le)这个区域，并在两边形成(chéng)了引力透(tòu)镜。对子弹星系(xì)团吃斑鸠能提高性功能吗，男人吃斑鸠补性功能吗(tuán)的引力透镜研究(jiū)也被认为是暗物质存(cún)在的迄今为止最(zuì)好(hǎo)的理论证据(jù)。

除此之外，还有来自宇宙当中最古老的光。从宇宙大爆炸开始(shǐ)，38万(wàn)年之(zhī)后，可见光(guāng)终于可(kě)以畅通(tōng)无阻地(dì)穿越在宇宙当(dāng)中了(le)。经过了130多亿年(nián)之后(hòu)，这些光在宇宙空间(jiān)背景上留(liú)下了各相同性(xìng)的微波辐射。其(qí)中(zhōng)红色的部(bù)分表示温度较高的区域，蓝(lán)色则表示相对较(jiào)冷的区域，但实(shí)际上它们(men)之间的温差只有万分(fēn)之一。

科学家(jiā)们通(tōng)过对前景背景分离后的二值图像(xiàng)进行(xíng)连通域提取和标记之后发(fā)现，如果宇宙当中没(méi)有暗物质，图形看起来不应该是这样(yàng)的，而随(suí)着暗物(wù)质的增加，一(yī)些峰值的(de)幅度(dù)会减(jiǎn)小，才(cái)变(biàn)得看起(qǐ)来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射的测量值(zhí)，我(wǒ)们需要的暗物质大(dà)约(yuē)是普通物质的5倍(bèi)。这个数字(zì)与解释(shì)星系(xì)当(dāng)中恒星运动所需要的暗物质比例是一致的。这就意味着(zhe)。

用了一个(gè)简单的理论(lùn)框(kuāng)架(jià)，就很好地解释了很多(duō)不(bù)同的观(guān)测结果。而(ér)暗物质的本质就(jiù)是(shì)宇宙当中存在(zài)着某种类型的粒子，它们不参(cān)与任何其他的电磁作用，只通过引力来相互(hù)作用。所(suǒ)以如(rú)果能(néng)够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就(jiù)相当于(yú)找到了(le)暗物(wù)质存在的(de)实际(jì)证(zhèng)据。这(zhè)种粒(lì)子到底是什么？科学(xué)家们已经(jīng)提出(chū)了数十种的(de)假(jiǎ)想目标，而要寻找这些不同的目标粒子所需要的实验方式也不相同。在(zài)过去的(de)几十年当(dāng)中，人(rén)类为了(le)寻找这(zhè)些看不见、摸(mō)不到，几乎不会与常规(guī)物质相(xiāng)互作用(yòng)的“暗物质”，科学家(jiā)们(men)已经进(jìn)行了(le)超过50次(cì)的(de)实验，却没有任何实质性的发现，除了一(yī)个地方，意(yì)大(dà)利(lì)的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下1400米处的(de)地下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏(cáng)着地球上最大的(de)地学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三层楼高的探测器，一直致力(lì)于寻找暗物(wù)质(zhì)粒子的周期性震荡。

自1997年以来(lái)，这里的科(kē)学家声称(chēng)观测到(dào)了某种信号(hào)。经过了(le)20多年的数(shù)据(jù)收集(jí)，人们发现了(le)一个有趣的事情。探测率会在(zài)每年的6月份达到峰值，然后在11月降到(dào)最(zuì)低，而(ér)且在20年当中(zhōng)每年都(dōu)是一样。一些科(kē)学家(jiā)认为这可能是人类发现(xiàn)暗物质的第一个(gè)直接证据。

但是为什么暗(àn)物质会产生(shēng)周期性的(de)年(nián)度信(xìn)号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系正(zhèng)在(zài)以220公里/秒的速度围绕(rào)着银河系(xì)进行移动，那么如果暗物质存在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也在以这(zhè)样的速度(dù)在穿越着暗物质流，这个(gè)过(guò)程中(zhōng)会产生相应的(de)振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度围绕(rào)太(tài)阳进行旋(xuán)转(zhuǎn)。所以有半年的(de)时间，地球围绕太(tài)阳的方向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一致的，而另外半年则(zé)与(yǔ)之相反(fǎn)。

而在6月份的(de)时候(hòu)，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这(zhè)是理论上地球穿越(yuè)暗(àn)物质流(liú)最快的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳系相对银河系的平(píng)面呈现了60度的(de)倾斜，但(dàn)是这(zhè)并不影响这个理论的(de)有效性。

因此科学(xué)家认为这可(kě)以(yǐ)用来解(jiě)释，研(yán)究人员们所观测到的周期(qī)性信号。当然(rán)也可(kě)能有其(qí)他的情况，造(zào)成这种年度周期信(xìn)号的(de)差异也可能是(shì)温度(dù)、湿(shī)度、土(tǔ)壤中的水分(fēn)、高山(shān)上的(de)积雪，甚至连意大利游客的数(shù)量也符(fú)合这个周期(qī)的(de)规律(lǜ)。

所(suǒ)以，科学(xué)家们又(yòu)在南半球(qiú)建立了一(yī)个几(jǐ)乎相同的(de)实验(yàn)室，这里的季节与之前(qián)的(de)实验室正好(hǎo)相(xiāng)反(fǎn)，而在这里，地球穿过暗物质流(liú)的运动特征和第一个实验室是一样的。

因此(cǐ)，如果在(zài)这里可以(yǐ)得到相同(tóng)的信号，就可以成为(wèi)暗物(wù)质所存(cún)在的非(fēi)常有力的证据了。但是由于这(zhè)个实验室(shì)刚刚建成不(bù)久，所以截至目前还无法提供相应的数据支持。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射(shè)一台新的(de)望远(yuǎn)镜，这台太空(kōng)望远(yuǎn)镜(jìng)叫做“南希格雷(léi)斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜(jìng)大小跟哈勃望远镜相同，但(dàn)它的宽(kuān)视场仪器(qì)提供的视野是哈勃红(hóng)外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼(màn)太空望远镜(jìng)其(qí)中一个关(guān)键的用途就是探索暗(àn)物质背后的奥秘，对(duì)于(yú)探测的结(jié)果(guǒ)，我们只能拭目(mù)以待了。费米实(shí)验室粒(lì)子天体物理(lǐ)中心(xīn)的科学家丹琥珀(pò)和贾森斯特(tè)芬(fēn)研究(jiū)发现，如果(guǒ)暗物质存在，它(tā)们(men)极(jí)有可(kě)能(néng)拥有另一种神秘(mì)的效(xiào)应，这种暗(àn)物(wù)质效应，会支持宇(yǔ)宙当中(zhōng)生命(mìng)的(de)诞生，或者说(shuō)是生命进化(huà)的一个重要(yào)因素。

如果这一理论(lùn)得到进一步的证(zhèng)实，那么遍布宇宙当中的(de)暗物质会不会意味(wèi)着(zhe)人(rén)类(lèi)并不孤单呢？或(huò)许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质正(zhèng)在通过(guò)这样的效(xiào)应创(chuàng)造生命。当然，这些(xiē)推论的大前提是要先找到暗物质存(cún)在的实际证据(jù)。那么(me)小伙伴们，你们(men)觉得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支持是(shì)我(wǒ)更新的动(dòng)力！

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