宇宙是“人为制造(zào)”的？为(wèi)何会存(cún)在科学无法解释的(de)“暗物质”？暗物质又究竟是什(shén)么？人类为了寻(xún)找暗物质(zhì)存在的证据，科学(xué)家(jiā)们在过去的几十年当中进行了(le)超(chāo)过50次(cì)的长(zhǎng)期实(shí)验(yàn)，但(dàn)是却(què)没有发现任(rèn)何的有效证据(jù)。除了一个地方，在1687年出版的自然(rán)哲学(xué)数学原理一书中，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引力定律，它揭示了(le)宇宙中天(tiān)体运动的规(guī)律。往后(hòu)的几百年(nián)来(lái)，当天文学家们发现(xiàn)某些天体运行轨道出现异(yì)常，不符(fú)合万有(yǒu)引(yǐn)力(lì)定(dìng)律的时候，他们就会知(zhī)道，周围一(yī)定有未(wèi)知(zhī)的天(tiān)体通过引(yǐn)力(lì)在摄(shè)动它的轨道。比如在(zài)1846年，奥本勒维(wéi)耶就通(tōng)过天王星运行轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星(xīng)、冥王(wáng)星的发(fā)现都是应用(yòng)万有引力定(dìng)律(lǜ)所取得重大天文成就的例子。但(dàn)是这些发现(xiàn)都是在恒星系统(tǒng)的尺(chǐ)度当中，可当(dāng)我们上升到星系或者(zhě)是(shì)星团的(de)尺(chǐ)度，事(shì)情就开(kāi)始变得诡异了(le)。

1933年(nián)，瑞士(shì)的物理学(xué)家弗里茨兹威基正(zhèng)在研(yán)究和(hé)测(cè)量后发(fā)星系团的质量(liàng)。这是一个(gè)由数(shù)千个星(xīng)系(xì)所组成(chéng)的(de)巨(jù)大星系团，这些星(xīng)系被引力束缚在一(yī)起(qǐ)。测量星系团的质量一般会使用(yòng)到两(liǎng)种方法，当两种(zhǒng)方法(fǎ)结果一致，就可以确定其质量(liàng)的(de)范围。

第一种是(shì)获得(dé)其"光度(dù)学(xué)的质量"，需要的数据是测量各个星系的光度。

第二种是动力学质(zhì)量的计算，是利用光谱(pǔ)红(hóng)移测(cè)量星系(xì)团中(zhōng)的各个星系相对于星(xīng)系团的运动速度。当测量结果出来之后，兹威基彻底(dǐ)懵了(le)，“动力(lì)学质量”竟然是“光度(dù)学(xué)质量”的400倍。这(zhè)意味着，后发座星系团(tuán)有99%的质量(liàng)消(xiāo)失了，或者说(shuō)这99%的质量(liàng)并不以可见光(guāng)的形式所(suǒ)存在，我们无法看到。最诡异的(de)是，在(zài)测量速度的过程中，兹威基发现星系(xì)团中(zhōng)很多(duō)星系(xì)的(de)速度比理论上要快(kuài)得多，按照牛顿的运动学定律，仅靠这些可见星(xīng)系(xì)的质量(liàng)所产生的引力是无(wú)法将它们束缚(fù)在星系团(tuán)内(nèi)的，它们早就(jiù)应该(gāi)被抛出星(xīng)系团(tuán)之外了，除(chú)非有一种神秘的力量在起作用，这种力量来源于某种隐形(xíng)的物(wù)质。

据(jù)此(cǐ)，兹维基提出了这样部(bù)分不可见(jiàn)的暗质，它不(bù)发散(sàn)光、吸光、反射光，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(de)人们对这样的(de)一种(zhǒng)说(shuō)法不屑(xiè)一顾。

直到40年(nián)之(zhī)后，“暗(àn)物质”这个词才再一(yī)次(cì)出现(xiàn)。天文学(xué)家维拉鲁宾(bīn)和肯特福特在观测(cè)仙女座(zuò)星系中的恒星运动。理论上来说(shuō)，距离中(zhōng)心越远的恒(héng)星在其轨道上的(de)运行速度就会越慢。但是(shì)他们观测(cè)的结(jié)果却让人感到不可思(sī)议。

随着与(yǔ)中心距(jù)离(lí)的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度(dù)几(jǐ)乎保持(chí)不变。可是根据牛顿的万有引(yǐn)力定律，在(zài)星系当中如果没有足够大的质(zhì)量来吸引它们，这些外(wài)围的恒(héng)星早就被(bèi)甩到宇宙(zhòu)当中了。基于这种(zhǒng)现象，科(kē)学家们会使用一种相对(duì)标(biāo)准的(de)方法来解释暗物(wù)质的存在，这种方(fāng)法就是测量星(xīng)系当中气体(tǐ)在(zài)X轴上距离星(xīng)系中心的距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度。如果(guǒ)出现异常的(de)结(jié)果，就认为是由暗物质的力量进入(rù)其(qí)中。

于是(shì)科学家们通过射电望(wàng)远镜测量了距离星系中心更(gèng)远距离的氢元素(sù)，发现它们(men)的(de)旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例(lì)外，太(tài)阳系(xì)位于银河系的第三悬臂(bì)之上，距离银河系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力(lì)定律(lǜ)进(jìn)行计算，太阳系(xì)的运行(xíng)速度应(yīng)该是160千米/秒(miǎo)，但(dàn)实际上(shàng)，太阳系(xì)正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河系旋转，这个实际速度(dù)远远大于理论速度，那(nà)么(me)产生以上这种向心加速度的原(yuán)因很可能(néng)就(jiù)是存在(zài)着(zhe)一种我(wǒ)们看(kàn)不(bù)到的物质(zhì)，是这些暗物质的(de)引力效(xiào)应将星系(xì)聚集在了一起(qǐ)。

也是(shì)从这时(shí)开(kāi)始，越来越多的研究(jiū)人员(yuán)开始相信暗物质的存在。科学(xué)家根据星(xīng)系外恒星轨(guǐ)道的速度，估算在星(xīng)系(xì)当(dāng)中暗物(wù)质的质(zhì)量占整(zhěng)个(gè)星系质量的85%。但是(shì)，暗物质(zhì)并不是唯一(yī)可以解释(shì)这个现(xiàn)象的原因。在一项(xiàng)新(xīn)的研究当(dāng)中，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效(xiào)应的遥远恒星之间(jiān)，也(yě)会出现速度上的微小差异。另外，天文学家还发现了(le)一个反常的星系，叫(jiào)做Agc114905。这(zhè)个星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银河系不多，但是星(xīng)系当中存在的(de)恒星数量却只有银河系的千分之一(yī)。

所以在理(lǐ)论上，该星系必须存在暗(àn)物质(zhì)，否则就会分(fēn)崩(bēng)离析。但是(shì)科学(xué)家(jiā)们使用最先进的望远镜(jìng)对其(qí)进行了40个(gè)小(xiǎo)时(shí)的详细测量之后，发(fā)现星系中的(de)恒星运动(dòng)是可以用正(zhèng)常的物质和力学(xué)定律来解释的(de)。那么又有人提出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经被(bèi)附(fù)近的另一(yī)个大星(xīng)系剥离(lí)了(le)。奇怪的是(shì)，它的附近(jìn)没有任何星(xīng)系存(cún)在。造(zào)成这些(xiē)现象的除了暗(àn)物质(zhì)的假说之外，另(lìng)一种可能就是人类对引力(lì)的理解(jiě)还不够(gòu)全面(miàn)，引力(lì)很可能在不同尺度(dù)空间中的工作方式是不同的，这意味(wèi)着在行星系(xì)尺度中的天(tiān)体会沿着它们(men)的(de)轨(guǐ)道，按(àn)照我们所理解的方(fāng)式运动。但是(shì)上升到星系和星(xīng)团的(de)尺度，引力(lì)之间的相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)则是(shì)不同(tóng)的方式。对于在星系团之间的相(xiāng)互作用，科(kē)学(xué)家还引入了外部场(chǎng)效应的概念，指(zhǐ)的是在(zài)数百万光(guāng)年的规(guī)模上(shàng)，巨(jù)大的质量之间会(huì)产生对(duì)彼此特殊的效果(guǒ)，这个理论叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理(lǐ)论。如果MOND蒙德理论成立，这(zhè)意味(wèi)着(zhe)我(wǒ)们需要对(duì)现在的物理(lǐ)定(dìng)律进行修正，这些发现也让(ràng)很多人认(rèn)为(wèi)暗物质假(jiǎ)说理论(lùn)就此终结。但(dàn)是在(zài)宇宙当中还有关于暗物质(zhì)存在(zài)的其他的理论证据(jù)，这些理(lǐ)论证(zhèng)据(jù)是蒙德理论所没法解(jiě)释的(de)“引力(lì)透镜(jìng)”。

径向距离为37亿光年的子(zi)弹(dàn)星(xīng)系团，由两个碰(pèng)撞(zhuàng)的星系团所(suǒ)组成，类似(shì)这样的星(xīng)团(tuán)，它们大(dà)部(bù)分的(de)普通质量都在星系的气体(tǐ)当中(zhōng)。当(dāng)星团以(yǐ)1000万公(gōng)里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候(hòu)，星际气体的相互(hù)作用(yòng)就会导致温(wēn)度的急剧升高，速度大幅降低。所以(yǐ)在理(lǐ)论上，在碰撞(zhuàng)之后(hòu)，子弹星系(xì)团大部(bù)分的质量将(jiāng)位(wèi)于所有(yǒu)这些气体所(suǒ)在的中间区域。那么我们通过什么来(lái)验证它的质量区域到底是不是(shì)集中在中间(jiān)呢？前不久，詹姆(mǔ)斯韦伯(bó)太空望(wàng)远镜传回了宇(yǔ)宙(zhòu)当中第一张全(quán)彩的高清(qīng)照片，在照片中我们可以明显地看到很多星系似(shì)乎(hū)被拉伸产生了巨大(dà)的(de)形变。其实这些星系本身并(bìng)不是真的被扭曲(qū)了，也不是韦(wéi)伯望远镜出(chū)了什么问题，而是(shì)这样极(jí)遥远的天(tiān)体和我们地(dì)球上(shàng)的观测者之间。被一个(gè)质量超级(jí)巨大的天(tiān)体遮挡，这个(gè)超(chāo)大质量的(de)东(dōng)西的引力(lì)，会使(shǐ)身后更(gèng)遥远星系(xì)的(de)光都发生了扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可(kě)能是超(chāo)大质量的黑洞或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子(zi)弹(dàn)星系(xì)团观测的时候，发现它的大质量区域并不是(shì)在中间，而是在两侧。所以最(zuì)好的解释(shì)方(fāng)法就是当(dāng)星团发(fā)生全部的碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡(kǎ)在了中间，暗(àn)物(wù)质则直(zhí)接通过了(le)这个区(qū)域，并(bìng)在两边(biān)形成了(le)引力透镜(jìng)。对子弹星系团的(de)引(yǐn)力透镜研究也被认(rèn)为是暗物质存(cún)在的(de)迄(qì)今为止最好(hǎo)的理(lǐ)论证据。

除此之外，还有来自宇(yǔ)宙当中最古老(lǎo)的光。从宇(yǔ)宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光终于可以(yǐ)畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经过(guò)了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙空间背景上留下了各相(xiāng)同性(xìng)的(de)微波辐射(shè)。其中红(hóng)色(sè)的部分表示(shì)温度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域(yù)，但实际上它们(men)之(zhī)间的温差只有万分(fēn)之一(yī)。

科学家们通过对前景背景分离后(hòu)的二值图(tú)像进行连通(tōng)域提取和标记之后发(fā)现，如果(guǒ)宇宙(zhòu)当(dāng)中没有暗物质，图形看起(qǐ)来不应该是(shì)这样的，而随(suí)着暗(àn)物质(zhì)的(de)增加，一些峰值的幅度(dù)会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配(pèi)宇(yǔ)宙微波(bō)背景辐射的测量值，我们(men)需要的暗(àn)物质(zhì)大约是普通物质的5倍。这(zhè)个数(shù)字(zì)与解释星系当中恒星运动(dòng)所需(xū)要的暗物(wù)质比例是一致的。这(zhè)就意味着(zhe)。

用(yòng)了一个简单(dān)的理(lǐ)论框架，就(jiù)很好地解释了很多不同(tóng)的观(guān)测结果。而暗(àn)物质的(de)本(běn)质就(jiù)是宇宙(zhòu)当中存在着(zhe)某(mǒu)种类(lèi)型的(de)粒(lì)子，它(tā)们不(bù)参与任何其他(tā)的电磁作(zuò)用，只通过引力来相互作用。所以如果(guǒ)能够找到这种(zhǒng)粒子(zi)的存(cún)在，就相当于找到了暗物质存(cún)在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是(shì)什么？科学(xué)家们(men)已经提出了数十种的(de)假(jiǎ)想(xiǎng)目标(biāo)，而要寻找这(zhè)些不同的目标粒(lì)子所需要的实(shí)验方式(shì)也不相同。在过(guò)去的(de)几十年当中，人(rén)类为(wèi)了寻找这些看不见、摸不到，几乎不会与常规物质相互作用的“暗物(wù)质(zhì)”，科学(xué)家们(men)已经进(jìn)行了超过50次的实(shí)验，却没有任何实质(zhì)性的发现，除了(le)一(yī)个地方，意大利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山下(xià)1400米(mǐ)处的地下矿井当中，藏着地(dì)球(qiú)上最大的地学实(shí)验(yàn)室，这(zhè)个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一个三层(céng)楼高(gāo)的探测器，一(yī)直致力于寻找暗物质粒子的(de)周期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这里的科(kē)学(xué)家声称观测到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一(yī)个有(yǒu)趣(qù)的事情。探测率会在每年的6月份达到峰值，然(rán)后在11月(yuè)降到最低，而且在20年当中每年都是一样。一(yī)些科(kē)学家认为(wèi)这可(kě)能是人类发现暗物质(zhì)的第一(yī)个(gè)直(zhí)接证据。

但是为什(shén)么暗物质会产生周(zhōu)期性(xìng)的年度信号呢(ne)？刚才我们讲了(le)太阳系正在以(yǐ)220公(gōng)里/秒(miǎo)的(de)速度围绕着银河系进行移动，那么如果暗(àn)物质存在宇宙当中，这意味着我们也在以这样的速度(dù)在穿越着暗(àn)物质流，这个过(guò)程中(zhōng)会产(chǎn)生(shēng)相应的振荡，同(tóng)时地球又以30公里(lǐ)/秒的速度围绕太(tài)阳进行旋转。所以有(yǒu)半年的(de)时间，地球围绕太阳的方向与(yǔ)太阳环绕银河系(xì)的方向是一(yī)致的(de)，而另外半(bàn)年则与之相反(fǎn)。

而在(zài)6月份的时候(hòu)，地球与太阳的方(fāng)向正好达到完全一致，这(zhè)是理论上(sh练瑜伽能提高性功能吗，为什么说女人练瑜伽男人受益àng)地球穿越暗物质流最(zuì)快的时段。而(ér)在11月份，又恰好(hǎo)达(dá)到(dào)了最慢值。尽管在实际的(de)情况中，太(tài)阳系相对银河(hé)系的平面(miàn)呈现了60度的(de)倾斜，但(dàn)是这(zhè)并不(bù)影响这个(gè)理论的有效性。

因此科(kē)学家认为这可以用来解(jiě)释，研究人员(yuán)们(men)所观测到的周期性信(xìn)号。当然也可(kě)能有其他的情况，造成这种年度周期(qī)信号的差异也(yě)可能是温度(dù)、湿(shī)度(dù)、土壤中的水分、高(gāo)山(shān)上的(de)积(jī)雪，甚至连(lián)意(yì)大利游(yóu)客的数量也符合这个周期(qī)的规(guī)律。

所(suǒ)以(yǐ)，科学家们(men)又在南半球建立(lì)了一个几(jǐ)乎相同的实验室，这里的(de)季节与之前的实(shí)验室正(zhèng)好相反，而(ér)在这(zhè)里(lǐ)，地球穿过暗物(wù)质流的(de)运动特(tè)征(zhēng)和第一个实验(yàn)室(shì)是一样的。

因此，如果在这里(lǐ)可以得到(dào)相(xiāng)同的信号，就可以成为暗物质所存在的(de)非常(cháng)有力的(de)证据了(le)。但是由于(yú)这个实验室(shì)刚(gāng)刚建成不久，所以截至目前还(hái)无(wú)法提供相(xiāng)应的数据支持(chí)。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远(yuǎn)镜，这台太(tài)空望远镜(jìng)叫做(zuò)“南(nán)希格雷(léi)斯罗曼”，它的(de)主镜大小跟哈勃(bó)望(wàng)远镜(jìng)相同，但它的宽视(shì)场(chǎng)仪器(qì)提供的(de)视野是哈勃红外仪(yí)器的(de)100倍。南(nán)希格雷斯罗曼(màn)太(tài)空望(wàng)远镜其(qí)中一个关键的用(yòng)途就是探索暗物质背(bèi)后(hòu)的奥秘，对于(yú)探测(cè)的结果，我们只能(néng)拭(shì)目以待了(le)。费米实验室粒子天体物理(lǐ)中心的科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特(tè)芬研究发现(xiàn)，如果暗(àn)物质(zhì)存在，它(tā)们极(jí)有可(kě)能(néng)拥有另一种神秘的效应，这种暗物(wù)质效(xiào)应，会支持宇宙当中(zhōng)生命的诞生，或(huò)者说(shuō)是(shì)生命(mìng)进化(huà)的一个重要(yào)因素。

如(rú)果这一理论(lùn)得到进一(yī)步的证实，那么遍(biàn)布宇宙当中的暗物(wù)质(zhì)会不会意味着人类并不孤(gū)单呢(ne)？或许在宇宙当中某个角落的行星上，暗物质(zhì)正在通过(guò)这样的效应创造生命。当然，这些(xiē)推论的大前(qián)提是要先找(zhǎo)到(dào)暗物质存在(zài)的实际练瑜伽能提高性功能吗，为什么说女人练瑜伽男人受益证据(jù)。那么小伙伴们(men)，你(nǐ)们觉(jué)得(dé)暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持是(shì)我更新的(de)动力！

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