宇宙是“人为制造”的？为何会存(cún)在科(kē)学无法(fǎ)解释的“暗物(wù)质”？暗物质又究竟是(shì)什么？人类为了寻找暗物质存在的(de)证据(jù)，科(kē)学家们在过(guò)去的几十(shí)年(nián)当中进行了超过50次的(de)长期实验(yàn)，但是(shì)却没有发现任何(hé)的有效证(zhèng)据。除(chú)了一个地方，在1687年出版的自(zì)然哲(zhé)学数学原理一书(shū)中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万(wàn)有引力定(dìng)律，它揭示了宇宙中天体运动的规律(lǜ)。往后(hòu)的几百年来(lái)，当天(tiān)文(wén)学家们发现某些天体运(yùn)行轨道出现(xiàn)异常，不符(fú)合万(wàn)有引力定(dìng)律(lǜ)的(de)时候，他们就会知(zhī)道，周围(wéi)一(yī)定有未(wèi)知的(de)天体通过(guò)引力在摄动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶(yé)就通过天王(wáng)星运行(xíng)轨道的(de)异(yì)常，推算(suàn)并且发现了海王星(xīng)的存(cún)在。另外，哈雷彗(huì)星(xīng)、冥王(wáng)星的发现(xiàn)都是(shì)应用万(wàn)有引力定律所取得重大天文成(chéng)就5公里是多少米 5公里是多少步的例子。但(dàn)是这些发现(xiàn)都是在恒星系统的(de)尺度当中，可当我们上(shàng)升(shēng)到星系或者是星团(tuán)的尺度，事情就开(kāi)始变得(dé)诡(guǐ)异(yì)了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威基正(zhèng)在研究和测(cè)量后(hòu)发(fā)星系团的质量。这(zhè)是一个(gè)由数千个星系所组成的巨大星系团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起。测量星(xīng)系(xì)团的质量一般会使用到两种(zhǒng)方法，当两种方法结果一致，就可(kě)以确定其(qí)质量(liàng)的(de)范(fàn)围。

第一种(zhǒng)是获得(dé)其"光(guāng)度学(xué)的质量"，需要的数据(jù)是测量各个(gè)星系的光度。

第二种是动力学质(zhì)量的计算，是(shì)利用光谱红移测(cè)量星系团中(zhōng)的(de)各个星系(xì)相对(duì)于星系团的运动速度(dù)。当测量结果出来(lái)之后，兹威基(jī)彻底懵了，“动力学质量(liàng)”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团(tuán)有(yǒu)99%的质(zhì)量消失了，或者说这99%的质量并不以(yǐ)可见光(guāng)的形式所(suǒ)存(cún)在，我们(men)无(wú)法看到。最诡异的是，在(zài)测量(liàng)速度的(de)过程中，兹威基发现星系团(tuán)中很(hěn)多星系的(de)速度比理论(lùn)上要快得多(duō)，按照牛顿(dùn)的(de)运动学定律，仅(jǐn)靠(kào)这(zhè)些可见星系(xì)的质量所产生的引力(lì)是无法将它们束(shù)缚在星系团内的，它们早就应该(gāi)被抛出(chū)星(xīng)系团之外了，除非(fēi)有一种神秘的力量在起作用，这种力(lì)量(liàng)来源于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹维(wéi)基提(tí)出了这样部分不可见的暗(àn)质，它不发散光(guāng)、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占据着宇宙中绝大(dà)部分(fēn)的质(zhì)量。只是当(dāng)时的人们对这样的一种(zhǒng)说法不(bù)屑(xiè)一顾。

直到40年之后，“暗(àn)物质”这个词(cí)才再一次出5公里是多少米 5公里是多少步现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和肯特(tè)福(fú)特在(zài)观测仙女座星系(xì)中的恒(héng)星运动。理论上来说，距离中心(xīn)越远的恒星在其轨道上的(de)运(yùn)行速(sù)度就会越慢(màn)。但是他们观(guān)测(cè)的(de)结果(guǒ)却让人感(gǎn)到不可思议。

随(suí)着与中心距离(lí)的增(zēng)加，恒星(xīng)的旋转速度几乎保(bǎo)持不变。可是(shì)根据牛顿(dùn)的(de)万有引力定律，在(zài)星(xīng)系当中(zhōng)如果没有足够大(dà)的质(zhì)量(liàng)来吸(xī)引它(tā)们，这些外围(wéi)的(de)恒星早就被甩(shuǎi)到宇宙当中了。基(jī)于这种(zhǒng)现象，科学家(jiā)们会使用一(yī)种相对标准的方(fāng)法来解释暗(àn)物质的存(cún)在，这种方法就是测量星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)气体在X轴上距离星(xīng)系中心的距离，以及(jí)在Y轴上气体的旋转速度(dù)。如(rú)果出现异常的结果，就(jiù)认为是(shì)由暗物质(zhì)的力(lì)量进(jìn)入其中。

于(yú)是科(kē)学(xué)家(jiā)们通过射(shè)电望远镜测量(liàng)了距离星(xīng)系中心更(gèng)远距离的氢元素，发(fā)现它(tā)们的旋(xuán)转(zhuǎn)速度并不(bù)符合牛顿(dùn)的力学定律(lǜ)。我们(men)的太阳系也不例(lì)外，太阳系位于银河(hé)系的第三(sān)悬臂之(zhī)上，距离银河系中心2.6万(wàn)光年，根(gēn)据万(wàn)有引力(lì)定律进(jìn)行计算，太阳系的运行速度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕(rào)银河系旋转(zhuǎn)，这个实际(jì)速度远远大于理论速(sù)度，那(nà)么产生以上这种向心(xīn)加速(sù)度的原因很可能(néng)就是(shì)存在着一(yī)种我们(men)看不到的(de)物(wù)质(zhì)，是这些暗物(wù)质的引力效应将星系聚集在了一起。

也是从这时开始，越来越(yuè)多(duō)的研(yán)究人员开始相信暗(àn)物质的(de)存在。科(kē)学(xué)家根据星系外恒星(xīng)轨道的速度，估(gū)算在星系当中暗物(wù)质的质量占整(zhěng)个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可以解释这个现象的(de)原因。在一项新的研究当(dāng)中，科学家们发(fā)现，几乎(hū)没有(yǒu)引(yǐn)力效(xiào)应的遥(yáo)远恒星之间(jiān)，也会出(chū)现速度上的微小差(chà)异。另外，天文学家还发(fā)现了一(yī)个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离(lí)地球(qiú)大约2.5亿光年(nián)，大小和银(yín)河(hé)系不多，但是星系当中(zhōng)存在的恒星数量却只有银(yín)河系的千分之一(yī)。

所以在理论上，该星系(xì)必须存在暗(àn)物质，否则就会分崩离析。但是科(kē)学家们使用最(zuì)先进的望(wàng)远镜(jìng)对(duì)其(qí)进行了40个小时的详细测量之(zhī)后，发现(xiàn)星(xīng)系中的恒星运动是可以用正常的物(wù)质和力学(xué)定律(lǜ)来解释(shì)的。那(nà)么又有人提出，也许该星系的暗物(wù)质，已经(jīng)被附近(jìn)的(de)另(lìng)一个大星系剥(bō)离了。奇怪的(de)是，它的(de)附(fù)近没有任何星系(xì)存(cún)在。造成这些现象(xiàng)的除了暗物质的假说(shuō)之(zhī)外，另一(yī)种(zhǒng)可能就(jiù)是人(rén)类(lèi)对引(yǐn)力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺度空间(jiān)中的工作方式是(shì)不同(tóng)的，这意味着在(zài)行星(xīng)系尺度(dù)中的天(tiān)体(tǐ)会沿(yán)着它们(men)的(de)轨道(dào)，按照我们所理(lǐ)解的方(fāng)式运动。但是上(shàng)升到星系和星团的(de)尺度(dù)，引力之间的相(xiāng)互作(zuò)用则是不同的(de)方式。对于在星(xīng)系团之间(jiān)的相互作用(yòng)，科学家还引(yǐn)入了外部场效应(yīng)的概念，指的(de)是在数百万光年的规模上，巨大的质量之间会产生对彼此特(tè)殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如(rú)果MOND蒙德理(lǐ)论(lùn)成立，这意味着(zhe)我们需要对现在的(de)物理定律进行修正，这些发现(xiàn)也(yě)让很多(duō)人(rén)认(rèn)为暗(àn)物质假说理论就此(cǐ)终结。但是在宇宙当(dāng)中还有关(guān)于暗物(wù)质(zhì)存在的其他的(de)理(lǐ)论(lùn)证据(jù)，这些(xiē)理论证据是蒙德理(lǐ)论所没法解释的“引力透镜”。

径(jìng)向距离为37亿光年的子(zi)弹(dàn)星系团，由两(liǎng)个碰(pèng)撞(zhuàng)的星系团所组成，类似(shì)这样(yàng)的星团，它(tā)们(men)大部分的普通质量都在星系的气(qì)体当(dāng)中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时(shí)发生碰撞的时(shí)候，星际气体的相(xiāng)互作用就会导致温度的急剧(jù)升高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰(pèng)撞之后，子(zi)弹星系团大部分的质量将位于所有这些气(qì)体所(suǒ)在的中间区域(yù)。那么我们通过什(shén)么来验证(zhèng)它的质量区域到底(dǐ)是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当(dāng)中(zhōng)第一张全彩的高清照(zhào)片，在照片中我(wǒ)们可以(yǐ)明(míng)显(xiǎn)地看(kàn)到(dào)很多星系似乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变(biàn)。其(qí)实这些星系本身并不(bù)是真(zhēn)的被扭曲了，也不是韦(wéi)伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而是这样极遥(yáo)远的天体和我们地球上的观(guān)测者之(zhī)间。被一个质量(liàng)超级巨大的天体(tǐ)遮挡(dǎng)，这(zhè)个超大质量(liàng)的(de)东西的引力，会使(shǐ)身(shēn)后(hòu)更(gèng)遥远(yuǎn)星(xīng)系的(de)光都(dōu)发生(shēng)了扭(niǔ)曲。这个现象就是引(yǐn)力透镜效应。这个巨大的天(tiān)体可能是超大质量的(de)黑(hēi)洞(dòng)或(huò)者(zhě)是暗物质。

所以当人们对子弹星系(xì)团观(guān)测的时候，发现它的(de)大质量区域并不(bù)是在中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好的(de)解释方(fāng)法就(jiù)是当星团发生全(quán)部(bù)的碰(pèng)撞时，可被观测到的质(zhì)量(liàng)气体(tǐ)被卡在了中间，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。对子弹星系团的引力透(tòu)镜研究也(yě)被认为是暗(àn)物质存(cún)在(zài)的迄(qì)今为止最好的理论证(zhèng)据。