宇宙(zhòu)是“人为制造”的？为何会(huì)存在科学无法(fǎ)解释(shì)的“暗物质”？暗物质又究竟是什么(me)？人类为了寻找暗物(wù)质存(cún)在(zài)的证据，科学家(jiā)们在过去的几十年当中进行了(le)超过50次的长期实验，但(dàn)是却(què)没(méi)有发现(xiàn)任何的有效(xiào)证据。除了一个地方，在1687年出版的自然哲学数学原(yuán)理(lǐ)一书中，埃萨克牛顿发表(biǎo)了(le)万有引力(lì)定(dìng)律，它揭示了宇宙中天体运(yùn)动的规律。往后的几(jǐ)百年来，当天文学(xué)家们发现某(mǒu)些天体运行轨道出现异常(cháng)，不符合(hé)万(wàn)有(yǒu)引力定(dìng)律的(de)时(shí)候，他们就会知道(dào)，周围一(yī)定(dìng)有未知的(de)天体(tǐ)通过(guò)引力在摄动它的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒维耶(yé)就(jiù)通过天(tiān)王星运行轨道的异(yì)常，推算并且发现了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王星的发现都是应(yīng)用万有引力(lì)定律所取(qǔ)得重大天文成就(jiù)的例子。但是这些发现都是在恒星(xīng)系统的尺度当中，可(kě)当我(wǒ)们上(shàng)升到(dào)星系或者是星团的尺度，事情就开始变得诡异(yì)了。

1933年，瑞士(shì)的物理(lǐ)学(xué)家弗里茨兹威基正在研(yán)究和测(cè)量后发星系团的质量。这是一个由数千个星系所组成的(de)巨大(dà)星系(xì)团，这些(xiē)星系被引力(lì)束缚(fù)在一起。测(cè)量(liàng)星(xīng)系团的(de)质量一般会使用到两种方法，当两种方法结果(guǒ)一致，就(jiù)可以确定其质量的范围(wéi)。

第(dì)一种是(shì)获得其"光度学(xué)的质量"，需要(yào)的数据是测量各(gè)个星系的光度(dù)。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱(pǔ)红(hóng)移测(cè)量(liàng)星系团中的(de)各个星(xīng)系相对于(yú)星系(xì)团的(de)运动(dòng)速度。当测量结果出(chū)来之后，兹威基彻底懵了，“动(dòng)力(lì)学质(zhì)量(liàng)”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星(xīng)系中国人去巴基斯坦安全吗团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量(liàng)并不以可见光(guāng)的(de)形(xíng)式(shì)所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的是(shì)，在测量(liàng)速度的过程中，兹威基发(fā)现星(xīng)系团中很多星系的速(sù)度比理论上要快得多，按照牛顿的运动学(xué)定律，仅靠这些可见星系的质量所(suǒ)产生的引力是无(wú)法将它(tā)们束缚在星系团(tuán)内的，它们早就应(yīng)该被抛出星系团之外了(le)，除非(fēi)有一(yī)种神秘的力(lì)量在(zài)起作用(yòng)，这种力量来源(yuán)于某种隐形的物质。

据(jù)此，兹维基(jī)提出了(le)这样部(bù)分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反射(shè)光，但是它们却占据着(zhe)宇宙(zhòu)中绝(jué)大部分的质量。只是当(dāng)时的人们对这样的一种说法(fǎ)不屑一顾。

直到40年之后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个词才再一次出现(xiàn)。天文学家维拉鲁宾和肯特福特在观(guān)测仙女座星系中的(de)恒星运动。理论上来说(shuō)，距离中(zhōng)心(xīn)越远的(de)恒星在其轨道(dào)上(shàng)的运行速度就会越慢。但(dàn)是他们观测的结果却让人感(gǎn)到不(bù)可思议。

随着与(yǔ)中(zhōng)心距离的(de)增加(jiā)，恒星(xīng)的旋转速(sù)度几乎(hū)保持不变。可是根据牛顿的(de)万有(yǒu)引力定(dìng)律，在星系(xì)当中如(rú)果没有(yǒu)足够(gòu)大(dà)的质量来吸引(yǐn)它们(men)，这些(xiē)外围的恒星早(zǎo)就被甩到(dào)宇宙当中了。基于(yú)这种现象(xiàng)，科学家们会使用一种相对标(biāo)准的方法来解(jiě)释暗物质的(de)存(cún)在，这(zhè)种(zhǒng)方法(fǎ)就是测量(liàng)星系当中(zhōng)气体在X轴(zhóu)上距离星系中心的距离，以及在Y轴上(shàng)气体的旋转速度。如果出(chū)现异常的(de)结果，就认为(wèi)是由暗物质(zhì)的(de)力量进入(rù)其中。

于是科(kē)学家们通(tōng)过(guò)射电望(wàng)远镜(jìng)测(cè)量了距离星(xīng)系中心更远距(jù)离(lí)的氢(qīng)元素(sù)，发现它们的旋(xuán)转速度并不符合牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳系也不(bù)例外(wài)，太阳系位(wèi)于(yú)银河系的(de)第(dì)三(sān)悬臂之上，距离银(yín)河系中心2.6万光年，根据万有引(yǐn)力定律进行(xíng)计算，太阳系的运(yùn)行速度应(yīng)该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千(qiān)米/秒的速度围绕银河(hé)系(xì)旋转(zhuǎn)，这个实际速度(dù)远远大(dà)于理论速度，那么(me)产(chǎn)生以上这种向心加速(sù)度的原因很可能就是存(cún)在着一(yī)种我们看不到的物质，是这些(xiē)暗物质的引(yǐn)力效应将星(xīng)系聚集在(zài)了一(yī)起。

也是从这时开始，越来越多的研究人员开始相信(xìn)暗物质(zhì)的存在。科学家根(gēn)据(jù)星(xīng)系外恒星轨道的速度，估算在星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)暗物(wù)质(zhì)的质量占整个星系(xì)质量的85%。但是，暗物质并不是唯一可(kě)以(yǐ)解(jiě)释这个现(xiàn)象的原因。在一项新的(de)研究当(dāng)中(zhōng)，科学家们发现，几乎(hū)没有引力效(xiào)应的遥远恒星之间，也会(huì)出现速度上的(de)微小差异(yì)。另外，天文学家还发现了一个反(fǎn)常的(de)星系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系(xì)距离地球大(dà)约2.5亿(yì)光年，大小和银(yín)河系不多(duō)，但(dàn)是星系当中存在的恒(héng)星数(shù)量(liàng)却只有银河系的千分之一。

所以在理论上(shàng)，该星系必须(xū)存在(zài)暗物质，否则就会分(fēn)崩离析(xī)。但是科(kē)学家们使用最先进的望(wàng)远镜对其进行了40个(gè)小(xiǎo)时(shí)的详细测量之(zhī)后(hòu)，发现星系中的恒星(xīng)运动是可以用正常(cháng)的物质和力(lì)学(xué)定律来(lái)解释的(de)。那(nà)么又有人提(tí)出(chū)，也许该星系的暗物(wù)质，已经被附近的另一个大(dà)星系剥(bō)离了。奇怪的是，它的(de)附近没有任何星系存在。造成这(zhè)些现象(xiàng)的(de)除了(le)暗物质的假说(shuō)之外(wài)，另一种可能就是人类对引(yǐn)力的理解(jiě)还不够全面，引力很可能在不同尺度空间中的工作方式是不同的，这意味着在行(xíng)星(xīng)系尺度(dù)中的天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照我们所理解(jiě)的方式运动。但是(shì)上(shàng)升到星系(xì)和星团(tuán)的(de)尺度，引力之间的相互作用则是不同(tóng)的方式。对(duì)于在星系团之间的相互作用，科学(xué)家还引入了外部场效(xiào)应的概念，指的(de)是在数百万光年(nián)的规模上，巨大的质量之间(jiān)会产生(shēng)对彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙(méng)德理(lǐ)论。如果MOND蒙德(dé)理论成立(lì)，这(zhè)意味着(zhe)我们需要对(duì)现在的(de)物理(lǐ)定(dìng)律(lǜ)进行修正，这些发现也让很(hěn)多(duō)人认为暗物质假说理(lǐ)论就此终结(jié)。但是(shì)在(zài)宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质存在的(de)其他(tā)的理论证据，这些理论证据是蒙(méng)德理(lǐ)论(lùn)所没法解释的(de)“引力透镜”。

径向距离(lí)为37亿光(guāng)年的子弹(dàn)星系(xì)团(tuán)，由(yóu)两个碰撞的星系团所组成，类似这样的星团，它们大部分的普(pǔ)通质量都在(zài)星系(xì)的(de)气体(tǐ)当(dāng)中(zhōng)。当星团以1000万公里/小时发生碰(pèng)撞的时候，星(xīng)际气体的相互作用就会(huì)导致(zhì)温度的急剧升高，速度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹星系团大(dà)部分(fēn)的质(zhì)量将位(wèi)于所(suǒ)有这些气体(tǐ)所在的中间区域。那么(me)我们通(tōng)过什么来验证它的(de)质量区域到(dào)底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯(bó)太(tài)空(kōng)望远镜传回了宇宙当中第一(yī)张(zhāng)全彩(cǎi)的(de)高清照片(piàn)，在照片中(zhōng)我们可以明显地看到很多(duō)星系似乎被拉中国人去巴基斯坦安全吗伸(shēn)产生了(le)巨大(dà)的形变(biàn)。其实这些星系本身并不是真的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题，而(ér)是这样极遥远的天体(tǐ)和我们地球上的观测者(zhě)之间(jiān)。中国人去巴基斯坦安全吗被(bèi)一(yī)个(gè)质量超级巨大的(de)天体遮挡，这个超(chāo)大质量的东(dōng)西(xī)的引力，会(huì)使身后(hòu)更(gèng)遥远(yuǎn)星系的光(guāng)都发生了扭曲。这个(gè)现象(xiàng)就是(shì)引(yǐn)力透镜效应(yīng)。这个巨大(dà)的天体可(kě)能是超大质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是暗物质。

所以当人(rén)们对子(zi)弹星系团观(guān)测的时候，发现(xiàn)它的大质量区域并不(bù)是在(zài)中间，而是在(zài)两(liǎng)侧(cè)。所以最好的(de)解释方法(fǎ)就(jiù)是(shì)当(dāng)星团发生(shēng)全部的碰(pèng)撞时，可被(bèi)观测到(dào)的质量气体被卡在了(le)中(zhōng)间，暗物质则直接通过(guò)了这个区(qū)域(yù)，并在两边(biān)形(xíng)成了(le)引力(lì)透镜。对(duì)子弹星(xīng)系团的引力(lì)透镜研(yán)究也被认为是(shì)暗物质存在(zài)的迄今(jīn)为止最好的(de)理论证据。

除此之外，还(hái)有来(lái)自宇宙(zhòu)当中最古老的光(guāng)。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以(yǐ)畅通无阻地穿越在(zài)宇宙当中了。经过了(le)130多亿年之后，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙空间背(bèi)景上留下(xià)了各相同性(xìng)的微(wēi)波(bō)辐射。其中红色的部分表示温度(dù)较高的区域，蓝色则表示相对较冷的(de)区域，但实(shí)际上它们之间的温差只有万分之一。

科学家们(men)通过对(duì)前(qián)景背(bèi)景分(fēn)离后的二值图像(xiàng)进行连(lián)通域提取和标(biāo)记之后(hòu)发现，如(rú)果宇宙当中没有暗(àn)物质，图(tú)形(xíng)看起(qǐ)来不应该是这样(yàng)的，而随(suí)着暗(àn)物(wù)质的增加，一(yī)些(xiē)峰值的幅(fú)度会(huì)减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇宙(zhòu)微波背景辐(fú)射的(de)测量值(zhí)，我们需要(yào)的暗物(wù)质大约是(shì)普(pǔ)通物(wù)质(zhì)的5倍(bèi)。这个数(shù)字(zì)与解释星系当中恒星运动所需要的暗物质比例是一(yī)致(zhì)的。这就意味(wèi)着。

用了一(yī)个简单的理论框架，就很好地解(jiě)释(shì)了(le)很多(duō)不同的(de)观测结果。而(ér)暗(àn)物质的(de)本质就是宇(yǔ)宙(zhòu)当中存在着某种类型的粒子(zi)，它们(men)不参(cān)与任(rèn)何其他的电磁作(zuò)用，只通(tōng)过引力来相互作用。所以如果能够(gòu)找(zhǎo)到这种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的(de)实(shí)际证(zhèng)据。这种粒子到底是什(shén)么(me)？科学家(jiā)们已经提出了数十种的假想(xiǎng)目标，而要寻找这(zhè)些(xiē)不同(tóng)的(de)目标粒(lì)子所需要(yào)的实验方式也不相(xiāng)同。在过去的几十年当中，人类为了寻(xún)找(zhǎo)这些看不(bù)见、摸不(bù)到，几乎不会与常规物(wù)质相互作用的“暗(àn)物质”，科学家们(men)已经进(jìn)行了超过50次的实(shí)验(yàn)，却没有任何实质性的发现，除了一个地方，意(yì)大利的(de)格兰萨索(suǒ)山，隶属(shǔ)于阿(ā)尔(ěr)卑斯山脉(mài)。

在山(shān)下(xià)1400米处(chù)的地下矿井当(dāng)中，藏(cáng)着地球上最大的(de)地学实验室，这个实验室(shì)叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一个(gè)三(sān)层楼高的探测器，一直(zhí)致力于寻找暗物质粒子的(de)周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的(de)科(kē)学家声(shēng)称观测到了(le)某种信号。经(jīng)过了(le)20多年的数据(jù)收集，人们发(fā)现了(le)一个有(yǒu)趣的事情。探(tàn)测率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在(zài)20年当中每年都是一样。一些科学家认为这可能是人类发现暗物质(zhì)的第(dì)一个(gè)直接证据。

但是为什(shén)么暗物质会(huì)产生周期性的年度(dù)信号呢？刚才我们讲了太阳(yáng)系正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速度(dù)围绕着银河系进行移(yí)动，那(nà)么(me)如(rú)果暗(àn)物质存(cún)在宇宙(zhòu)当中，这意味着我们也(yě)在(zài)以(yǐ)这样的速度在穿越着暗物质流，这个(gè)过程(chéng)中会(huì)产生相应(yīng)的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的速度围(wéi)绕(rào)太阳进(jìn)行旋转。所以(yǐ)有半(bàn)年的时间，地球(qiú)围绕太阳的方向与太(tài)阳(yáng)环绕银河系的方向(xiàng)是一致的(de)，而另外半年(nián)则与(yǔ)之(zhī)相反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方向正(zhèng)好达(dá)到完全(quán)一致，这(zhè)是理论上地(dì)球穿越暗物质流最快(kuài)的(de)时段。而在(zài)11月(yuè)份(fèn)，又恰好达到了最慢值。尽管(guǎn)在实际的(de)情况(kuàng)中(zhōng)，太(tài)阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾(qīng)斜，但是这并(bìng)不(bù)影响这个理论的有(yǒu)效性。

因此科学家认(rèn)为这可以(yǐ)用来解释，研(yán)究人员们所观测到(dào)的周期性(xìng)信号。当然也可能(néng)有其他的情况，造成这种年度周(zhōu)期信号(hào)的差异也可能是温度、湿(shī)度、土壤中的水分、高(gāo)山(shān)上的积雪(xuě)，甚(shèn)至连意大(dà)利(lì)游(yóu)客的(de)数量也(yě)符合这个(gè)周期的(de)规律。

所以(yǐ)，科学家们又在南半球建立了一个几乎相同的实(shí)验(yàn)室，这里的季节与之(zhī)前的实验(yàn)室正好相反，而(ér)在这里，地(dì)球穿过暗物(wù)质流的运(yùn)动(dòng)特征(zhēng)和第一个实验室是一(yī)样的。

因此，如果在这里可以得(dé)到相同的信(xìn)号(hào)，就可(kě)以成为(wèi)暗(àn)物(wù)质所存在的(de)非常有力的证据了。但是由(yóu)于这个实(shí)验室刚(gāng)刚建成(chéng)不(bù)久，所以截至目前还无法提供相应(yīng)的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台(tái)太空望远镜(jìng)叫做“南希格雷斯罗(luó)曼”，它的主镜大小(xiǎo)跟哈勃望远镜(jìng)相同(tóng)，但(dàn)它(tā)的宽视(shì)场仪(yí)器提供的视野是哈(hā)勃红外(wài)仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼(màn)太空望(wàng)远镜其中一个关键的(de)用(yòng)途就是探索暗物质背后的奥秘，对于探(tàn)测的结果(guǒ)，我们只能拭目以(yǐ)待了。费米实验室粒子天体物(wù)理(lǐ)中心的科学家丹(dān)琥珀和贾森斯特(tè)芬研究(jiū)发现，如(rú)果暗(àn)物质存在，它们极有(yǒu)可能拥有另一种神秘(mì)的效应(yīng)，这种暗物质(zhì)效应(yīng)，会支持宇(yǔ)宙当(dāng)中生命的诞生，或者说是生命进(jìn)化的一个(gè)重要因(yīn)素。

如(rú)果这一理论得到进(jìn)一(yī)步的证实，那么(me)遍布(bù)宇宙当中的暗物质会(huì)不会意味着人(rén)类并不孤单呢？或许(xǔ)在宇宙当(dāng)中某个角落的行(xíng)星上，暗(àn)物质正在(zài)通过这样的效应创造生命(mìng)。当然，这(zhè)些推论的大前提是要先找(zhǎo)到暗物质存(cún)在的实际证据。那(nà)么(me)小伙(huǒ)伴们(men)，你们(men)觉得暗物质到(dào)底存不存在呢？喜欢(huān)请点赞，你的(de)支持是我更新的(de)动力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 中国人去巴基斯坦安全吗