宇(yǔ)宙(zhòu)是“人为制造”的？为何(hé)会存在科学无法解释的“暗物(wù)质(zhì)”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻(xún)找(zhǎo)暗物质存在(zài)的证(zhèng)据，科学家们在过去(qù)的几十年当(dāng)中进行了超过50次(cì)的(de)长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了一个地方，在1687年出版的自(zì)然(rán)哲(zhé)学数学原理一书中，埃萨(sà)克牛顿发表了万(wàn)有引力定(dìng)律，它揭示了(le)宇宙(zhòu)中天体运(yùn)动的规律。往后的几百年来，当天文学家们发现某(mǒu)些天体运(yùn)行轨(guǐ)道(dào)出现异常，不符(fú)合(hé)万有引力定(dìng)律的时(shí)候，他(tā)们(men)就(jiù)会知道，周围(wéi)一(yī)定(dìng)有未知(zhī)的天体通(tōng)过引力(lì)在摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥(ào)本(běn)勒(lēi)维耶就通过天王星运行轨道(dào)的异常，推(tuī)算(suàn)并(bìng)且发现了海王星(xīng)的存在。另外，哈雷(léi)彗星、冥(míng)王(wáng)星的发现(xiàn)都是(shì)应用万(wàn)有引力定律所取得重大(dà)天(tiān)文成就的例子。但是这些发现都是(shì)在恒星系统的尺度当(dāng)中，可当我们上升到星系(xì)或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨(cí)兹威基正在研究和测量后发星系团的质量。这是一个(gè)由数千(qiān)个星系所组成的巨大星系团，这些星(xīng)系被引力(lì)束缚在一(yī)起。测量星系团的质量一般会使用(yòng)到两种(zhǒng)方法，当(dāng)两种方法结果一(yī)致，就可以确(què)定其质量(liàng)的范围。

第一种是获得(dé)其(qí)"光度学(xué)的质量"，需要的数据(jù)是(shì)测量(liàng)各个星(xīng)系(xì)的光度。

第二种是动力(lì)学质(zhì)量(liàng)的计算(suàn)，是利用(yòng)光谱(pǔ)红移测量星系团中(zhōng)的各个(gè)星系相(xiāng)对于星系团的运动(dòng)速度。当测(cè)量(liàng)结(jié)果(guǒ)出来之后，兹威基(jī)彻底懵(měng)了(le)，“动力学(xué)质量”竟(jìng)然是“光(guāng)度(dù)学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失了(le)，或者(zhě)说这99%的(de)质量并不(bù)以可(kě)见光的形式所存在，我们无(wú)法看到。最诡(guǐ)异(yì)的是，在测量速度的过程中，兹威基发现星系团中很(hěn)多星系(xì)的速度比理论上要快(kuài)得(dé)多，按照牛顿(dùn)的(de)运动学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产生(shēng)的(de)引力是无法(fǎ)将(jiāng)它们束缚在(zài)星系团(tuán)内的，它们早(zǎo)就应该被抛出星(xīng)系(xì)团(tuán)之外了，除非有(yǒu)一种神(shén)秘的(de)力量在起作用，这(zhè)种力量来源于某种隐形的物质。

据此，兹维基提出(chū)了这样(yàng)部分(fēn)不可见的暗质，它不发(fā)散光(guāng)、吸光(guāng)、反(fǎn)射光(guāng)，但(dàn)是它们(men)却占(zhàn)据着宇宙(zhòu)中绝(jué)大部分的质量。只是(shì)当时(shí)的人们(men)对这(zhè)样的一种说法不屑一(yī)顾。

直到(dào)40年之(zhī)后，“暗(àn)物质(zhì)”这个(gè)词才再一次出现。天文学(xué)家(jiā)维拉鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙女(nǚ)座星系中的恒(héng)星(xīng)运动。理论上来(lái)说，距离中心越远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运行速度就(jiù)会(huì)越慢。但是他们观(guān)测的(de)结果却(què)让人(rén)感到(dào)不可(kě)思议。

随着与中心距离的增加(jiā)，恒星的旋转速度(dù)几乎保持不(bù)变。可是根据牛顿的万有引力(lì)定律(lǜ)，在(zài)星系当中(zhōng)如果没有足够大的质量来吸引(yǐn)它们，这些外围(wéi)的恒星早就被(bèi)甩到宇宙当(dāng)中了。基于(yú)这种(zhǒng)现象，科(kē)学家们(men)会使用(yòng)一种相(xiāng)对标准的方法来解释暗物质(zhì)的(de)存在，这种方法(fǎ)就是测量星系当中气体在(zài)X轴上距(jù)离星系(xì)中(zhōng)心的(de)距离，以及在(zài)Y轴上气体的旋转速度。如果出现(xiàn)异常(cháng)的(de)结果，就(jiù)认为(wèi)是由暗(àn)物(wù)质的力量进入其中。

于是科学(xué)家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距(jù)离(lí)的氢元(yuán)素，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛(niú)顿的(de)力学(xué)定律(lǜ)。我们的太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三悬臂(bì)之上，距离银(yín)河(hé)系(xì)中心2.6万光年，根据万(wàn)有引力定律进行计算，太阳系(xì)的运行(xíng)速(sù)度应该是160千米/秒，但实际(jì)上(shàng)，太阳系(xì)正(zhèng)在(zài)以220千米/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银(yín)河系旋转，这个实际(jì)速度远远(yuǎn)大于理论速度，那么产生以(yǐ)上这种向心(xīn)加(jiā)速(sù)度的(de)原因很可(kě)能就是(shì)存(cún)在着一种我们看不到(dào)的(de)物质，是这(zhè)些暗物(wù)质的引(yǐn)力(lì)效应将星(xīng)系聚(jù)集在了一(yī)起。

也是从(cóng)这时(shí)开始(shǐ)，越来越多(duō)的(de)研究人员开始(shǐ)相信暗物质(zhì)的存在(zài)。科学家根据星系外恒(héng)星(xīng)轨道的速度，估算在星系(xì)当中暗物质的质量占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗物(wù)质(zhì)并不是唯(wéi)一可(kě)以解释这个现象的原因。在一项新的研(yán)究(jiū)当中，科学家们发现，几乎没有引力效应的(de)遥(yáo)远恒星之间，也会出现速度上的(de)微小差异(yì)。另外，天(tiān)文学(xué)家还发现了(le)一个反常的(de)星系，叫做Agc114905。这个星系距离地球大(dà)约(yuē)2.5亿光年，大小(xiǎo)和(hé)银河系不多，但(dàn)是星系当中存(cún)在的(de)恒星数量却只有银河系的千分之一。

什么是自主招生初升高，什么是自主招生考试alt="宇宙是“人为创造”的证据？颠覆科学认知的暗物质！竟是(shì)生命诞生(shēng)的基础？_黑料正能(néng)量" decoding="async" data-ratio="0.5835579514824798" data-type="jpeg" data-w="1484" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/a67445eab7c8392.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

所以(yǐ)在理(lǐ)论上(shàng)，该星系必(bì)须存在(zài)暗(àn)物质，否则(zé)就会(huì)分(fēn)崩(bēng)离析(xī)。但是科学家们使用(yòng)最先进(jìn)的望(wàng)远(yuǎn)镜对(duì)其(qí)进行了40个小时的详细测量(liàng)之后(hòu)，发现星(xīng)系中的恒星运动是可以用正(zhèng)常的(de)物质和力学定(dìng)律来解释的。那么又有人提出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经被附近的另(lìng)一个大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它的附近没有(yǒu)任(rèn)何星(xīng)系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之外，另一种可(kě)能就是人类对引力的(de)理解还(hái)不(bù)够(gòu)全(quán)面，引(yǐn)力很可能在不同尺度(dù)空间中的工(gōng)作(zuò)方式是不同的(de)，这意味(wèi)着在(zài)行星系尺度中的天体会沿着它们的轨(guǐ)道(dào)，按照我们所理(lǐ)解的(de)方(fāng)式运(yùn)动(dòng)。但(dàn)是上升到星系和星团的尺度，引(yǐn)力之间(jiān)的(de)相互(hù)作用则是不同的(de)方(fāng)式。对于(yú)在星系团之间的相互作(zuò)用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的(de)是(shì)在数百万(wàn)光(guāng)年(nián)的(de)规模上，巨(jù)大(dà)的(de)质量之间会(huì)产生对彼此(cǐ)特殊的效果，这个(gè)理论叫做MOND蒙德理论(lùn)。如(rú)果MOND蒙德理论(lùn)成立，这意味着我们需要对现在(zài)的物理(lǐ)定律(lǜ)进(jìn)行修正，这些(xiē)发现也让很多(duō)人认为(wèi)暗(àn)物质假(jiǎ)说理论就此终结。但是在宇(yǔ)宙(zhòu)当中还有关(guān)于(yú)暗物质存在的(de)其他(tā)的理论证据，这些理(lǐ)论(lùn)证据是蒙(méng)德理(lǐ)论(lùn)所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿(yì)光年的子弹星系团(tuán)，由(yóu)两个碰撞的(de)星系团所组成，类似这样的星团，它(tā)们大部分的普通质量(liàng)都在星(xīng)系(xì)的气体当中。当星团以(yǐ)1000万公里/小时(shí)发生(shēng)碰撞的时(shí)候，星际气体的相互(hù)作用就会导致温度的急剧升高，速(sù)度大幅降低。所以在理论上，在碰撞之后，子弹(dàn)星系(xì)团大部分的质量将位于所(suǒ)有(yǒu)这些(xiē)气(qì)体所在(zài)的中间区域。那(nà)么我们(men)通(tōng)过什么来验证它(tā)的质量(liàng)区域到底是(shì)不是集中在(zài)中间呢(ne)？前不久，詹姆斯(sī)韦伯(bó)太空望远镜传回了(le)宇宙当中第一张(zhāng)全(quán)彩的高清照(zhào)片(piàn)，在(zài)照片(piàn)中我们可以明显(xiǎn)地(dì)看到很多(duō)星系(xì)似(shì)乎(hū)被(bèi)拉伸产(chǎn)生(shēng)了巨大的形变(biàn)。其实这些(xiē)星(xīng)系本身并不是真(zhēn)的被扭曲了(le)，也不是(shì)韦伯望远(yuǎn)镜出了什么问题，而(ér)是这样极(jí)遥(yáo)远的(de)天体和我们(men)地(dì)球上(shàng)的观测者之间。被一个(gè)质量超级巨大的(de)天体遮挡，这个超大质量的东西的(de)引力，会(huì)使身后更遥远星系的(de)光(guāng)都发生(shēng)了扭曲。这(zhè)个现象就(jiù)是引力透镜(jìng)效应。这个巨大的(de)天(tiān)体可能(néng)是超大(dà)质量的黑(hēi)洞或者(zhě)是暗物质(zhì)。

所(suǒ)以当(dāng)人们对子弹星(xīng)系团观测(cè)的时候，发现它的大(dà)质量区域并不是在中间，而是在(zài)两侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的解(jiě)释方法就是当星团(tuán)发生全部(bù)的碰(pèng)撞时(shí)，可被观测到的质量气体被(bèi)卡在了中间，暗(àn)物(wù)质(zhì)则直接通过了这个区域(yù)，并(bìng)在两边(biān)形成了(le)引(yǐn)力透镜。对子(zi)弹星系团(tuán)的(de)引(yǐn)力(lì)透镜(jìng)研究也(yě)被(bèi)认为是暗(àn)物质存在的迄今(jīn)为止(zhǐ)最好(hǎo)的理论(lùn)证据。

除此之外(wài)，还有(yǒu)来自宇(yǔ)宙当中最古老的(de)光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅(chàng)通(tōng)无阻地(dì)穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之后，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙空间背(bèi)景上留下了各相(xiāng)同性的微波辐射(shè)。其(qí)中红色的(de)部分表示温度较高的区域，蓝色则表示(shì)相对较冷的区域，但实际上(shàng)它们之间(jiān)的(de)温(wēn)差只有万分之一。

科学家们(men)通过对前景背(bèi)景(jǐng)分离后的二值图像进行(xíng)连通域(yù)提(tí)取和(hé)标(biāo)记之后发现，如果宇宙当中没有暗物质(zhì)，图形看起来不应该是这样的(de)，而随着暗物质的增加，一些(xiē)峰(fēng)值的幅度(dù)会(huì)减小，才变得看(kàn)起来(lái)“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射(shè)的测(cè)量值，我们(men)需要(yào)的暗物质(zhì)大(dà)约是(shì)普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这个数字与解(jiě)释星(xīng)系当中恒星运动所需要的暗物质比例是一致的。这(zhè)就(jiù)意味着。

用了一个(gè)简单的(de)理论框架，就很好地解(jiě)释了很多不同的观测(cè)结果。而暗物质的本(běn)质就是宇宙当(dāng)中(zhōng)存在着某种(zhǒng)类(lèi)型(xíng)的粒(lì)子，它(tā)们不参与任何其(qí)他的电磁作用，只(zhǐ)通(tōng)过引力来(lái)相互作用。所以如果能(néng)够(gòu)找到这种粒子的(de)存(cún)在，就相当(dāng)于找到了(le)暗(àn)物(wù)质存在的实(shí)际证据(jù)。这种粒子到底是什(shén)么？科学(xué)家们已(yǐ)经提出了数十种的假想目标，而要(yào)寻(xún)找这些不同的目标粒子所需要的实验方式(shì)也不(bù)相同。在过去的几十(shí)年当中(zhōng)，人类为了寻(xún)找这些看不见(jiàn)、摸不到(dào)，几乎(hū)不会与常规(guī)物质相互作用的“暗物质”，科学家(jiā)们(men)已经(jīng)进(jìn)行了超过50次(cì)的实(shí)验，却没有任何实质性的(de)发现，除了一个地方，意(yì)大利的(de)格兰萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑(bēi)斯山脉。

在山下(xià)1400米处的地下矿井当中，藏着地球上最大的地学(xué)实验室，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三(sān)层楼高的(de)探测(cè)器，一(yī)直致(zhì)力于寻找(zhǎo)暗物质粒子的(de)周(zhōu)期性震荡。

自1997年以来，这里(lǐ)的科学(xué)家声称观(guān)测到了某种信号。经过了(le)20多年(nián)的数据收集，人(rén)们发现了(le)一(yī)个有趣的事情。探测率会在每年的(de)6月份达到峰(fēng)值，然(rán)后在11月降到(dào)最低，而且在20年当中每年都是一样。一些科学家认为这(zhè)可能是(shì)人类发现暗物质的第一个直接(jiē)证据。

但是为什么暗物质会(huì)产生周(zhōu)期(qī)性的年(nián)度信号呢？刚(gāng)才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着银河(hé)系进行移动，那么如果(guǒ)暗(àn)物质存(cún)在宇宙当(dāng)中，这(zhè)意味着(zhe)我们也在(zài)以这(zhè)样(yàng)的速度在穿越着暗物(wù)质流，这个(gè)过(guò)程中会产(chǎn)生相应(yīng)的(de)振荡，同时地(dì)球又以30公里/秒的(de)速度围绕太阳(yáng)进行旋转。所以有(yǒu)半年的时间(jiān)，地(dì)球(qiú)围绕(rào)太(tài)阳的方向与(yǔ)太阳(yáng)环绕银河系(xì)的方向(xiàng)是一致的，而另外半年则(zé)与(yǔ)之相反(fǎn)。

而在6月(yuè)份的时(shí)候，地(dì)球与太阳的方向正(zhèng)好达到(dào)完(wán)全一致(zhì)，这是(shì)理(lǐ)论上地(dì)球(qiú)穿越(yuè)暗(àn)物质流最快的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实(shí)际(jì)的(de)情况中(zhōng)，太阳系(xì)相对银河系的(de)平(píng)面(miàn)呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这并不影响这个(gè)理论(lùn)的(de)有效(xiào)性(xìng)。

因此科学家认为这可以(yǐ)用(yòng)来(lái)解释(shì)，研究人员们所观测到的周期性信号(hào)。当然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这(zhè)种年度周期信号的差异也可能是温度(dù)、湿度、土壤(rǎng)中的(de)水分、高(gāo)山上(shàng)的(de)积雪(xuě)，甚(shèn)至连意大利游客的数(shù)量也符合这个周(zhōu)期的规律。

所以，科学(xué)家们又在南半球建立了(le)一个几乎相同(tóng)的实(shí)验室，这里的季(jì)节与(yǔ)之前(qián)的实验室正好(hǎo)相(xiāng)反，而在这里，地球穿过(guò)暗(àn)物(wù)质流(liú)的运动(dòng)特征和第一个实(shí)验室是一(yī)样的。

因此，如(rú)果在这里(lǐ)可以得到相(xiāng)同(tóng)的信号，就(jiù)可以成为暗物质所存在的非常(cháng)有力的(de)证据了。但是由于这个实验室刚(gāng)刚建成(chéng)不久，所(suǒ)以(yǐ)截至目(mù)前还无(wú)法提供相(xiāng)应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会(huì)发射一(yī)台新的(de)望(wàng)远镜(jìng)，这台太空望远镜(jìng)叫做“南希格(gé)雷斯(sī)罗曼”，它(tā)的主镜大小跟哈(hā)勃望(wàng)远镜相同，但它(tā)的宽视场(chǎng)仪器(qì)提供的视野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空(kōng)望(wàng)远镜其中一个关键的用途就是探索(suǒ)暗物质背后的奥秘，对于(yú)探测(cè)的结果，我们只能拭目以(yǐ)待了(le)。费米(mǐ)实验室粒子天(tiān)体物理中(zhōng)心的科学(xué)家丹(dān)琥珀和贾森斯特(tè)芬研究(jiū)发(fā)现，如果暗物质存(cún)在(zài)，它(tā)们(men)极有可能拥有另一(yī)种(zhǒng)神秘的效应，这种(zhǒng)暗物(wù)质(zhì)效应，会支持宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)生命的(de)诞生(shēng)，或者说是生(shēng)命进(jìn)化的(de)一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论得(dé)到进一步的(de)证实，那(nà)么遍(biàn)布宇宙(zhòu)当中的暗物质(zhì)会不会意味着人类并(bìng)不(bù)孤单(dān)呢？或许在(zài)宇宙当中某个角落的(de)行星上，暗(àn)物质(zhì)正在通过这样的(de)效应创造生(shēng)命。当然，这些推(tuī)论(lùn)的大前提是(shì)要先(xiān)找到暗(àn)物(wù)质(zhì)存在(zài)的实际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物质(zhì)到底存(cún)不(bù)存在呢？喜欢请点赞，你(nǐ)的支持是我更新的动(dòng)力！

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