360借条是正规的吗宇宙(zhòu)是“人为制造(zào)”的？为何会存在科学无法(fǎ)解释的“暗物质”？暗物质又究竟是什么？人类为了寻找暗物(wù)质存在的证(zhèng)据，科学家们在过去的(de)几(jǐ)十(shí)年当(dāng)中(zhōng)进行了超过50次的长期实(shí)验，但(dàn)是却没有发现任何的有效(xiào)证据(jù)。除了(le)一个地方，在1687年出版的自(zì)然(rán)哲学(xué)数学原(yuán)理一(yī)书中，埃萨克牛顿(dùn)发表了万有引(yǐn)力定律，它揭示(shì)了宇宙中天体运(yùn)动的规律。往后(hòu)的几百年来(lái)，当天(tiān)文学(xué)家们发现(xiàn)某些天体运行轨道出现(xiàn)异(yì)常，不符合万有引力定律的时候，他们(men)就会知道，周围一定有未(wèi)知的天(tiān)体通过引力在(zài)摄动它(tā)的(de)轨(guǐ)道。比如在(zài)1846年，奥本勒(lēi)维耶就通过天王星运行轨道的异常(cháng)，推算并且发现了海(hǎi)王星的(de)存在。另外，哈雷彗星(xīng)、冥(míng)王星的(de)发现(xiàn)都是(shì)应用(yòng)万(wàn)有引力定(dìng)律(lǜ)所(suǒ)取得重(zhòng)大天文成就的例(lì)子。但是这些发现都是在(zài)恒星系统的尺度(dù)当中，可当我们上升(shēng)到星系或者(zhě)是星团的尺度，事(shì)情就开(kāi)始变得诡异了(le)。

1933年，瑞(ruì)士的物理(lǐ)学家弗里茨兹(zī)威基(jī)正(zhèng)在(zài)研究和测量后发星(xīng)系团(tuán)的质量。这(zhè)是一个由数千个星系所(suǒ)组成(chéng)的巨(jù)大星系(xì)团(tuán)，这些星系被引力(lì)束缚在一起(qǐ)。测量(liàng)星系团(tuán)的质量一般会使用(yòng)到两种(zhǒng)方法(fǎ)，当两种方法结果(guǒ)一致，就可以确定其质量的(de)范围(wéi)。

第一种是(shì)获得其(qí)"光度学(xué)的质量"，需要的数据(jù)是测量各个星系的光(guāng)度。

第二种是动力(lì)学质量(liàng)的计算(suàn)，是利用光(guāng)谱红移测量(liàng)星系团中(zhōng)的(de)各个(gè)星系(xì)相对于星(xīng)系团(tuán)的运(yùn)动速度。当测(cè)量(liàng)结(jié)果出来之后(hòu)，兹威基彻底懵(měng)了(le)，“动(dòng)力(lì)学质(zhì)量”竟然(rán)是“光度学(xué)质量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失(shī)了，或(huò)者说(shuō)这99%的质量并不以(yǐ)可见光(guāng)的形式所存在(zài)，我们(men)无法看到。最(zuì)诡异的是，在(zài)测(cè)量速度的过程中(zhōng)，兹威基(jī)发现(xiàn)星系团中很多星系的速(sù)度比(bǐ)理(lǐ)论上要快得多，按(àn)照牛顿的运动学定律，仅靠这些(xiē)可见(jiàn)星系的质(zhì)量所产生的引力是无(wú)法将它们束缚在(zài)星(xīng)系团(tuán)内的，它们(men)早就应(yīng)该被抛出星系团(tuán)之外了(le)，除非(fēi)有(yǒu)一种神秘(mì)的(de)力量在(zài)起作用，这种力(lì)量来源于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基提出(chū)了这样(yàng)部分(fēn)不可见的暗质，它不发散(sàn)光、吸光、反射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中(zhōng)绝大部分的(de)质量。只是当(dāng)时(shí)的(de)人们对这样的一种说法不屑一顾(gù)。

直到40年(nián)之后，“暗物质”这(zhè)个词才再一次(cì)出现。天文(wén)学家维(wéi)拉鲁宾和(hé)肯(kěn)特福特在(zài)观测仙女座星系(xì)中的恒星(xīng)运动。理论(lùn)上来说，距离中心越(yuè)远(yuǎn)的恒星在其轨道上的运行(xíng)速度(dù)就会越慢(màn)。但是他们观测的(de)结果(guǒ)却(què)让人感到不可思议。

随(suí)着与中(zhōng)心距离(lí)的(de)增(zēng)加(jiā)，恒星的旋转速度几乎保持不(bù)变(biàn)。可是根(gēn)据牛顿(dùn)的万(wàn)有引力定律(lǜ)，在星系当中(zhōng)如果没有足够大(dà)的(de)质量(liàng)来(lái)吸(xī)引它们，这些(xiē)外围的恒星(xīng)早(zǎo)就被甩到宇(yǔ)宙当中了(le)。基于这(zhè)种现象，科(kē)学家们会使用一种相对标(biāo)准的方(fāng)法来解释(shì)暗物质的存(cún)在(zài)，这种方法(fǎ)就是测量星系当中气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的(de)距离，以及在Y轴上气体的旋(xuán)转速度(dù)。如果出(chū)现异(yì)常(cháng)的结果，就认为是(shì)由暗物(wù)质的力(lì)量进(jìn)入其中。

于是科学家们通过射电望(wàng)远(yuǎn)镜测量(liàng)了(le)距离星系中心更远(yuǎn)距(jù)离的氢元素，发现它们的旋转速度并(bìng)不(bù)符合牛顿的力学定律。我们的太阳系也不例外，太阳系位于(yú)银河系的第(dì)三悬臂之上，距(jù)离(lí)银河系中心2.6万(wàn)光年，根据(jù)万有引力(lì)定律(lǜ)进行(xíng)计算(suàn)，太阳系(xì)的(de)运(yùn)行速度(dù)应(yīng)该是160千米/秒(miǎo)，但实际上，太阳系(xì)正在以(yǐ)220千米/秒的速度围绕银河系旋转，这(zhè)个实际速度远(yuǎn)远(yuǎn)大于(yú)理论速度，那么产生以上这种向心加速度的原因(yīn)很可能就(jiù)是存在(zài)着一种我们看(kàn)不到的物(wù)质，是(shì)这(zhè)些暗(àn)物质的引力效应将(jiāng)星系聚集在(zài)了(le)一起。

也是从这(zhè)时开(kāi)始，越(yuè)来越多的研(yán)究人员开始相信暗物质的存在(zài)。科学家(jiā)根据星系外恒星轨道的(de)速度，估算在星系当中(zhōng)暗(àn)物(wù)质(zhì)的质量占(zhàn)整个星系质量的(de)85%。但是，暗(àn)物质并不是(shì)唯一可以解释这个现(xiàn)象的原因。在一(yī)项新的研究当中，科学家(jiā)们(men)发现，几乎没(méi)有引力效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会出现速(sù)度上(shàng)的微(wēi)小差(chà)异。另外，天文学家还发现了(le)一个(gè)反(fǎn)常的(de)星(xīng)系，叫做Agc114905。这个星系距离(lí)地球大(dà)约2.5亿光年，大小和(hé)银河系(xì)不多，但是(shì)星系当(dāng)中存在的恒(héng)星数量却只有银(yín)河系的千分之(zhī)一。

所以(yǐ)在(zài)理论上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否则就会分(fēn)崩离析(xī)。但是科学家们使用(yòng)最先(xiān)进的望(wàng)远镜对其进行了40个(gè)小时的详细测(cè)量之(zhī)后，发现星系(xì)中的恒星运动是可(kě)以(yǐ)用正常(cháng)的物质(zhì)和力学定律来(lái)解释的(de)。那么又有(yǒu)人提(tí)出，也许该(gāi)星系的暗物质，已(yǐ)经(jīng)被(bèi)附近的另一个(gè)大星系剥离了。奇怪的是(shì)，它的附近没有任何星系存在。造成这些现象的除了(le)暗物质(zhì)的假说(shuō)之外(wài)，另一种可能就是(shì)人类对引(yǐn)力的理解还不够全(quán)面，引力很可能在(zài)不同(tóng)尺度(dù)空间中的工(gōng)作方式(shì)是不同的，这(zhè)意味着在(zài)行星(xīng)系尺(chǐ)度中的天体会沿着它们的轨道，按(àn)照我们所理解(jiě)的方式运动。但(dàn)是上升(shēng)到星系和星团的尺度，引(yǐn)力(lì)之(zhī)间(jiān)的相(xiāng)互作用则是不同的方式。对于在星系团(tuán)之间的相互作用，科学(xué)家还引入了外部场(chǎng)效应的(de)概念，指的是在数百万(wàn)光年的规(guī)模上，巨大(dà)的质量之间会(huì)产生对(duì)彼此特殊的效果，这个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙德理论。如果(guǒ)MOND蒙德理论(lùn)成(chéng)立(lì)，这意(yì)味着我们需要对现在的物理定律进行修正(zhèng)，这些发现也(yě)让很多人认为暗物(wù)质假说理论(lùn)就此终结。但是在(zài)宇宙当(dāng)中还(hái)有关于暗物质存(cún)在的其他的理论证据(jù)，这些理论证据是蒙(méng)德(dé)理论所没(méi)法解释的“引力透镜”。

径向(xiàng)距离为37亿光年的子弹星系团，由两个碰(pèng)撞的星(xīng)系团(tuán)所组(zǔ)成，类似(shì)这(zhè)样的星团，它(tā)们大部分的普通质量都在星系的气体(tǐ)当中。当星团以1000万(wàn)公(gōng)里/小时发(fā)生碰(pèng)撞的时候，星际气体的相互(hù)作用(yòng)就会导致温度(dù)的(de)急(jí)剧升高，速度大幅降(jiàng)低。所以在理论上，在碰撞之后(hòu)，子弹星系团大部(bù)分的质量将位于(yú)所有这些气体所在的中间区域(yù)。那么(me)我们通过什(shén)么来验证(zhèng)它的质量(liàng)区域到底是不是集中在中(zhōng)间呢(ne)？前不(bù)久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回(huí)了宇宙当中第一张全彩的高(gāo)清(qīng)照(zhào)片，在照片中(zhōng)我们(men)可(kě)以(yǐ)明显(xiǎn)地看到(dào)很多(duō)星系似乎被拉(lā)伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的被扭曲(qū)了，也不(bù)是韦(wéi)伯望远镜出了(le)什(shén)么问题，而是这样极(jí)遥远的天(tiān)体和我们地球(qiú)上的观(guān)测者(zhě)之间。被一个(gè)质量超(chāo)级巨大的天体遮(zhē)挡，这个超大质(zhì)量的东西的引(yǐn)力，会使身(shēn)后更遥(yáo)远星系的光都发生(shēng)了(le)扭(niǔ)曲。这个现象就是引力透镜效应(yīng)。这个巨大的天体可能是超大质量的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所以(yǐ)当人(rén)们对子(zi)弹星系团观测的时候，发现(xiàn)它(tā)的大质量(liàng)区域并不是在中间，而是在两侧。所以(yǐ)最好(hǎo)的解(jiě)释方法就是(shì)当星(xīng)团发生全部(bù)的碰(pèng)撞(zhuàng)时，可被(bèi)观测到的(de)质量气体(tǐ)被(bèi)卡在了中(zhōng)间，暗(àn)物质(zhì)则直接通过了这个(gè)区域，并(bìng)在两边形成了引力透镜。对子弹星系团的引力透镜研究也被认为是暗物质存在的迄今(jīn)为止最好的理论证据。

除(chú)此之(zhī)外，还有来自宇宙当中最古(gǔ)老的光。从宇宙大(dà)爆炸开始，38万年(nián)之后(hòu)，可(kě)见(jiàn)光终于(yú)可以畅通无阻地穿(chuān)越在宇宙当(dāng)中了。经(jīng)过了130多亿(yì)年之(zhī)后(hòu)，这些光(guāng)在宇宙空(kōng)间背景(jǐng)上留下了(le)各相同性的(de)微波辐射。其(qí)中红色的部分表示温度较高(gāo)的区域，蓝色则(zé)表(biǎo)示相对(duì)较冷的(de)区域(yù)，但实际上它们之间的温差只有万分之一(yī)。

科学家们(men)通过对前景背景分离后的二值图像进(jìn)行连通域提取(qǔ)和标(biāo)记之后(hòu)发现(xiàn)，如(rú)果宇宙(zhòu)当(dāng)中没有(yǒu)暗(àn)物(wù)质，图形(xíng)看起来不应该是这样(yàng)的，而随(suí)着暗物(wù)质的增加，一些峰值的(de)幅度会(huì)减小，才变得看(kàn)起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测(cè)量值(zhí)，我们需要的暗物质(zhì)大(dà)约是普通物质的5倍。这个(gè)数字与解释星系当(dāng)中恒(héng)星运动所需要(yào)的(de)暗物质比例是(shì)一致的(de)。这(zhè)就意味着。

用了一个简单的理(lǐ)论(lùn)框(kuāng)架，就很好(hǎo)地解释了很多不同的观测结果。而暗物质的(de)本质就(jiù)是宇宙当中存在着某种类型的粒(lì)子，它们不参与任何其他的电磁(cí)作(zuò)用，只通过引力来相(xiāng)互作用。所以如果能够找到(dào)这种粒子(zi)的(de)存在，就相360借条是正规的吗当于(yú)找到了暗物质(zhì)存在的实际证据。这种粒子到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出(chū)了数十种的假想目(mù)标，而要(yào)寻找这(zhè)些(xiē)不同的目标粒子所需要的(de)实验(yàn)方式也不相同。在过(guò)去的(de)几十年当中(zhōng)，人(rén)类为了寻找这些看(kàn)不见、摸不到，几乎不会(huì)与常规物质相互作(zuò)用的“暗物质”，科学家们已(yǐ)经进(jìn)行了超过50次的实(shí)验，却没有(yǒu)任何实质性的发现，除了一(yī)个(gè)地方，意(yì)大(dà)利的(de)格(gé)兰萨(sà)索山，隶属于阿(ā)尔(ěr)卑斯(sī)山脉(mài)。

在山下1400米处的(de)地下矿(kuàng)井当(dāng)中，藏着地球上最大的地学实验室，这个实(shí)验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有一个(gè)三层楼高(gāo)的(de)探测器，一(yī)直致力于寻找暗物质粒子的周期性震荡(dàng)。

自1997年以来，这里的科(kē)学(xué)家声称观(guān)测到(dào)了某种信(xìn)号(hào)。经过了20多年的数(shù)据(jù)收集，人(rén)们发现(xiàn)了一(yī)个有趣(qù)的事情(qíng)。探测率会在每年的6月份达到峰值，然后在11月降到最低，而且在20年(nián)当中每年(nián)都是一样。一些科学家认为这(zhè)可(kě)能是人类发现(xiàn)暗(àn)物质的第一个(gè)直接证据。

但(dàn)是为什么暗物(wù)质会(huì)产生(shēng)周期(qī)性(xìng)的年度信号(hào)呢(ne)？刚才(cái)我们(men)讲了太阳系正在以220公里/秒(miǎo)的速度围绕着银河系进行(xíng)移(yí)动，那么如果暗(àn)物质存在宇宙当中，这意(yì)味着我(wǒ)们也在以这(zhè)样的速度在穿越着暗物质流，这个过(guò)程中会产生相应的振荡(dàng)，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太(tài)阳(yáng)进行旋转(zhuǎn)。所(suǒ)以(yǐ)有半年的时间，地(dì)球围绕太阳(yáng)的方(fāng)向与太阳环(huán)绕(rào)银河系(xì)的方向是一致的，而另外(wài)半年则(zé)与之(zhī)相反。

而在6月份(fèn)的时候，地球与太阳(yáng)的方向正好(hǎo)达到完全一致，这是理论上地球穿(chuān)越暗物质流最快的时段(duàn)。而在11月份，又恰好达到(dào)了(le)最慢值。尽管在实际的情况(kuàng)中，太阳系(xì)相对银河(hé)系的平面呈现了60度的(de)倾斜，但是这(zhè)并(bìng)不影响(xiǎng)这(zhè)个理论的有效性。

因此(cǐ)科(kē)学家认(rèn)为这可以用来解释，研究人(rén)员们(men)所观测到的周期性信号。当然也(yě)可能(néng)有(yǒu)其他的情况(kuàng)，造成这种年度周期信号(hào)的差异也(yě)可能(néng)是温度、湿度、土壤中的水分、高(gāo)山上的积雪(xuě)，甚至(zhì)连意(yì)大利游客的数量也符合这个(gè)周期的规(guī)律。

所以，科学家(jiā)们(men)又在南半球(qiú)建立了(le)一个(gè)几乎相同的实(shí)验室(shì)，这里的季(jì)节与(yǔ)之前的实验室正好相(xiāng)反，而在这里，地球(qiú)穿(chuān)过暗物质流的运(yùn)动特征和第一(yī)个实(shí)验(yàn)室是一(yī)样的。

因此，如果(guǒ)在(zài)这里可(kě)以得到相同的信号，就可以成为暗物质所存在的非常(cháng)有力(lì)的(de)证据(jù)了。但是(shì)由(yóu)于(yú)这个实验室刚刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至目(mù)前还无法提供相应的数据支持(chí)。另外(wài)，在2025年，NASA将会发射一台(tái)新的望远镜，这(zhè)台太(tài)空(kōng)望远(yuǎn)镜叫做“南希格(gé)雷斯罗曼”，它的主镜大(dà)小(xiǎo)跟哈勃(bó)望远镜相同(tóng)，但它的宽视场仪器提(tí)供的视野是哈勃红外仪(yí)器的100倍。南希格雷斯(sī)罗曼(màn)太空(kōng)望远镜其(qí)中一个关键的用途就是(shì)探索暗(àn)物质背后的(de)奥秘(mì)，对(duì)于探测的结果，我(wǒ)们只能拭目以待了。费米实验室粒子天(tiān)体物理中心(xīn)的(de)科学家丹琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发现(xiàn)，如果(guǒ)暗物质存在(zài)，它们极有可能拥有另一种神秘的(de)效应，这种暗物质效应(yīng)，会支持宇宙当中生命的(de)诞生(shēng)，或者(zhě)说是生命(mìng)进化的一个(gè)重(zhòng)要因素(sù)。

如果这一理论得到(dào)进一(yī)步的证(zhèng)实(shí)，那么遍布宇宙当(dāng)中(zhōng)的(de)暗物质会不会意味着(zhe)人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角(jiǎo)落的(de)行(xíng)星上(shàng)，暗(àn)物质正在(zài)通过这(zhè)样的效(xiào)应创造生命(mìng)。当然，这些推论(lùn)的大前(qián)提(tí)是要先找到暗物质存在的实际证(zhèng)据(jù)。那么小伙伴们，你(nǐ)们(men)觉得(dé)暗物质到底存不存在(zài)呢？喜欢请点赞(zàn)，你的支持是(shì)我更(gèng)新的动(dòng)力！

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