宇宙是“人为(wèi)制(zhì)造”的？为何(hé)会存(cún)在科学无法解释的“暗物质”？暗(àn)物质又(yòu)究竟是什么？人类为了寻找暗物质存在(zài)的证据，科学(xué)家们在(zài)过去的几十年当中进行了超过(guò)50次的(de)长(zhǎng)期实验，但是却没有发现任何的有效证据。除了(le)一个(gè)地方，在1687年出版的自然哲学数(shù)学原理一书(shū)中，埃萨克牛(niú)顿发表了万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇宙中天体运动的规(guī)律。往后的(de)几百年来，当天文学家们发现某些天体运行轨道出(chū)现异常，不符合(hé)万有引力定(dìng)律的时候，他们就会知(zhī)道，周(zhōu)围一定有(yǒu)未知的天(tiān)体通过(guò)引力在摄(shè)动它(tā)的(de)轨道。比如在1846年，奥本勒维耶就通(tōng)过天(tiān)王星运行轨道的异常，推算并且发现(xiàn)了海王星的(de)存在。另外，哈雷彗星、冥王(wáng)星(xīng)的发(fā)现都是应用(yòng)万(wàn)有引力定律(lǜ)所(suǒ)取得重大天文(wén)成就的(de)例子(zi)。但(dàn)是这些发现都(dōu)是在恒(héng)星系统(tǒng)的(de)尺度(dù)当中，可当我(wǒ)们上升到星系或者是星(xīng)团的尺(chǐ)度，事(shì)情就开始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理(lǐ)学(xué)家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的质量。这是一个由数(shù)千个(gè)星系所组成的巨大(dà)星系团，这些(xiē)星系(xì)被引力束缚在一起。测量(liàng)星(xīng)系团(tuán)的(de)质量一般会使用到两种方法(fǎ)，当(dāng)两种方法结果一致，就可以确(què)定其质量的范围。

第一种是获得其"光度(dù)学的质量"，需(xū)要的数(shù)据是(shì)测量各(gè)个星系的光度。

第二种是动力学质量的计算，是利用光谱(pǔ)红(hóng)移测(cè)量星系团中(zhōng)的各个(gè)星系相对(duì)于星系团的运动速(sù)度。当测量结果出来之(zhī)后，兹威基彻底懵了(le)，“动力学(xué)质量”竟然(rán)是“光度(dù)学(xué)质量”的400倍(bèi)。这意味(wèi)着，后发座星(xīng)系团有(yǒu)99%的质量(liàng)消失了(le)，或者说这99%的质量并不以可(kě)见光的形式(shì)所存在，我(wǒ)们无法看到。最诡异的(de)是(shì)，在测(cè)量(liàng)速度的过程中，兹威基发现星系团中很(hěn)多星系的(de)速度比(bǐ)理论上要快(kuài)得多，按照牛顿的运动学定律(lǜ)，仅靠这些可见星系(xì)的(de)质量所产生(shēng)的(de)引(yǐn)力是(shì)无法将它们束缚(fù)在星系团内的(de)，它们早就应该(gāi)被抛出(chū)星(xīng)系团之外了，除非有一种(zhǒng)神秘的力量在起作用，这种力量来源于某种(zhǒng)隐形的物质。

据(jù)此，兹维(wéi)基提出(chū)了这样部分(fēn)不(bù)可见的(de)暗质(zhì)，它不发散(sàn)光、吸光、反(fǎn)射光，但是它(tā)们却占据着(zhe)宇宙中绝(jué)大部分的(de)质量。只是(shì)当(dāng)时(shí)的人们(men)对这样的一种说法不屑一(yī)顾。

直(zhí)到40年之后，“暗物质”这个(gè)词才再一次出现。天文学(xué)家(jiā)维拉鲁(lǔ)宾和肯特福(fú)特在观测(cè)仙女座星系中(zhōng)的恒星运动。理(lǐ)论上来说(shuō)，距离(lí)中(zhōng)心越远的恒星在其轨道上的运(yùn)行速度就会(huì)越(yuè)慢。但是他们观测的结果却让人感到不可思(sī)议。

随着(zhe)与中心距离的增加(jiā)，恒(héng)星的旋(xuán)转速(sù)度几乎保持不(bù)变。可是(shì)根据牛顿的万有引(yǐn)力定律，在星系当中如果(guǒ)没有足够大的质(zhì)量(liàng)来(lái)吸(xī)引它们，这些外围的恒星早就(jiù)被甩(shuǎi)到宇宙(zhòu)当中了。基于这种现象(xiàng)，科(kē)学家们(men)会使用一种相对标准的方(fāng)法来解(jiě)释暗物质的存在，这(zhè)种方法就是测量星(xīng)系当中气体在X轴上(shàng)距离星系中(zhōng)心的距离，以(yǐ)及在Y轴上气体的旋转速度。如果出现(xiàn)异(yì)常(cháng)的结果(guǒ)，就认为是由(yóu)暗物质(zhì)的力(lì)量进入其中。

于(yú)是科学家(jiā)们通(tōng)过射电(diàn)望远镜(jìng)测量了距离星系中心更远(yuǎn)距离的氢元素，发现(xiàn)它们(men)的旋转(zhuǎn)速度并不符(fú)合牛顿(dùn)的力(lì)学定(dìng)律。我们(m诞辰是指活人还是死人，诞辰和生日的区别en)的(de)太(tài)阳系也(yě)不例外(wài)，太阳系位(wèi)于(yú)银河(hé)系的第三(sān)悬臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万(wàn)有(yǒu)引(yǐn)力定(dìng)律进行计算，太(tài)阳系的运行(xíng)速度(dù)应该(gāi)是160千米/秒，但实际(jì)上，太阳系正(zhèng)在以220千米(mǐ)/秒的(de)速度围绕银河系旋转，这个实际速度远远大(dà)于理论速度(dù)，那么产生以上这种向心(xīn)加速(sù)度的(de)原因很可能就是存(cún)在(zài)着(zhe)一(yī)种我们看不到的物质，是这些(xiē)暗(àn)物质的引力效应将星(xīng)系聚集(jí)在(zài)了一(yī)起。

也是从(cóng)这时开始，越(yuè)来越(yuè)多的研(yán)究人员开始相信暗(àn)物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的(de)速度，估算在(zài)星系(xì)当中暗(àn)物质的质量(liàng)占整(zhěng)个星系质量的85%。但(dàn)是，暗(àn)物质(zhì)并不是唯一可(kě)以解释这(zhè)个现(xiàn)象的原因。在一项新的(de)研究(jiū)当中，科学家们发(fā)现，几乎没有(yǒu)引力效应的遥远(yuǎn)恒星(xīng)之间(jiān)，也会出现(xiàn)速度上的微小差(chà)异(yì)。另外，天(tiān)文学家还发现了一个反常的星系，叫做Agc114905。这个(gè)星系距离地球大约2.5亿光(guāng)年，大小和银(yín)河系(xì)不多，但是(shì)星系当中(zhōng)存在的恒星数量(liàng)却只有银河系的千分之一。

所以在理论上，该星(xīng)系必须存在暗物质，否则就会分崩离(lí)析。但(dàn)是科(kē)学家们(men)使用(yòng)最先进的望远镜(jìng)对其进行了(le)40个小(xiǎo)时的详细测量之后，发现星(xīng)系中的恒星运(yùn)动是可(kě)以(yǐ)用正常的物质和力学定(dìng)律来解(jiě)释的。那么又有人(rén)提出，也许(xǔ)该星系(xì)的暗物质，已经被附近的另一个(gè)大星系剥(bō)离了。奇怪的是(shì)，它的附(fù)近(jìn)没有任何星(xīng)系存(cún)在。造成这些现(xiàn)象的除(chú)了(le)暗(àn)物质的假说(shuō)之外(wài)，另一种可能(néng)就是人类(lèi)对引力(lì)的理解(jiě)还不够全面，引力很可(kě)能在不同尺度空间中的工作(zuò)方(fāng)式是(shì)不同的，这意(yì)味着在(zài)行星系尺度中的天体会(huì)沿着它(tā)们的(de)轨道(dào)，按照我们所理解(jiě)的方式运(yùn)动。但是上升(shēng)到(dào)星(xīng)系和星(xīng)团的(de)尺度(dù)，引力之间的相互作用(yòng)则是不同的方式。对于(yú)在星系团之间的相互作用，科学家还引入了外部场效应的概念，指的(de)是在数百(bǎi)万光年的(de)规模上，巨大的质(zhì)量之间会产(chǎn)生对彼此特殊的效(xiào)果，这(zhè)个理论叫(jiào)做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味(wèi)着我们需要对现(xiàn)在的物理定律(lǜ)进(jìn)行修正，这些发(fā)现(xiàn)也让很多(duō)人(rén)认(rèn)为暗物质假说理论就此(cǐ)终结。但是在(zài)宇(yǔ)宙当(dāng)中还有关于暗物(wù)质存(cún)在的(de)其他的(de)理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙德理(lǐ)论(lùn)所(suǒ)没法(fǎ)解释(shì)的(de)“引(yǐn)力透镜”。

径(jìng)向距(jù)离为37亿光年(nián)的(de)子(zi)弹星系(xì)团，由两个(gè)碰(pèng)撞的星系团(tuán)所(suǒ)组成，类似(shì)这(zhè)样(yàng)的星(xīng)团(tuán)，它(tā)们大(dà)部分的普通(tōng)质(zhì)量都(dōu)在(zài)星系的气体当(dāng)中。当星团以1000万(wàn)公(gōng)里(lǐ)/小时发生碰撞的(de)时候，星际气体(tǐ)的相(xiāng)互作用就(jiù)会(huì)导(dǎo)致温(wēn)度的急剧升高(gāo)，速度大(dà)幅降低。所(suǒ)以在(zài)理(lǐ)论上，在碰撞(zhuàng)之后，子(zi)弹星系团(tuán)大部分的质量将(jiāng)位于所有这些气(qì)体所在的中(zhōng)间区域。那么我们通过什么(me)来验证(zhèng)它的质量(liàng)区(qū)域到底是不是(shì)集中(zhōng)在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜传回了(le)宇(yǔ)宙当中第一张全彩(cǎi)的高清(qīng)照(zhào)片，在照片(piàn)中我们可(kě)以明显地看到很多星系(xì)似乎被拉伸产生了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真(zhēn)的(de)被扭曲了，也不是(shì)韦(wéi)伯望远镜出了什么问题，而是这样极遥远的天体和我(wǒ)们(men)地球上的观测者之间。被一(yī)个质量(liàng)超(chāo)级巨(jù)大的天体遮(zhē)挡，这个超大质量的东(dōng)西的引力(lì)，会使身后更遥远星系的光都发生了扭(niǔ)曲。这个现象(xiàng)就是引力透镜效应。这(zhè)个巨(jù)大(dà)的天体可能是超大质量的黑洞或者是暗物质。

所以当人们(men)对(duì)子弹星系(xì)团观测的时候，发现它的大(dà)质(zhì)量区域并不是(shì)在中间，而是(shì)在两侧。所(suǒ)以最好(hǎo)的解释方法就(jiù)是当(dāng)星(xīng)团发生全部(bù)的碰(pèng)撞时(shí)，可被观测到的质量气(qì)体被卡在了(le)中间(jiān)，暗物(wù)质则直接通过了这个(gè)区域(yù)，并在两(liǎng)边(biān)形成了引力透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究也被认为是(shì)暗(àn)物质(zhì)存在(zài)的迄(qì)今为止最好的理论证据。

除此之外，还有来自(zì)宇(yǔ)宙当中最古老(lǎo)的光。从(cóng)宇宙大爆炸开始，38万年之后(hòu)，可见光(guāng)终(zhōng)于(yú)可以(yǐ)畅(chàng)通无阻(zǔ)地穿越在宇宙当(dāng)中了(le)。经过了130多亿年之后，这些光在宇宙空(kōng)间背(bèi)景上留下了各相同性的微波辐射。其中红色(sè)的部分(fēn)表示温(wēn)度较高的区域，蓝色则表(biǎo)示相对较冷的区域，但实际上它(tā)们之间的温差只有万分之(zhī)一。

科学家们通过(guò)对前景背景分(fēn)离后的(de)二值图像(xiàng)进行连通域提(tí)取和标(biāo)记之后发现，如果宇(yǔ)宙当(dāng)中没有(yǒu)暗物质，图(tú)形看(kàn)起来不应该是(shì)这样的，而随着暗物质的(de)增加，一些(xiē)峰值的幅度(dù)会减小，才变得(dé)看(kàn)起来“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微(wēi)波背景(jǐng)辐射(shè)的测量值，我们需要的暗物质大约是普通物质的(de)5倍。这个数字与解(jiě)释星系当中恒星运动所需要的暗(àn)物质比例是一(yī)致的。这就(jiù)意味着。

用(yòng)了(le)一(yī)个(gè)简(jiǎn)单(dān)的(de)理论框(kuāng)架，就很好地解(jiě)释了很(hěn)多不(bù)同的观测(cè)结果。而(ér)暗物质的本(běn)质就(jiù)是宇宙当中存在(zài)着(zhe)某种类(lèi)型的粒(lì)子，它们不参与任何其他的电磁作用，只通(tōng)过引力来(lái)相(xiāng)互作用。所以如果能够找到这种粒子的存在(zài)，就相(xiāng)当于找到(dào)了暗(àn)物质(zhì)存(cún)在的实际证据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底(dǐ)是什么？科学家们已经提出了数十种的假(jiǎ)想目标，而要寻找这些(xiē)不同(tóng)的(de)目标粒子所需(xū)要的实(shí)验方(fāng)式也不(bù)相同。在过去(qù)的几十年(nián)当中，人类为了寻找这些看不见、摸不到，几(jǐ)乎(hū)不会与(yǔ)常规物质相互作用的(de)“暗(àn)物质”，科学(xué)家(jiā)们已经进(jìn)行了(le)超(chāo)过50次的实验，却没有任何(hé)实(shí)质性(xìng)的发现，除了一个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑(bēi)斯山(shān)脉。

在(zài)山(shān)下1400米处的(de)地(dì)下矿(kuàng)井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学(xué)实验室，这个(gè)实验室叫“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里(lǐ)有(yǒu)一(yī)个三层楼高的探测器，一直致力于寻找暗物质粒子的(de)周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这(zhè)里的科(kē)学(xué)家声称观(guān)测到了某(mǒu)种信(xìn)号(hào)。经过了20多年(nián)的(de)数(shù)据收(shōu)集(jí)，人(rén)们发现了一个有趣的事情(qíng)。探(tàn)测率会(huì)在每年的6月份达到峰值(zhí)，然后在11月降(jiàng)到(dào)最(zuì)低，而(ér)且在20年(nián)当中(zhōng)每年都(dōu)是一样。一些科学家认为这可能是(shì)人类发诞辰是指活人还是死人，诞辰和生日的区别现暗(àn)物(wù)质(zhì)的第一个直接证(zhèng)据。

但是为什(shén)么暗物质会产生周期(qī)性的年(nián)度信(xìn)号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公(gōng)里(lǐ)/秒的速度围绕着银河(hé)系进行移动，那(nà)么如果暗物质存在(zài)宇宙当中(zhōng)，这意味着我们也在以这(zhè)样的速度(dù)在穿越着暗(àn)物质流，这个过(guò)程中(zhōng)会产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒的速度围绕太阳(yáng)进行(xíng)旋(xuán)转。所(suǒ)以有(yǒu)半(bàn)年的时间，地球围绕太(tài)阳的方向(xiàng)与太(tài)阳环绕(rào)银河(hé)系(xì)的方向是一致(zhì)的，而另外半年则与(yǔ)之相反。

而在6月份的时候，地球(qiú)与太阳的(de)方向正好(hǎo)达到完全一致，这是理论上(shàng)地球穿越暗物(wù)质流最快(kuài)的时段。而在11月份，又恰好达到了最慢值。尽管在实(shí)际的情况中，太阳系(xì)相对银河系的平面呈(chéng)现了60度的倾斜(xié)，但是这(zhè)并(bìng)不影响这个理论的有效性(xìng)。

因此科(kē)学家认为这可(kě)以用来解(jiě)释，研究人员们(men)所观测到(dào)的周(zhōu)期性信(xìn)号。当然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度周期信(xìn)号的差异也可能是温(wēn)度、湿度、土(tǔ)壤中的水(shuǐ)分、高山上的(de)积(jī)雪，甚至连意大(dà)利游客的数量也(yě)符合(hé)这(zhè)个周期(qī)的规(guī)律。

所以，科(kē)学(xué)家们又在南(nán)半球建立(lì)了(le)一个几乎(hū)相同(tóng)的实验室，这里(lǐ)的季节与(yǔ)之(zhī)前的实(shí)验室正(zhèng)好(hǎo)相反，而(ér)在这里，地球穿过暗(àn)物(wù)质流的运动特(tè)征和(hé)第一个实验室是一样的。

因此(cǐ)，如果(guǒ)在这里可以得到(dào)相同的信(xìn)号，就可以成为暗(àn)物质所存在的非(fēi)常有力的证据了。但是由于这个实(shí)验(yàn)室刚刚(gāng)建成(chéng)不久，所以(yǐ)截至目前还无法(fǎ)提供相应的数据支持。另外，在2025年，NASA将会发射一台新(xīn)的(de)望远镜(jìng)，这台太空望远镜叫做(zuò)“南(nán)希(xī)格雷斯罗曼(màn)”，它(tā)的主镜(jìng)大小跟(gēn)哈勃(bó)望远镜相同，但它的(de)宽(kuān)视场仪器(qì)提供的视(shì)野是哈勃红外(wài)仪器的100倍。南希格雷斯罗曼太空望远镜(jìng)其中一(yī)个(gè)关键(jiàn)的用(yòng)途就是探索暗物质背后(hòu)的(de)奥秘，对于探(tàn)测的结果，我们只能拭目(mù)以(yǐ)待了(le)。费米实验室粒子天体(tǐ)物理中心(xīn)的科学(xué)家丹(dān)琥珀和(hé)贾森斯特芬研究发现，如果(guǒ)暗物质存在，它们(men)极有(yǒu)可能拥有另一种(zhǒng)神(shén)秘的(de)效应，这种暗物(wù)质效应，会支持宇宙当中生命的诞生，或者说是生命进化的一(yī)个重要因素。

如果这一理论得(dé)到进一步的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意味着人(rén)类并不孤单呢？或许在宇宙当中某个角(jiǎo)落的行(xíng)星上，暗物质正在通(tōng)过这样的效应(yīng)创造(zào)生命(mìng)。当(dāng)然，这些推论的大前提是要(yào)先找到暗物质(zhì)存在的实际(jì)证据(jù)。那么(me)小伙(huǒ)伴们，你们觉(jué)得暗(àn)物(wù)质到底存(cún)不存(cún)在呢？喜(xǐ)欢请点赞，你的支(zhī)持是我更新的动力(lì)！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 诞辰是指活人还是死人，诞辰和生日的区别