宇宙是“人为制造”的？为何会存在科学无法解释的“暗(àn)物质”？暗物质又究(jiū)竟是什么？人类为了(le)寻找暗物质(zhì)存在的证(zhèng)据，科学家们在过去的(de)几十年当中进行了超过(guò)50次的长期实(shí)验，但(dàn)是却没有发现任何的(de)有效证据。除了(le)一(yī)个地(dì)方(fāng)，在(zài)1687年出版的自然哲学(xué)数(shù)学原理一书中，埃萨克牛顿发(fā)表(biǎo)了万有引(yǐn)力定律，它揭示(shì)了宇宙中(zhōng)天体运(yùn)动的规(guī)律。往后的几百(bǎi)年来，当天文学(xué)家们(men)发(fā)现某些天体运行轨道出现异常，不符合万有引力定律的时候(hòu)，他们就(jiù)会知道，周围一定有未知的天体(tǐ)通过(guò)引(yǐn)力在摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本勒(lēi)维耶(yé)就(jiù)通(tōng)过天(tiān)王星运行(xíng)轨(guǐ)道的异(yì)常，推算并(bìng)且发现(xiàn)了海(hǎi)王(wáng)星的存(cún)在。另外，哈雷彗(huì)星、冥王(wáng)星的发(fā)现(xiàn)都(dōu)是(shì)应用万有(yǒu)引力(lì)定律所取(qǔ)得重大天文成就的例子。但是(shì)这些(xiē)发(fā)现都是在恒星系(xì)统的尺度当中，可当我们上升到星系或者是星团的尺度，事情就开(kāi)始变得诡异了。

1933年，瑞士的物理学家弗里茨兹威基正(zhèng)在研(yán)究和测量后发星(xīng)系团的质(zhì)量。这(zhè)是一个由(yóu)数千(qiān)个星系(xì)所组成的巨(jù)大(dà)星系团(tuán)，这些星(xīng)系被引力束(shù)缚在一起。测量星系(xì)团的质量一(yī)般会使用(yòng)到两种方(fāng)法，当两种方法(fǎ)结果一致，就可以确定其质量的范围。

第一种是获得(dé)其"光度学的(de)质(zhì)量"，需要的数据是测量各个星系(xì)的光度。

第二种(zhǒng)是动力学(xué)质量的计算，是利(lì)用光谱红移(yí)测量星系(xì)团中的(de)各(gè)个星系相对(duì)于星系团的运动速度。当测量结果出来之后(hòu)，兹(zī)威基彻底懵(měng)了，“动力学质量”竟然是(shì)“光度学质量”的(de)400倍(bèi)。这意味着(zhe)，后发(fā)座星系团有99%的(de)质量消(xiāo)失了，或(huò)者说这(zhè)99%的质量并(bìng)不以可见光的形(xíng)式所存(cún)在，我们无(wú)法看到。最诡异的是(shì)，在(zài)测量(liàng)速度的过程中(zhōng)，兹威基(jī)发现星(xīng)系(xì)团中很多星系的速(sù)度比(bǐ)理论(lùn)上要快得多，按(àn)照(zhào)牛(niú)顿的运(yùn)动(dòng)学定律，仅靠(kào)这些可见星系的质量所产生的引力(lì)是无法(fǎ)将它们束缚在星系团内的，它们早就应(yīng)该被抛出星(xīng)系(xì)团之(zhī)外了(le)，除非有一种神秘的(de)力量在起(qǐ)作用，这种力量(liàng)来源于某(mǒu)种隐形的物(wù)质。

九方皋相马原文及译文及寓意，九方皋相马原文译文启示-w="1479" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/46f985a9e4c3e7e.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

据此，兹维基提出(chū)了(le)这样部分不可见的暗质，它不发散光、吸光、反(fǎn)射光，但是它们却占(zhàn)据着宇宙中绝大部(bù)分的质(zhì)量(liàng)。只是当时的人们对这(zhè)样的一种说法不屑一顾。

直(zhí)到40年之后(hòu)，“暗物质”这(zhè)个词才再一次出(chū)现。天文学家维拉鲁宾(bīn)和(hé)肯特福特在观测仙女座星系中(zhōng)的恒(héng)星运动。理论上来(lái)说，距(jù)离中心越远(yuǎn)的恒(héng)星在其(qí)轨(guǐ)道上(shàng)的运行速度就(jiù)会越慢。但是他们观测的结(jié)果却让人感到不可(kě)思(sī)议。

随(suí)着(zhe)与中(zhōng)心(xīn)距离(lí)的(de)增(zēng)加，恒星的旋(xuán)转速度几乎保持不变(biàn)。可是根据(jù)牛顿的万(wàn)有(yǒu)引力(lì)定律，在星系当中(zhōng)如果没有足够大的质量来吸(xī)引(yǐn)它们(men)，这些外围(wéi)的恒星早就(jiù)被甩到宇宙当中了(le)。基于这种现(xiàn)象，科(kē)学(xué)家们会使用一种相(xiāng)对标准的方法来解(jiě)释暗物质的存在(zài)，这种方法就是测量星(xīng)系当(dāng)中气体(tǐ)在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴(zhóu)上气体(tǐ)的(de)旋转(zhuǎn)速度。如果(guǒ九方皋相马原文及译文及寓意，九方皋相马原文译文启示)出现异常的结果(guǒ)，就(jiù)认为是由暗物(wù)质的力量进入其中。

于(yú)是科(kē)学家们(men)通过射电(diàn)望远镜测量了距离星系中(zhōng)心(xīn)更远距离的氢元素，发现它们的旋转(zhuǎn)速度并不符合牛顿的力(lì)学(xué)定律(lǜ)。我们(men)的(de)太阳系也(yě)不例外(wài)，太阳系位于银(yín)河系的第(dì)三悬(xuán)臂之上，距离银河系中心2.6万光年，根据万有(yǒu)引(yǐn)力定律进(jìn)行(xíng)计算(suàn)，太阳系的运行速(sù)度应(yīng)该是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实际(jì)上，太阳系正在以220千米/秒的(de)速度(dù)围绕(rào)银河系旋转(zhuǎn)，这个(gè)实际速度远远大于理论速度，那么产(chǎn)生以上这(zhè)种向(xiàng)心加速度的(de)原因(yīn)很(hěn)可能就(jiù)是存在着一(yī)种我们(men)看不到的物质(zhì)，是这些暗物质的(de)引力效应将星系聚(jù)集在了一(yī)起(qǐ)。

也是从这时开(kāi)始，越来越多的研究人员开始相信暗物(wù)质的存在。科学家根据星系外恒星轨道(dào)的速度，估(gū)算在星系当中暗物(wù)质的质(zhì)量(liàng)占整个星系质(zhì)量的85%。但是，暗(àn)物(wù)质(zhì)并(bìng)不是(shì)唯(wéi)一可(kě)以解释这个现象的原因。在一(yī)项新的研究当中，科学家(jiā)们(men)发现，几乎(hū)没(méi)有(yǒu)引力效(xiào)应的遥(yáo)远(yuǎn)恒星之间，也会出现速度上的微小(xiǎo)差异(yì)。另外，天文学家还发(fā)现了一个(gè)反(fǎn)常的星系，叫(jiào)做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河(hé)系不多，但是星系(xì)当中存(cún)在的恒星(xīng)数量却只有银(yín)河系的千分之一。

所以在理论上，该星系(xì)必(bì)须存在暗物质，否则就(jiù)会分崩离析。但是科(kē)学家们使用最先进(jìn)的望远镜(jìng)对其进行(xíng)了40个小时(shí)的(de)详细(xì)测量之后，发现星(xīng)系中的(de)恒星运(yùn)动是可(kě)以用(yòng)正常的物质(zhì)和(hé)力学定(dìng)律来解释的。那么又有人提出，也许该星系(xì)的暗(àn)物质(zhì)，已经被附近(jìn)的另一个大星系剥离(lí)了。奇怪的是，它(tā)的附近没有(yǒu)任何星(xīng)系(xì)存(cún)在。造成这(zhè)些现象(xiàng)的(de)除(chú)了(le)暗物质的(de)假说之外，另一种可能就(jiù)是(shì)人类对引力的理解还不够全面，引力很可(kě)能(néng)在不同尺度空间(jiān)中的工作方式是不同的，这意味(wèi)着在行星系尺(chǐ)度(dù)中的天体(tǐ)会沿着它们的轨道，按照我们所(suǒ)理(lǐ)解的方式运动。但是上升到星(xīng)系和星团的尺(chǐ)度(dù)，引力之间的(de)相互(hù)作(zuò)用则是不(bù)同(tóng)的(de)方式。对于在星系团(tuán)之间的(de)相互作(zuò)用(yòng)，科学家还引入了外部(bù)场效应(yīng)的(de)概念，指的是在数百(bǎi)万光年(nián)的(de)规模上，巨(jù)大的质量之间(jiān)会产(chǎn)生对(duì)彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论(lùn)。如(rú)果MOND蒙(méng)德(dé)理论成立(lì)，这(zhè)意味着我们需(xū)要对现在的物理定律进行修(xiū)正，这些(xiē)发现也让(ràng)很多人(rén)认为暗物质(zhì)假说理论就此(cǐ)终结。但是在宇宙(zhòu)当中(zhōng)还有关(guān)于暗(àn)物质存在的其他(tā)的理论证据，这些理论证据是蒙德理论所没法解释(shì)的(de)“引力透镜”。

径向距离为(wèi)37亿(yì)光年的子(zi)弹星系(xì)团，由两个碰撞的星(xīng)系团所组成，类似这样的星(xīng)团(tuán)，它们大部分的(de)普通质(zhì)量都在星系的(de)气体当中。当星团以1000万公里/小(xiǎo)时发生碰撞的时候(hòu)，星际(jì)气体(tǐ)的相(xiāng)互(hù)作(zuò)用就会导致温度的急剧升(shēng)高，速度大幅降低。所(suǒ)以在理论上，在碰(pèng)撞之后(hòu)，子(zi)弹星系(xì)团大部分的质量将位于所有这些气体所(suǒ)在(zài)的中间(jiān)区域。那么我们通过什么(me)来验证它的质量区(qū)域(yù)到底是不是集中在中间呢？前不久，詹姆(mǔ)斯(sī)韦伯太空望远镜传回了宇(yǔ)宙当中第一张全(quán)彩的高清照(zhào)片(piàn)，在(zài)照片中我们可以明显地看(kàn)到很多星系似(shì)乎被拉伸产(chǎn)生了(le)巨(jù)大的形变。其实这(zhè)些星系本身并不是真的(de)被扭曲了(le)，也不是韦伯(bó)望远镜(jìng)出了什么问(wèn)题，而是这样极遥远(yuǎn)的天体和(hé)我们(men)地球上的观测(cè)者之(zhī)间(jiān)。被一个质(zhì)量超级巨大的天体遮挡，这个超大质量的(de)东西(xī)的引力(lì)，会使身后更遥远星系的光都发生了扭曲。这个(gè)现象就是引力透镜效(xiào)应。这个巨大的(de)天体可能是(shì)超大质量的黑(hēi)洞或(huò)者是暗物质。

所以(yǐ)当(dāng)人们对子弹(dàn)星系团(tuán)观(guān)测的时(shí)候(hòu)，发现它的大质量(liàng)区(qū)域并不是在中(zhōng)间，而(ér)是在两侧。所以最(zuì)好的解释(shì)方(fāng)法就是当星(xīng)团发(fā)生(shēng)全部的碰撞时，可被观测(cè)到(dào)的(de)质量气体被卡在了中间，暗物质则直接通过了这个(gè)区域，并在两边(biān)形成了引力透镜。对子弹星(xīng)系团(tuán)的引力(lì)透镜研(yán)究也(yě)被认(rèn)为(wèi)是暗物质(zhì)存在(zài)的迄今(jīn)为止(zhǐ)最好的(de)理论证据。

除(chú)此(cǐ)之外(wài)，还(hái)有(yǒu)来自宇宙当中最古老的(de)光。从宇宙大爆炸开始，38万年(nián)之后，可见(jiàn)光终于可以畅通无阻(zǔ)地穿越(yuè)在宇宙(zhòu)当中(zhōng)了(le)。经过了130多(duō)亿(yì)年(nián)之后，这(zhè)些光(guāng)在宇(yǔ)宙空间背景上留下了各相(xiāng)同性的(de)微波辐射。其中红(hóng)色的(de)部(bù)分(fēn)表示(shì)温(wēn)度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的区域，但(dàn)实际上它们之间的温差只有(yǒu)万分(fēn)之(zhī)一。

科学家们通过对前景背(bèi)景分(fēn)离后的(de)二值图像进行连通域(yù)提(tí)取(qǔ)和标记之后(hòu)发现(xiàn)，如果宇宙当中没有暗物(wù)质，图形看起来(lái)不应该是这样的，而随着(zhe)暗物质(zhì)的增加，一些峰值的幅度会减小，才(cái)变得(dé)看(kàn)起(qǐ)来(lái)“和谐”。为(wèi)了匹配宇宙微波背景(jǐng)辐射的测量值(zhí)，我们需(xū)要的暗物质大约是普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这个数字与解释星(xīng)系当(dāng)中(zhōng)恒星运动所需(xū)要的暗物质比例是(shì)一致的。这就意味着(zhe)。

用了一个简(jiǎn)单的理论框架(jià)，就很好地解释(shì)了很多不(bù)同的观(guān)测结果(guǒ)。而暗物质的(de)本(běn)质就是宇宙当(dāng)中(zhōng)存在着某(mǒu)种(zhǒng)类型的粒子，它们不参与任何其他的电磁(cí)作用，只(zhǐ)通过(guò)引(yǐn)力来(lái)相(xiāng)互作用。所以如果(guǒ)能够找到这(zhè)种(zhǒng)粒子的(de)存在，就相当于找到了暗物质(zhì)存在的实际证据。这种粒子(zi)到底是什(shén)么？科学家们已经提出了数十(shí)种的假(jiǎ)想目标，而(ér)要(yào)寻找(zhǎo)这些不同的目(mù)标粒子所(suǒ)需(xū)要的实验方式(shì)也不(bù)相同。在过去(qù)的几十年当中，人类为(wèi)了寻找这些(xiē)看不见、摸不到(dào)，几(jǐ)乎不会(huì)与常规物质相互作用(yòng)的“暗物质”，科(kē)学家们已(yǐ)经进行了超过50次的实(shí)验(yàn)，却没有任(rèn)何实质性的发现，除了(le)一个地(dì)方，意(yì)大利的格兰萨索山，隶属于阿尔(ěr)卑斯山(shān)脉。

在山下1400米处的地下矿(kuàng)井当中，藏着地球上(shàng)最大的(de)地学实验室，这个实(shí)验室(shì)叫“DAMA/LIBRA”。这里(lǐ)有一(yī)个(gè)三(sān)层楼高的探(tàn)测器，一直(zhí)致力于寻找(zhǎo)暗物质粒(lì)子的周期性震荡。

自1997年(nián)以来，这里的科学家声称观测(cè)到了某种(zhǒng)信号。经过了20多年的数据收集，人(rén)们发(fā)现了一个有(yǒu)趣的事情。探测率(lǜ)会在(zài)每(měi)年的6月份达到峰值，然后(hòu)在11月(yuè)降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一些科学家(jiā)认为这可能是(shì)人(rén)类发现暗物质的第一个直接证据。

但(dàn)是为(wèi)什么暗物质会产(chǎn)生周期性的年度信号(hào)呢？刚才我们讲了(le)太阳系正在(zài)以220公里/秒(miǎo)的速度围(wéi)绕着银(yín)河(hé)系进行移动，那么(me)如果(guǒ)暗物质存在宇宙当中，这意(yì)味着我们也在(zài)以这样的速度在穿越着暗物质(zhì)流，这个过程中会产生相应(yīng)的振荡，同(tóng)时地(dì)球又以30公里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕太阳进行(xíng)旋转。所以有(yǒu)半年的时间，地球(qiú)围绕太阳(yáng)的方(fāng)向(xiàng)与(yǔ)太阳(yáng)环(huán)绕银河(hé)系的方向是一致的，而另外半年则与之相(xiāng)反。

而在6月份的时候，地球与太阳的方(fāng)向(xiàng)正好(hǎo)达到完全一致(zhì)，这是(shì)理论上地(dì)球穿越暗物质流最快的时段。而在11月份，又恰(qià)好达到了最慢值。尽管在(zài)实际的情况(kuàng)中，太阳系相对银河系的平面呈现(xiàn)了(le)60度的(de)倾斜，但是这并(bìng)不影响这个理论的有效(xiào)性。

因此科学家认为这可以(yǐ)用(yòng)来解释(shì)，研究人员们所观测到的周期性信号。当然也可能有其(qí)他的情况，造成这种年度周期(qī)信号的差异也可能(néng)是温度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山(shān)上(shàng)的(de)积雪，甚至连(lián)意(yì)大利游客的(de)数量也符(fú)合(hé)这个周期的规律。

所以，科(kē)学家们(men)又(yòu)在南半球建立了一个几乎相(xiāng)同的实验室，这里的季节与之前的(de)实验室正好相反，而在(zài)这里，地球穿过(guò)暗物质流(liú)的(de)运(yùn)动特征和第一(yī)个实验室(shì)是一(yī)样的。

因此，如果(guǒ)在(zài)这里可(kě)以得到相同的信号(hào)，就可(kě)以成(chéng)为暗物质所存在的非(fēi)常有力的证据(jù)了(le)。但是由于这个(gè)实验室刚刚(gāng)建成不久，所(suǒ)以截(jié)至目前(qián)还无法提供相应的数据支(zhī)持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发(fā)射一台(tái)新的望远镜，这台太(tài)空望远(yuǎn)镜叫(jiào)做“南希格雷斯罗曼(màn)”，它(tā)的(de)主(zhǔ)镜(jìng)大(dà)小(xiǎo)跟哈勃望远(yuǎn)镜相同，但它(tā)的宽视场仪器提(tí)供的视(shì)野是哈勃红外仪器的100倍。南希格雷斯罗(luó)曼太空望(wàng)远镜其中一个(gè)关键的用途就(jiù)是探索暗(àn)物质(zhì)背(bèi)后的奥(ào)秘，对(duì)于探(tàn)测的结果，我们只能拭目(mù)以待了。费米实验室粒(lì)子(zi)天体物理中心的科(kē)学家丹琥珀和贾森斯特芬研究发现，如果暗物质存在，它们极(jí)有(yǒu)可能拥有另一种神秘的效应，这种暗物(wù)质(zhì)效应，会支(zhī)持宇(yǔ)宙当中生(shēng)命的诞生(shēng)，或者说是生命进化的一(yī)个重要因素。

如果这一(yī)理论得到进一(yī)步的证实(shí)，那么遍布宇宙当中的暗物质(zhì)会不会意味着(zhe)人类(lèi)并不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的(de)行星上，暗物(wù)质正(zhèng)在通过这(zhè)样的(de)效应创造生命(mìng)。当然，这些推论的大(dà)前(qián)提是(shì)要先(xiān)找到暗物质存在(zài)的(de)实(shí)际证据。那么小伙伴们，你们觉得暗物(wù)质到底存不(bù)存在(zài)呢(ne)？喜欢请点赞，你的支持是我更新的动力！

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