宇(yǔ)宙(zhòu)是“人(rén)为制(zhì)造”的(de)？为何会存在科学无法解释的“暗(àn)物质”？暗物质又(yòu)究竟是(shì)什(shén)么？人类为了寻找暗物质存在的证据，科学家们在过(guò)去的几十年当中进行了超过50次的长期实验，但是(shì)却(què)没有发现任何的有效证据。除了(le)一个地方(fāng)，在1687年出版的自然哲学数学原理一书中，埃萨克(kè)牛顿发表了万有引(yǐn)力定律，它(tā)揭(jiē)示了宇宙(zhòu)中天(tiān)体运动(dòng)的规(guī)律。往后的几百年来，当(dāng)天文学(xué)家们发现某些天(tiān)体运行轨道出现异常，不符合万有(yǒu)引力(lì)定律的时候，他们(men)就(jiù)会知道，周围一定有未知的(de)天体(tǐ)通(tōng)过引力在摄(shè)动它(tā)的轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒(lēi)维耶就通过天王星运(yùn)行轨道的(de)异常，推算并且发现了(le)海王星的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥(míng)王星的(de)发现都是应用万有引力定律(lǜ)所取得重(zhòng)大(dà)天文(wén)成就(jiù)的例子(zi)。但是这些发(fā)现都是在(zài)恒星系统的(de)尺度当中，可(kě)当我(wǒ)们上(shàng)升到(dào)星系(xì)或者(zhě)是星团的尺(chǐ)度，事情就开(kāi)始(shǐ)变得诡异了。

1933年，瑞(ruì)士的物(wù)理学家弗里(lǐ)茨兹威基正在(zài)研究(jiū)和测量后(hòu)发星系团(tuán)的质量。这是(shì)一个由数(shù)千(qiān)个星系所组(zǔ)成(chéng)的巨大星系团(tuán)，这些星系被引(yǐn)力束缚在一(yī)起(qǐ)。测量星系团的(de)质量一般会使用到(dào)两种(zhǒng)方法(fǎ)，当两种方(fāng)法(fǎ)结果一致，就可(kě)以确(què)定其质量(liàng)的范围。

第一种是(shì)获得其"光度学(xué)的质(zhì)量"，需要的数据是(shì)测量(liàng)各(gè)个星系的光度。

第二种是动力学质量的计(jì)算，是利(lì)用光谱红移测量星(xīng)系(xì)团中(zhōng)的各个星(xīng)系相(xiāng)对(duì)于星系团的运(yùn)动速(sù)度。当测(cè)量(liàng)结果出(chū)来之后，兹威基(jī)彻(chè)底懵了，“动力学质量”竟(jìng)然是“光度学质量”的400倍。这意味着(zhe)，后发座星(xīng)系团有99%的质(zhì)量消失了，或者说(shuō)这99%的质量(liàng)并(bìng)不以可见光(guāng)的形式所存在，我们无法看(kàn)到。最诡异的是(shì)，在测量速度的过程(chéng)中(zhōng)，兹威基(jī)发现星系团(tuán)中很多星系的速度比理(lǐ)论上(shàng)要快得多，按照牛(niú)顿的(de)运动学定律(lǜ)，仅(jǐn)靠这些可(kě)见星系的质量(liàng)所产生的引力是无法将它们束缚在星系团(tuán)内(nèi)的，它(tā)们(men)早就应该被(bèi)抛(pāo)出星系团之外了，除(chú)非有一种神秘的力量在起作用，这种力(lì)量(liàng)来(lái)源(yuán)于某种隐形的物(wù)质。

据此，兹维(wéi)基(jī)提出了这样部分不可见(jiàn)的暗质，它不发散光、吸光(guāng)、反(fǎn)射(shè)光，但(dàn)是它们却(què)占据着宇宙中绝(jué)大部分(fēn)的质量。只是当时的(de)人们对(duì)这样的(de)一种(zhǒng)说法不屑(xiè)一顾。

直到(dào)40年之后，“暗(àn)物质”这个词才再一次出现(xiàn)。天文学家维(wéi)拉鲁(lǔ)宾和肯特福特(tè)在观测仙(xiān)女座星系中的恒星(xīng)运动。理(lǐ)论上来说，距离(lí)中(zhōng)心越远的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是他们观测的结(jié)果却让人感到不可(kě)思议。

随着与中心距离的增加，恒星的旋转速度(dù)几乎保持(chí)不变。可(kě)是根据牛(niú)顿的万有引力定律，在星(xīng)系当(dāng)中如(rú)果(guǒ)没有(yǒu)足够大的质量来吸引它(tā)们，这些外围的恒星早(zǎo)就(jiù)被甩到宇宙当中了。基(jī)于这(zhè)种现(xiàn)象(xiàng)，科学(xué)家们会使用一(yī)种(zhǒng)相对标准(zhǔn)的方(fāng)法来解释暗物质的(de)存在，这种方法(fǎ)就是测量星系当(dāng)中气体在X轴上距离(lí)星(xīng)系中(zhōng)心(xīn)的距离，以及在Y轴上气体的旋转(zhuǎn)速度(dù)。如(rú)果(guǒ)出现异常的结果，就认为是由暗物质的力量进入(rù)其中。

于是科学家们通过(guò)射电望远镜(jìng)测(cè)量了距离星(xīng)系中心更远距离(lí)的(de)氢元素，发现它(tā)们的旋(xuán)转速度并(bìng)不(bù)符合牛顿的力学定律。我们(men)的太阳系也不例外，太(tài)阳系(xì)位于银河(hé)系的第三悬臂之(zhī)上，距(jù)离银河系(xì)中心2.6万光年，根据(jù)万有(yǒu)引力定律进行计算，太阳系的运行速(sù)度应该是160千米/秒，但实际上，太阳系正在以220千米/秒(miǎo)的速度围绕(rào)银河(hé)系旋(xuán)转，这个(gè)实际速度远(yuǎn)远大(dà)于(yú)理论速度，那么产(chǎn)生以上这种向心(xīn)加速度(dù)的原因很可能(néng)就是(shì)存在着一种我们看不到(dào)的物(wù)质，是这些暗物质的引力(lì)效应将星系聚集在了一起。

也是(shì)从(cóng)这时(shí)开始，越来越多的研(yán)究(jiū)人(rén)员(yuán)开始相信暗物(wù)质的(de)存在。科学家根据星系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在(zài)星(xīng)系当中暗物(wù)质的(de)质量占(zhàn)整个(gè)星系质量(liàng)的85%。但是，暗物(wù)质并不是唯一可(kě)以解(jiě)释这(zhè)个现象的(de)原(yuán)因。在一项(xiàng)新的研(yán)描写瘦西湖春天的诗句，扬州瘦西湖美景佳句究当中，科学家们发现，几(jǐ)乎没有引力效应的遥远(yuǎn)恒(héng)星之间，也会出现(xiàn)速度上的微小差(chà)异。另外(wài)，天文(wén)学家还发现了(le)一个反常(cháng)的(de)星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这(zhè)个星系(xì)距离(lí)地球大约2.5亿光年，大小和银(yín)河系不多(duō)，但是星系(xì)当中存在的恒星数量(liàng)却只有(yǒu)银河系的千分之一(yī)。

所以在理论上，该(gāi)星系必须存在(zài)暗物(wù)质(zhì)，否则就会分崩离析。但是科学家们使用最(zuì)先进(jìn)的望远镜对(duì)其进(jìn)行(xíng)了40个小时的详细测量(liàng)之后，发现(xiàn)星系中的恒星运(yùn)动是可以用正常(cháng)的物质和(hé)力学定律来(lái)解释的(de)。那么又(yòu)有(yǒu)人提出(chū)，也许该星系的暗物质，已经被附(fù)近的另一个(gè)大星(xīng)系剥离了。奇怪的是，它的附近没(méi)有任何星系存在。造成这(zhè)些现象的除(chú)了暗物质的假说之外，另一种可能(néng)就(jiù)是(shì)人类对引力的理解还不够全面，引力很可能在不同尺(chǐ)度空间(jiān)中的工作方式(shì)是(shì)不(bù)同的，这意味着在(zài)行星(xīng)系尺度中的天体(tǐ)会沿着它们的轨(guǐ)道(dào)，按(àn)照我们所理解(jiě)的方(fāng)式运动。但是(shì)上升到星系和(hé)星团(tuán)的尺度，引力之间的相互作(zuò)用(yòng)则(zé)是不同的方式。对(duì)于(yú)在星(xīng)系团(tuán)之间的相互(hù)作(zuò)用(yòng)，科学家还引入了外(wài)部场效应的(de)概念，指的是(shì)在数百万光年的规模上，巨大(dà)的质(zhì)量之(zhī)间会产生对彼此特殊的(de)效果，这个理论叫做MOND蒙德(dé)理(lǐ)论。如果MOND蒙(méng)德理论成(chéng)立，这意味着我们(men)需要对现(xiàn)在的物理定(dìng)律进行(xíng)修正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让很多人认为暗物质(zhì)假说理论就此终(zhōng)结。但(dàn)是在(zài)宇宙当中还有(yǒu)关于暗物质存在的其他的理论证据，这(zhè)些(xiē)理论证(zhèng)据是(shì)蒙德(dé)理论所没法解释的“引力透镜”。

径向距离为37亿光年的子弹星(xīng)系团，由两个碰撞(zhuàng)的星(xīng)系团所组成(chéng)，类似这样的星团，它们大(dà)部(bù)分的普通质量都在星系的(de)气(qì)体当中。当星团以1000万(wàn)公(gōng)里/小时发生碰撞的时候，星际(jì)气(qì)体的相(xiāng)互作用就会导(dǎo)致(zhì)温(wēn)度的急剧升高，速(sù)度大(dà)幅降(jiàng)低。所以(yǐ)在理(lǐ)论上，在碰(pèng)撞(zhuàng)之后，子弹星系团大部分的质量将位于所有这些(xiē)气体所(suǒ)在(zài)的中间区域。那么(me)我们通过(guò)什么来验证它(tā)的质量区(qū)域到(dào)底是不是集(jí)中(zhōng)在中间呢？前(qián)不久，詹姆斯韦伯太空望远镜传回了宇宙当中第一张(zhāng)全彩(cǎi)的高清(qīng)照片(piàn)，在照(zhào)片中我们可以明(míng)显(xiǎn)地看到很多星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大的形变。其(qí)实(shí)这(zhè)些星系(xì)本身并不是真的被扭曲了，也不是(shì)韦伯望远镜出(chū)了什么问题，而是这样(yàng)极(jí)遥远的天体和我们地球上的观测者(zhě)之间。被一(yī)个质量超级巨大(dà)的天(tiān)体遮挡，这个超大质量的东西(xī)的引力，会使身后更遥(yáo)远星系的光都发生(shēng)了扭曲。这(zhè)个现象就是引力(lì)透(tòu)镜效应。这个巨大(dà)的天体(tǐ)可能是(shì)超大质量的黑洞或者(zhě)是暗物质。

所以当(dāng)人们(men)对子弹星系团观测的时候，发现它的大质量区域并不是(shì)在中间，而是在(zài)两侧。所以最好(hǎo)的(de)解释(shì)方法就(jiù)是当星(xīng)团发生全(quán)部(bù)的(de)碰撞时，可被观测到的质(zhì)量气体被卡在了中间，暗物质(zhì)则(zé)直接通(tōng)过了这个区(qū)域，并在两边形成了引力透镜。对子弹星系团的引(yǐn)力透镜研究也(yě)被认为是暗物(wù)质存在的迄今为止最好的理论证(zhèng)据。

除此之(zhī)外(wài)，还有来自宇宙(zhòu)当中最古老的光。从宇(yǔ)宙大爆炸(zhà)开(kāi)始(shǐ)，38万年之后，可见光终于可以畅(chàng)通无阻地穿越在宇宙当中了。经过了130多亿年之(zhī)后，这(zhè)些光在(zài)宇宙空(kōng)间背景上留(liú)下了(le)各相同性(xìng)的微波辐射。其中红色的部分表示(shì)温(wēn)度较高的区域，蓝色则表示相对较冷的(de)区域，但实际上它们之(zhī)间的温差只描写瘦西湖春天的诗句，扬州瘦西湖美景佳句有万分之一。

科学(xué)家们通(tōng)过对前景(jǐng)背景分(fēn)离后(hòu)的二(èr)值图像进(jìn)行连通(tōng)域提取和标记之后(hòu)发现，如果(guǒ)宇宙当中没有暗物质，图形看起来不应该是这样的(de)，而随着暗物质的增加，一些峰值的幅度会减小，才变(biàn)得看起来“和谐”。为了匹配宇宙微波背景辐射的测量值，我们需要(yào)的暗物质大(dà)约是普通(tōng)物质的5倍(bèi)。这个数字(zì)与解释(shì)星系(xì)当(dāng)中(zhōng)恒星运动所需要的暗(àn)物(wù)质比例是(shì)一致的。这(zhè)就意味(wèi)着。

用(yòng)了一个简(jiǎn)单(dān)的理论(lùn)框架，就很(hěn)好(hǎo)地解释了很多(duō)不(bù)同的(de)观测结果。而暗物质的(de)本质就是宇宙当中存在着某种类型的粒子，它们不参与任何其(qí)他(tā)的电(diàn)磁作用，只通过(guò)引力来相互(hù)作用。所(suǒ)以如果能够找到这种(zhǒng)粒子的存在，就相当于找到了暗物质(zhì)存(cún)在的实际(jì)证据。这种(zhǒng)粒子(zi)到底是(shì)什么？科学(xué)家们已经提出了数十种的假想目标，而要寻找这(zhè)些不同的目标粒(lì)子所需要的实验方式也不(bù)相同。在过(guò)去的几十(shí)年当中，人类为(wèi)了(le)寻找这些看不(bù)见、摸不(bù)到，几乎不会与常规(guī)物质相互(hù)作用的“暗(àn)物质”，科学家们已(yǐ)经进行了超过50次(cì)的实验，却没有任何实质性的(de)发现，除了一个地方，意大(dà)利的格兰萨索山(shān)，隶属于阿尔卑(bēi)斯山脉。

在(zài)山(shān)下(xià)1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着(zhe)地球上最大的地学实验室(shì)，这个实验室叫“DAMA/LIBRA”。这里有(yǒu)一个(gè)三层楼高的探测器，一直致(zhì)力于寻找暗物质(zhì)粒子(zi)的周期性震荡(dàng)。

自(zì)1997年(nián)以来，这里的科(kē)学家(jiā)声(shēng)称观(guān)测到了(le)某种信号。经过(guò)了(le)20多(duō)年的数据收(shōu)集，人们发(fā)现了一个(gè)有趣的事情。探测(cè)率会在每年的6月份达到峰(fēng)值，然(rán)后在(zài)11描写瘦西湖春天的诗句，扬州瘦西湖美景佳句月降(jiàng)到最低，而(ér)且在(zài)20年当中每年(nián)都是一样。一些科(kē)学家(jiā)认为这可能是人类(lèi)发现暗物质的第一(yī)个直接证据。

但是为什么暗物质(zhì)会产生周期(qī)性的年度信号呢？刚才(cái)我们讲了太(tài)阳系正在(zài)以(yǐ)220公(gōng)里/秒的速度围绕着(zhe)银河系进行移动，那(nà)么如果暗物(wù)质存在宇宙当中，这意味着我们(men)也在(zài)以(yǐ)这样的速度(dù)在(zài)穿越着暗物质流，这(zhè)个过程(chéng)中会产生相应的振荡，同时地球又以30公里/秒(miǎo)的(de)速度围绕太阳进行旋(xuán)转。所以有(yǒu)半年的时(shí)间，地球围(wéi)绕太阳的(de)方向与太阳环绕银河系的方向是一(yī)致的(de)，而另外半年则与之相反(fǎn)。

而在6月份的时候，地(dì)球与太阳(yáng)的方向正(zhèng)好达(dá)到完全一致，这是理论(lùn)上(shàng)地球穿越(yuè)暗物(wù)质流最(zuì)快的(de)时段。而(ér)在11月(yuè)份，又(yòu)恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实际的情况中，太阳(yáng)系相对银(yín)河系(xì)的平(píng)面呈现(xiàn)了60度的倾斜，但是这并不影响这个理论的有效性。

因此科学(xué)家(jiā)认为这可以用(yòng)来解释，研究人员们(men)所观测到(dào)的周期性信号。当然也可能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度周期信号的(de)差异(yì)也(yě)可能(néng)是温(wēn)度、湿(shī)度、土(tǔ)壤中(zhōng)的水(shuǐ)分、高山上的积雪，甚至连意大利(lì)游客的数量(liàng)也(yě)符(fú)合这个周(zhōu)期的(de)规律。

所以，科学家们又在南(nán)半球建立了一个几乎相同的实验室，这(zhè)里的季节与之(zhī)前的(de)实(shí)验室正好相反，而在这里，地球(qiú)穿过暗物质流(liú)的运动(dòng)特征和(hé)第一个实(shí)验室是一样的。

因此，如果在这里可以得(dé)到(dào)相同的信号，就可以成为暗物质所存(cún)在的非(fēi)常有力的证据了。但(dàn)是由于(yú)这个实验室刚刚(gāng)建成不久，所以截至目前(qián)还无(wú)法提供相应(yīng)的数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将(jiāng)会发(fā)射一台新的望远镜(jìng)，这台太空望远镜叫做(zuò)“南希格雷斯(sī)罗(luó)曼”，它的主镜大小跟哈(hā)勃望远镜相同，但(dàn)它的宽(kuān)视(shì)场仪(yí)器(qì)提供(gōng)的视野是哈勃红(hóng)外仪(yí)器的(de)100倍。南希(xī)格雷斯罗曼太空望远(yuǎn)镜其中一个关键的用(yòng)途(tú)就是探索暗物质背后的奥秘，对于探测(cè)的结果，我们只能(néng)拭目以待了。费米实验室(shì)粒子天体物理中(zhōng)心的科学家(jiā)丹(dān)琥(hǔ)珀和贾(jiǎ)森(sēn)斯特芬(fēn)研究(jiū)发现，如果暗物(wù)质存在，它(tā)们极有(yǒu)可能(néng)拥有另一种(zhǒng)神秘的效应，这种暗物质效应，会支持宇宙当中生(shēng)命的(de)诞生(shēng)，或者说是生命进化(huà)的一个重要因素。

如果这一理(lǐ)论(lùn)得到进(jìn)一步的证实，那么(me)遍布宇宙当中的暗物质会(huì)不会意味着人类并不孤单呢？或许在(zài)宇(yǔ)宙当中某个角落的行星上(shàng)，暗(àn)物(wù)质(zhì)正在通过这样的效应创(chuàng)造(zào)生命(mìng)。当然，这些推论的(de)大前提是要先(xiān)找到(dào)暗物质存在(zài)的实际证据(jù)。那么(me)小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不存(cún)在呢？喜欢请(qǐng)点赞，你的支持是我更新的动力！

未经允许不得转载：绿茶通用站群 描写瘦西湖春天的诗句，扬州瘦西湖美景佳句