宇宙是(shì)“人为制造”的？为何会(huì)存在科(kē)学无法(fǎ)解(jiě)释的“暗物质”？暗物(wù)质又(yòu)究竟是什么(me)？人类(lèi)为了寻找(zhǎo)暗物质存在的(de)证据，科学家们(men)在过(guò)去的几十年当中进(jìn)行了(le)超过50次的长期实验，但是却没有发现(xiàn)任何(hé)的有效证据。除了一个(gè)地方，在(zài)1687年出(chū)版的自(zì)然哲学数学原理一书中，埃萨克牛顿发(fā)表了万有引力定(dìng)律(lǜ)，它揭示(shì)了宇宙中天(tiān)体运动的(de)规律。往后的几百年来，当天文学家们发现某些天体运行(xíng)轨道出现异常，不(bù)符合万有引力(lì)定律的时候，他们就会知道(dào)，周(zhōu)围一定有未知的(de)天体(tǐ)通过引力(lì)在摄(shè)动它的(de)轨道。比如在1846年，奥(ào)本勒维(wéi)耶(yé)就通过天王星运(yùn)行轨(guǐ)道的异(yì)常，推(tuī)算并(bìng)且发现了海王星(xīng)的存在。另外(wài)，哈雷彗星、冥王(wáng)星的发现都(dōu)是应用万有引力定律所(suǒ)取得重大天文成就的例子(zi)。但是这(zhè)些发(fā)现都是在恒(héng)星系统的尺度当中，可当我(wǒ)们上(shàng)升到星(xīng)系或者(zhě)是星团的尺(chǐ)度(dù)，事情就(jiù)开始变(biàn)得(dé)诡异(yì)了。

写照的意思 写照是什么词性g alt="宇宙是“人(rén)为创(chuàng)造(zào)”的证(zhèng)据？颠(diān)覆科学认(rèn)知的暗物(wù)质！竟是(shì)生命诞生(shēng)的基础？_黑料正能(néng)量(liàng)" decoding="async" data-ratio="0.5500910746812386" data-type="jpeg" data-w="1647" src="https://mmbiz.heiliaofuli.com/wp-content/uploads/2023/02/7e58e8fcd62ac7f.jpeg?imageMogr2/thumbnail/2160x0/format/webp/quality/80">

1933年(nián)，瑞士的物理学家(jiā)弗里茨兹威(wēi)基正(zhèng)在研(yán)究(jiū)和测量后发星系团的(de)质量。这是一(yī)个由数(shù)千个星系所(suǒ)组成的巨大(dà)星系团，这些星系(xì)被引力束缚在一起。测量星系(xì)团(tuán)的(de)质(zhì)量一般会(huì)使用(yòng)到(dào)两种方法，当两种方法结果一致，就可以确定其质量(liàng)的范(fàn)围。

第一种是获得其"光度学(xué)的质量"，需要(yào)的数据是(shì)测(cè)量(liàng)各个星系的(de)光度。

第二种(zhǒng)是动力学质量的计(jì)算，是利用光谱(pǔ)红移测量星(xīng)系(xì)团中的各个星系相对(duì)于(yú)星系(xì)团(tuán)的运(yùn)动(dòng)速度。当测量结(jié)果(guǒ)出(chū)来之后，兹威基彻(chè)底懵了，“动力学质(zhì)量”竟然是“光度学(xué)质量”的400倍。这意(yì)味着，后(hòu)发座星(xīng)系团(tuán)有99%的(de)质量消失了，或者(zhě)说这99%的质量(liàng)并(bìng)不以可见光的形(xíng)式所存在，我(wǒ)们无(wú)法看(kàn)到。最诡异的是，在测量(liàng)速度(dù)的过程中，兹威基发(fā)现(xiàn)星(xīng)系团中很(hěn)多星系(xì)的速度比理(lǐ)论上要快(kuài)得多(duō)，按照牛顿的(de)运动学定律，仅靠这些可见星系的质量所产生的引力是(shì)无法(fǎ)将它们束缚(fù)在星系团内的，它们早就应该被抛出星系团(tuán)之外了，除非(fēi)有一种(zhǒng)神秘的力量在(zài)起作用，这种力(lì)量来源于某种(zhǒng)隐形的物质(zhì)。

据此，兹维基提(tí)出(chū)了这样部分不可(kě)见的(de)暗(àn)质，它不发散光、吸光、反射光，但是它们却占据着宇(yǔ)宙中绝大(dà)部分的质量。只是当时的人们对(duì)这(zhè)样的(de)一(yī)种说法(fǎ)不屑一顾。

直(zhí)到40年之后，“暗(àn)物(wù)质”这个词才再一次出现(xiàn)。天文学家维拉鲁(lǔ)宾和肯(kěn)特福特在(zài)观测仙女座星系中的恒星运动。理论上来说，距(jù)离中心越远的恒星在其轨道上的运行速度就会越慢。但是(shì)他们观(guān)测(cè)的(de)结果却让人感到(dào)不可思议。

随着与(yǔ)中心(xīn)距离的增加，恒星的旋转速(sù)度(dù)几乎保持不变。可是(shì)根据牛(niú)顿的万有引力定(dìng)律，在星系当中如果没有足够大的质量来吸(xī)引它们(men)，这些外围的恒星(xīng)早就被甩到(dào)宇宙当中了。基于(yú)这种(zhǒng)现象，科学(xué)家们会使用一种相对标(biāo)准的方法来解(jiě)释暗(àn)物质的存(cún)在，这种方法就是测(cè)量(liàng)星系当中气(qì)体在X轴上距离星系中心的距离，以及在Y轴上气体(tǐ)的旋转速度。如果出现异(yì)常的结果，就(jiù)认为是由暗物质的力量进(jìn)入其(qí)中(zhōng)。

于是(shì)科学家们通(tōng)过射电(diàn)望远镜测(cè)量了距离星系中心(xīn)更远距离的氢元(yuán)素，发现它(tā)们的旋(xuán)转速度并(bìng)不符(fú)合(hé)牛顿的力学定律。我(wǒ)们的太阳系也不例外，太阳系位于银河(hé)系的第三悬臂之上(shàng)，距离银(yín)河系中心2.6万光年(nián)，根据万(wàn)有引力(lì)定律(lǜ)进行计(jì)算，太阳系的运行(xíng)速度(dù)应该(gāi)是(shì)160千米/秒，但实(shí)际上，太阳系(xì)正(zhèng)在以220千(qiān)米/秒(miǎo)的速度围绕银(yín)河系旋转，这(zhè)个实际速度远远大于理论速度，那么产生以上这种向心(xīn)加速度的原(yuán)因很可能就是存在着一种我们看不到的物质，是(shì)这些暗物质的引(yǐn)力效应将星系聚集在了一起。

也是从(cóng)这(zhè)时开始，越来(lái)越多的研(yán)究人员开(kāi)始(shǐ)相信暗物质的存在。科学家根(gēn)据(jù)星系外恒星轨道的速度，估算(suàn)在(zài)星(xīng)系当中暗物质(zhì)的质量占整个星系质量(liàng)的85%。但(dàn)是，暗物质并不(bù)是唯(wéi)一可以(yǐ)解释这个现象的(de)原因。在一(yī)项(xiàng)新(xīn)的(de)研究当中(zhōng)，科学家们(men)发现(xiàn)，几乎(hū)没有引力效(xiào)应的遥远(yuǎn)恒星之间，也会(huì)出现速度上的微小差(chà)异。另外，天(tiān)文(wén)学家(jiā)还发现了一个反(fǎn)常的星(xīng)系，叫做(zuò)Agc114905。这个星系距离地球大约2.5亿光年，大小和银河系(xì)不多(duō)，但(dàn)是星系(xì)当中存在的恒星数量却只(zhǐ)有银(yín)河系的(de)千分之一。

所以在(zài)理论上(shàng)，该星系必须(xū)存(cún)在暗物(wù)质，否则就会分崩离析。但(dàn)是科学(xué)家(jiā)们使用(yòng)最先进(jìn)的望远镜对(duì)其进行了40个小(xiǎo)时的详细(xì)测量之后，发现(xiàn)星系中的(de)恒星运(yùn)动是可以用正常的物质和(hé)力学定律(lǜ)来解释的(de)。那么又(yòu)有人提出，也许该星(xīng)系的暗(àn)物质，已经(jīng)被附近的另一个大星系剥离了。奇怪的是，它的附近没(méi)有(yǒu)任何星(xīng)系存在。造成(chéng)这些现象的除(chú)了暗物质的(de)假说(shuō)之(zhī)外，另(lìng)一种(zhǒng)可能(néng)就是人类对(duì)引力的理(lǐ)解还不够全面(miàn)，引力很(hěn)可能在不同尺(chǐ)度空间(jiān)中的(de)工(gōng)作(zuò)方式是不同的，这(zhè)意味着在行星系(xì)尺度中(zhōng)的天(tiān)体会沿(yán)着它们的轨道(dào)，按(àn)照我们(men)所理解的方式运动。但(dàn)是上升到星系和星团的(de)尺度，引力之间(jiān)的相(xiāng)互作(zuò)用则是(shì)不同的方(fāng)式。对于在(zài)星系(xì)团之间的相互作用，科学家还引入了(le)外部(bù)场(chǎng)效(xiào)应的概念，指(zhǐ)的是在数百万光年的规模上，巨大的质量(liàng)之间会产生对彼此(cǐ)特(tè)殊的效果，这个理论叫做(zuò)MOND蒙德理论(lùn)。如果(guǒ)MOND蒙德理论成(chéng)立，这意味着我们需要(yào)对现在的物理(lǐ)定律(lǜ)进行修(xiū)正(zhèng)，这些发现(xiàn)也让(ràng)很多人认为暗物质假说理论(lùn)就此(cǐ)终(zhōng)结。但是在(zài)宇宙当中还有关于暗物质存在的其他的理论证据，这些理论(lùn)证据是蒙(méng)德理论所没(méi)法解释(shì)的“引(yǐn)力透镜”。

径向距(jù)离为37亿光年的子弹星系团，由(yóu)两(liǎng)个(gè)碰撞的星系团所(suǒ)组成，类似这样的星团，它们大部分的普通质量都在(zài)星系的气体当中。当星团以1000万(wàn)公(gōng)里/小时发生碰撞的时候，星(xīng)际气(qì)体的相互作用(yòng)就会导致温度的急(jí)剧升(shēng)高，速度大幅降(jiàng)低。所以在(zài)理论上(shàng)，在碰撞之后，子弹星(xīng)系(xì)团大部分的质量将位于(yú)所(suǒ)有(写照的意思 写照是什么词性yǒu)这些气(qì)体(tǐ)所在的(de)中间区域。那么我们通过(guò)什么来验证它的质量区域到底是不是集中在中间呢？前不(bù)久，詹(zhān)姆(mǔ)斯韦伯太空望远镜传(chuán)回了宇(yǔ)宙当中第一张(zhāng)全(quán)彩的高清照(zhào)片，在照片中我们可以明显地看到(dào)很多星系似乎被(bèi)拉伸产生了巨大的(de)形变(biàn)。其实这些星系本身并不是真的被扭曲了，也(yě)不是韦伯(bó)望远镜出了(le)什么问题，而(ér)是这样极遥远的天体和(hé)我们(men)地球上的观测者之(zhī)间(jiān)。被一个质(zhì)量超级巨(jù)大的天体(tǐ)遮挡，这个超(chāo)大质量的(de)东西(xī)的引力(lì)，会使身(shēn)后更遥远(yuǎn)星系(xì)的光都发生了(le)扭曲。这个现象就是引力(lì)透镜效应。这个(gè)巨大的天(tiān)体可能是(shì)超大质量的黑(hēi)洞或者是暗物质。

所(suǒ)以当人们对子弹(dàn)星系团(tuán)观测的时候，发(fā)现它的大质量区(qū)域(yù)并不是在中间，而是在两侧。所(suǒ)以最好的解(jiě)释方法(fǎ)就是当(dāng)星(xīng)团发生全部的碰(pèng)撞时，可被(bèi)观测到的质量气(qì)体(tǐ)被卡在了中间，暗物质(zhì)则(zé)直接(jiē)通(tōng)过了这(zhè)个(gè)区域，并在两(liǎng)边形成了引力透镜。对子弹(dàn)星系团的引力透镜研究也被(bèi)认为是(shì)暗物质存在的迄今为止最(zuì)好的理论证(zhèng)据(jù)。

除此(cǐ)之外，还有来自宇宙当中最古老的(de)光。从宇宙大爆(bào)炸开始，38万年之后，可(kě)见光终于可(kě)以畅通无(wú)阻地穿越在宇宙当中了。经过(guò)了(le)130多亿年之后，这(zhè)些光在宇(yǔ)宙空(kōng)间(jiān)背(bèi)景上留下了各相(xiāng)同写照的意思 写照是什么词性性(xìng)的微(wēi)波辐射(shè)。其中红色的(de)部分(fēn)表示温(wēn)度较(jiào)高的区(qū)域，蓝色则(zé)表示相对较冷的区域，但实际上它们之(zhī)间(jiān)的温差只(zhǐ)有万分之一。

科学家们通过对前景背景分离后的二值图像(xiàng)进行(xíng)连通域提(tí)取和标记之后发现，如果宇宙当(dāng)中没(méi)有暗物质，图形看起来不应该是这样(yàng)的，而随着暗物(wù)质的增加(jiā)，一些(xiē)峰值的(de)幅度会减小，才变得看起来“和谐”。为了匹配宇(yǔ)宙微波背景辐射的(de)测(cè)量值(zhí)，我们需(xū)要(yào)的(de)暗(àn)物质大(dà)约是普(pǔ)通物质的5倍(bèi)。这个(gè)数字与(yǔ)解释星(xīng)系当中(zhōng)恒星运(yùn)动所需要的暗物质比(bǐ)例是一致(zhì)的。这就意味着。

用了一个简单的理论框架(jià)，就很好地解(jiě)释了很多不同的观测结果。而暗(àn)物(wù)质(zhì)的本质就是宇(yǔ)宙(zhòu)当中(zhōng)存在着某种类型的粒子，它们不参与任何(hé)其(qí)他的(de)电磁作用，只(zhǐ)通过引力来相互(hù)作用。所(suǒ)以(yǐ)如果能够找(zhǎo)到这(zhè)种粒(lì)子的存在(zài)，就相当于(yú)找(zhǎo)到了暗(àn)物质存在的实际证(zhèng)据。这种粒子到底是什么(me)？科学家们已(yǐ)经提出了数(shù)十种的假想目标，而要寻(xún)找这些不(bù)同的(de)目标粒子所需要(yào)的实(shí)验方式也(yě)不相同(tóng)。在过去的几十年当(dāng)中，人类为了寻(xún)找(zhǎo)这些看不见、摸不(bù)到，几乎不会与常规物质相互作用(yòng)的(de)“暗物(wù)质”，科学家们(men)已(yǐ)经进行了(le)超过50次的实验，却没(méi)有任何实质性的发现，除了一(yī)个地方，意大利的格兰萨索山，隶属于阿尔卑斯(sī)山(shān)脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿井当中，藏着地球(qiú)上最大的地学(xué)实验室，这(zhè)个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这里有一(yī)个三层(céng)楼高(gāo)的探测器，一直致(zhì)力于寻找暗物质粒子的周期性震荡。

自(zì)1997年以来，这里的科(kē)学家声称观测(cè)到了某种信号。经过(guò)了20多年的数据(jù)收集，人(rén)们(men)发现了一个有趣的事(shì)情。探(tàn)测率会在每年(nián)的6月份达到峰值(zhí)，然后在11月降到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是一样。一(yī)些科学家认为这(zhè)可能是(shì)人类(lèi)发现暗物质的第一个直(zhí)接证据。

但是为什么暗物质会产生(shēng)周期性的(de)年度信号(hào)呢(ne)？刚才(cái)我们讲了(le)太阳系正在以220公里/秒的速度围绕着(zhe)银河系进行移动，那(nà)么如果暗(àn)物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味(wèi)着(zhe)我们也(yě)在(zài)以这(zhè)样的速(sù)度(dù)在穿越着暗物质流，这个过程(chéng)中会产生相应(yīng)的振荡，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度围绕(rào)太阳进行(xíng)旋转。所以有半年的时间，地球(qiú)围绕太(tài)阳的(de)方向与太阳环绕银河(hé)系的方(fāng)向是一致的，而另外半年则(zé)与之相反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太阳的方向正好达到完全一致，这(zhè)是理论(lùn)上地球穿越暗物质流最快的时段。而在11月(yuè)份(fèn)，又恰好(hǎo)达到了最慢值。尽管在实际(jì)的情况中，太阳系相对银河系的平面呈现了60度的倾斜，但(dàn)是这(zhè)并不(bù)影响这个理论的(de)有效性。

因此科学家(jiā)认为这可(kě)以用来解释，研究人(rén)员们所观测到的周期性信号。当然(rán)也可能有(yǒu)其他的情况，造成这种年度周期信号的差异也可(kě)能是温(wēn)度、湿度、土壤(rǎng)中的水分、高山上的(de)积(jī)雪，甚至连意大利游客(kè)的数量也符合这(zhè)个周期的规律。

所以(yǐ)，科学家们又在(zài)南半球建立了一个几乎相(xiāng)同的实验(yàn)室，这(zhè)里的(de)季节(jié)与之前的实验室正好相反，而在(zài)这里(lǐ)，地球穿(chuān)过暗物(wù)质流(liú)的运动特征和第一(yī)个实验室是(shì)一样(yàng)的。

因(yīn)此，如果在这(zhè)里可以得(dé)到相同的信号，就可以成(chéng)为暗物质(zhì)所存在(zài)的(de)非常有力(lì)的(de)证据(jù)了。但是由于这个(gè)实验室刚刚建成(chéng)不久(jiǔ)，所以截至(zhì)目前还无法提(tí)供(gōng)相应的数(shù)据支持。另外(wài)，在2025年(nián)，NASA将会发射一台新(xīn)的望(wàng)远镜(jìng)，这台太空(kōng)望(wàng)远镜叫做“南希(xī)格(gé)雷斯罗(luó)曼”，它(tā)的主镜大小跟哈(hā)勃望(wàng)远镜相同，但它(tā)的宽视场仪器提供(gōng)的视野是哈(hā)勃红外仪器的(de)100倍。南希(xī)格(gé)雷(léi)斯罗曼太(tài)空(kōng)望远镜其中一个关(guān)键的用途就是(shì)探索暗物质背后的奥秘，对(duì)于探测(cè)的结果(guǒ)，我们只(zhǐ)能拭目以待了。费米实(shí)验室粒子天(tiān)体物理中心的科学家丹琥(hǔ)珀和(hé)贾(jiǎ)森斯特芬研究发现，如果暗物质(zhì)存在，它们极有可(kě)能拥有(yǒu)另一种神秘的效应，这种暗物质效应，会支持(chí)宇(yǔ)宙(zhòu)当中生命的(de)诞(dàn)生(shēng)，或者说是(shì)生命进化的(de)一(yī)个重要因素(sù)。

如果这(zhè)一理论得到(dào)进(jìn)一(yī)步的证实，那(nà)么遍布(bù)宇宙当中的暗物质会不(bù)会意味着人类并(bìng)不(bù)孤单呢？或许在宇宙当中(zhōng)某个角落的行星上，暗物质正在通过这样的效应创造(zào)生命(mìng)。当然，这些推论的大前提是要先找到暗物质(zhì)存在的(de)实际证据。那么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗(àn)物(wù)质到底存不存在呢？喜欢(huān)请(qǐng)点赞，你的支持(chí)是我更新(xīn)的动力(lì)！

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