宇宙是“人为制造”的？为(wèi)何会存在(zài)科学无法(fǎ)解(jiě)释(shì)的(de)“暗(àn)物质”？暗物(wù)质(zhì)又究竟是什(shén)么(me)？人类(lèi)为了寻找(zhǎo)暗(àn)物质存(cún)在的证(zhèng)据(jù)，科学家们在过去的几十年当(dāng)中进行了超过50次的(de)长期(qī)实验，但是却没有发现任何(hé)的有效证据。除了一个地方，在(zài)1687年出版的自然哲学(xué)数(shù)学原理一(yī)书(shū)中，埃萨克(kè)牛(niú)顿发表了万有引力定律(lǜ)，它揭示了宇宙中天(tiān)体运动的规律(lǜ)。往后(hòu)的几百年来，当天(t华大基因是国企吗iān)文学(xué)家们发现(xiàn)某(mǒu)些天体运行轨道出现异常，不(bù)符合万有引力定律(lǜ)的时候(hòu)，他(tā)们就会知(zhī)道，周围一定有(yǒu)未知的天(tiān)体通过引力(lì)在(zài)摄动它的轨(guǐ)道。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶就通过天(tiān)王(wáng)星(xīng)运行(xíng)轨道的异(yì)常，推算并且(qiě)发现了海王星的存在。另(lìng)外(wài)，哈雷彗星(xīng)、冥王星的(de)发现(xiàn)都(dōu)是应用万有引(yǐn)力定律所取(qǔ)得重大天(tiān)文成(chéng)就的例子。但是(shì)这些发现都是在恒星系统的尺度当中，可当我们上升到(dào)星(xīng)系或者是星团的尺度，事情就开(kāi)始变(biàn)得诡(guǐ)异(yì)了。

1933年，瑞士(shì)的物理学家弗里茨兹威基正在研究和测量后发星系团的(de)质(zhì)量。这是一个由数千个星系所组(zǔ)成的巨大星系(xì)团(tuán)，这些星系被引力束缚在一起。测量星系团的质量一般会使用(yòng)到两种方法，当两种方法结(jié)果一致(zhì)，就可以(yǐ)确定其质量的范围。

第一种(zhǒng)是获得其"光度学(xué)的质量"，需要的数据(jù)是测量各个星系的光度。

第二(èr)种是动力学质量(liàng)的(de)计(jì)算，是利用光谱红(hóng)移测量星系(xì)团中的各(gè)个星系相对于星(xīng)系团的运动速度。当测量结果出来(lái)之后，兹(zī)威基彻底懵了，“动力学质量”竟然是“光度学质(zhì)量”的400倍(bèi)。这意味着，后发座星系(xì)团有(yǒu)99%的(de)质量消失了(le)，或者说这99%的质量并不以可见光的形式所存在，我们无(wú)法看到。最诡(guǐ)异的(de)是(shì)，在(zài)测(cè)量速度(dù)的过程(chéng)中，兹威基发现(xiàn)星系团中很多(duō)星系的速度比理(lǐ)论上(shàng)要快得多，按照牛(niú)顿的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的(de)质量所产(chǎn)生的引(yǐn)力是无(wú)法将它们束缚在星系团内的，它们(men)早就(jiù)应该(gāi)被抛出星系(xì)团之外了，除非有一(yī)种(zhǒng)神(shén)秘的力量在起(qǐ)作用，这种力量来(lái)源于某种隐形(xíng)的物质。

据此，兹维基提出了这样(yàng)部分不可见(jiàn)的暗质，它不(bù)发散光、吸(xī)光、反(fǎn)射(shè)光，但是它们却占据着宇宙中(zhōng)绝(jué)大(dà)部(bù)分的质(zhì)量。只是当(dāng)时的(de)人们(men)对这(zhè)样的一种说法不屑一华大基因是国企吗顾(gù)。

直到40年(nián)之后(hòu)，“暗(àn)物质(zhì)”这个词才再一次出现(xiàn)。天文学家维(wéi)拉鲁宾和肯特(tè)福特在观测仙女座(zuò)星系中的(de)恒星(xīng)运动。理论上(shàng)来说(shuō)，距离中心(xīn)越远的(de)恒星在其轨道上(shàng)的运行速度就会(huì)越慢。但(dàn)是他们观测的结果却让人感到不可思(sī)议。

随着与(yǔ)中心距离(lí)的增加，恒星的旋转(zhuǎn)速度几乎保持不变。可(kě)是(shì)根据牛顿(dùn)的万有引(yǐn)力(lì)定律(lǜ)，在(zài)星(xīng)系当(dāng)中如(rú)果没(méi)有足够大(dà)的质量来吸(xī)引它们，这些外围的恒星早就被甩到宇宙当中(zhōng)了。基(jī)于这种现象，科学家(jiā)们(men)会使用一种相对标(biāo)准的方法来(lái)解释暗物质的存在，这种(zhǒng)方(fāng)法就是测量星系当中(zhōng)气体(tǐ)在X轴上距离(lí)星系中心的距离(lí)，以及在Y轴(zhóu)上气体的(de)旋转速度。如果出现异常的(de)结果(guǒ)，就认为是由暗物(wù)质的力量进入其中。

于是科学家(jiā)们通过射(shè)电望远镜(jìng)测量了距(jù)离星系中心更(gèng)远距离的氢(qīng)元素，发现(xiàn)它们的(de)旋转速度并不(bù)符(fú)合牛顿的力(lì)学(xué)定律。我(wǒ)们(men)的(de)太阳系也不例外，太阳系位于银河系的第三悬(xuán)臂(bì)之上，距离银河系中心2.6万光(guāng)年，根据万(wàn)有引力定律进行(xíng)计算，太阳系(xì)的运行速度应该(gāi)是160千(qiān)米/秒，但(dàn)实际(jì)上，太(tài)阳系正在以220千米/秒的速度围绕(rào)银河(hé)系旋(xuán)转，这个实际速(sù)度远(yuǎn)远大于(yú)理论速度，那么(me)产生以上这种向心加(jiā)速度(dù)的原因很可(kě)能就是存(cún)在着(zhe)一种我们看不到的物质，是这些暗物质的引(yǐn)力效应将星系聚集在了(le)一起。

也(yě)是从这(zhè)时(shí)开始，越来(lái)越(yuè)多的研究人(rén)员开(kāi)始相信暗物质的存在。科学家根据星系外恒星轨道的速(sù)度，估算在星系(xì)当中暗(àn)物质(zhì)的(de)质量占整个星(xīng)系质量的85%。但(dàn)是(shì)，暗物质(zhì)并(bìng)不(bù)是唯一可以(yǐ)解(jiě)释这个现象的原因(yīn)。在一项(xiàng)新的研究当(dāng)中，科学(xué)家们发现，几乎(hū)没有引力效应的遥远恒星之间，也会出现速度上的微小(xiǎo)差异。另外(wài)，天文学家(jiā)还(hái)发(fā)现了(le)一个反常的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大约2.5亿光年(nián)，大小和银河系不多(duō)，但是星系当中存在的恒星数(shù)量(liàng)却只有银河系的(de)千分之(zhī)一。

所(suǒ)以在理(lǐ)论(lùn)上，该星系必须存在暗物质(zhì)，否(fǒu)则就会(huì)分崩离(lí)析。但(dàn)是科学家们使(shǐ)用(yòng)最先进的(de)望远镜对其进行了40个(gè)小时的详细测量之后(hòu)，发现星系中(zhōng)的恒星运动是可(kě)以(yǐ)用正(zhèng)常(cháng)的物质(zhì)和力学定(dìng)律来解释的(de)。那么(me)又有(yǒu)人(rén)提出，也许(xǔ)该星系的暗物质，已经被附(fù)近的另一(yī)个大(dà)星系剥离了。奇怪的是，它的(de)附近没有(yǒu)任何星系存(cún)在(zài)。造成(chéng)这些现象的除(chú)了(le)暗物(wù)质的假说(shuō)之外，另一(yī)种可(kě)能就是人类对引力的理解还(hái)不(bù)够全(quán)面，引力很可(kě)能在不(bù)同(tóng)尺度空间中的工作方(fāng)式是不同(tóng)的(de)，这意味着在行星系尺度中的天(tiān)体会沿着它们的轨(guǐ)道，按(àn)照我们所理解的方式运(yùn)动。但是上升到星系和(hé)星团的尺度，引力之间的相互作用则是(shì)不同的(de)方式(shì)。对(duì)于在星系团(tuán)之间的相互作用，科学家还(hái)引入了外部(bù)场(chǎng)效应的概(gài)念(niàn)，指的是在数百(bǎi)万光年的规模上，巨大的质(zhì)量之间(jiān)会产(chǎn)生对(duì)彼此特殊的效果，这个理论(lùn)叫做(zuò)MOND蒙(méng)德理论。如(rú)果(guǒ)MOND蒙德(dé)理论成立，这意味着(zhe)我们需(xū)要对现在的(de)物理定(dìng)律进(jìn)行修(xiū)正，这些(xiē)发现也(yě)让很多人(rén)认(rèn)为暗物(wù)质假说理论就此终结。但(dàn)是在宇(yǔ)宙当(dāng)中(zhōng)还有关于暗物质存(cún)在的其(qí)他的理论证据(jù)，这些理论证据是(shì)蒙德(dé)理论(lùn)所没法解释的“引力透(tòu)镜”。

径向(xiàng)距离为(wèi)37亿光年(nián)的子弹星系团，由两个(gè)碰撞的星系团所组成，类(lèi)似这样的星(xīng)团(tuán)，它们(men)大部分的普通质量(liàng)都(dōu)在星系的气(qì)体当中(zhōng)。当星团以1000万(wàn)公里(lǐ)/小时发(fā)生碰撞(zhuàng)的时候，星际气体的相互(hù)作用就(jiù)会导致(zhì)温(wēn)度的(de)急剧升高，速度大(dà)幅降(jiàng)低。所以在理(lǐ)论上，在碰撞之后(hòu)，子弹(dàn)星系团大部(bù)分的质量将位于所有这些(xiē)气体(tǐ)所在(zài)的(de)中间区域(yù)。那(nà)么我们(men)通过什(shén)么来验证它的质量区域到底是不是集(jí)中在中间呢？前不久，詹姆斯韦伯太空(kōng)望远镜(jìng)传回(huí)了(le)宇宙当(dāng)中第一(yī)张全彩(cǎi)的高清照片(piàn)，在(zài)照片(piàn)中我(wǒ)们可以明(míng)显地看(kàn)到很(hěn)多(duō)星系似(shì)乎被拉伸产生(shēng)了巨大的形变。其实这些星系本身并不是真的(de)被扭曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问(wèn)题，而(ér)是这样极遥远(yuǎn)的天(tiān)体(tǐ)和(hé)我们地球上的观测者之间。被一个质量超级巨(jù)大(dà)的天(tiān)体(tǐ)遮挡(dǎng)，这个(gè)超大质(zhì)量的东西的引力，会使身后更遥远星系的光都发生了扭曲(qū)。这个现象(xiàng)就是引力透镜效应。这个巨(jù)大的天体可(kě)能是超大质量的黑(hēi)洞或(huò)者是(shì)暗(àn)物质。

所(suǒ)以当人们对子弹星系(xì)团观测(cè)的时候，发现它的大质(zhì)量(liàng)区域并不是在(zài)中间，而是(shì)在两侧。所以(yǐ)最好的(de)解释方法就是(shì)当星团(tuán)发生全部(bù)的(de)碰(pèng)撞时，可(kě)被(bèi)观测到的(de)质量(liàng)气(qì)体被卡在了中间，暗物质则直接通过了(le)这个(gè)区(qū)域，并在(zài)两边(biān)形成了(le)引力(lì)透镜。对(duì)子弹星(xīng)系团的引(yǐn)力透镜研究也(yě)被认(rèn)为是(shì)暗物质(zhì)存在的迄今为止(zhǐ)最好的理(lǐ)论证据(jù)。

除此之外，还(hái)有来自宇宙(zhòu)当中(zhōng)最(zuì)古老的光。从宇宙(zhòu)大爆炸开始，38万(wàn)年之后，可见光终于可(kě)以畅通(tōng)无阻地穿(chuān)越(yuè)在宇宙当中了(le)。经过了130多(duō)亿年之(zhī)后，这些(xiē)光在宇宙空间背景上留下了各(gè)相同性的(de)微(wēi)波辐射。其中红(hóng)色的部分(fēn)表示温度(dù)较高(gāo)的区域(yù)，蓝色则(zé)表示相对(duì)较冷(lěng)的区域，但实际上它们(men)之(zhī)间的温差只有万分之一(yī)。

科(kē)学家们通过对前(qián)景背(bèi)景分(fēn)离后(hòu)的(de)二值图像进行连通(tōng)域提取和标记之后发现(xiàn)，如果(guǒ)宇宙当(dāng)中(zhōng)没有暗物质，图形看起(qǐ)来不(bù)应该(gāi)是这(zhè)样的，而随着暗物质的增加，一些峰(fēng)值的幅度(dù)会减(jiǎn)小，才变得看起来“和(hé)谐”。为了匹配(pèi)宇宙微波(bō)背景辐射(shè)的测量值，我们需要的暗物质大约是普通物质的5倍。这个(gè)数字与解释星系(xì)当中恒星(xīng)运动所需要的暗物质(zhì)比例(lì)是一致的。这(zhè)就意味着。

用了一个(gè)简单的理(lǐ)论框架(jià)，就很好(hǎo)地解释(shì)了(le)很多不(bù)同的观(guān)测结果。而暗物质的本质就是宇宙当(dāng)中存在着某种类型的粒子(zi)，它们不参与任何(hé)其(qí)他的电磁作用(yòng)，只通过引(yǐn)力来相互作用。所以如(rú)果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到了暗(àn)物质存在的实际证据(jù)。这种(zhǒng)粒(lì)子到(dào)底是什么(me)？科学家们已(yǐ)经提出(chū)了(le)数十种的假想目标，而(ér)要寻(xún)找这些(xiē)不(bù)同的(de)目标粒子所需要的(de)实验方式也不相同。在过去(qù)的几(jǐ)十(shí)年当(dāng)中，人类为了寻(xún)找这些看(kàn)不见、摸不(bù)到(dào)，几乎不会与常规物(wù)质相互作用(yòng)的“暗物质”，科学家们已经(jīng)进行了超(chāo)过(guò)50次的实(shí)验，却没(méi)有任何实(shí)质性的发现，除了(le)一个地方，意大利的格兰萨(sà)索山，隶属于阿尔卑斯山脉。

在山(shān)下(xià)1400米处的地下矿井(jǐng)当(dāng)中，藏着地球上最大的(de)地学实验室，这个实验室叫(jiào)“DAMA/LIBRA”。这(zhè)里有一(yī)个三层楼高的(de)探测器(qì)，一直致力于寻找暗物质(zhì)粒子的周期性震(zhèn)荡(dàng)。

自1997年(nián)以来，这(zhè)里的(de)科学家声称观测到了某(mǒu)种信号。经过了20多年的数据收集，人们发现了一个有趣的(de)事情。探(tàn)测率(lǜ)会在每(měi)年的6月份达到(dào)峰值，然(rán)后在11月(yuè)降(jiàng)到最(zuì)低，而且在20年当中每年都是(shì)一样。一些科学(xué)家认为这可能是(shì)人(rén)类发现暗物质的第一个(gè)直接(jiē)证据。

但是为什(shén)么(me)暗物质会产生周期(qī)性的年度信(xìn)号呢？刚才我们(men)讲了(le)太(tài)阳(yáng)系正(zhèng)在以220公里/秒(miǎo)的速度(dù)围绕着银河系进行(xíng)移动，那么如果暗物质存在宇(yǔ)宙当中，这意味着我们(men)也在以这样的速(sù)度在穿越着暗物质流(liú)，这个过程(chéng)中会产生相应的振(zhèn)荡，同时地球又以30公里/秒的速(sù)度围绕太阳进行旋转。所(suǒ)以有半(bàn)年(nián)的(de)时间，地(dì)球围绕太阳的(de)方(fāng)向与(yǔ)太阳环绕银河系的方向是一(yī)致(zhì)的，而(ér)另(lìng)外半年则(zé)与之相(xiāng)反。

而(ér)在6月(yuè)份的时候(hòu)，地球与太(tài)阳的方向正好达到完全一致，这是理论上地球(qiú)穿(chuān)越暗(àn)物质(zhì)流(liú)最快(kuài)的时段(duàn)。而在11月份(fèn)，又恰好(hǎo)达到了(le)最(zuì)慢值。尽管(guǎn)在(zài)实际的(de)情况中，太(tài)阳系相对银河系的平面呈现了(le)60度的(de)倾斜(xié)，但是这并不(bù)影(yǐng)响这个理论的有效性。

因此科学家认为(wèi)这可以用来(lái)解释，研究人(rén)员们所(suǒ)观测到的(de)周期性(xìng)信号。当然也可(kě)能有其他的情况(kuàng)，造成这种年度(dù)周期(qī)信号(hào)的(de)差异也可能是温度、湿度(dù)、土壤中的水(shuǐ)分、高(gāo)山上的积雪，甚至连意大利游客的数量(liàng)也(yě)符合这个周期的规律。

所以，科(kē)学家们又(yòu)在南半(bàn)球(qiú)建立(lì)了一个(gè)几乎相(xiāng)同(tóng)的实验(yàn)室(shì)，这里的季节与之(zhī)前的实(shí)验室正(zhèng)好相反，而在这里，地球穿过暗物质(zhì)流(liú)的运动特征和第(dì)一(yī)个实验室是一样(yàng)的(de)。

因此，如果在这里(lǐ)可以得(dé)到(dào)相同的信号，就可以(yǐ)成为暗物质所(suǒ)存在的非常有力的证据了。但是由于(yú)这个实验室刚(gāng)刚建成不久，所以截至目前(qián)还(hái)无(wú)法提(tí)供相应的数(shù)据支持。另外，在2025年(nián)，NASA将会发射(shè)一台新(xīn)的望远镜，这台(tái)太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的主(zhǔ)镜大小跟哈勃(bó)望远(yuǎn)镜相同，但(dàn)它(tā)的宽视场仪器(qì)提供的视(shì)野(yě)是哈勃红外仪器的100倍。南希(xī)格雷(léi)斯罗曼太空望远镜其中一(yī)个(gè)关键的用途(tú)就是(shì)探(tàn)索(suǒ)暗物质(zhì)背后的奥秘，对于探测的结果，我们只(zhǐ)能(néng)拭目以待了。费米实(shí)验(yàn)室粒子天体物理中(zhōng)心的科(kē)学家丹琥珀和贾森斯特芬研究(jiū)发现，如果(guǒ)暗物(wù)质(zhì)存在，它(tā)们极有可能拥有另(lìng)一(yī)种(zhǒng)神秘的(de)效应，这种(zhǒng)暗(àn)物质效应，会支(zhī)持宇宙当中生命的(de)诞(dàn)生，或者说(shuō)是生命(mìng)进化的一个(gè)重要因素。

如果(guǒ)这一理论(lùn)得(dé)到进一步(bù)的(de)证实，那么遍布(bù)宇(yǔ)宙(zhòu)当中的暗物质会不会(huì)意味着人类(lèi)并不孤单呢？或许在宇(yǔ)宙当中某(mǒu)个角落的行星(xīng)上(shàng)，暗物(wù)质正在通过这(zhè)样(yàng)的效应创造生命。当然，这些推论的大前提是要先(xiān)找到(dào)暗物质存在的实际证据。那(nà)么小伙伴(bàn)们，你们觉得暗物质到底存不存在(zài)呢？喜欢请点(diǎn)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 华大基因是国企吗