宇(yǔ)宙是“人为制造(zào)”的？为何(hé)会存在(zài)科学无法解释(shì)的“暗物质”？暗物(wù)质又究竟是什(shén)么(me)？人类为了寻找(zhǎo)暗物(wù)质(zhì)存(cún)在的(de)证据(jù)，科(kē)学家(jiā)们在(zài)过(guò)去的几十年当(dāng)中进行了超过(guò)50次的长(zhǎng)期实验(yàn)，但是却没(méi)有发(fā)现(xià吴亦凡资产多少亿n)任何的(de)有效证据。除了(le)一个(gè)地(dì)方，在(zài)1687年出版的自然哲学数学(xué)原理一书(shū)中，埃萨(sà)克(kè)牛顿发表了万(wàn)有引力(lì)定律(lǜ)，它揭示(shì)了宇(yǔ)宙中天体运(yùn)动(dòng)的(de)规律(lǜ)。往后的几百年来，当天文学(xué)家们发现(xiàn)某些(xiē)天体运(yùn)行轨道出现异(yì)常，不(bù)符(fú)合万有引力定(dìng)律的时(shí)候，他们就会知(zhī)道，周围一定有未知的天体通过(guò)引力在摄(shè)动它的轨(guǐ)道(dào)。比如在1846年，奥本(běn)勒维耶(yé)就通过天王(wáng)星(xīng)运行轨(guǐ)道的异常，推算并且发现了海王星的存在(zài)。另外，哈(hā)雷彗星、冥王星的(de)发(fā)现都是应用万(wàn)有引(yǐn)力定律所取得(dé)重大(dà)天文(wén)成就的例(lì)子。但是这些发(fā)现都是在恒星系统的尺(chǐ)度当中(zhōng)，可当(dāng)我们(men)上升(shēng)到星系或(huò)者是星团的(de)尺(chǐ)度，事情就开始变(biàn)得诡(guǐ)异了。

1933年(nián)，瑞(ruì)士(shì)的物理学(xué)家弗里茨兹(zī)威基正在研究和测(cè)量后发(fā)星系(xì)团的质(zhì)量。这是一(yī)个由数(shù)千(qiān)个星系所(suǒ)组(zǔ)成的巨大星系团(tuán)，这些星系(xì)被引力束缚在(zài)一起(qǐ)。测量(liàng)星系团(tuán)的质量(liàng)一般(bān)会使(shǐ)用到两种方法，当(dāng)两种方法结(jié)果(guǒ)一致，就可以确定(dìng)其质量的(de)范围(wéi)。

第一种是获得其"光度学(xué)的(de)质量"，需要的数据是测量各个星系(xì)的光(guāng)度(dù)。

第二(èr)种是动力学质量的计(jì)算，是利用光谱红(hóng)移测量(liàng)星系团中的(de)各个星系相对于星(xīng)系(xì)团的运动速度。当测量结(jié)果(guǒ)出来之后，兹威(wēi)基彻底懵了，“动力学质(zhì)量(liàng)”竟然是“光度学质量”的400倍。这意味着，后发座星系团有99%的质量消失(shī)了，或者说这99%的质量并不(bù)以可见光的形式(shì)所存(cún)在，我们无(wú)法看到。最(zuì)诡(guǐ)异的(de)是，在(zài)测量速度(dù)的(de)过程(chéng)中，兹威基发现星系团中很多星系的速度比理论上要快得(dé)多(duō)，按照牛顿(dùn)的运动学定律，仅靠这(zhè)些可见星系的质量所产生的引力是无法(fǎ)将它们(men)束缚在星系团内的，它(tā)们早就应该(gāi)被(bèi)抛(pāo)出星系团之外了(le)，除(chú)非有(yǒu)一种神(shén)秘的力量(liàng)在起作用，这种力(lì)量来源于某种隐形的物质。

据此(cǐ)，兹维基提出了这样部分不可见的暗质，它(tā)不(bù)发散光(guāng)、吸光、反射光，但(dàn)是(shì)它们却占据着宇宙中绝大部分的质量(liàng)。只是当时的人(rén)们对(duì)这样的一种说法不(bù)屑一顾。

直到40年之(zhī)后，“暗物(wù)质”这个词才再一(yī)次(cì)出(chū)现。天文学家维拉鲁宾和肯特福(fú)特(tè)在观测仙女座星系中的恒(héng)星(xīng)运(yùn)动(dòng)。理(lǐ)论上来说，距(jù)离中心越远的恒星在其(qí)轨道(dào)上的运行(xíng)速度(dù)就(jiù)会(huì)越慢。但是他们观测的结果却(què)让人感到(dào)不可思议。

随着与中(zhōng)心(xīn)距(jù)离的增加，恒星(xīng)的旋转(zhuǎn)速度几乎(hū)保持不变。可(kě)是根据牛顿(dùn)的万有(yǒu)引力定律，在星系当中如果(guǒ)没有足够大的(de)质量来吸引它们，这些(xiē)外(wài)围的恒星早(zǎo)就被甩到宇宙当(dāng)中了。基于这种现象，科学(xué)家们会使用一种相对(duì)标准的方法来解释暗物质的存在，这种(zhǒng)方法(fǎ)就是(shì)测量(liàng)星系当中气体(tǐ)在X轴上距(jù)离星系(xì)中心的距离(lí)，以(yǐ)及在Y轴(zhóu)上气体的旋转速度(dù)。如果出现异常的结(jié)果(guǒ)，就认为是(shì)由暗物(wù)质的力量进(jìn)入其中。

于是科学家们通过射电望远镜测量了距离星系中心更远距离的氢元素，发(fā)现它们的旋转速度并不符合牛顿的力学定律(lǜ)。我们的太阳系(xì)也不例外，太阳(yáng)系(xì)位于(yú)银河(hé)系(xì)的第三悬臂之上，距(jù)离银河(hé)系中(zhōng)心2.6万光年，根据万有引力定律进行计算(suàn)，太阳(yáng)系的(de)运行速(sù)度(dù)应该是160千(qiān)米/秒，但实际上，太阳系(xì)正在以(yǐ)220千米/秒的速度围(wéi)绕银河系(xì)旋转，这个实(shí)际速度远远大于理论速度，那么产生以上这种(zhǒng)向心加速度(dù)的原因很可(kě)能就是存在(zài)着一(yī)种(zhǒng)我们看不到的(de)物质，是这些暗(àn)物(wù)质的引力(lì)效应将星(xīng)系聚集在(zài)了一起(qǐ)。

也是从(cóng)这时开始(shǐ)，越来越多的研(yán)究人员开始相(xiāng)信(xìn)暗物质(zhì)的(de)存(cún)在(zài)。科学家根据(jù)星系外恒星轨(guǐ)道的速(sù)度，估算在星系当中暗物(wù)质的质量占整个星系质量的85%。但是，暗物质并不是唯(wéi)一(yī)可以解释这个现象的(de)原因(yīn)。在一项新的(de)研究(jiū)当(dāng)中，科学家们发现，几乎没有引力效应的遥(yáo)远恒星(xīng)之间(jiān)，也(yě)会出现速度上的微小差异(yì)。另外，天(tiān)文学家还发现(xiàn)了一个反(fǎn)常(cháng)的星系，叫做Agc114905。这个星系距离地(dì)球大(dà)约(yuē)2.5亿(yì)光年，大小和(hé)银(yín)河(hé)系不多，但(dàn)是星系当中存在的(de)恒星数量却只有银河系的千分之一(yī)。

所(suǒ)以在理论上，该星系必须存(cún)在暗物质，否(fǒu)则就会分崩离析。但是科学(xué)家们使(shǐ)用最先进的望远(yuǎn)镜对其进行了(le)40个小时(shí)的详细测量(liàng)之后，发现星系中的恒星运动是(shì)可(kě)以(yǐ)用正常的物质和力学定律来解释的(de)。那么又(yòu)有人(rén)提(tí)出，也许该星系的暗物质，已经被附近的另一(yī)个大星(xīng)系剥离了。奇怪的(de)是(shì)，它的附近没有任何星系存在。造成这些现象的除了暗物质的假说之(zhī)外，另一(yī)种可能就(jiù)是人(rén)类对引力的理(lǐ)解还不(bù)够全面，引(yǐn)力(lì)很(hěn)可能在不同尺(chǐ)度空(kōng)间中的工作方式是不同的(de)，这意味(wèi)着在(zài)行星(xīng)系尺度中的(de)天体会沿着它们的(de)轨道，按照(zhào)我们所理解(jiě)的(de)方式(shì)运动(dòng)。但是上升到(dào)星系和星(xīng)团(tuán)的尺度，引(yǐn)力之间的相互(hù)作用则是不同的方式。对于在星(xīng)系团(tuán)之间的相互作用，科学家还引入了外部(bù)场效应(yīng)的概念(niàn)，指的是在数百万光年(nián)的(de)规模(mó)上(shàng)，巨大的质量之间会产生对(duì)彼此特殊的效果，这个理论叫做MOND蒙德理论。如果MOND蒙德理论成立，这意味(wèi)着我们需要对(duì)现在的物理定(dìng)律(lǜ)进行修(xiū)正，这些(xiē)发现也让(ràng)很多人认(rèn)为暗物质(zhì)假说理(lǐ)论就此终结。但是在宇宙(zhòu)当中还有关于暗物质(zhì)存在的其他的理论证据，这些(xiē)理论证据是蒙(méng)德理论所没法解释的(de)“引力(lì)透镜”。

径向(xiàng)距(jù)离为37亿光年的子弹(dàn)星(xīng)系团(tuán)，由两个(gè)碰撞(zhuàng)的星系团所(suǒ)组成，类(lèi)似这样的星(xīng)团，它们(men)大部(bù)分的(de)普(pǔ)通质(zhì)量都在星(xīng)系的气(qì)体当中。当(dāng)星团以1000万公里/小(xiǎo)时(shí)发(fā)生碰撞的时(shí)候，星际气体的相互作用就会(huì)导致温度的急剧升高(gāo)，速(sù)度(dù)大幅(fú)降低。所以在理论上(shàng)，在(zài)碰撞之后，子弹星(xīng)系团大部分的质量将位(wèi)于(yú)所有这(zhè)些气体(tǐ)所在的中间(jiān)区(qū)域。那么我们通过什么来验证(zhèng)它的质量区域到底是不(bù)是(shì)集(jí)中(zhōng)在中间呢(ne)？前不(bù)久，詹姆(mǔ)斯韦伯太空望(wàng)远镜传回了(le)宇宙当中第一张全彩的高(gāo)清照(zhào)片，在照片中我们可以明显(xiǎn)地(dì)看到很多(duō)星系似乎(hū)被(bèi)拉伸产生了巨大(dà)的形变。其实(shí)这些星系本身并不是真(zhēn)的被扭(niǔ)曲了，也不是韦伯望远镜出了什么问题(tí)，而是(shì)这样极遥(yáo)远的(de)天体(tǐ)和我们地(dì)球上(shàng)的观测者之(zhī)间。被一个质量超级巨(jù)大(dà)的天体(tǐ)遮挡(dǎng)，这个超大质量的东西(xī)的引力，会使身(shēn)后更(gèng)遥远星系的光都发生(shēng)了扭曲。这个(gè)现(xiàn)象就(jiù)是引力透镜效应。这个巨大的(de)天体可能是超大(dà)质(zhì)量的黑洞或者是暗物质(zhì)。

所以当人们对子弹星系团观测的(de)时候，发现(xiàn)它的大质量区(qū)域并不是在中间，而是在两(liǎng)侧。所以最好的(de)解释(shì)方(fāng)法(fǎ)就是(shì)当(dāng)星团发(fā)生全部的碰撞时，可被观测到的质量气体被卡(kǎ)在了中间，暗(àn)物(wù)质则直接通过了这个区域，并在两(liǎng)边(biān)形成了(le)引(yǐn)力透镜(jìng)。对子弹(dàn)星系团(tuán)的引力(lì)透镜研究(jiū)也(yě)被认为是暗(àn)物质(zhì)存在的(de)迄今(jīn)为(wèi)止最好的理(lǐ)论证据。

除此(cǐ)之(zhī)外，还有来自宇宙当中最古老(lǎo)的光。从宇宙大爆炸开始，38万年之后，可见光终于可以畅通(tōng)无阻地(dì)穿(chuān)越在宇宙当中了。经(jīng)过了130多亿年之后，这些(xiē)光在宇宙空间背(bèi)景(jǐng)上留下了各(gè)相同性的微波辐(fú)射。其中红色(sè)的(de)部分表(biǎo)示温度较(jiào)高(gāo)的区(qū)域，蓝(lán)色则表示相对较冷(lěng)的区域(yù)，但实际上它们之间的温差只有万(wàn)分之一(yī)。

科学家们(men)通过对前景(jǐng)背景分离后(hòu)的二(èr)值图像(xiàng)进行(xíng)连通域提取(qǔ)和标记之(zhī)后(hòu)发现，如果宇宙当中(zhōng)没(méi)有暗物质，图形(xíng)看(kàn)起来不应(yīng)该是这样的，而随着暗物(wù)质的增(zēng)加(jiā)，一些峰(fēng)值的幅度会减小(xiǎo)，才变得看起来“和谐”。为了(le)匹(pǐ)配宇宙微波背景辐射(shè)的测量(liàng)值(zhí)，我们需要的(de)暗物质(zhì)大(dà)约是普通物质(zhì)的5倍。这个(gè)数字(zì)与解释星系当中恒(héng)星运(yùn)动所需(xū)要(yào)的暗物质比例(lì)是一致的。这就意味(wèi)着(zhe)。

用了一个(gè)简单的理论框(kuāng)架，就很(hěn)好地解释了很多不(bù)同的观测结果。而暗物质的本质就是宇宙当中存在着某种类型的(de)粒子，它们不(bù)参与任何其(qí)他的电磁作用，只通过引力来相(xiāng)互作用(yòng)。所以如果能够找到这种粒子的存在，就相当于找到了暗物质存在的实际证据。这种粒子到底是什(shén)么？科学(xué)家们已经提出了数十种的假想目标，而要寻(xún)找(zhǎo)这些不同的目标(biāo)粒(lì)子所(suǒ)需要的实验(yàn)方式也(yě)不(bù)相(xiāng)同(tóng)。在过去的几十(shí)年当中(zhōng)，人类为了寻找这些看不见、摸(mō)不到，几乎不(bù)会与(yǔ)常(cháng)规物质相互作用(yòng)的“暗(àn)物(wù)质”，科(kē)学家们已经进行了超(chāo)过50次的实验，却(què)没有任何实质(zhì)性(xìng)的发(fā)现(xiàn)，除了一个地方(fāng)，意大利的格(gé)兰萨(sà)索山(shān)，隶属(shǔ)于阿尔(ěr)卑(bēi)斯山脉。

在山下1400米处的地(dì)下矿井(jǐng)当中(zhōng)，藏着(zhe)地球上最大的(de)地学实验室，这个(gè)实验(yàn)室叫“DAMA/LIBRA”。这里有一个三层楼(lóu)高的(de)探测器，一直(zhí)致力于(yú)寻找(zhǎo)暗(àn)物质粒子的周(zhōu)期性震(zhèn)荡。

自1997年以来，这(zhè)里的(de)科学家声称观测到(dào)了(le)某种(zhǒng)信(xìn)号。经过了20多年的(de)数据收(shōu)集，人们发(fā)现了一个有趣的事情。探测率会在(zài)每(měi)年的6月份达到峰(fēng)值(zhí)，然后在11月降到最低，而且(qiě)在20年当(dāng)中每年(nián)都是一(yī)样(yàng)。一些科学(xué)家认为这可能是人类发现暗物(wù)质的第一个直接证据。

但是为(wèi)什么暗物质会(huì)产生周(zhōu)期性的年(nián)度信号呢？刚才我们讲了太阳系正在以220公里/秒的速度(dù)围绕着(zhe)银河系进行移(yí)动，那么如果暗物质存(cún)在(zài)宇宙当中，这意味着我们也(yě)在以这样的速度在穿越着(zhe)暗物质流，这个(gè)过程中会产生相应的振荡(dàng)，同时地球(qiú)又以30公里/秒的速度围绕太阳进行旋转。所以有(yǒu)半年的时间(jiān)，地球围绕太阳的方(fāng)向与太阳(yáng)环绕银河系的方向是一致的，而另外半年则与之相反。

而在6月份的时(shí)候，地球与太(tài)阳的方向正好达(dá)到完(wán)全一致，这是理论上(shàng)地球穿越暗物质(zhì)流最快的(de)时段(duàn)。而在11月份，又恰好(hǎo)达(dá)到了最慢值。尽管在(zài)实际(jì)的情况中，太阳(yáng)系相对(duì)银河系的平面呈现(xiàn)了(le)60度的(de)倾(qīng)斜，但(dàn)是这并(bìng)不影响这个理论的有效性。

因此科学家认为这(zhè)可以用(yòng)来解释，研究人(rén)员们所观测到的周(zhōu)期性信号。当然也(yě)可能有其(qí)他的情况，造(zào)成这种(zhǒng)年度周(zhōu)期信号的差异也可能是温度、湿度(dù)、土(tǔ)壤中的吴亦凡资产多少亿水分、高山上的积雪，甚(shèn)至连意大(dà)利游客(kè)的数量也符(fú)合这个(gè)周期的(de)规律。

所以(yǐ)，科学家们又(yòu)在南半(bàn)球建立(lì)了(le)一个几乎相(xiāng)同的实验室(shì)，这里(lǐ)的季节与(yǔ)之前的实验室正好相反，而在这(zhè)里，地(dì)球穿(chuān)过暗物质流的运动特征(zhēng)和第一个实验(yàn)室是一样的。

因此，如果在这(zhè)里可(kě)以得到相(xiāng)同的信(xìn)号，就可以成为暗物质所(suǒ)存在的非常有(yǒu)力的证据了。但是由于这(zhè)个实(shí)验室刚刚建成不久，所以(yǐ)截至目前还无法提供相应的(de)数据支持。另外，在(zài)2025年，NASA将会发射一台新的望远镜，这台太空望远镜叫做“南希格雷斯罗曼”，它的(de)主镜(jìng)大小(xiǎo)跟哈(hā)勃望远镜(jìng)相同，但它(tā)的宽视场仪(yí)器提供的视野是哈勃(bó)红外仪(yí)器的100倍。南希格(gé)雷(léi)斯罗曼(màn)太空望远镜其中(zhōng)一个关键的用(yòng)途就是探索暗物质(zhì)背后的(de)奥(ào)秘，对于(yú)探测的结果，我们只能拭目以待了。费米实验室粒子天体物理中(zhōng)心的科(kē)学(xué)家(jiā)丹琥珀和贾森斯特芬研(yán)究发现，如果(guǒ)暗(àn)物质存在，它们极有可能拥有另一种神秘的效应(yīng)，这(zhè)种暗物质效应(yīng)，会支持宇(yǔ)宙当(dāng)中生命的诞生，或者说是生命进化(huà)的一个重要(yào)因素。

如果这一(yī)理论得到进(jìn)一步(bù)的证实，那么遍布宇宙当中的暗物质会不会意(yì)味(wèi)着人类并不孤单呢？或许在宇宙当中某(mǒu)个角落的行(xíng)星上(shàng)，暗物质正在通过这样的效应创造生命(mìng)。当然，这些(xiē)推论的大前提是(shì)要先(xiān)找(zhǎo)到暗物质(zhì)存在的实际证据。那(nà)么小(xiǎo)伙伴们，你们觉得暗物(wù)质到底存不存在呢？喜欢请点赞，你的(de)支持是我更新的(de)动力！

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