暗物质到目前为止并没有发现，而是科学家为解释特定的现象而推测出来的物质。由于这种物质我们没有发现，一直存在于理论中，所以科学家称之为暗物质。当然，我们可以借鉴之前的经验来理解它。

　　暗物质最早存在的依据是来源于星系团的速度弥补，星系的旋转速度曲线，再到后来观测到的引力透镜。科学家们发现，这些现象仅仅用普通的物质观无法解释，通俗的说就是普通的物质无法提供这么大的引力来维持星系或者恒星的速度。举个例子，太阳系所有行星都绕着太阳跑，距离太阳越远，公转速度越慢。

　　首先，暗物质跟普通的物质一样，并不是无处不在的，它们分布在宇宙中特定的位置，目前还没有找到暗物质的分布规律，但是通过目前的观测资料显示，暗物质既存在于星系团周围，也存在于看起来什么都没有的空间中。

　　人类生存的银河系周围确定分布着暗物质，因为通过观测得到银河系周围的恒星，不管距离远近，都以大概一直的速度在公转。但是银河系中心提供的引力是由近及远的，也就是说离银河系较远的恒星是由暗物质的引力提供了部分维持速度的引力。

　　目前为止，能够确定的是，暗物质占整个宇宙物质成分的26.8%，普通物质占4.9%，另外就是暗能量为68.3%。

　　如果我们现在已经完全搞清楚了暗物质是什么，那暗物质可能就不叫做暗物质了，而是有了具体的名字。之所以它会被叫做暗物质，就是因为我们还没有完全搞清楚它到底是什么东西。那人类是如何发现暗物质的呢？暗物质又有什么特点呢？我们接下来分两份来仔细讲一讲。

　　早在1930年代就有科学家在观测星系周围恒星时，发现这些恒星跑得特别快。当然，我们也知道速度是相对的，这个“快”究竟是快的呢？

　　简单来说，就是按照理论计算，我们可以得到一个恒星相对于星系质心的运动速度，可实际上一观测就发现，这个速度不符合理论，要快出很多。其实科学家最喜欢看到这种情况了，因此有异常就意味着有机会搞出新理论。不过，当时发现这个现象的两位都是大神，手头上都有更重要的研究要搞，就放弃了这个研究。

　　这个问题同样发生在银河系，就拿太阳来说，理论计算值得到的是太阳速度是160km/s，而实际上测到的速度却是220km/s。

　　但是我们要知道，科学家的计算方式是通过牛顿理论。牛顿理论已经被证明是极其精准的理论，经受住了很多考验，大概率上是不会出问题的，但也不是观测错了。因此，有可能是存在着什么因素我们没有考虑进去。

　　科学家通过计算发现，如果要让恒星这样高速运动，还需要额外5倍左右的引力。所以，科学家就解释了存在一种东西叫做：暗物质。它参与引力作用，提供了额外的引力。而且暗物质的总量大概是已知物质总量的5倍之多。

　　但是，你可能要说了，感觉就是凭空想象出来的一个东西，它真的存在么?

　　实际上，科学家不仅仅是想象，还真的就去仔细观测了。无论是间接观测还是直接观测在近些年来已经有很多了。包括我们国家的悟空探测器也是专门用观测暗物质的。在未来，各国也都在计划增加暗物质观测的相关项目，这是目前非常前沿的科学研究。（下图中就是通过引力透镜效应观测到的暗物质的踪迹，图中用蓝色标出的就是暗物质。）

　　基于目前的观测结果来看，我们基本上可以确定暗物质是存在的。但是还没有办法确定暗物质的具体性质。

　　之所以很难确定暗物质的具体性质，主要原因就是暗物质太奇葩了。在自然界中，存在着四种作用力，分别是引力，强相互作用，弱相互作用和电磁相互作用。

　　其中强相互作用的强度是最强的，电磁相互作用其次。然后是弱相互作用第三，引力最弱。我们在观测天体时，通常使用的是电磁相互作用。说白了，就是天体发出的光子来到地球，被我们捕获到，而光子就是参与到电磁相互作用当中的。

　　而暗物质是不参与强相互作用和电磁相互作用的，因此，我们根本无法通过常规手段观测到它。它可能只参与弱相互作用和引力。而弱相互作用和引力是很弱很弱的，其次弱相互作用的发生概率极其低。所以，我们才会很难感知到的暗物质的存在。

　　按照目前的主流理论，也即是冷暗物质模型。科学家认为暗物质是均匀分布在整个宇宙空间的，包围者我们的星系。其中“冷”说的其实是暗物质只是极其缓慢的移动。也就是说，由于暗物质这样的特性，即使它现在正在穿过你的身体，你也压根感觉不到。

　　以上这些，就是目前对于暗物质的一些看法，但是如果你非要问暗物质到底是什么，其实科学家是没办法回答你的。而且它大概率是由我们未知的物质粒子构成的，也就是说，构成它的粒子并不在目前的粒子物理学标准模型当中。

　　这也是为什么，现在各国都在想尽各种办法去研究暗物质的原因。因为对于暗物质的了解很有可能会引发物理学理论的革命。而每一次物理学理论的革命都会带来巨大的科学技术的革命。

　　暗物质到现在为止还只是一种理论上可能存在的物质。

　　它主要是指理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质，它可能是宇宙物质的主要组成部分，但又不属于构成可见天体的任何一种目前已知的物质。

　　1922年，天文学家卡普坦提出可以通过星体系统的运动间接推断出星体周围可能存在的不可见物质。经过几十年科学家的不断摸索，截止到1980年代，出现了一大批支持暗物质存在的新观测数据，包括观测背景星系团时的引力透镜效应，星系和星团中炽热气体的温度分布，以及宇宙微波背景辐射的各向异性等。暗物质存在这一理论已逐渐被天文学和宇宙学界广泛认可，比如有些星系外围的区域中星体的旋转运动速度远比通过开普勒定律预期的要大，对应于较大的质光比。那么肯定是有物质在参与作用，科学家就认定它为暗物质。

　　根据已有的观测数据综合分析，暗物质的主要成分不应该是目前已知的任何微观基本粒子。

　　到目前为止，暗物质还没有被直接探测到，当今的粒子物理学正在通过各种手段努力探索暗物质粒子属性。

　　暗物质主要具备这样的一些特征：

　　1、暗物质不参与电磁相互作用以及强相互作用，参与弱相互作用与引力相互作用，这导致暗物质质量大小无法确定，也不发光，而且很难观测到。

　　2、若把星系看成宇宙物质的基本单元，那么星系的分布状况就是宇宙结构的表现。暗物质的运动速度应该是远低于光速，否则我们的宇宙无法在引力作用下形成目前观测到的大尺度结构，因为高于光速的话，那么宇宙是不会存在光的。

　　3、从宇宙诞生，暗物质就已经存在。

　　目前高能物理学家采用的探测手段可以分为三类：一是探测暗物质粒子直接与探测器中的物质发生相互作用，称为“直接探测”；二是寻找宇宙中暗物质自身衰变或湮灭产生普通物质的信号，称为“间接探测”，三是探寻粒子对撞机中人为产生的暗物质粒子，称为“加速器探测”。

　　一旦真正发现了暗物质，那么毫无疑问诺奖在手。

　　暗物质的发现：

　　1933年，加州理工大学的瑞士天文学家茨威基在研究星系团时发现了奇怪的现象：星系相对于星系团中心的运动速度似乎太快了。星系团是星系的集合体，可以包含数百个明亮的星系，这些星系由共同的引力场束缚。茨威基的同事史密斯用当时世界上最好的望远镜收集了星系团中成员星系的速度。利用引力理论，天文学家可以通过星系的运动速度推断星系团的总质量，星系的运动速度越快，说明束缚它们的引力场越强大，也就意味着星系团的总质量越大。周所周知，物体做圆周运动需要圆心提供向心力，天体围绕另外一个天体运动，是由万有引力提供的向心力。引力越大，转速就越大。根据万有引力公式不难看出，星系团中，距离中心的星系所受引力越大，应该转速速度更快，才不致于被黑洞吞噬。而远离星系团中心的星系所受引力小，转速就该更慢。

　　如像太阳系，水星公转周期为88天，金星为224天，地球为365天，依次到木星4332天等等。公转周期越短，不考虑转动半径以及引力大小，说明太阳系转动符合万有引力规律。而茨威基通过星系速度推断出星系团质量显得太大了些，要比星系的质量多出几百倍。茨威基很快将星系团中隐藏的质量命名为“暗物质”。由以上观测，必须补充暗物质这样的概念，才能很好解释观测现象。

　　暗能量的发现：

　　由哈勃发现了星系团红移，是由光的多普勒效应和时空膨胀效应一起产生的。远离我们的恒星发出的光的光谱会向红色的一端移动，这个现象是由哈勃证实的。1929年，E.P.哈勃发现河外星系视向退行速度v与距离d成正比，即v=Hd。换言之，就是星系团在加速远离我们。科学家把这一现象补充为暗能量。

　　总结：星系团内支撑星系运动是引力和暗物质；更大尺度的星系团之间支撑的运动是暗能量。

　　暗物质不与物质发生任何碰撞和反应，基本是穿越而过，所有目前还没有被发现。只是为了满足上述两个观察到的天体物理现象的补充。根据计算，暗物质是宇宙物质的5～6倍，如此一算，每升空间应该有5×10的22次方克。

　　暗物质行为非常像幽灵般的中微子，粒子间的各种弱相互作用都会产生中微子，如核反应堆发电(核裂变)、太阳发光(核聚变)、天然放射性(β衰变)、超新星爆发、宇宙射线等等。所以宇宙中充斥着大量的中微子，大部分为宇宙大爆炸的残留。通过中微子振荡现象间接证实了中微子是有质量的。宇宙中物质与暗物质的不对称很有可能是由中微子造成。

　　目前认为暗物质和正常物质构成了我们所说的物质，而正常物质只占了宇宙总质能的4.6%，暗物质23%，剩下的暗能量72%！也就是说暗物质占了总物质的83-85%，正常物质只有15-17%，大约是正常物质的5倍。这个数字怎么来的呢？下文会详细说。

　　暗物质你也可以理解为一种概念或者理论，因为暗物质的提出本来就是为了解释大尺度结构形成的问题。也被归为宇宙学标准模型中的一小部分！下面我们就说下，我们怎样发现暗物质存在呢？为什么要提出这个补充理论？以及上面的5倍比例是怎么来的。

　　我们先看看太阳系，我们可以把所有的岩石行星、气态巨行星、小行星、卫星、彗星以及整个柯伊伯带的小零碎都加起来，把它们和太阳进行比较（太阳是太阳系中唯一发光天体）。毫无疑问，太阳占太阳系总质量的99.8%。而剩下的0.2%，木星自己一个就占了0.1%，相当于除了自己和太阳以外所有天体质量总和！意思就是有恒星在其他物体都轻如鸿毛，不值一提！这是我们对太阳系的普查！

　　当然，星系中不是每颗恒星都和太阳一样，还有许多更大更亮，占大多数更小更暗的恒星。

　　然后对我们夜空中所有可见的恒星进行普查，在平均所有恒星发出的光和所有恒星的质量后，我们会发现太阳比银河系中所有恒星的平均光度要低很多！ 所以最大、最亮、最蓝的恒星主宰着星系的光度，通过这些测量，我们可以为正常恒星主宰的星系构建一个质光比。结果证明，每相差一个太阳质量，整个星系的亮度大约增加太阳的三倍。

　　所以当我们看宇宙中的星系时，它包含了数十万到数百万亿颗恒星，如果我们测量整个星系发出的光度，我们就能知道有多少质量以恒星的形式存在。这只是一个天文学的基础。

　　我们还有另外一种方法测算整个星系的质量，那就是引力定律。无论你看到的是一个螺旋星系，还是成千上万个星系组成的星系团，如果我们能测量这些星系运动的速度，根据引力和质量之间的关系，我们也能算出一个星系的总质量。

　　在一个简单而理想的宇宙里，如果我们的理论是正确的，这两种测量方法，一个来自星光，另一个来自引力，应该会给我们一个相同的数值，不相等至少也是相近吧。

　　但事实的情况，你应该已经很清楚了，两个数字相差甚远。

　　无论我们测算一个大小与银河系相当的星系，还是测算一个由数百甚至数千星系组成的巨大星系团，引力给出的结果，都远远超过了恒星所能解释的质量。那么相差了多少？一个巨大的比例：50倍。听起来不大啊，别急看下面解释！

　　我知道，你现在满脑子的疑惑？你光算了恒星，才差了50倍，这有什么奇怪的？有本事把看不见不发光的所有物质都加进去！

　　你考虑的很对，确实没问题！除了发光的恒星，星系中应该充满了行星和岩石，还应该有星际气体、尘埃、等离子体、死亡的恒星、黑洞，以及几乎任何我们能想象到的由质子、中子和电子组成的物质。

　　所以我们试着把所有不同的质子、中子和电子的来源加起来，然后和我们看到的总质量进行比较。结果依旧令人震惊。

　　我们通过对星系团进行大量的x光观测，确定总质量中有多少是以恒星、气体、尘埃以及其他已知物质(由质子、中子和电子组成)的形式存在的。每次的观测都得到了非常一致结果，观测到的数字在总质量的13-17%之间，但不会超过这个比例。

　　当然，这个观测结果比只计算恒星的质量多出5到7倍。但仍然不足以解释星系的总质量！这个结果已经很清楚的说明了，星系中有我们不知道的东西。这就是暗物质问题的来源！

　　再科学家往后所作了每一次不同的测量都支持这一结果：总质量的15-17%是有质子、中子和电子组成的正常物质(从此被称为重子)。但是非重子暗物质大约占总质量的83-85%，这样算下来就是正常重子物质的5倍了。

　　对于星系团来说，这个结果不仅可以通过单个星系的旋转速度和x光辐射得到证实，还可以通过引力透镜效应(上图)和引力红移(下图)得到证实。

　　物质的总量无法用单独的重子量做出解释。更重要的是，在星系中暗物质比恒星或气体分布的更加广泛，形成了一个巨大的暗物质晕。看下图：就举个简单粒子，银河系半径5万光年，暗物质晕能延伸100万光年！现在理解什么叫巨大的暗物质晕！

　　告诉我们宇宙中物质总量的不只是星系团本身，而且星系团也不是关于重子总量信息的唯一来源。

　　我们可以通过测量大爆炸后原子核合成轻元素的丰度来知道重子的总数。同样，我们得到的物质总量大约是重子总量的六倍。

　　我们可以测量和模拟宇宙的大尺度结构，我们再次发现模拟结果要与观测结果达成一致的话，唯一方法就是往模拟结构离加5倍的暗物质！

　　在模拟框架内，我们可以用各种不同的量来检验这个数字。举几个例子：重子声振荡、两点相关函数和物质功率谱中的丝状阻尼都指向这幅宇宙结构图，这幅结构图的暗物质与重子物质之比约为5:1。

　　当然，还有一个我们最最熟悉的。

　　宇宙微波背景辐射的温度波动模式，或者宇宙大爆炸的残余辐射。这些微开尔文波动的规模和大小让我们能够仅仅根据物理定律来确定重子物质和暗物质的数量。再一次，我们发现宇宙中暗物质的总质量比重子物质的总质量为：5：1。

　　所以，每一项对暗物质敏感的测量都表明，它就在那里，等着我们去发现。

　　其实从“暗物质”三个字就能看出来，目前人类对暗物质的了解几乎为零，所以才会用“暗”字，说白了，就是我们不知道是什么物质，索性起名为暗物质。除了暗物质，对暗能量的定义同样如此！

　　那么，暗物质是如何发现的呢？

　　简单说一下。天文学家们在观察星系边缘的恒星运动时，发现恒星的运动有些反常！一般情况下，越是远离星系中心的天体运动速度越慢，天文学家可以根据相关参数计算出天体的运动速度！

　　不过实际观察到的速度远远超过计算出来的天体运动速度，这意味着这些天体早就应该飞离星系被甩出去了，但事实上并没有，它们仍旧稳定地运行在星系边缘！

　　这说明一定有额外的引力在起作用，这些引力拉拽着天体让它们更快速地运动，但天文学家们并不知道到底是什么物质产生的额外引力，干脆就命名为“暗物质”！

　　天文学家还计算出，暗物质比我们所见到的普通物质多得多，是普通物质数量的5倍左右，也就是说，暗物质才是宇宙的“主人”！不过由于暗物质只能以引力的方式与我们互动，我们很难对暗物质有更多更详细的研究！

　　全息=能量十信息。

　　暗物质是人们嘴上发现了！暗物质具体从什么人嘴里先发现的，不得而知。暗物质实际上就是“招鬼幡”！现在全世各个“地沟”里的家伙们全爬出来，把自己的“鬼话”瞎编一通，搞得地球“臭气熏天”！

　　暗物质最初是一些人，用万有引力公式，建立星系动力模型时，感觉星系质量不够，每个星系应该再增加4倍的质量，这个力学模型才够。实际上，星系中每个星球之间都存在引力，整个星系形成一个引力联系，或连接的“完全网”。如果不进行简化处理，动力学模型根本就没法建起来，太复杂了！但是，做简化处理很可能就出现“星系少质量”问题。另外，宇宙中各星球之间距离、星球的相对速度，这些数据非常不精确！也没法精确！更别说星球质量的估计了。所以说，人们推测宇宙存在暗物质，基本就是胡猜而已！

　　就算你胡猜有暗物质，起马你在逻辑上要说的过去吧。你一定要“编”好物质间的信息流吧！动不动就是什么博士、教授、还诺贝尔什么的，狗屁！编谎言逻辑上漏洞百出！

　　这些骗子说，暗物质只有质量及其引力效应，即可增加时空的“粘稠度”，让星球可聚集成星系；但没有电磁相互作用，不放出光子等玻色子。这实际上，绝了暗物质被探测到的路子。这成了没逻辑的“单边信息”流。暗物质通过所谓的引力效应，“显示”其存在，但它不发射光子，人们没法探测到。前一段时间，中国一团队通过“悟空”卫星测到了一个宇宙射线异常的尖峰，然后，就宣布说发现暗物质了。这宇什么线异常？那是电磁相互作用，与你那暗物质有关吗？有关，则说明暗物质有电磁相互作用；有电磁相互作用，咋能是新型物质呢？与正常物质有屁的区别！纯粹是“癞蛤蟆放鞭炮---响臭屁”！

　　所以说，你这什么暗物质就是“悖论玩意”，根本就没法探测！只要有谁说，他测到什么暗物质，人们就会问你测到了暗物质与我们明物质(测量系统)相互作用什么信息呀？拿出来看看吧？我测到了宇宙射线尖峰，测到了中微子流，测到了与锗原子相互作用的中微子流；这不还是电磁和弱相互作用吗，弱电还是统一的，你还是绕不过有电磁相互作用，你那中微子流信息，对不起，还得转化为电磁或光子信使。其实，如果暗物质存在强、弱相互作用，那一定存在电磁相互作用！你这暗物质，还是普通物质，没法暗！

　　如果你非要狡辩说存在什么暗物质，没有电磁相互作用的暗物质，这暗物质只能是没法与我们正常物质联系、没法相互转化的孤立存在，而且非常像鬼的存在，只能“声称”其存在，永远别想探测到！

　　所以说，暗物质怎么可能发现呢！

　　暗物质就是物的中心，物能源储存库，因为其无质高能所以才称其为暗物质，无质按玄学来说就是有，极，也就是无法测其质。

　　目前并没有直接的证据表明暗物质的存在，因为我们根本就看不见它，它是在理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质可能是宇宙物质的主要组成部分，但又不属于构成可见天体的任何一种已知的物质。

　　虽然没有暗物质存在的直接证明，但是科学家在研究一些天文现象中，发现了一些不同寻常的现象，而这些现象间接地表明，宇宙中可能存在一种我们人类无法直接探测到的物质，并且这类物质占据着宇宙全部内容的27%！

　　瑞典天文学家弗利茨·兹维基，在1933年，他想用两种方法来测量某一个星系集团的质量，这样的星系团靠引力集合在一起。

　　首先他根据星系内的旋转速度来估计质量，这就像计算圆周运动的向心力一样，这里的向心力由星系内部的引力提供，而引力由星系所包含物质的总质量提供。

　　然后他又根据整个星系所发出的光线估计了这个星系集团的总质量（发出光的亮度取决于星系的内容大小）。

　　他发现第一种方法得出的值比第二种的要大得多，也就是说，可见物质的数量远不足以产生能够维持星系团凝聚旋转的引力，如果这个星系团的质量只有看到的这么多，那么这个星系团旋转速度就不会像测量到的那么快！弗利茨·兹维基由此判断，有一种新的不发出任何光的未知物质在产生一个引力场，提暗中提供了一部分引力，因此这种物质被命名为暗物质。

　　还有一种更为直观的观测方法，能够间接的证明暗物质的存在，那就是引力透镜，这是探测暗物质最引人注目的技术之一。

　　大量的物质（可见物质或者暗物质）会产生强烈的引力场，这会使其周围的空间弯曲变形，会修改路过光线的轨迹。如图所示，当光线路过太阳周围时，光线会沿着这个变形空间的曲率走，这就导致了我们看的的这个光源，偏离了它的实际位置，它原本的位置是处于太阳背后的。

　　在宇宙空间中，大量的暗物质堆积，也会发生这样的效应，而且我们实际上也观察到了这种现象！

　　如上图所示，两个配备望眼镜的人正在观察位于一团暗物质后面的星系，这团暗物质就像一块“透镜”，来自星系的光线会在经过暗物质团的附近时弯曲，对于观测者来说，在二维平面上，这个星系的位置发生了移动，观测者因此看到了多个图像，而不是单个独立的图像。

　　而在三维空间里，光线并不是像上图那样仅仅是上下移动，而是在所有方向上移动。

　　暗物质团是不发光的，虽然拥有引力透镜效应的存在，但不影响发光星系的光线从其中间穿过，所以我们还是能够看到中间最亮部分的星系，那也是它本来所在的位置。

　　上图是哈勃望远镜所拍摄到的图像周围形成的不完整的环，如果当星系，暗物质团和观察者在同一条直线上并且完美对齐，那将会看到一个完整的圆圈。

　　这样的图像间接的表明了，在观察者和该星系之间存在着我们无法直接探测到的重大质量的物质，也就是暗物质。

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