什么是暗物质

暗物质起源于一系列天文观测的理论解释，完整的暗物质问题由瑞士科学家弗里茨·兹维基（Fritz Zwicky）在1933年解释天文观测的一些新现象时提出。目前为止，暗物质存在的多个科学证据均由天文观测给出，例如，1939年，天文学家霍勒斯·W·巴布科克（Horace W.Babcock）通过研究仙女座大星云的光谱研究，得出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，这也暗示着该星系中可能存在大量不可观测到的物质。这里的一段暗物质至今尚未被直接探测到，科学家仅有间接证据，例如星系旋转曲线描述了漩涡星系中可见天体的环绕速度和其距离星系中心距离的关系。根据对漩涡星系中可见天体质量分布的观测以及万有引力定律的计算，靠外围的天体绕星系中心旋转的运动速度应当比靠中心的天体更慢。然而对大量漩涡星系旋转曲线的测量表明，外围天体的运行速度与内部天体近乎相同，远高于预期。这暗示这些星系中存在着质量巨大的不可见物质。

20世纪80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。“存在暗物质”这一理论已逐渐得到天文学和宇宙学界的广泛认可。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。(https://www.daowen.com)

根据暗物质假说，真正的宇宙组成可以概括为三个部分：正常物质、暗物质与暗能量。由此可见，我们对宇宙的了解还仅仅是冰山一角。虽然暗物质假说认为暗物质在宇宙中大量存在，但我们对此依旧知之甚少。为此，学者们发展了多种理论模型，给出了不同的暗物质候选者假说。当前暗物质主要候选者是运动速度远小于光速的冷暗物质。在很多新物理中都预言了标准模型之外可以作为冷暗物质候选者的粒子，其中弱相互作用大质量粒子和轴子等成为当前暗物质探测研究的主要对象。

2013年3月21日，欧洲普朗克宇宙探测器团队发布了其最新全宇宙微波背景图。图像表明，宇宙年龄比研究人员之前的推测稍微古老一些。这张宇宙的“婴儿照”将细微的温度变化镌刻在深空中。镌刻下的印记反映出宇宙在初始时期“泛起的涟漪”，这些“涟漪”形成了目前星系团和暗物质共同组成的无比庞大的宇宙网络。该团队推算，宇宙的年龄为137.98±0.37亿岁，由4.9%的普通物质、26.8%的暗物质和68.3%的暗能量组成。