有人说过：“洞察宇宙的身世，是人类智慧的骄傲。”但我想他说这话时，恐怕没把宇宙间最大一股势力考虑进去——这就是暗物质和暗能量。今天我们先说说神秘的暗物质。
暗物质的前世今生
1884年，开尔文勋爵在一次演讲中提到，根据观测到的绕星系中心旋转的恒星的速度，需要估算一下银河系中“暗的星体”，他有此估算了银河系的质量，并指出，这个质量大于可见恒星的质量之和。
1906年，庞加勒在《银河系与气体理论》中讨论开尔文的工作时，首次使用了“暗物质”这一说法。
原来，是两位大科学家联袂推出了“暗物质”这一概念。
后来，包括奥尔特在内的一帮天文学家都有类似的推论，但受限于当时的技术手段，很多研究后来被证明是错误的。
20世纪70年代，大美女科学家薇拉·鲁宾和福特、弗里曼一起做了非常细致的工作，他们使用最新的光谱仪，以更高的精度测量了螺旋星系边缘的速度。1980年，鲁宾和福特发表了一篇革命性的论文，他们指出，大多数星系里的暗物质是可见物质的6倍。（一直到现在，这个数字还是对的）在这之后，暗物质成为天文学中一个重大的未解之谜！
20世纪80年代的一系列观测结果支持了暗物质的存在，比如，引力透镜效应、星系碰撞以及宇宙微波背景辐射的各向不均匀性。
暗物质找到了吗？
根据以上推断我们可以说有十足的证据证明暗物质确实存在。
这算已经找到暗物质了吗？
对化学家们来说，只要发现了新元素的光谱，即使没看到新元素的真容，也可以算找到新元素了。但这是基于一点：新元素还是我们所熟悉的物质，即参与电磁相互作用的物质。而暗物质和我们熟悉的物质一点也不一样，它们参与引力相互作用，却不参与电磁相互作用，因此我们无法通过光线或电磁波看到它们的真身。
暗物质究竟是什么呢？
最早认为暗物质是一些我们熟悉的不发光物质，比如黑洞、中子星（自转轴不扫过我们）、黑矮星等。这些星体被称为大质量致密晕天体（MACHOs），现在的研究表明，MACHOs对星系的旋转等暗物质效应确有贡献，但比例微乎其微。
看来，暗物质主要由我们不熟悉的“非重子暗物质”组成。
曾有人曾猜测暗物质由中微子组成，但中微子目前有没有质量还是一个问题，即使它真的有质量，可能也是极其微不足道的，根本无法对我们的星系有如此大的影响。
中微子有三种：电子中微子、μ子中微子和τ子中微子，有人设想可能存在第四种：惰性中微子，它不参加除引力以外的任何相互作用。
近年来，法国一座核反应堆附近的两个独立探测器发现了3%的反中微子丢失。2月，大亚湾核反应堆中微子实验团队发表论文：其中提到，他们收集到的反电子中微子的数量比理论预测低6%。
于是有人猜测，这些中微子丢失现象也许是因为它们转化为了惰性中微子。然而没多久就有人出来打脸了，8月，南极的冰立方中微子天文台宣布，未能在预期值域内找到幻想中的惰性中微子。也许，这种理论还需要进一步的验证吧。
也有人猜测暗物质是一种叫做“轴子 ”的物质，所谓“轴子 ”，是一种为了解释强CP问题（为什么量子色动力学似乎能保持CP对称性）而引入的假想粒子，它的质量只有电子的10的-11次方。
然而，根据最新的观测，如果轴子存在，也只能提供暗物质能量密度的1/6，现在基本上轴子也被排除了。
最有希望的暗物质候选者是大质量弱相互作用粒子 (WIMPs)，它与普通粒子相比质量较大，只通过弱核力和引力产生相互作用。
按照这样的理论，在宇宙形成早期，温度超级高，所有粒子都处于热平衡状态。暗物质粒子和它的反粒子对一边形成，另一边又互相湮灭，达到一种平衡。随着宇宙的膨胀和冷却，暗物质粒子的平均热能下降，最终不足以形成暗物质粒子-反粒子对。然而，暗物质粒子-反粒子对的湮灭将继续下去，暗物质粒子的数量密度将开始呈指数下降，一直到暗物质粒子的密度降到临界点以下，湮灭趋近于停止，留下目前我们能观测到的暗物质密度。
如何探测暗物质
根据探测的原则，可以把探测方式分为三类：直接法、间接法和对撞机。
先说间接法，这主要是寻找外层空间暗物质粒子自我湮灭或衰变的产物。我们相信，星系中心的暗物质应该最多，在那里，可能发生两个暗物质粒子湮灭以产生伽马射线或其他粒子。如果暗物质粒子不稳定，它还会衰变为现有标准模型里的其他粒子。
前面提到的南极的冰立方中微子天文台，PAMELA等都是间接法测量的例子。
不得不提及的是，我国的“悟空”号暗物质粒子探测卫星是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。
另一种思路是直接探测实验，它假设经过地球的暗物质粒子与原子核会发生相互作用，在这样的冲击下，原子核将以光或声子的形式发射能量，我们可以通过灵敏的装置探测到这种现象。为了有效地做到这一点，直接探测实验一般都被设置于地底深处，以减少来自宇宙射线的干扰。
还有一种思路: 既然寻找暗物质这么难，那我们就把它造出来。这就是在加速器里制造暗物质，比如欧洲的线性强子对撞机（LHC）可以将质子加速到接近光速，如此高速的质子束的碰撞会不会产生暗物质呢？
既然暗物质与正常物质之间的相互作用可以忽略不计，所以如果能检测到其他未知的质量或能量亏损，也可以作为创造出暗物质的证据之一。当然，对撞机的任何发现都必须得到间接法或直接法的证实。
说了这么多，既然对暗物质的搜索悬而未决，倒不如反过来看看是否可以通过其他方式去提出假说，理解星系旋转的问题。所以科学家们还有很长的路要走，才能揭示宇宙的真相。
小结一下：
1，暗物质是为了解释星系旋转速度而被提出的一种科学假说，已经有相当的证据表明暗物质是存在的。
2，暗物质本身就不是寻常物质，不是我们熟悉的参与电磁相互作用的物质，所以很难探测。如果人类很容易就找到暗物质，反倒不正常了。
3，我们对于暗物质究竟是一种什么样的物质仍然一无所知，只能提出理论，不断通过实验观测去排除并加以证实。
4，也有其他的理论（例如修改引力定律）可以解释这些现象，但目前为止，都不如暗物质足够令人信服。
5，科学家们正在用各种手段去寻找传说中的暗物质，也许在不久的将来就将见分晓。更大的可能是，暗物质究竟有没有倒不是最重要的，对暗物质的研究将使得我们对于宇宙的认知深化一大步！
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