科學無止境

想知道暗物質存不存在，首先就來簡單瞭解一下什麼是暗物質。

簡而言之，暗物質就是一種比電子和光子還要小的物質，不帶任何的電荷，也不會與電子發生干擾，正因為此，我們也很難觀測到暗物質。但是暗物質卻是宇宙中重要的組成部分，雖然暗物質的密度很小很小，但是密佈整個宇宙，所以暗物質的總質量是很大的，根據現代的宇宙天文觀測和宇宙大膨脹理論表明:宇宙中我們能夠看到的物質只佔了不到5%的質量，而看不見的暗物質，佔據了超過了95%的質量。

1937年，天文學家扎維奇發現，大型星系團中的星系具有極高的運動速度，然而星系的運行速度卻遠遠超出了萬有引力公式計算得出的結果，這表明了除了人類已知的星系團核心物質對該星系的引力之外，還應該存在其它的引力。在此基礎之上，科學家進一步提出，還有一種不能被觀測到的物質存在，並且將其命名為暗物質。

星系中直接可見的物質產生的引力，遠遠不足以將各個星系聚攏在一起，如果用標準的物理定律來計算引力的話，學術界就需要引入暗物質這種物質來解釋那一部分額外的力。而擁有當今世界上最靈敏的暗物質探測儀器的科學團隊報告稱，他們沒有能夠找到這種粒子，長時間的一無所獲對物理學家此前提出的理論帶來了巨大的挑戰。

自從上個世紀80年代以來，科學家已經普遍接受了暗物質的存在，因為這一理論可以很好解釋為什麼星系在高速運轉的過程中還能夠保持完整而不是像一盤散沙四散開來。人類花費了幾十年的時間建造驗證理論的先進實驗儀器，但是所有的努力卻沒有帶來什麼大的進展，對於那些一開始就認為暗物質根本就不存在的少數科學家而言，暗物質遲遲不能被發現對於他們來說倒是很受鼓舞，但是絕大多數的科學家堅信，暗物質一定存在，只不過找尋的過程可能會異常艱辛。

鏡像宇宙

當然存在了，至少在目前天體物理的理論體系中是存在的。根據斯隆數字巡天（SDSS）的結果，科學家測量了的星系之間暗物質細絲，但是它們太模糊了。為了糾正這一點，科學家從斯隆數字巡天的第12次數據釋放產生的南北CMASS星系目錄中獲取了一部分數據。從這一批數據中，他們又挑出了數對星系，並且關注它們之間的空間，其中就存在暗物質。

隨後，天文學家將普朗克衛星獲得的熱數據疊加在一起，以加強在星系間由SZ效應產生的信號。SDSS斯隆數字巡天星系巡天給宇宙的大尺度結構一個大致的形狀，也繪製出了暗物質的可能分佈。普朗克觀測計劃則在一個更好的精度下給出了全天的氣體壓力圖。我們把這些數據集成起來，就可以用於探測宇宙網中的低密度氣體以及暗物質，至少理論上是可行。

此外，到目前為止，科學家疊加了260000對星系數據時，總疊加的星系超過一百萬對。最終，這天文學家提出了暗物質絲狀存在的強有力證據，儘管他們的測量數據有一點不同。這些絲狀氣體的密度是周圍太空密度的3倍，也有的團隊發現數值相當於6倍平均密度。這說明探測到宇宙網中的低密度氣體數據可能與暗物質有關，而且另一個團隊幾乎使用了相同的方法得到非常相似的結果。或許暗物質的發現已經不遠，它能回答一些關於宇宙誕生的奧秘。

太空伊卡洛斯

尋找暗物質已經成為許多物理學家畢生的追求，照理說在我們身邊就有暗物質，但現在還沒有任何確定性的證據說明暗物質存在。而好玩的是，一項新研究倒是發現了一個遙遠的星系中不存在暗物質。

暗物質（dark matter）這個名稱，就是因為科學家覺得這種東西躲在暗處怎麼也找不到而提出來的。根據對宇宙的觀測，許多天體及它們組成的星系都在高速運動，需要有強大的引力，才能避免這些星系分崩離析。但是已觀測到的天體的質量無法提供這麼大的引力，科學家就提出還有一種我們用現有手段怎麼也探測不到的物質存在。我們不知其名，強名曰“暗物質”。

按目前的觀測數據計算，宇宙中的暗物質數量應該比我們日常接觸的常規物質要多得多，可能佔到宇宙總量中的85%。比如我們所在的銀河系，暗物質的量可能是常規物質的30倍，而在有的矮星系，暗物質可能是常規物質的400倍。

這麼多的暗物質，照說應該在身邊隨手就能撈到一把。但目前的各種觀測手段就是找不到它，許多科學家都在為此想辦法，比如著名的華人諾貝爾獎得主丁肇中，就把他領導研製的暗物質探測器送上了國際空間站。中國在2015年發射了一顆暗物質探測衛星“悟空”，前一陣有消息說“悟空”發現了一些疑似信號，但離確鑿證據還差得遠。真要能探測到暗物質，至少是一個諾貝爾獎，一個還不一定兜得住。

好玩的是，在大家拼命尋找暗物質的過程中，美國耶魯大學的一個團隊卻報告說，發現在一個遙遠的星系中不存在暗物質。他們在新一期英國《自然》雜誌上發表的論文說，有一個代號為NGC1052–DF2的星系，分析了該星系內部10個亮星團的運動，結果發現由此推論出的該星系的總質量基本上與可見恆星的質量一樣。也就是說，這裡不需要暗物質，就能解釋天體的運動。

這對於暗物質探索領域是一個大震盪。過去的理論都認為，暗物質是到處都有的，只是我們還探索不到它。而這個新發現則說明，在宇宙中有的地方是不需要暗物質這種假設的。所以相關的宇宙理論有可能需要修正，暗物質還真是一個捉摸不透的存在。

黃作夢

暗物質必須存在，而且我國的悟空衛星，也疑似觀察到了暗物質粒子湮滅的跡象。

暗物質最初只是一個抽象的概念，代表人類暫時無法探測到的某種神秘物理量，但卻表現出了引力效應。雖然，提出這個概念時，還沒有人知道它到底是啥，雖然起名叫物質，但它肯定和我們常規的物質完全不同，只不過找不到更好的名詞，暫時用這名而已。

圖示：暗物質分佈圖。

可觀測宇宙中，只有4%是普通物質，剩下的96%都是暗物質和暗能量，所以它當然是存在的。1977年，宇宙物理學家們，正式將暗物質概念化，他們用暗物質來解釋為什麼星系旋轉，以及星系中的恆星為什麼會粘在一起，而不是向各個方向飛散。的確有飛進飛出星系的高速恆星，但它們的數量很少。

圖示：暗物質將用於解釋為什麼星系旋轉以及為什麼它們粘在一起

圖示：暗物質探測粒子衛星（悟空）

2017年，中國科學院公佈，暗物質粒子探測衛星悟空，在太空中觀察到一處異常的宇宙射線高能波動，這樣的波動，此前從未被人類觀察到過，它很可能與暗物質相關。因為，一些理論與此，暗物質會也可以分解為宇宙射線，尤其是電子和正電子對。

2018年12月最新新聞，一位科學家可能已經破解暗物質的秘密。

牛津大學James Farnes（法恩斯）博士提出最新猜想，暗能量和暗物質可以被統一在一起，雖然暗物質提供引力讓星系穩定存在，同時暗能量提供斥力，讓宇宙膨脹，讓星系彼此間遠離。但是，它們是一體的兩面，他的論文發表在《天文學和天體物理學》期刊上，在論文中他說“我們現在認為

法恩斯博士的猜想提供了暗物質暈行為的第一個正確預測。大多數星系旋轉如此迅速，它們應該撕裂自己，而它們還能維持穩定，需要暗物質維持其穩定性。而當使用新假說進行計算機模擬時，得到的結果竟然和現代射電望遠鏡觀測推斷出的結果一樣。

這也許說明，該假說是正確的。

三思逍遙

要回答題主的問題，就要先來了解下什麼是暗物質。

暗物質，顧名思義，與明物質不一樣，所謂明，就是看得見，那暗物質簡單點來講，就是看不見，躲在暗處的物質。

聽起來簡單粗鄙？實際上科學界也面臨著如何定義暗物質這一難題，尤其是我們對暗物質知之甚少，所以暗物質至今並沒有明確的定義。

目前科學界通行的做法是用一些特性來指明暗物質的特徵，如看不見摸不著，不發光不發熱，也不參與電磁作用等，但它又確確實實是存在的。

一頭霧水有沒有？既然暗物質看不見摸不著，那人類又怎麼說它是存在的呢？原來，20世紀的時候，科學家們發現，宇宙正在不斷膨脹，而且其中有一個叫宇宙微波背景輻射的東西，並由此推算出了宇宙的年齡、能量密度和膨脹速度等，可是在這個過程中，科學家發現，如果僅有現在人類觀測到的粒子，宇宙是無法進化成現在的樣子的，因此就推斷，宇宙中還存在一種人類沒發現或者說看不見摸不著的粒子，並給這類粒子取了個名字，就叫暗物質。

不僅如此，科學家們還發現，人類目前觀測到的物質僅僅佔宇宙物質的5%，剩下的95%則是我們不瞭解的暗物質和暗能量，它們才是宇宙的主宰者。

也正是因此，探索暗物質成為幾代科學家魂牽夢繞的事，暗物質也被稱為了物理學天空上的一朵烏雲。

理解了暗物質是什麼東西，再來看題主的問題，這個人類看不見摸不著的暗物質真的存在嗎？

實際上，就在今天，朋友圈就被相關的消息正刷屏著。根據媒體報道，北京時間11月30日凌晨，我國首顆暗物質粒子探測衛星悟空發佈了最新成果，根據過去530天的探測，悟空採集了大約28億顆高能宇宙攝像，其中包含有150萬顆25GeV以上的電子宇宙射線，尤其令科學家們興奮地是，悟空還在1.4.TeV處發現了異常的能譜精細結構。而這被認為是新粒子，甚至是暗物質粒子存在的證據。

當然，值得注意的是，截至目前，上述所說的悟空的新發現，都還只是“蛛絲馬跡”，並不意味著就一定發現了暗物質。

事實上，目前世界上有多個國家的多個科學團隊都在找尋暗物質的痕跡，即使是中國，除了2015年發射的悟空衛星外，也還有入地尋找的上海交通大學的PandaX實驗組，他們希望通過尋找暗物質栗子與核子碰撞產生的信號來證明暗物質的存在。國際上，則有美國的費米大天區望遠鏡、電子對望遠鏡等，此外還有通過舉行對撞機對撞的探測方法等，但是，如此大規模、長時段的投入，並沒有獲得實質性的進展，30年的暗物質探索之旅如今看來依然缺乏實質性的成果。

留白說

暗物質真存在嗎？

施鬱（復旦大學物理學系教授）

暗物質是指宇宙中這樣的物質，它們通過引力效應顯示出存在，但是在其它方面則沒有跡象。 它們在宇宙大尺度機構的形成中扮演了重要角色。

暗物質的存在具有非常有力的證據。 證據首先來自漩渦星系的旋轉曲線。 旋渦星系中有一個平盤，其中的恆星作閉合軌道運動。 將這些恆星的速度作為它們到星系中心距離而作的曲線就是旋轉曲線。這個曲線的行為表明，星系中的質量比發光物質的質量大。這就表明存在暗物質。在其他星系和星系團中，也有暗物質存在的證據。

至於暗能量，是驅動宇宙加速膨脹的力量。因為物質產生的萬有引力都是吸引作用，所以宇宙的膨脹照理要逐步減速。但是，近年來天文觀測發現，宇宙的膨脹是在加速！這就需要一種排斥作用，使得宇宙加速膨脹，這就叫暗能量。

關於暗物質和暗能量都由很多理論提出來。 比如暗物質方面，根據它們的運動速度是否遠小於光速，可以將它們分為冷暗物質和熱暗物質。後者的一個例子就是中微子。但是，中微子質量太小，不可能是唯一的暗物質。在冷暗物質模型中，暗物質粒子叫有質量的弱相互作用粒子（WIMP）。這個模型很好揭示了宇宙大尺度結構的形成。也有其它的暗物質模型，比如溫暗物質、強相互作用暗物質、排斥作用暗物質、模糊暗物質、衰變暗物質、大質量黑洞。從粒子物理提供的候選者來說，還有軸子、超對稱粒子等等理論預測的但實驗上還未被發現的粒子。

暗能量方面，也有很多理論。有人認為是真空的一種性質，叫做宇宙學常數，也有人認為引力的基本理論（廣義相對論）需要修改，也有各種關於暗能量的動力學模型，比如有一種叫做quentessence（精髓）。

這些都是在研究中的問題，還沒有定論。不排除將來有人用更有說服力的科學理論取代它們，但是要能夠更好地揭示觀測現象。

物理文化與施鬱世界線

暗物質當然存在了！

說起暗物質，還要從宇宙大爆炸理論說起。科學家現在已經比較認可宇宙大爆炸理論。但是在當時該理論剛剛提出的時候，其面臨的最嚴重一個問題就是，大爆炸之後的宇宙，單單靠萬有引力和電磁力等等根本無法將很多物質聚合成一個個的天體。所以科學家就提出應該存在一種物質，它們只負責提供引力來使得很多物質可以能夠在萬有引力和電磁力的作用下形成天體。

但是，為什麼人類直到現在仍然無法觀察到暗物質呢？這主要是由於暗物質與中微子非常像。中微子個頭小（只有電子大小的百萬分之一不到）、不帶電、可自由穿過地球，同時還幾乎不與其它物質相互作用。同時，與中微子相比，暗物質還喜歡安靜，因此它不會像中微子一樣高調的以光速穿行。因此，人類就非常難以觀察到它的行蹤！

地震博士

暗物質和暗能量是不一樣的東西哦，雖然聽起來差不多，可是它們在宇宙中所佔的比重、自身的性質、可觀測效應都是非常不一樣的。不過根據相對論，質量跟能量實際上同一種東西的不同形式，因此暗物質和暗能量屬於同一個類別。但是，要回答你的問題還是需要分為暗物質和暗能量兩個方面來回答。

對於暗物質，這是一種佔宇宙所有物質、能量大約25%的東西。之所以稱呼它為“暗物質”，原因是現在大家還不能知道它到底是什麼，因為它幾乎不與其他物質發生相互作用。而我們知道，如果一個物體不參與電磁相互作用，那麼我們就看不到它。如果一個粒子不與其他粒子發生相互作用，那麼我們就沒法探測到它。暗物質就是這樣一種神奇的存在。既然探測不到，那憑什麼認為它存在呢？原來啊，暗物質也不是什麼相互作用都不參與，它參與引力相互作用。簡單來說，我們觀測星系繞其中心的轉動曲線，可以反推出星系的質量分佈。但是實驗得到的結果證明星系的質量比用射電望遠鏡、光學望遠鏡和其他探測手段估算得到的質量要大得多。要解釋這部分多餘的質量，迫使人們引入“暗物質”作為替罪羔羊。當然你可以猜測是我們的引力理論出了問題，也確實有不少數不相信暗物質存在的物理學家在通過修改引力理論來解釋星系旋轉曲線。不過如果接受暗物質存在，那麼對於暗物質的組成，也有許多不同的觀點，比較流行的是認為暗物質由超對稱粒子中最輕的粒子組成，或者由黑洞組成。

至於佔宇宙總質量70%左右的暗能量，則不同於暗物質，它是基於觀測發現宇宙在加速膨脹而提出的。因為如果宇宙中以一般物質為主的話，宇宙在引力的作用下應該是收縮的。但是觀測發現宇宙在加速膨脹，因此就提出了能夠給宇宙提供“負壓強”的暗能量宇宙學模型。

因此，對於你的問題，暗物質和暗能量是否存在，目前還沒有一個十分肯定的答案。只能說主流的觀點認為，都存在。

作家張軒中

暗物質最早是由天文學家卡普坦在1922年提出的，當時他通過星系的運動推斷出了星體間有一種人類目前還看不見的物質存在，這就是暗物質最早的由來，遺憾的是人類目前為止仍然沒有找到暗物質的確切存在。

1933年天體物理學家茲威基通過光譜紅移發現了星系外圍恆星的運動速度竟然比星系中心恆星的運動速度還要快，按理來來說星系外圍的恆星是不可能以如此高度速度運行的，因為外圍恆星受到星系核心的引力本來就小，高速運動的話就會被甩出去。

但觀測到的事實就是如此，這就說明星系內核星系外一定有一個看不見的引力源，正是這個引力源讓外圍恆星告訴運動的同時不會被甩出去，這種看不見的引力源現象就是暗物質的存在的證明，科學家估計暗物質的質量至少是星系的上百倍，暗物質就像黏膠一樣牢牢的把星系和星系團聚攏在一起。

科學界基於觀測到的事實承認了暗物質的存在，但卻遲遲沒有找到暗物質的真身，世界各國都花了大力氣去尋找暗物質的存在，我國的“悟空”號暗物質探測衛星自2015年升空以來就一直在尋找暗物質粒子，但目前仍然一無所獲。

科學家們通過對宇宙大尺度天體的判斷，已經能夠分析出暗物質的分佈範圍，相信在不遠的將來一定可以發現暗物質的真身。

宇宙探索未解之迷

正所謂“引力不夠，暗物質來湊”。

暗物質是天文物理學家根據宇宙大爆炸理論發現，如果宇宙在大爆炸之後要聚合成現在這個模樣，那光靠現有物質提供的引力是遠遠不夠的。

所以物理學家認為宇宙中應該存在大量的某種物質，它們只負責提供引力，不負責其它任何事情，也不和其它物質發生關係。

暗物質並不“暗“，並不會吸收光線，而是“透明”的。如果暗物質穿過我們的地球，對地球也沒有影響。

暗物質一開始是因為理論和觀測不符而提出來的，後來科學家發現了很多暗物質存在的間接證據，但我們到目前並沒有明確發現暗物質。

暗物質剛提出來時，其實在科學界也是有很大爭議的。如果理論和觀測不符，就可以想出某種東西，來“強行”使之符合，似乎也有點違背科學精神。

這樣的話，直接想像出一個“鬼魂”也行啊！

當然，隨著各種證據越來越多，現在爭議也少了很多。但離真正“發現”暗物質，我們還需要時間。

關鍵字: 暗物質 天文 物理