【神秘的暗物質它為何看不見？】
首先我喜歡從字面意思來理解，不過這個翻譯來的天文名詞頗為易解。可以理解為黑暗的物質，這裡指的黑暗不是普通的顏色黑暗，而是不輻射任何光子，不參與電磁作用的現象。
暗物質由來的歷史
暗物質的假說有著悠久的歷史。最早出現在1884年的一次講話中，第一代開爾文男爵威廉·湯姆森根據他觀測到的數據表明，根據圍繞銀河系中心運行的恆星速度散度，他估計了銀河系中暗物質的數量。第一代開爾文男爵威廉·湯姆森根據他觀測到的繞銀核旋轉的恆星速度散度，估計了銀河系中的暗物質數量,並通過使用這些測量數據，他又估計了星系的質量，他所確定的該星系的質量與可見恆星的質量不同。開爾文男爵由此得出結論：“我們的許多恆星，也許是絕大多數恆星，都可能是暗體。”1906年，儒勒·昂利·龐加萊在《銀河與氣體理論》一書中用“暗物質”或法語中的“matière obscure”來討論開爾文的著作。
提出暗物質存在最為經典的就是星系自轉問題，這一問題講述的是根據牛頓萬有引力定律，從星系核心向外，物質的速度應該會變得越來越慢，但是實際觀測的結果卻反而不一樣。速度沒有變慢，而是幾乎以同樣的速度呈現出來。因此推測一定有某種能量在影響它們，因此提出了暗物質的存在。
圖片為一般星系的自轉曲線：預測值（A）和觀測值（B）。
暗物質的存在可以解釋為何在半徑較大時速度幾乎不變。圖：PhilHibbs
暗物質簡述概括
暗物質是一種假設的物質形式，被認為佔宇宙中物質的85%，約佔其總能量密度的四分之一。大多數暗物質本質上被認為是非重子的物質，可能由一些尚未發現的亞原子粒子組成。它的存在影響了整個宇宙結構，在各種天體物理觀測中，我們發現包括引力透鏡效應在內的很多現象都與其有關。由於這個原因，大多數專家認為暗物質在宇宙中無處不在，並且對其結構和進化產生了強烈的影響。
圖片為從引力透鏡產生的效應，
星系團CL0024+17內部被發現存在有一個暗物質圈，
在這張哈勃太空望遠鏡像片裡以藍色顯示出來。圖：NASA, ESA, M.J. Jee and H. Ford (Johns Hopkins University)
暗物質這個名稱指的它似乎不與可觀測的電磁輻射（如光）相互作用，因此在整個電磁波譜中是不可見的（或“暗的”），因此使用通常的天文設備對暗物質進行檢測是非常困難的。
暗物質存在的主要證據是：計算表明，如果許多星系不包含大量看不見的物質，那麼它們就會飛散而不是旋轉，或者它們就不會形成或移動（我們就不會看見我們今天看見的星系結構）。宇宙學的標準Lambda-CDM模型指出，宇宙的總質量和能量中，包含4.9%的普通物質和能量，26.8%的暗物質和68.3%的未知形式的能量，即暗能量。因此，暗物質佔總質量的84.5%，而暗能量加上暗物質佔總質量-能量含量的95.1%。
圖片為現在與早期的宇宙質能分佈餅圖，圖：NASA, Modified by User:老陳
暗物質還沒有被直接觀察到，它幾乎不與普通重子物質和輻射相互作用。暗物質的主要候選物是一些尚未被發現的新型基本粒子，特別是
大質量弱相互作用粒子(WIMPs)或大質量引力相互作用粒子(GIMPs)。根據其速度（更準確地說是，其自由流動長度）將暗物質分為冷、溫和熱。目前的模型有利於冷暗物質的情況下，其中的結構會出現逐漸積累的粒子。儘管暗物質的存在被科學界普遍接受，但是一些天體物理學家被某些不符合暗物質理論的觀測所吸引，他們主張對廣義相對論的標準定律進行各種修改，例如修正牛頓動力學（MOND）、TeVeS或引力的熵力假說（entropic gravity）。這些模型試圖解釋所有的觀測，而不調用補充的非重子物質。
1.WJ百科
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編輯用時：2018年09月09日-2018年09月10日
審核用時：
最後更新：2018年12月19日星期三
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