看不見的世界“暗世界”

當陽光灑下大地，光芒耀眼。我們以為我們看見的東西，就是世界的全部，但其實，這只是冰山一角，在世間，在宇宙存在很多我們看不見的物質，我們叫它暗物質。暗物質雖然不可見，但卻佔據了宇宙全部總質量的百分之八十五，可想而知她對宇宙的影響，對地球以及人類的影響。

最早提出“暗物質”可能存在的是天文學家卡普坦（Jacobus Kapteyn），他於1922年提出可以通過星體系統的運動間接推斷出星體周圍可能存在的不可見物質 。 1933年，天體物理學家茲威基（Fritz Zwicky）利用光譜紅移測量了后髮座星系團中各個星系相對於星系團的運動速度。 利用位力定理，他發現星系團中星系的速度彌散度太高，僅靠星系團中可見星系的質量產生的引力是無法將其束縛在星系團內的，因此星系團中應該存在大量的暗物質，其質量為可見星系的至少百倍以上。 不過這一概念突破性的結論在當時未能引起學術界的重視。

1939年，天文學家巴布科克（Horace W. Babcock）通過研究仙女座大星雲的光譜研究， 顯示星系外圍的區域中星體的旋轉運動速度遠比通過開普勒定律預期的要大，對應於較大的質光比。這暗示著該星系中可能存在大量的暗物質。1940年奧爾特對星系NGC3115外圍區域星體運動速度的研究，指出其總質光比可達約250 。1959年凱恩（F. D. Kahn）和沃特（L. Woltjer）研究了彼此吸引的仙女座大星雲和銀河系之間的相對運動 ，通過相互它們靠近的速度和彼此間的距離，推論出我們人類所處的本星系團中的暗物質比可見物質的質量約大十倍。

暗物質存在的一個重要證據來自1970年魯賓（Vera Rubin）和福特（Kent Ford）對仙女座大星雲中星體旋轉速度的研究 。利用高精度的光譜測量技術，他們可以探測到遠離星系核區域的外圍星體繞星系旋轉速度和距離的關係。按照牛頓萬有引力定律，如果星系的質量主要集中在星系核區的可見星體上，星系外圍的星體的速度將隨著距離而減小。但觀測結果表明在相當大的範圍內星系外圍的星體的速度是恆定的。這意味著星系中可能有大量的不可見物質並不僅僅分佈在星系核心區，且其質量遠大於發光星體的質量總和。

暗物質存在這一理論已逐漸被天文學和宇宙學界廣泛認可。根據已有的觀測數據綜合分析，暗物質的主要成分不應該是目前已知的任何微觀基本粒子。當今的粒子物理學正在通過各種手段努力探索暗物質粒子屬性。

雖然至今還沒有直接探測到暗物質的存在，對暗物質的組成物質也是一無所知，但是經過這麼多年的努力，科學家們早已確定暗物質的存在並且推論出了一些暗物質所具有的的屬性。1.暗物質具有質量，因為它參與引力之間的相互作用；（2）暗物質應是高度穩定的，由於在宇宙結構形成的不同階段都存在暗物質的證據，暗物質應該在宇宙年齡（百億年）時間尺度上是穩定的。

（3）暗物質基本不參與電磁相互作用，暗物質與光子的相互作用必須非常弱，以至於暗物質基本不發光；暗物質也基本不參與強相互作用，否則原初核合成的過程將會受到擾動，輕元素丰度將發生改變，將導致與當前的觀測結果不一致。

（4）通過計算機模擬宇宙大尺度結構形成得知，暗物質的運動速度應該是遠低於光速，即“冷暗物質”，否則我們的宇宙無法在引力作用下形成目前觀測到的大尺度結構。

知道這些屬性有什麼毛用呢，好吧其實並沒有多大毛用，除了知道它並不屬於我們已知的基本粒子之外，還能讓我們發現其他一些其他未知粒子時對它說：“嘿，你不是暗物質。”當然我們也不是毫無建樹，已經找出了一些暗物質的“候選人。”

弱相互作用有質量粒子（WIMP）是被最廣泛討論的暗物質候選者之一，它是指質量和相互作用強度在電弱標度附近的某種穩定粒子，通過熱退耦機制獲得目前已知的剩餘丰度。WIMP應該基本是電中性和色中性的，因此不直接參與電磁和強相互作用。中微子也不參與強相互作用和電磁相互作用，但由於其在宇宙中以接近光速運動，屬於“熱暗物質”，不足以作為構成暗物質的主要成分。

另一個暗物質候選者是軸子（axion），一種非常輕的中性粒子，它與強相互作用中電荷共軛-宇稱反演聯合對稱性破缺相聯繫。軸子間通過極微小的力相互作用，由此它無法與背景輻射處於熱平衡狀態，因此不會通過熱退耦獲得剩餘丰度，但可以通過真空態的破缺成為冷暗物質。

雖然人們已經對暗物質作了許多天文觀測，其組成成分至今仍未能全然瞭解。早期暗物質的理論重在一些隱藏起來的常規物質星體，例如：黑洞、中子星、衰老的白矮星、褐矮星等。這些星體一般歸類為大質量緻密天體（MAssive Compact Halo Objects，MACHOs）。一般認為，難以探測的重子物質以及一些氣體）確實貢獻了部分的暗物質效應，但證據指出這類的物質只佔了其中一小部分 。而其餘的部分稱作“非重子暗物質”。

此外，星系轉速曲線、引力透鏡、宇宙結構形成、重子在星系團中的比例以及星系團丰度（結合獨立得到的重子密度證據）等觀測數據也指出宇宙中85%-90%的質量不參與電磁作用。這類“非重子暗物質”一般猜測是由一種或多種不同於常規物質（電子、質子、中子、中微子等）的基本粒子所構成。

既然宇宙存在這這麼多我們看不見的物質，那麼就有可能存在我們看不到的生命，即使他就在你眼前，如果有一天我們“開了天眼”，一定會發現一個新的世界，而我們一直尋找的“同伴”可能就在你的身邊，而且既然暗物質存在，那暗世界就有可能存在，那一天如果來到，不要被嚇到，因為我們的世界並沒有改變，改變的只是我們自己。