日子有黑夜與白晝，人生有高潮與低谷，而物質也有明與暗嗎？你知道暗物質嗎？

同樣，今天要說明的是則是，由光明到黑暗的物質——暗物質。

暗物質到底是什麼

暗物質（Dark matter），由字面意思就是看不見的物質。我們常說的可見物質、普通物質，通過反射光，熱或者電磁波等等都可以被觀測到，但是暗物質是無法用肉眼觀察或者用探測器來觀察的。

那麼既然看不見，那麼它真的存在嗎？

類似暗物質的物質，比如我們知道的黑洞，黑洞甚至能把光都吸入的黑暗天體，所以我們看不到它。

神秘的暗物質

同樣，暗物質也如黑洞一般，無法看見的物質。所以科學家卻只能通過它產生的引力效應證明它的存在，而完全無法直接的觀察到他們。

目前，暗物質是目前科學前沿的一個巨大謎團。

暗物質的提出

我們看看暗物質是如何提出來的呢？

首先，1922年，天文學家卡普坦（Jacobus Kapteyn）

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。他發現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。

暗物質的發現者--弗裡茨·茲威基

因此他認為星系團中應該存在大量的看不見的物質，而其質量為可見星系的至少百倍以上。

暗物質的性質

小編之前的文章寫過關於反物質的一篇文章，我們可以對比二者的區別以凸顯暗物質的性質。

1. 首先關於質量：暗物質參與引力相互作用，也有很大的質量。然而一個物質的反物質是無法跟正物質同時存在，會發生湮滅。

湮滅

2. 我們在看看穩定性： 暗物質是高度穩定的，暗物質在宇宙誕生的時候（約250億年前）直到現在，仍然是穩定維持著宇宙的秩序。

反觀反物質，比如在實驗室裡面，反物質一接觸容器壁便會瞬息湮滅，所以在正世界中是及其不穩定的存在。

3.電中性：帶電的暗物質粒子與正常物質通過電磁力有相互作用的可能性，但暗物質大部分是電中性。

4.佔質比：暗物質佔宇宙全部物質總質量的85%、佔宇宙總質能的26.8%，換句話說說，整個宇宙我們能看到的這個世界，僅僅在宇宙中佔總質量的15%。

暗物質的證據

既然是無法觀察並探測的黑暗物質，那我們又如何能找到他們並證明他們是存在的呢？當然通過引力透鏡理論值和實際值的差異、星系雲的碰撞情況分析也可以間接瞭解暗物質。

但是小編準備在這裡闡述更為直接的三大證據來說明暗物質的存在與否。

證據—--子彈團現象

科學家們觀測到的一個特殊星系團——子彈星系團，它是由兩個碰撞的星系團組成。

兩個星系團，碰撞後會產生了與正常物質碰撞的預測有所不同。

也就是說，在碰撞後的兩個星系——子彈星系團中存在兩個相互不重疊的引力中心，科學家得出：要麼重力作用於非局部，要麼有一些看不見的質量形式——暗物質。在通過對比觀察數據得出暗物質的結論。

所以子彈團現象為大暗物質提供最直接證據。

證據二--星系自轉的速度

當人們評估銀河系的質量，並且通過質量去計算銀河系的中心轉速的時候，發現理論的速度比觀察的速度快得多。

這說明除了看得見的正常有質量的物質以外，還存在看不見的物質——暗物質。

證據三——引力鏡像

光沿直線傳播，是一條公理，但是由於引力場的存在，光線將不再沿直線運動，光線將會變得更加彎曲，比如黑洞就是個這樣，光因為巨大的黑洞的引力被吸進去了，使得我們看不見黑洞。簡單說，這種使得光變得彎曲的效果，叫做——引力鏡像。

引力鏡像

在引力透鏡實驗觀測中，人們發現在某些區間沒有任何物質存在，然而光線在這些區域卻有很大的彎曲，這說明這些區間還存在看不見的物質——暗物質。

近期對暗物質的研究

下面我們看看最近科學家最新的對暗物質的研究與觀察。首先我們看看大名鼎鼎的哈夫望遠鏡的觀察成果。

哈勃望遠鏡的觀測

在上面的篇幅中，小編已經給大家介紹了引力鏡像。下面幾幅圖就是哈勃望遠鏡發現證明暗物質存在的“關鍵證據”的圖片。

暗物質雖然是看不見，但因為有質量，所以可以造成引力扭曲，美國宇航局的哈勃望遠鏡可以通過引力透鏡的效應來尋找這些質量。

暗物質造成的引力扭曲

在哈勃太空望遠鏡的幫助下，天文學家已經能夠通過觀察確定宇宙中有比我們所能看到的更多的質量，這些質量就是——暗物質的質量。

日本科學家發現暗物質粒子與介子行為類似

東京大學領導的物理學家小組發現暗物質可能沒那麼奇特，他們認為暗物質粒子就像是介子類粒子行為。

暗物質在星系中的分佈示意圖

過去的理論認為暗物質聚集在星系中央，最新理論認為暗物質可均勻分佈在星系內。左邊為過去的理論認為暗物質聚集在星系中央，最新理論認為暗物質可均勻分佈在星系內。

日本科學家繪製暗物質“立體地圖”

日本國立天文臺去年宣佈，日本國立天文臺和東京大學等機構的研究人員處理了並開始繪製基於重力透鏡效應的、迄今最大範圍和最高分辨率的暗物質“立體地圖”。地圖範圍為長80億光年、寬10億光年、高2.5億光年。

同時，東京大學的カブリ數物連攜宇宙研究機構也是小編所在物性研究所的旁邊，在千葉縣柏市，有興趣報考東京大學的同學，並且對宇宙有興趣的同學可以關注這個網站：

https://www.ipmu.jp/ja

日文原文：カブリ數物連攜宇宙研究機構（カブリすうぶつれんけいうちゅうけんきゅうきこう、英稱：Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe、略稱：Kavli IPMU）は、數學と物理學の連攜により宇宙の最も根源たる謎（暗黒物質など）の解明に挑む、東京大學総長室直屬の國際高等研究所であり、研究機関。

東京大學的カブリ數物連攜宇宙研究機構