暗物质本质上是看不见的，不能用望远镜观测到。粒子物理学家还没有通过实验发现暗物质。那么为什么大多数科学家和主流理论相信并支持宇宙我们的大部分质量是由暗物质组成的，而不是由恒星、行星和天空中所有其他可见物体组成的常规物质？要回答这个问题，我们需要了解暗物质能做什么，不能做什么，它潜伏在宇宙的什么地方，并认识到“黑暗”只是谜团的开始。

暗物质的故事从速度和引力开始。在整个宇宙中，我们看到物体在重力的影响下在轨道上运动，就像地球围绕太阳，太阳围绕银河系中心。使物体保持在轨道上所需的速度是质量和距离的函数。

例如，在太阳系年，地球以每秒30公里的速度运动，而最遥远的行星则以每秒数公里的速度缓慢移动。银河系非常大，所以太阳以每秒230公里的速度移动，尽管它距离银河系中心26700光年。然而，当我们离银河系中心较远时，恒星的轨道速度大致保持不变。为什么？

与太阳系不同，我们太阳系的质量是由太阳支配的，我们银河系的质量分布在数千光年内。当一个人离银河系中心更远时，围绕这个半径的恒星和气体的数量就会增加。这个额外的质量能解释星系中最遥远恒星的巨大速度吗？不完全是。在20世纪60年代，天文学家维拉·鲁宾测量了仙女座星系的轨道速度，距其核心7万光年。值得注意的是，尽管这一距离远超仙女座的大多数恒星和气体，但轨道速度仍在250公里/秒左右。

这种现象不是单个星系独有的。早在20世纪30年代，瑞士的美国天文学家弗里兹·扎维奇就发现星系团移动的速度比预期的要快得多。一种可能性是，许多不可见的物质延伸到恒星和气体之外，这些物质可能是暗物质。事实上，Zwicky，Rubin和几代天文学家已经证明宇宙中的暗物质比传统物质更多（至于暗能量，那是另一种物质）。值得注意的是，我们看不见或探测不到暗物质的能力提供了有关暗物质行为的线索。除了引力之外，暗物质与自身和常规物质之间的相互作用肯定很小。

否则我们会发现它会发光并与其他粒子相互作用。因为暗物质主要是靠引力相互作用的，所以它有一些奇怪的性质。太空中的热气体云可以通过光失去能量而降温。一种气体云，其大小和温度足以在自身引力作用下坍缩成恒星。相反，暗物质不会因为发光而失去能量。因此，尽管传统物质可以坍缩成稠密的物体，如恒星和行星，但暗物质仍然更为弥散，这就解释了一个明显的矛盾。尽管暗物质可能支配着宇宙的质量，但科学家认为我们的太阳系中没有太多的暗物质。

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文章来源：天狐定制

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