看不见，摸不着的暗物质到底是什么？研究百余年有何意义？

2010年12月12日，中国首个极深地下“暗物质”实验室投入使用。说起暗物质，可以说是物理界最迷的物质了，因为它看不见摸不着，但为什么科学家们认为它一定存在呢？

宇宙暗物质

关于暗物质的存在，早在100年前的1922年天文学家卡普坦通过观察星体系统的运动的间接关系推断出这种物质的存在，这也是科学界第一次提出暗物质这个概念。随着科技的不断进步，却来越多的证据表明暗物质确实存在，而且宇宙中的暗物质含量是可见物质的5倍。

现代天文学认为，宇宙的物质可以分为我们可以观察到的可见物质和无法观察到的暗物质，与之相对应的还有能量和暗能量。1933年，天体物理学家兹威基发现，星系团中的速度弥散度太高，仅靠星系团中的可见星系的质量产生的引力，不足以产生足够的引力来束缚星团内的天体，因此推断出星系团中应该存在大量的暗物质，其质量可能是可见星系的数百倍。现如今的观测结果也证实了这点，银河系中心的超大质量黑洞质量只占银河系总质量的0.00045%，但它却带着整个银河系以230万公里/小时的速度在宇宙中飞奔，原因就是因为银河系中有大量的暗物质。

银河系

众所周知，黑洞是一种连光都可以全部吸收掉的天体，虽然看不见，但黑洞的存在还是可以从黑洞周围天体的异常运动轨迹来推测出黑洞的存在，而且天文学家们可以通过黑洞周围天体运动的参数或是遥远天体光线的弯曲程度测量出黑洞的大概质量。而暗物质则不同，人类目前对于暗物质的认知非常少，甚至可以说只是一种盲目的确信。

虽然对于暗物质的话题已经持续了百余年了，但遗憾的是，目前没有任何直接证据证明暗物质的存在。但科学家们通过对大型星系团的运动数据模型和宇宙微波背景辐射的数据，已经可以从理论上证明暗物质确实存在了，而且归纳了三个暗物质的特征。

宇宙微波背景辐射图

1??、暗物质是维系星系运行的重要物质，为星系运行提供足够的引力，所以暗物质的质量比科技暗物质要大得多。

2??、基于第一点可以推断出，宇宙中大部分物质都是暗物质，暗物质维系着宇宙的正常运行，因此推断出暗物质应该非常稳定。

3??、暗物质无法被观测到，因此推断暗物质不与光发生任何作用，因而现在物理学的理论和定律都在适用于暗物质。

那么暗物质看不见摸不到，我们研究它们有什么意义呢？

事实上这个问题本身就不对！研究暗物质是有意义的，而且很大。暗物质对于我们了解宇宙有着非常重要的意义，最典型的例子就是我们目前的宇宙模型就是基于暗物质的理论上的，而且暗物质占全宇宙总质量的占了总物质的83-85%,可以说是无处不在，我们现在看不到它们更多的是因为我们的科技技术不到位，就像当年人类认为空气是空无一物的，因为空气就是我们看不见摸不到的，但随着科技的发展，我们“看到了”空气，我们知道了空气中并不是真的空，暗物质也一样。

相信在不久的将来，当我们的科学技术进步到一定地步时，我们一定能对暗物质有更多的认识，就像我们可以将空气中的氮、氧提取出来单独使用一样，我们也可以利用暗物质，到时候我们的科技水平一定会有质的飞跃，甚至开启人类的星辰大海之旅。