既然看不见也摸不着，为何科学家却坚信，宇宙中充斥着暗物质？

你有没有想过这样一件怪事：我们抬头看到的所有星星、银河，加上地球上的山川草木、你我他，把这些通通打包起来，竟然凑不齐整个宇宙的5%。这事听起来有点离谱，但科学家就是这么算的。我们熟悉的物质——原子、星系、行星、岩石、人类——加在一起还不到已知宇宙的5%。

剩下的呢？大约25%是暗物质，70%是暗能量，而这两样我们全都看不见。换句话说，咱们日常体验到的一切，其实只是真相的一小角。更扎心的是，我们对这两样东西到底是什么、怎么运作的，几乎一无所知。但又能相当确定它们就在那里。

那个"看不见的东西"，是怎么被人类盯上的？故事要倒回一百年前。

1922年，雅克布斯·卡普坦第一次提出，可以通过研究天体系统的动力学性质，间接推断出星体周围可能存在的不可见物质。1933年，福瑞兹·兹威基研究科玛星系团时发现，里面各个星系的速度弥散度高得离谱，远远超过万有引力公式算出来的结果。

再到1970年维拉·鲁宾和肯特·福特研究仙女星系，他们盯着远离星系中心的外围星体看，结果旋转速度竟然没有随距离增加而下降，反而恒定不变。这意味着什么？

意味着星系边缘还藏着一大堆我们看不见的东西。回头一想，这个逻辑其实跟Content 1里讲的对得上：当我们计算宇宙为何是现在这个结构时，很快就发现普通物质根本不够多。可见物质的引力撑不起星系，恒星更可能散落各处而不会抱成团。

所以星系内部和周围一定还有别的东西——某种不发光、也不反射光的玩意儿。而且我们也不是"瞎猜"。暗物质高度集中的地方会让经过的光线发生弯曲，这就是引力透镜效应。

2007年哈勃望远镜公布的星系团CL0024+17照片里，科学家就直接描绘出了暗物质环的图像。

目前我们对暗物质的了解，有点像在玩排除法：它不是没有恒星的普通物质云，因为那样会发出我们能探测到的粒子；它不是反物质，因为反物质碰上正常物质会产生独特的伽马射线；它也不是黑洞——黑洞这种致密天体会剧烈影响周围环境，而暗物质看起来是均匀散布在各处的。

说到底，我们只能确定三件事：那里有东西、它跟引力打交道、数量很多。英国粒子物理学家克拉拉·奈利斯特解释，构成暗物质的粒子可能是一种"大质量弱相互作用粒子"，只通过弱核力和引力发生作用。

这就尴尬了——它既不参与电磁力，也不掺和强核力，没法被直接探测，也不爱跟普通物质搭话。

不过2026年1月传来一个好消息，中国科学院大学团队利用自主研发的专用气体探测器和像素读出芯片，首次在实验中直接观测到了米格达尔效应，相关成果发表在《自然》杂志上。

这个效应是苏联物理学家米格达尔1939年提出的，描述了粒子与原子核碰撞时，可能将部分能量转移给核外电子，使电子获得足够能量脱离原子束缚。八十多年来，中性粒子碰撞中的米格达尔效应始终未被实验直接证实，这次终于被中国团队捕捉到了。

说白了，人类离"亲眼"看见暗物质，又近了一步。

如果说暗物质还能通过引力露出马脚，那暗能量就真是个谜中谜——我们没法探测它、没法测量它，甚至没法品尝它，可它的效果却清清楚楚摆在那儿。

1929年，埃德温·哈勃发现遥远星系发出的光，波长会朝电磁波谱的红端偏移。越暗、越远的星系，红移越明显；近的星系就没那么夸张。他由此判断：宇宙本身在膨胀，红移就是光的波长被宇宙拉伸的结果。

更晚的发现更颠覆——宇宙不光在膨胀，还在加速膨胀。在此之前，人们一直觉得引力的拉扯总会让膨胀慢下来，甚至最后回缩坍缩。结果完全相反，空间膨胀时并不会改变自身性质，只是变得"更多"了，新的空间在各处源源不断地冒出来。

星系是被引力紧紧绑住的，所以我们日常感觉不到这种膨胀，但宇宙里只要有空的地方，每一秒都在生出更多空的地方。这就意味着：暗能量像是空间自带的某种内禀能量，比我们已知的任何东西都强，而且越来越强。

空旷的空间所蕴含的能量，比宇宙里其他一切加起来还要多。

暗能量根本不是"东西"，而是空间本身的属性。空旷的空间并非虚无，它有自己的能量，能不断生出更多空间。这个想法跟爱因斯坦1917年提出的"宇宙学常数"很接近——他当年设想了一种抵消引力的力。但有个尴尬的麻烦：当我们去算这种能量到底有多大时，结果离谱得吓人。

空旷的空间其实塞满了临时性的虚粒子，它们从虚无中冒出来、又消失于虚无之中，这些粒子的能量可能就是暗能量。暗能量或许是一种弥漫整个宇宙的未知动态能量场，但产生的效应跟普通能量和物质相反。

而最新的进展，让事情又一次不简单了。2026年初一台强大望远镜对数百万个遥远星系进行测绘，以前所未有的精度追踪宇宙膨胀，观测结果似乎表明，暗能量的行为极为怪异，与我们此前的认知完全不同。

这台望远镜就是DESI（暗能量光谱巡天），中国科学院国家天文台基于DESI数据发现，宇宙中的暗能量可能正随时间推移发生变化，而非传统观点认为的是一个恒量。

国家天文台赵公博团队进一步指出，暗能量很可能存在动力学属性，并非恒定不变的真空能量。

有意思的是，这一发现为中国科学院高能物理研究所张新民团队2004年提出的Quintom暗能量理论提供了重要的实验支持，这篇论文至今单篇引用一千二百余次。中国学者二十多年前的理论假设，被最新观测数据印证，这就是基础科学慢功夫的魅力。

所以你看，关于暗物质和暗能量，我们手里捏着的依然只是"理论"。一方面，确实有点令人沮丧——研究了几十年还没摸清。

但另一方面，这恰恰是最前沿的科学，最让人兴奋的地方。它也提醒我们：哪怕觉得自己已经掌控了不少东西，人类说到底还是一群带着智能手机的猿类，住在太空中一个微小而脆弱的岛屿上，抬头望天，琢磨着宇宙怎么运作。

还有那么多事情等着我们去搞明白，这本身就挺了不起的。