暗物質(zhì)是物理學(xué)和天體物理學(xué)中尚未解決的謎團(tuán)之一。

       這種被認(rèn)為構(gòu)成了宇宙總物質(zhì)85％的暗物質(zhì)，是大約60年前由天文學(xué)家弗里茨·茲維奇（Fritz Zwicky）提出的。 他發(fā)展并在后來提出了“缺失物質(zhì)”理論，用來解釋在考慮星系的可見質(zhì)量的同時(shí)，為什么遠(yuǎn)離星系中心的旋轉(zhuǎn)恒星比預(yù)期的移動(dòng)得快得多。

圖解：從引力透鏡產(chǎn)生的效應(yīng)，星系團(tuán)CL0024+17內(nèi)部被發(fā)現(xiàn)存在有一個(gè)暗物質(zhì)圈，在這張哈勃太空望遠(yuǎn)鏡像片里以藍(lán)色顯示出來。

       當(dāng)時(shí)Zwicky所認(rèn)為的缺失物質(zhì)現(xiàn)在通常被稱為暗物質(zhì)。 暗物質(zhì)無法被任何科學(xué)觀測設(shè)備直接觀測到，但是其引力產(chǎn)生的效應(yīng)表明了暗物質(zhì)的存在。

暗物質(zhì)是什么？

       關(guān)于暗物質(zhì)的性質(zhì)，物理學(xué)家進(jìn)行了許多辯論和猜測，其中包括這些候選的組成物質(zhì)：

弱相互作用的大質(zhì)量或低質(zhì)量粒子。

圖解：被暗物質(zhì)包圍繞著的地球想像圖

       它所包含的粒子與其余物質(zhì)的相互作用非常弱，但質(zhì)量有限，這些粒子組成了銀河系甚至宇宙的整體質(zhì)量。由于其性質(zhì)，我們無法“看到”或輕易檢測到它們，因此將其歸類為暗物質(zhì)。 其中一種可能的組成物質(zhì)就是中微子，一種存在于整個(gè)宇宙中的微小的幽靈粒子。中微子是一種弱相互作用的低質(zhì)量粒子，由于它們?cè)谟钪嬷写罅看嬖�，因此被認(rèn)為是一種很好的候選組成物質(zhì)。

圖解：由大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)中的緊湊μ子線圈得到的希格斯玻色子產(chǎn)生時(shí)的景象。它是通過衰變?yōu)閺?qiáng)子噴流的質(zhì)子與電子的碰撞形成的。

       大質(zhì)量天體物理學(xué)致密空心天體（MACHOS）：它們包括任何可能組成暗物質(zhì)的巨大物體。黑洞，包括小型黑洞，這些可能在宇宙中大量存在的物質(zhì)都被歸類為MACHO。 與第一種組成物質(zhì)相反，他們非常龐大并且具有很高的引力場。 但是由于同樣的原因，它們?cè)谖�收光束時(shí)不容易被看到。

圖解：今期與早期的宇宙質(zhì)能分布餅圖

       褐矮星是另外的候選組成物質(zhì)。 它們包括質(zhì)量高于木星但低于太陽的物體，這些物體實(shí)際上不輻射任何光。目前尚不清楚宇宙中有多少這些物體以及它們是否組成了暗物質(zhì)。

新的發(fā)現(xiàn)為“暗物質(zhì)是什么”提供了更多啟示。

       一個(gè)新發(fā)現(xiàn)表明，暗物質(zhì)可能不像以前想象的那樣暗。事實(shí)上，在對(duì)名為Abell 3827的疏散星團(tuán)中的四個(gè)碰撞星系進(jìn)行了第一次且全面的研究之后，研究人員聲稱發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)在與其他暗物質(zhì)相互作用后會(huì)“減速”。

圖解：Abell 2744：潘多拉星團(tuán)揭曉

       這種現(xiàn)象與以前的研究相矛盾，這表明暗物質(zhì)可能能夠與重力以外的力發(fā)生相互作用。 2015年8月，由杜倫大學(xué)的理查德·馬西（Richard Massey）博士領(lǐng)導(dǎo)的一組天文學(xué)家使用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝了四個(gè)遙遠(yuǎn)星系之間大規(guī)模碰撞的照片。

       所有星系都是暗物質(zhì)的來源，每個(gè)星系或多或少都采用相同的85%的比例。 研究人員對(duì)碰撞進(jìn)行詳細(xì)分析后得出結(jié)論，即在碰撞過程中，現(xiàn)有的暗物質(zhì)最終會(huì)到達(dá)一個(gè)不同于相關(guān)星系中恒星的位置。

圖解：暗物質(zhì)在Oddball 星系中消失

       這表明暗物質(zhì)可能受到了重力以外的力的影響。盡管暗物質(zhì)是看不見的，但可以通過它彎曲從更遠(yuǎn)星系發(fā)出的光束的方式來檢測它。

有關(guān)暗物質(zhì)的更多奧秘

       關(guān)于暗物質(zhì)，還有許多其他秘密尚未解決。例如，一些研究表明，碰撞的暗物質(zhì)成分或所謂的暗物質(zhì)粒子可能會(huì)產(chǎn)生未知類型的輻射，稱為“暗輻射”。

       這種輻射是否存在還有待研究，但是尋找這種新輻射的工作已經(jīng)開始，科學(xué)家已經(jīng)將探測器放置在地球的不同地下位置用以探測暗輻射。