暗物质到底是什么？又是如何被发现的呢？
如果我们现在已经完全搞清楚了暗物质是什么，那暗物质可能就不叫做暗物质了，而是有了具体的名字。之所以它会被叫做暗物质，就是因为我们还没有完全搞清楚它到底是什么东西。那人类是如何发现暗物质的呢？暗物质又有什么特点呢？我们接下来分两份来仔细讲一讲。
恒星的运动速度
早在1930年代就有科学家在观测星系周围恒星时，发现这些恒星跑得特别快。当然，我们也知道速度是相对的，这个“快”究竟是快的呢？
简单来说，就是按照理论计算，我们可以得到一个恒星相对于星系质心的运动速度，可实际上一观测就发现，这个速度不符合理论，要快出很多。其实科学家最喜欢看到这种情况了，因此有异常就意味着有机会搞出新理论。不过，当时发现这个现象的两位都是大神，手头上都有更重要的研究要搞，就放弃了这个研究。
这个问题同样发生在银河系，就拿太阳来说，理论计算值得到的是太阳速度是160km/s，而实际上测到的速度却是220km/s。
但是我们要知道，科学家的计算方式是通过牛顿理论。牛顿理论已经被证明是极其精准的理论，经受住了很多考验，大概率上是不会出问题的，但也不是观测错了。因此，有可能是存在着什么因素我们没有考虑进去。
科学家通过计算发现，如果要让恒星这样高速运动，还需要额外5倍左右的引力。所以，科学家就解释了存在一种东西叫做：暗物质。它参与引力作用，提供了额外的引力。而且暗物质的总量大概是已知物质总量的5倍之多。
但是，你可能要说了，感觉就是凭空想象出来的一个东西，它真的存在么？
实际上，科学家不仅仅是想象，还真的就去仔细观测了。无论是间接观测还是直接观测在近些年来已经有很多了。包括我们国家的悟空探测器也是专门用观测暗物质的。在未来，各国也都在计划增加暗物质观测的相关项目，这是目前非常前沿的科学研究。（下图中就是通过引力透镜效应观测到的暗物质的踪迹，图中用蓝色标出的就是暗物质。）
基于目前的观测结果来看，我们基本上可以确定暗物质是存在的。但是还没有办法确定暗物质的具体性质。
暗物质的特点
之所以很难确定暗物质的具体性质，主要原因就是暗物质太奇葩了。在自然界中，存在着四种作用力，分别是引力，强相互作用，弱相互作用和电磁相互作用。
其中强相互作用的强度是最强的，电磁相互作用其次。然后是弱相互作用第三，引力最弱。我们在观测天体时，通常使用的是电磁相互作用。说白了，就是天体发出的光子来到地球，被我们捕获到，而光子就是参与到电磁相互作用当中的。
而暗物质是不参与强相互作用和电磁相互作用的，因此，我们根本无法通过常规手段观测到它。它可能只参与弱相互作用和引力。而弱相互作用和引力是很弱很弱的，其次弱相互作用的发生概率极其低。所以，我们才会很难感知到的暗物质的存在。
按照目前的主流理论，也即是冷暗物质模型。科学家认为暗物质是均匀分布在整个宇宙空间的，包裹着我们的星系。其中“冷”说的其实是暗物质只是极其缓慢的移动。也就是说，由于暗物质这样的特性，即使它现在正在穿过你的身体，你也压根感觉不到。
以上这些，就是目前对于暗物质的一些看法，但是如果你非要问暗物质到底是什么，其实科学家是没办法回答你的。而且它大概率是由我们未知的物质粒子构成的，也就是说，构成它的粒子并不在目前的粒子物理学标准模型当中。
这也是为什么，现在各国都在想尽各种办法去研究暗物质的原因。因为对于暗物质的了解很有可能会引发物理学理论的革命。而每一次物理学理论的革命都会带来巨大的科学技术的革命。
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2020-07-03 广告
