暗物質存在麼？

要搞清楚“暗物質到底存在不存在？”就得從“暗物質”這個詞是如何來的說起。

話說在上世紀30年代，當時先後有兩位天文學家的大神在觀測星系，他們都意外地發現了星系邊緣的恆星的運動速度出奇的快。具體來說是這樣的，我們都知道萬有引力定律。恆星繞行星系是由於引力的作用。科學家可以通過具體的公式來推算恆星的運動速度。他們就發現，恆星的運動速度要快於理論計算的數值的。

可問題是，這個萬有引力定律幾百年來已經被驗證是精確無比的理論，沒有理由出錯。針對於這樣的情況。最早發現這個現象的荷蘭科學家揚·奧爾特就提出：

銀河系裏應該存在更多的質量。

瑞士天文學家弗裏茨·茲威基在研究后髮座星系團時，就曾經用理論（具體來說時維裏定理）推斷出，

星系團內不應該存在看不見的物質。

後來，這兩位科學家由於手頭還有其他的研究項目就沒有繼續深入的研究。

可能你還是沒太懂，爲什麼會這樣，我們可以來舉個例子，在奧運會賽車上有個項目叫做：鏈球。就是運動員要把一個帶着鏈子的鐵球扔出去。（就是下圖這種運動）

一般來說，運動員咋甩出鏈球前，都會把球甩起來，讓球做圓周運動，而自身其實也在自轉。在這過程中，球不會甩出去是因爲運動員的拉力拽出了，而當這個球轉得越快，運動員所需要的拉力就越大。

而太陽相對於銀河系的質心，就好比鐵球相對於人，而萬有引力就是人的拉力。如果太陽跑得越快，需要的萬有引力就越大。而萬有引力是和質量有關的，質量越大，引力就越大。

通過理論計算，得出來的太陽速度是160km/s，但實際觀測到的結果卻是240km/s，也就是說，太陽跑得要比理論快，因此所需要的引力應該是更多，也就是所需要的質量就更多。而目前，我們觀測到的銀河系的總質量就那麼多的，那其他的質量到底咋來的呢？

所以，他們就把這種我們觀測不到的物質叫做暗物質。因此，我們一開始是觀測不到暗物質的，它是被假設出來的，但從上文的講述當中，你應該也能感受到，暗物質應該得存在，否則太陽跑那麼快就說不通了。

爲什麼難發現？

至於暗物質爲什麼觀測不到，目前假說蠻多的，但是科學界目前主流的認同是：冷暗物質模型。那這個該如何理解呢？

首先，我們要從世界的本原入手，如果我們由一把神砍刀，可以把物質無限切下去，那麼切到不能再繼續切下去，你會得到一些粒子，按照目前的理論，你會得到的是夸克，電子，中微子等粒子，你甚至可以粗暴地理解成這就是”最碎的肉”，但是這就存在一個問題，是什麼把這些”最碎的肉”連起來？按照目前的理論認爲，空間中存在“場”，磁場就是一種場，而場的本質是傳遞相互作用，然後把這些物質“粘合起來”。

科學家發現，自然界存在這四種基本作用，也就是四種“粘合劑”，分別是強相互作用，弱相互作用，電磁相互作用和引力。物質之間存在的作用就這四種。強相互作用是最強的，其次是電磁相互作用，再然後是弱相互作用，最後是引力。

我們平時所見或者說科學家一直所觀測到的物質基本上都參加這四種作用。尤其是利用望遠鏡觀測，其實用到的就是電磁相互作用。

而暗物質奇葩就奇葩在，它不參加強相互作用，同時也不參加電磁相互作用。於是，我們就無法觀測到它的存在。其次，暗物質是參與弱相互作用的，但是發生作用的概率微乎其微，再加上弱相互作用本身很弱，所以很難被發現。

而冷暗物質中的“冷”，其實就是在說構成暗物質的粒子其實很懶，運動很慢，這也就是導致了暗物質本身幾乎是不動的。

那有沒有暗物質存在的相關證據呢？

實際上，確實有，暗物質的存在證據還有很多，首先，各國都在想辦法觀測到暗物質，比如：我們國家就有悟空探測器和中國錦屏極深地下暗物質實驗室。之所以各國這麼賣力是因爲暗物質可能會引發理論物理學的有一次大飛躍。

於是，在各國科學家的努力之下，我們就得到了一些暗物質的觀測證據，直接和間接的或多或少有一些，只不過，也就是停留在可以證明其存在而已，而沒有辦法進一步對暗物質的性質進行深入的瞭解。（下圖是通過引力透鏡效應得到的暗物質的分佈情況，藍色部分就是暗物質。）

除此之外，科學家通過觀測宇宙微波背景輻射，也能夠了解到暗物質具體在宇宙總物質量中的佔比。（當然，其實也可以通過理論進行計算得到，不過觀測的結果其實更具有說服力。）

按照目前的觀測結果來看，暗物質大概佔到了宇宙物質總量的26.8%，而我們能觀測到的物質其實只佔到了4.9%，剩餘的都是暗能量。

最後，我們來總結一下，暗物質是存在的，之所以不容易被觀測到是因爲它不參與強相互作用和電磁相互作用，而我們現在主要是通過電磁相互作用來觀測，因此不容易發現暗物質。其次，關於暗物質，各國都在努力去尋找，目前只能確定暗物質是存在的，以及暗物質在宇宙中的佔比，其餘的只有理論，但理論是否準確還需要觀測和實驗的支持。