暗物质是物理学和天体物理学中尚未解决的谜团之一。

这种被认为构成了宇宙总物质85％的暗物质，是大约60年前由天文学家弗里茨·兹维奇（Fritz Zwicky）提出的。 他发展并在后来提出了“缺失物质”理论，用来解释在考虑星系的可见质量的同时，为什么远离星系中心的旋转恒星比预期的移动得快得多。

图解：从引力透镜产生的效应，星系团CL0024 17内部被发现存在有一个暗物质圈，在这张哈勃太空望远镜像片里以蓝色显示出来。

当时Zwicky所认为的缺失物质现在通常被称为暗物质。 暗物质无法被任何科学观测设备直接观测到，但是其引力产生的效应表明了暗物质的存在。

暗物质是什么？

关于暗物质的性质，物理学家进行了许多辩论和猜测，其中包括这些候选的组成物质：

弱相互作用的大质量或低质量粒子。

图解：被暗物质包围绕着的地球想像图

它所包含的粒子与其余物质的相互作用非常弱，但质量有限，这些粒子组成了银河系甚至宇宙的整体质量。由于其性质，我们无法“看到”或轻易检测到它们，因此将其归类为暗物质。 其中一种可能的组成物质就是中微子，一种存在于整个宇宙中的微小的幽灵粒子。中微子是一种弱相互作用的低质量粒子，由于它们在宇宙中大量存在，因此被认为是一种很好的候选组成物质。

图解：由大型强子对撞机中的紧凑μ子线圈得到的希格斯玻色子产生时的景象。它是通过衰变为强子喷流的质子与电子的碰撞形成的。

大质量天体物理学致密空心天体（MACHOS）：它们包括任何可能组成暗物质的巨大物体。黑洞，包括小型黑洞，这些可能在宇宙中大量存在的物质都被归类为MACHO。 与第一种组成物质相反，他们非常庞大并且具有很高的引力场。 但是由于同样的原因，它们在吸收光束时不容易被看到。

图解：今期与早期的宇宙质能分布饼图

褐矮星是另外的候选组成物质。 它们包括质量高于木星但低于太阳的物体，这些物体实际上不辐射任何光。目前尚不清楚宇宙中有多少这些物体以及它们是否组成了暗物质。

新的发现为“暗物质是什么”提供了更多启示。

一个新发现表明，暗物质可能不像以前想象的那样暗。事实上，在对名为Abell 3827的疏散星团中的四个碰撞星系进行了第一次且全面的研究之后，研究人员声称发现暗物质在与其他暗物质相互作用后会“减速”。

图解：Abell 2744：潘多拉星团揭晓

这种现象与以前的研究相矛盾，这表明暗物质可能能够与重力以外的力发生相互作用。 2015年8月，由杜伦大学的理查德·马西（Richard Massey）博士领导的一组天文学家使用哈勃太空望远镜拍摄了四个遥远星系之间大规模碰撞的照片。

所有星系都是暗物质的来源，每个星系或多或少都采用相同的85%的比例。 研究人员对碰撞进行详细分析后得出结论，即在碰撞过程中，现有的暗物质最终会到达一个不同于相关星系中恒星的位置。

图解：暗物质在Oddball 星系中消失

这表明暗物质可能受到了重力以外的力的影响。尽管暗物质是看不见的，但可以通过它弯曲从更远星系发出的光束的方式来检测它。

有关暗物质的更多奥秘

关于暗物质，还有许多其他秘密尚未解决。例如，一些研究表明，碰撞的暗物质成分或所谓的暗物质粒子可能会产生未知类型的辐射，称为“暗辐射”。

这种辐射是否存在还有待研究，但是寻找这种新辐射的工作已经开始，科学家已经将探测器放置在地球的不同地下位置用以探测暗辐射。

为了回答“暗物质是什么？”这个问题， 并且对其性质和成分有清晰的认识，我们还需要做更多的研究，但是最近的发现是有希望的，也许在不久的将来我们可能会找到最终的答案。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. learning- Monica

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