20世紀30年代，瑞士天文學家茲維基在觀察銀河系的星球運動時，發現星系邊緣的一些星球跑得很快，按星系的引力來計算，是拉不住它們的，可是它們並沒有飛走。茲維基因此認為，在它們附近必然存在著一些看不到的物質。不過，他認為這是一種銀河系的區域性現象，把它們稱為“缺失的質量”。
暗物質裡可能生活著暗生命
過了40年多年，天文界才勉強接受了這一思想。觀測數據表明，若無這些看不到的物質的作用，許多星系都得散架。20世紀80年代，天文界終於認識到，這寫看不見的物質在宇宙中普遍存在，且在可見宇宙中佔據了壓倒性的份額。
那些組成可見原子的東西，在宇宙空間中分佈很稀疏，密度僅相當於平均每立方米含有250個質子質量。近幾年來，宇宙學家開始認識到可見物質在宇宙中可能處於次要地位，但他們還是堅持認為可見宇宙所發生的事情更令人興奮（也許暗宇宙中發生著更驚人的事件，只是人們不知道而已）。從他們少量的、有關暗物質的言論推斷，他們猜測，暗物質是單一的一種物質，且其作用範圍很有限，趨向於聚集成巨大而鬆散的雲層，只是像膠子一樣，把可見宇宙拉住。大多理論家認為，暗物質應是一種大質量的、弱相互作用的粒子，分冷、暖兩類，主流看法傾向於冷（所謂冷、暖，是指其速度的快慢）。它們皆為惰性的實體，質量約為質子的100倍。按理論計算，若兩個暗物質粒子相撞（其概率極微小），它們都將湮滅，併發出伽馬射線。
因此，美國航空航天局使用CLAST伽馬射線大視場空間望遠鏡尋找暗物質，但未有結果。費米實驗室的胡珀說，暗物質粒子的湮滅輻射可能很暗，以致CLAST伽馬射線大視場空間望遠鏡很難有作為。人們還曾對歐洲核子研究所的大型強子對撞機寄予希望，但該項目的研究團隊稱，他們找到了科學界期盼已久的希格斯粒子（它賦予物質質量），卻未發現暗物質粒子。
其他很多著名的暗物質探測實驗，也都沒能發現暗物質粒子。加州大學的芬格說：“你一旦越出暗物質是一種粒子的觀念，就有很多方向可走。”紐約赫頓學院的威爾等人提出了暗原子的概念，說暗原子就像普通的氫原子，即一個暗電子繞著一個暗質子。它們也可通過吸收可放射暗光子來改變暗原子的能量水平。
本來，所有的努力都未改變暗物質的基本假設，即它總的來說是簡單的、呈惰性的。然而荷蘭阿姆斯特丹大學的物理學家溫尼格的研究卻強烈地撼動了這一現狀。2012年1月，他和同事研究了費米實驗室43個月的數據，這是美國航空航天局空間天文臺對伽馬射線掃描的結果。該臺接收到一個非常的信號，十分明顯地突出了其他輻射。偶然的宇宙性爆發事件，其產生的高能輻射大致遍及電磁波譜的所有波段。而這一輻射卻完全不同，它十分類似於一個危難的呼叫。溫尼格及其同事反覆研究了這一信號，一再核對記錄，認為這一伽馬射線似乎像一個理論上早就述及的暗粒子碰撞並相互湮滅時發出的閃光。對此，他的小組認為，這是暗物質活動的明顯印記。
他們的研究結果具有不容忽視的巨大意義。溫尼格仍在關注費米實驗室的數據，他說：“若最終它的確是一個真實的信號，那將令人震驚。”他認為，這可能是暗物質粒子相互碰撞的信號。通過這種碰撞，看不見的事物變得可見。
在溫尼格公佈了他們的研究結果後，約有100篇論文緊跟而來，他們相信這個信號是真實存在的，並分析、計算它的內涵。哈佛大學的蘭德爾等人大為振奮，認為是時候拋棄有關暗物質的傳統觀念了。他和吉吉·範等哈佛大學的理論家提出了一個關於暗物質的新理論。蘭德爾說：“按目前的暗物質理論模型推測，暗物質湮滅信號應該是很微弱的，難以測得。”他們認為，溫尼格發現的是第二種類型的暗物質，它們不像主要類型那樣彌散，能相互作用，就像可見物質那樣。這些相互作用型暗物質聚集後，可能塌縮成一個盤面，併產生溫尼格觀測到的那種強烈信號。如果一種暗物質聚集成塊，那就有可能形成過去未曾想到的暗物質結構。它可能膨脹成星球，周圍有暗原子組成的暗行星。在極端情況下，這類新型暗物質甚至可能有暗生命的出現。我們可能正坐在一個影子星系的頂上！
雙盤暗物質顯現出許多複雜的行為，一如普通的可見物質。由於暗物質的總量很大，因此雙盤暗物質的總量可能跟宇宙中的可見物質不相上下。蘭德爾說：“這一過去從未有人思考過的情況雖還難以證實，但它打開了一個完整的新世界。而這，也正是它令人著迷的地方。”
這一暗物質假設的逆轉，的確令人吃驚。不過，天文學的進展，不正是如此嗎？500多年前，哥白尼丟棄了當時盛行的人類中心說。他認為，地球並非處於宇宙的中心，是地球繞著太陽，並非太陽繞行地球。
要讓主流科學家放棄原先的看法，並認真地接受這個影子世界，還需一些可靠的證據。溫尼格擔心的是，費米實驗室的數據太模稜兩可，不能作為鐵證。他說：“我們需要同一實驗的大量證據，證明（所說的東西）確實在那裡。”
哈佛大學的天體物理學家芬克拜納獨立地分析了上述數據，也有類似溫尼格的困惑，感到其結果似乎處於真偽之間。他說：“這是最令人煩惱的事情。一種選擇是，信號沒有我們想象的那麼亮。”
不論這一特殊的觀測命運如何，蘭德爾打算跟進。若我們的星系真的在一個影子星系的上方，那就有別的方法可以測得。
2013年春天，歐空局的普朗克探測飛船完成了對宇宙組成要素的長達15個月的空前精密的探測。結果表明，我們能看到的物質，只佔宇宙總量的4.9%，另一種基本上看不見的物質佔壓倒性的比例，達26.8%，餘下的68.3%是暗能量。總的說來，我們宇宙2/3的成分是看不見的、非物質的。
2013年秋天發射升空的蓋亞空間天文臺，將完成一個巨大的、能說明真相的探測。它將在銀河系內，繪製出10億顆星球的位置和速度。我們可以從中找到非常態運動的星球，它們很可能正是被一個不可見的、厚密的暗物質盤所牽引，並由此推測出暗物質盤的輪廓。
閱讀更多 奧祕365 的文章
