很多實際發生的“因果”現象在聯繫上缺乏必要的科學支撐

“宇宙最不可理解的是它竟然是可以理解的！”，1915年，愛因斯坦根據他的相對論得出推論：宇宙的形狀取決於宇宙質量的多少。他認為：宇宙是有限封閉的。如果是這樣，宇宙中物質的平均密度必須達到每立方厘米5×10的負30次方克。但是，迄今可觀測到的宇宙的密度，卻比這個值小100倍。也就是說，宇宙中的大多數物質“失蹤”了，科學家將這種“失蹤”的物質叫“暗物質”。另外，很多實際發生的“因果”現象在聯繫上缺乏必要的科學支撐而令人感到困惑，或許就是因為忽略了“暗物質”，

那麼，先來看看什麼是暗物質？暗物質是一種什麼樣的存在？暗物質(Dark Matter)是一種比電子和光子還要小的物質，不帶電荷，不與電子發生干擾，能夠穿越電磁波和引力場，是宇宙的重要組成部分。暗物質的密度非常小，但是數量龐大，因此它的總質量很大，暗物質代表了宇宙中26.8%的物質含量，其中人類可見的普通物質只佔宇宙總物質量的5%不到(約4.9%)。暗物質無法直接觀測得到，但它能干擾星體發出的光波或引力，其存在能被明顯地感受到。組成暗物質的可能粒子有中微子、中性子、柚子，在眾多可能是組成暗物質的成分中，最熱門的要屬一種被稱為大質量弱相互作用粒子(英文叫做Weakly Interacting Massive Particle，簡稱WIMP)的新粒子。這種粒子與普通物質的作用非常微弱，以致於他們雖然存在於我們周圍，卻從來沒有被探測到過

在廣袤的宇宙之中，暗物質與普通物質有弱相互作用，但是不發光，不發出電磁波，不被我們所見。既然“看不見”，如何能確定其真實存在呢？通常是通過觀測光(這裡的“光”指廣義的電磁波輻射，即能夠被儀器記錄的電磁波也算在內)來認識遙遠的天體的，而暗物質和暗能量幾乎不發光，所以很難直接看到它們。探測方法一般可以分為直接觀察法和間接法，直接探測法是WIMP偶爾會撞上一個原子核。這一碰撞會散射原子核，進而使之和周圍的原子核發生碰撞。由此科學家可以探測到這些相互作用所釋放出的熱量和閃光。對於暗物質的直接探測實驗一般都這設置於地底深處，以排除宇宙射線的背景噪聲。這類的實驗室包括美國的Soudan mine和DUSE、加拿大的SNOLAB地下實驗室、意大利的大薩索國家實驗室(Gran Sasso National Laboratory)以及英國的Boulby mine。可直接觀察的有中微子、它們通過引力效應影響那些發光物質，暗物質的間接探測主要是觀測其兩兩湮滅時所產生的訊號。 由於其湮滅所產生的粒子與其暗物質的模型有關，有許多種類的實驗被提出。

▲17年11月30日，《自然》雜誌報道了中國暗物質粒子探測衛星“悟空”的首批探測成果：“悟空”測量到電子宇宙射線能譜在1.4萬億電子伏特（TeV）能量處的一個“拐折”。但這個觀測結果也僅僅是讓我們距“發現”暗物質又近了一步。“悟空”衛星資料圖片

想搞清楚暗物質的發現要從引力先說起，傳說中蘋果從樹上掉下引發了牛頓對引力的思考，為什麼地球能圍繞太陽旋轉而沒有落到地面。引力與兩個星體的質量和距離有關，引力讓天體穩定的運動。通過萬有引力定律，科學家發展了天體運動學理論，預測天體的存在以及解釋它的運動。牛頓引力定律最著名的例子可能是天王星之謎和海王星的發現。引力也最終導致了認定暗物質的發現。

1821年，法國天文學家瓦佈德（Alexis Bouvard）根據當時觀測資料和天體運動學理論計算了天王星的運動軌跡，結果發現了很大的問題。他算出的軌道運動與觀測不符，而且遠超過誤差允許範圍。對當時的天文學家來說天王星的運動是一個謎。為了解釋，科學家一方面開始對牛頓力學發展的天體運動學理論提出質疑，並嘗試修改。另一方面提出存在看不到的“暗”衛星或行星，它們的引力作用影響了天王星的運行軌跡。

20年後，當時年僅22歲的天文家亞當斯（John C.Adams）開始思考用牛頓引力理論範疇之內解決這種“暗”星體。1845年，亞當斯得出了一些結論。與此同時，法國天文學家勒維耶（Urbain Le Verrier）也開始獨立的計算這顆未知天體的運動。他們各自提出在比天王星更遠的天區還有顆行星。1846年，柏林天文臺的天文學家加勒（Johann G.Galle）得知此事，立即進行觀測，很快就發現了一顆新行星，就是後來被命名為海王星。

19世紀後期，天文攝影給人們展示了宇宙中的黑暗區域，科學家也發現恆星並不是均勻分佈的。科學家們想知道這些黑暗區域是完全沒有發光的星體，還是有物質吸收或阻擋了他們對恆星的觀測。1884年，英國物理學家開爾文勳爵提出了一種氣體模型，把恆星當成氣體粒子，可以在引力的作用下得出星系的大小和恆星的速度分佈。通過這種方法他得出了銀河系的總質量，他又計算了所有能看到的恆星的總質量，發現前者大於後者。兩者能比較的意義在於，恆星佔據了天體中極大的質量，比如我們生活的太陽系，太陽的質量佔據整個太陽系質量的99.8%。所以開爾文勳爵認為存在不發光的恆星，他在一次學術報告中說：“我們所知道的恆星，或許它們大多數是‘黑體’”

1906年法國數學家和物理學家龐加萊在回應開爾文勳爵的工作時，表示氣體理論給他留下了深刻印象。他直接用法語寫下了“暗物質”一詞，所以，龐加萊（Jules Henri Poincaré）第一個寫下“暗物質”一詞的人。不過他認為暗物質不存在，即便存在也比發光物質少。恆星死亡後是暗物質嗎？這位偉大的科學家並沒有解決這個問題。

1922年時，荷蘭天文學家卡普坦（Jacobus C.Kapteyn），在研究恆星速度的時候假設了暗物質的存在。卡普坦一生的工作極大地推動了對銀河系結構的研究，他的學生奧爾特（Jan H.Oort）後來發現了銀河系的懸臂結構，他對銀河系的研究做出了顯著貢獻。歐洲航天局稱他是二十世紀最偉大的天文學家之一。而奧爾特在1932年時研究太陽運動時候加入了暗物質，並由此計算了太陽附近的物質總密度以估計暗物質的密度