暗物质真的存在吗？为什么让科学家苦苦追寻？

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暗物质是否纯属揣测，能称之为科学吗？

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暗物质已经家喻户晓，其特点是无法被电磁波探测到，只能通过引力产生作用。正因为这个特点，使得暗物质的探测就非常困难，通过引力透镜等途径，天文学家发现宇宙中有大量的暗物质。从整个宇宙的质能看，暗物质的占比达到了26.8%，我们可见的物质仅仅为4.9%，因此暗物质在宇宙中的地位是相当重要的，研究暗物质是预测宇宙命运的重要一环。

目前，人们对暗物质知之甚少，因为它之所以被称为“暗物质”，是由于它们无法被观测，天文学家只能从引力推断出它们的存在。例如：如果以观测到的宇宙物质为基数测算，那么宇宙的膨胀应当是减速的，但事实却恰恰相反。当前暗物质探测认为，暗物质也是由粒子构成的，大质量弱相互作用粒子就是一个热门选项，要探测到这个粒子就需要对撞机。用对撞机模拟宇宙早期暗物质可能诞生的过程，寻找潜在的暗物质粒子。如果是轨道卫星观测，主要是观测间接观测，观测暗物质湮灭时产生的射线。

我国第一颗暗物质粒子探测卫星“悟空” 于2015年12月17日在我国酒泉卫星发射中心发射升空，开启寻找暗物质的历程。之所以让科学家苦苦追寻，原因就在于暗物质决定着宇宙的命运，由于其产生的是引力效应，与暗能量斥力相反，宇宙命运何去何从，暗物质的第一步，那么第二步就是搞定暗能量。

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正常人的思维可以接受世间万物受到地心引力会稍稍改变方向。但要让常人接受我们的宇宙空间里突然多出了无数过去从未观测到的神秘物质，可能难以接受。但你再仔细想想，哪一个说法本质上更简单？我们的空间里多出许多东西来，并不会改变我们对世界的基本认知，只是稍稍改变了我们原本认知的细节：但是，物理引力会在不同情况下产生截然不同的作用，这实际上激进得多，对我们的认知是更大的挑战。
好吧，假如菲多可以接受把一堆物质随便乱扔，那为什么不干脆说我们的宇宙空间里物质都不是均匀分布的呢？这个说法也不太难接受，只是，它始终需要一个合理的解释。对此我们可以有两种解释，要么是宇宙从诞生的一开始就是不均衡的，要么就是宇宙成形之后又发生了一些事情，打破了它的平衡。假如宇宙诞生时是平衡的状态，那么，要打破这种规矩与平衡则是一项艰巨的任务。
好吧，我承认，这也不是说别的理论就完全不成立。我也承认，从某种角度看，黑暗物质就像托勒密天文学说一样，是一种稍显滑稽、就像是科学家们即兴堆砌起来的理论体系，只是刚好能找到一些还不算太离谱的解释。假如宇宙学家们足够清醒、理性，他们会大方承认我们目前对黑暗物质并没有合理的解释，以后也不可能有。要说放射物在短短的几百年间袭击了一个模糊不清的小星球？这种说法太牵强，不足以提供对宇宙的完整认知。但如果接受了不可能有解释，我们就会从此放弃了。不管黑暗物质这类说法多么牵强，它也是我们这个时代最聪明的大脑构建出来的理论体系。如果我们不放弃、继续钻研这类理论，至少能继续收集数据信息、不断完善对宇宙的认知。那么，子孙后代未来对宇宙的解释，再怎么即兴牵强，也会比我们目前拥有的解释更靠谱一点。

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要回答这个问题，首先得了解什么是暗物质。
事实上，到目前为止，暗物质依然没有明确的定义，科学家们仅仅用一些特性来描述它，我们讲暗物质看不见摸不着，不发光不发热，且不带电荷、不与电子发生干扰，但它又是宇宙存在的重要组成部分。曾有研究这样描述我们生活的宇宙：我们的宇宙由4.9%的普通物质，26.8%暗物质和68.3%的暗能量组成。

不过，既然暗物质看不见摸不着，那人类又怎么说它是存在的呢？
原来，暗物质的提出是因为科学家在观测宇宙时，发现了一种诡异的现象。在宇宙中，许多恒星和气体等物质会聚集在一起，形成银河系这样的星系。这些物质都是围绕着星系中心旋转的。
根据牛顿力学理论，恒星等物质围绕星系中心的旋转速度跟星系的质量以及离星系中心的距离有关，在超出一个范围后，这些物质离星系中心越远，速度就会越慢。但现实情况却不是如此。科学家们观测到的现实情况是，超过一定的距离后，不管有多远，它们的真实旋转速度都差不多。

这种诡异的情况是怎么产生的呢？是我们的理论出错了么？答案并非如此。原来，是理论中的一个参数出了问题，即星系的质量，这些星系的质量应该比我们目前所观测的质量大的多，因为只有这样，才能拉住高速旋转的恒星。
那这些多出来的质量是什么？没错，暗物质的概念也因此被提出来了。
再来看题主的后半个问题，为什么科学家要苦苦追寻暗物质？
正如前面一系列描述所言，作为神秘存在的暗物质，一直被称为世纪之谜。简单点来说，也好理解，一个存在与宇宙，甚至比我们能看得见的物质还多得多的物质，我们却对其知之甚少，所以探测和追寻暗物质，既是对人类智慧的挑战，也是我们更好地认识宇宙的一个重要途径。

最后用上海市粒子物理和宇宙学重点实验室主任季向东教授的一句话来总结，暗物质决定了我们的过去，决定了我们的未来。

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要弄明白这个问题，首先要清楚暗物质到底是啥。
在现有的宇宙模型中，普通的人类可以探测到的物质只占了宇宙总量的不到5%，而神秘的暗物质和暗能量分别约占了宇宙总量的23%和72%，暗物质表现出引力作用，暗能量则表现出斥力作用。实际上，暗物质和暗能量是科学家根据宇宙中一些用现用理论无法解释的现象而提出的猜想，以使宇宙模型得以自洽。

通过观测，科学家发现星系中的某些恒星以及星系团中的某些星系的运转速度与现有的理论并不相符，星系和星系团的质量理应远远超出我们目前所探测到的结果。于是，科学家猜想宇宙中是否还存在某种人类目前还无法探测到的物质，即暗物质。通常，科学家认为暗物质由某种未知的粒子构成，如弱相互作用重粒子（WIMP）就是著名的暗物质粒子候选者。

上个世纪九十年代，科学家发现宇宙不仅在膨胀，而且膨胀还在加速。在原有的宇宙模型上来看，这让人倍感困惑，于是提出了暗能量的猜想作为解释。

因此，暗物质和暗能量只是科学家根据对宇宙的观测而提出的猜想。至于是否真的存在，会以什么样的形式存在等都不好说。或许，根本就没有所谓的暗物质和暗能量，而背后隐藏着的是某种新的理论。这就好比当年看不见摸不着却风靡科学界的以太一样，背后隐藏着伟大的相对论。
科学家对此苦苦追寻这不是天公地道的吗？正所谓「朝闻道,夕死可矣」,探索未知本来就是科学家的事儿。更何况，这一未知的背后，隐藏着的必是惊天动地的秘密。