暗物质是什么？

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发现暗物质的意义究竟有多重大？

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暗物质是上世纪发现的宇宙特殊现象。根据爱因斯坦相对论，宇宙是一个相对封闭体，其质量密度是可量化的。经公式计算宇宙中物质的平均密度应为每立方厘米5X10^-30克，但事实并非如此，根据观测到的数据，可见宇宙的密度比这个值小100倍。

经过几十年的观测和探索，现在科学家们已经得到了最精确的测量结果，宇宙中正常可见物质仅占4.9%，暗物质占26.8%，暗能量占68.3%。所以说，宇宙的真正主导力量并不是我们看到的无数星系星体，而是暗能量、暗物质，为此弄清这些看不见摸不着的东西，将会揭晓宇宙的许多秘密。

现代科学研究证明这些看似在真空中无踪无影的东西，维系着庞大宇宙星系团的结构，如果没有这些强力纽带，整个宇宙会成为一盘散沙，什么地球啊人类啊都是乌有。那么暗物质倒底是个啥玩艺呢，全世界的科学家都想尽快解开这个谜底。中科院的悟空号卫星就是为揭开这个面纱应运而生，日前己宣布取得了重大成果，有可能捕获到了一个昭示暗物质踪迹的1.4万亿伏特的超高能电子谱段，但该成果还须多方验证和分析，离真正揭开暗物质面纱还任重道远。

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根据现代天文学，我们所能看到的行星、恒星、星系等普通物质只占宇宙的4.9%，另外还有普通物质5倍的暗物质，我们只能探测到它们的引力作用，而无法通过电磁学手段直接观测到它们。在20世纪70年代，天文学家在观测星系的自转速度时发现，星系的自转速度并没有随着远离星系的中心而逐渐降低，而是几乎保持不变，星系边缘和靠近星系中心的自转速度相差很小。这种现象十分反常，按照引力理论，距离中心越远，受到的引力作用越弱，则旋转速度应该也越小。然而，星系边缘的旋转速度很快，星系的引力根本无法维持这样的运动，它们早应该脱离星系才对。这只能说明星系中还存着一种巨大的引力源，能够使星系的自转产生如此反常的现象，天文学家把产生这种引力的物质称作暗物质。

后来的观测结果进一步暗示了这种神秘物质的存在。根据广义相对论，光线在经过强引力场时将会发生弯曲，我们将会观测到扭曲的图像，这被称作引力透镜效应。天文学家在测量由星系产生的引力透镜效应时发现，星系中普通物质产生的引力所能导致的光线偏折远低于观测结果，这也能暗示星系中存在大量的暗物质。

暗物质是笼罩在现代物理学上空的两朵“乌云”之一（另一朵是暗能量），如果发现暗物质，其意义不亚于发现引力波。遥想20世纪初，从笼罩在经典物理学上空的两朵“乌云”中分别诞生了相对论和量子力学，由此引发了物理学革命，奠定了现代物理学的基础。目前，我国“悟空号”卫星正在探测宇宙中的暗物质粒子，这是目前性能最为强大的暗物质探测卫星。根据“悟空号”最近的观测结果，可能发现了一种新的粒子，或许就是天文学家苦苦寻找的暗物质粒子。有关进一步的结果，让我们拭目以待。

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借悟空卫星的新发现，谈谈暗物质和发现的意义。

我们的宇宙是由大量物质组成的，其中有正常物质和暗物质。我们现在可以认识的物质，包括宇宙中的各种星体，星云，我们地球上的各种物质，包括我们人类自己都是正常的物质。都是由电子，质子，中子以及其他基本微粒组成。

然而宇宙中大部分物质是暗物质，暗能量在宇宙中的比重达到70%。也就是我们目前无法理解和观测的物质占据了大部分的宇宙空间。
暗物质之间的结构和相互作用我们现在科技暂时无法去探测和研究。目前来看，暗物质是一种不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用的全新粒子。

虽然无法了解暗物质的具体情况，但是我们可以确实有暗物质的存在。
研究暗物质，我们只能用间接的方法来探测它。在宇宙空间中暗物质互相碰撞、湮灭时会释放宇宙射线，科学家就去观察这些过程后产生的痕迹，期待发现蛛丝马迹。通过精确测量，就可能会发现暗物质粒子的踪影。
比如这次我们国家的悟空”卫星首次直接测量到了电子宇宙射线能谱在~1TeV处的拐折，该拐折反映了宇宙中高能电子辐射源的典型加速能力，其精确的下降行为对于判定部分（能量低于1TeV）电子宇宙射线是否来自于暗物质起着关键性作用。

此外，“悟空”卫星的数据初步显示在~1.4TeV处存在能谱精细结构。目前“悟空”卫星运行状态良好，正持续收集数据，一旦该精细结构得以确证，将是粒子物理或天体物理领域的开创性发现。
为我们的悟空点赞。
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宇宙是由物质和能量组成的。根据相对论的推断，质量与能量是可以相互转换的，因此，物质和能量实际上是同一种东西的不同表现形式而已。
现代天文学的研究发现，我们可以探测到的普通物质和能量，只占整个宇宙所有物质和能量的4%，还有约21%的物质，是我们无法探测到的，称之为“暗物质”，剩余的为暗能量。之所以称为暗，是因为人类还无法探测到它，也不知道它到底是什么。
暗物质几乎不与其他物质发生相互作用。就像一个物体如果不发光，也不反射光，人眼就无法看到它一样。如果一个物体不发射电磁波，也不反射电磁波，不与电磁波发生相互作用，那么，现在的探测仪器就看不到它。暗物质粒子是一种神奇的存在，它不与普通物质的粒子发生相互作用，因此，目前还无法探测到它。
既然暗物质还探测不到，为什么认为它存在呢？
原来，暗物质并非完全隐身的，它会产生引力作用，影响天体和宇宙的运行。天文学家用射电望远镜、光学望远镜和其他探测手段，观测宇宙中的星系，根据星系的特征，可以估算得到它的质量。还有另一种方法，天文学家通过观测宇宙中的星系绕着中心转动的曲线，可以计算出星系不同区域的质量分布。但是，后一种方法估算出来的星系质量，要比前一种方法估算的星系质量大得多。
这部分探测不到的、多余出来的质量，却产生了引力作用的物质，就是“暗物质”。当然，也有少数科学家不相信暗物质存在，他们认为是引力的理论模型有缺陷，希望通过修改引力理论，对观测到的星系旋转曲线给出合理解释。
不过，真正合理的自然规律大多是非常简洁的。所以，不用修改引力理论，而接受暗物质存在，是最合理的选择。

约21%的物质，是我们无法探测到的，称之为“暗物质”
通过观测宇宙中的星系绕着中心转动的曲线，可以计算出星系不同区域的质量分布