什么叫暗物质，现在的暗物质研究到什么地步了？哪国家最厉害？

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什么叫暗物质，现在的暗物质研究到什么地步了？哪国家最厉害？

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谢谢邀请。对于暗物质，顾名思义，就是看不见的物质，也就是具有引力但看不见的物质。



对于暗物质的概念是上个世纪30年代被加州理工的教授兹威基提出的，他当时研究后发星系团，结果发现星系的运动速度过大，要想维持现有的稳定状态，这个星系团就需要额外的看不到的一种物质。尽管他提出很早，但是一直没有被大家重视，一直等到了70年代才被天文学家通过观测仙女座星系中的旋转曲线的时候才得以再次被重视，之后才逐渐得到大家的承认。到目前为止，已经有非常多的方法能够确认暗物质的存在，在wiki百科上列出了有11种之多，除过旋转曲线之外，还有子弹星系团，引力透镜，CMB功率谱等等。



对于暗物质的探测方式也主要有三种方式，通常包含了上天，下地和探测器。中国在前两种方式上，也是和国外可以竞争的。上天的话，中国有暗物质卫星，俗称悟空卫星。国外有费米卫星等。下地有上海交大的熊猫计划X，国外也有好多类似的地下计划。目前探测器的方式就是指利用欧洲CERN的LHC通过对撞来产生暗物质粒子，但是很遗憾的是，到目前还都没有探测到任何的暗物质迹象，但是地下的探测方式已经在逐渐的提高探测极限。所以有些科学家在考虑其他的探测模型和参数探测空间。



从探测国家上而言，无论是空间探测，还是地面探测，中国在这两方面都做的很不错，但是美国，意大利在这方面也都很好。

誓约之剑

暗物质研究已经有好多年了，最早是一个在美国的瑞士籍科学家弗里茨·兹威基在一九三几年就发现暗物质了，但发现以后很多人并不相信，因为宇宙还是很复杂的，他看到的是不是一定需要用暗物质来解释，并不是很清楚。到一九七几年的时候，很多科学家就在各种各样的天体里发现了引力比较强的这种证据，其中一位女科学家测量了星系周围的暗物质，所以大家逐渐相信这一情况了。

到目前为止，即使从一九七几年开始到现在，也已经有四十多年历史，但是大家还没有找到暗物质。大家试了各种各样的办法，比如说曾经很流行的一个模型，叫做弱相互作用重粒子暗物质，现在大家研究的已经比较深入，有很多很多的研究这方面的实验。我们大家很熟悉的，我们国家在锦屏山做的地下探测实验，还有中国科学院紫金山天文台常进研究员在紫金山天文台和国外合作，做的空间暗物质探测实验，他们都是针对这一种暗物质。
另外还有很多其他的暗物质研究，从目前来看，国际上有很多这方面的研究情况，总体来说还是美国和欧洲的实验更多一些。我们中国现在这两个实验虽然不多，但是也已经取得了很先进的成果，比如说我们现在锦屏山的实验，已经给出关于暗物质最强的实验限制之一。暗物质目前全球科学家都没有找到，但是我们国家在做的实验实现限制的程度已经是最强的之一了。同样我们国家自己的暗物质卫星（悟空号）实验也很快就要公布重要的结果。


作者：陈学雷（中国科学院国家天文台研究员、宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家）

出品：SELF格致论道讲坛

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科学名词所用的每个字眼儿都是为了反映一定的性质而命名的。我们把我们周围的物质包括构成我们自身的物质叫做普通物质。普通物质有四种基本作用力：万有引力、电磁力、强作用力和弱作用力。万有引力只跟质量有关系，有质量就有引力，所以一切普通物质都具有万有引力。
暗物质。之所以叫“暗”，因为它除了万有引力之外，不具有其他三种基本作用力。早在1930年代，瑞士天文学家茨维基通过观测星系团的运动，发现星系的运动速度“过快”，根据光学性质（电磁作用）来推测出来的星系团的质量不足以束缚它们，所以他提出还有许多甚至十倍以上看不见的物质存在。1970年代，美国天文学家薇拉·鲁宾通过测量星系的旋转曲线（星系直径上旋转的速度），又一次证实了暗物质的存在。所以天文学家们是通过暗物质的引力作用发现了它的存在，但是这一点并不足以给出暗物质更多的特征，所以科学家们提出了很多理论模型，只希望通过其他的信息寻找暗物质的性质究竟是什么。
中国的悟空号暗物质探测卫星，中国的锦屏山地下实验室，国外也有一些同类的实验，希望测量来自宇宙射线中的信号，从中发现暗物质衰变的迹象。也就是说从理论上天文学家们认为暗物质不仅仅是具有引力作用的，也存在一些其他作用力，虽然很弱，由此可以衰变成为我们熟悉的可以探测的信号（比如高能的中微子，或者伽马射线）。通过这些信号，再进行重建，获得暗物质本身的信息。这个模型成为WIMP弱相互作用力大质量粒子。在国际上关于寻找暗物质的研究领域，比较突出的有丁肇中先生，他在国际空间站上搭载的暗物质探测仪器已经排除了许多信号和模型，也为悟空号暗物质探测卫星提供了研究的依据。这一类是直接进行探测。锦屏山地下实验室，用液氙作为介质，跟宇宙射线中的粒子进行碰撞，这是间接进行探测。
在国际上中国悟空号暗物质探测卫星是第一颗专门用于这个课程目标的卫星，锦屏山地下实验室也是处于国际的前列。当然，目前国际上有许多的探测项目正在进行，没有办法说谁哪个国家出做的最好，要看将来谁的结果出得更快，更好。。

ASUKI

施郁
（复旦大学物理学系）

以前我回答过什么是暗物质，不再重复。现在谈谈研究到什么程度。

基本信息：还！没！有！找！到！暗物质！

但是寻找暗物质的工作正在如火如荼地进行。

可以分为直接探测和间接探测两种实验。 直接探测寻找与暗物质散射引起的原子核的反冲，后者又会发射闪烁光子。一般都是利用地下的矿井。中国在四川锦屏山洞就有这样的实验。 另外作这样的地下实验的还有澳大利亚的Stawell，美国明尼苏达的Soudan，加拿大Ontario的Sudbury的SNOLAB(原来探测中微子的实验室，分享了2015年的诺贝尔奖)，意大利的Gran Sasso实验室，西班牙的Canfranc 实验室，英国的 Boulby实验室。

间接测量是搜寻暗物质粒子在外太空湮灭或者衰变的产物。 丁肇中先生在太空站的alpha磁谱仪就是寻找暗物质湮灭导致的宇宙线。另外，美国NASA的康普顿伽马射线观测卫星上Energetic Gamma Ray Experiment Telescope和费米伽马射线空间望远镜的功能之一是寻找暗物质导致的伽马射线。放在俄罗斯卫星上的PAMELA通过探测正电子和反质子来寻找暗物质。 中国的悟空卫星，即DAMPE通过探测高能伽马光子、电子和宇宙线离子来寻找暗物质。