暗物質假說是怎么產生的

Dan Hooper　黃京一

暗物質的故事發端于1933年。

當時，聰明又古怪的加州理工學院天體物理學家茲維基（Fritz Zwicky）發現了后發星系團的一些奇異之處：盡管其中的星系看似以引力作用相互束縛，但從它們很高的運動速度來看，星系團將不可避免地分崩離析。然而后發星系團卻并未瓦解。

難道這個遙遠星系團中的恒星比我們星系的恒星更重？或者宇宙中并不處處適用相同的物理定律？盡管看到星系團解體的可能性微乎其乎，難道我們看到的恰恰就是這一時刻？在考慮了各種可能性以后，茲維基推斷，如果假定后發星系團中存在大量的不可見物質，這個難題就可以迎刃而解。

隨著這個想法的提出，暗物質假說應運而生。

自上世紀30年代以來，關于宇宙中存在大量不可見物質的假設獲得了很多觀測支持。茲維基關于后發星系團的論文，當時并未說服大多數科學家，但到了上世紀70年代末期，暗物質存在的證據已經相當有說服力，使得天文界中很大一部分學者轉而承認確實存在著一個“失蹤質量問題”?？茖W家們目前估計，宇宙中六分之五的質量屬于暗物質。

關于“失蹤質量”是由什么構成的，有很多種猜測，其中包括各類奇異的恒星，這些恒星過于暗弱，難以用望遠鏡觀測到。不過對白矮星、中子星及其他暗弱天體的搜索，并未發現足以解決問題的數量。最近的搜索也排除了暗物質是由行星、褐矮星及大質量黑洞構成的想法。不過，無論暗物質到底是什么，它都不是由原子構成的，或者任何已知的其他物質形式。