暗物质假说是怎么产生的

Dan Hooper　黄京一

暗物质的故事发端于1933年。

当时，聪明又古怪的加州理工学院天体物理学家兹维基（Fritz Zwicky）发现了后发星系团的一些奇异之处：尽管其中的星系看似以引力作用相互束缚，但从它们很高的运动速度来看，星系团将不可避免地分崩离析。然而后发星系团却并未瓦解。

难道这个遥远星系团中的恒星比我们星系的恒星更重？或者宇宙中并不处处适用相同的物理定律？尽管看到星系团解体的可能性微乎其乎，难道我们看到的恰恰就是这一时刻？在考虑了各种可能性以后，兹维基推断，如果假定后发星系团中存在大量的不可见物质，这个难题就可以迎刃而解。

随着这个想法的提出，暗物质假说应运而生。

自上世纪30年代以来，关于宇宙中存在大量不可见物质的假设获得了很多观测支持。兹维基关于后发星系团的论文，当时并未说服大多数科学家，但到了上世纪70年代末期，暗物质存在的证据已经相当有说服力，使得天文界中很大一部分学者转而承认确实存在着一个“失踪质量问题”。科学家们目前估计，宇宙中六分之五的质量属于暗物质。

关于“失踪质量”是由什么构成的，有很多种猜测，其中包括各类奇异的恒星，这些恒星过于暗弱，难以用望远镜观测到。不过对白矮星、中子星及其他暗弱天体的搜索，并未发现足以解决问题的数量。最近的搜索也排除了暗物质是由行星、褐矮星及大质量黑洞构成的想法。不过，无论暗物质到底是什么，它都不是由原子构成的，或者任何已知的其他物质形式。