宇宙幽靈——暗物質

提起物質，很多人會覺得它十分熟悉，因為我們本身就處在一個物質的世界當中，小到一顆沙粒，大到一個星球，我們已知的物體都由普通物質組成。普通物質之所以能被我們觀察到，最重要的原因就是因為它們要麼自身發光，要麼表面可以反光。然而，科學家還堅信宇宙中存在著另一種神秘的物質，它既不反光，更不發光，我們不能直接觀測到它，但是它的引力卻有力地強調著自己的存在，它就是暗物質。

暗物質最早由瑞士科學家弗里茲·扎維奇提出，他起初是想研究星系的旋轉規律，旋轉星系的邊緣隨著星系中心的旋轉而旋轉，就像快速旋轉的摩天輪邊緣總是相對軸心同步轉動，但是軸心轉動一小圈，邊緣就要轉動一大圈，所以邊緣的線速度相對軸心非常快，這麼快的速度會導致非常大的離心力，所以必須有東西拉住它。星系也是一樣，星系邊緣必須靠強大的引力才能被拉住，使它不至於脫離星系。但是弗里茲·扎維奇卻發現觀測到的星體質量加起來並不足以產生這麼大的引力，看來是有其他無法觀測到的物質在暗中支持著整個星系，這時他就提出了暗物質的猜想。

另外，其他科學家也在後續的研究中發現了暗物質，一些科學家一直致力於將可觀測宇宙畫在一張宇宙圖中，通過各式望遠鏡的觀測，科學家大致知道了宇宙中星系群組成的結構，星系群落像網狀物質一樣分布在宇宙各處，但是通過計算，這些網狀結構單靠星系們的引力根本不可能形成，於是暗物質又被用到了解釋宇宙結構之中。

既然暗物質不可直接觀測，那麼科學家怎麼能確定他們的位置呢？當然，依靠上面那種星系旋轉規律大概可以確定一些暗物質的存在，但是那遠遠不夠，有些暗物質根本就不在星系當中。於是科學家又使用了引力透鏡的方法。

雖然暗物質不發光也不反光，但是它終究是物質，是物質就一定會有質量，而通過愛因斯坦的理論體系，質量可以造成空間的扭曲，也就是說暗物質也會把它周圍的空間進行扭曲。這條性質為科學家帶來了很大的信心，因為空間的扭曲可以使光線發生偏轉，偏轉的光線會使望遠鏡中的星系圖像發生扭曲，這樣就可以觀測到暗物質的具體位置了。舉個例子吧，如果有一塊非常透明的放大鏡在你面前，你怎麼知道那是一塊放大鏡呢而不是什麼都沒有呢？那是因為你發現了這個區域里的物體發生了扭曲，所以你斷定一定有一塊透鏡在你面前，不過引力也可以使光偏轉，起到透鏡的作用，所以這種觀測方法又叫做「引力透鏡」法。

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