兹威基与鲁宾
1933年，瑞士天文学家弗里茨·兹威基计算发现，后发座星系团中的星系运动过快，仅靠可见恒星的质量无法把它们束缚在一起。他提出必定存在看不见的“暗物质”（dunkle Materie），但这一想法长期被忽视。20世纪70年代，美国的薇拉·鲁宾和肯特·福特测量了仙女座星系等的旋转速度，发现外围恒星和内部恒星转得一样快，即“平坦的旋转曲线”。按照牛顿力学，外围恒星应该更慢，这意味着星系被巨大的不可见晕包裹着。
更多证据
利用广义相对论预言的引力透镜效应绘制质量分布图，可以看到远多于可见物质的质量。2006年发表的“子弹星系团”观测中，两个星系团相撞后，炽热气体留在中间，而大部分质量却向两侧穿出，这被视为暗物质真实存在的有力证据。普朗克卫星对宇宙微波背景的分析表明，宇宙约由5%的普通物质、27%的暗物质和68%推动宇宙加速膨胀的暗能量组成。人们认为暗物质在大爆炸之后为星系的形成搭起了骨架。
寻找真身
黑洞或暗淡恒星等普通天体提供不了足够质量，因此暗物质很可能是一种尚未发现的新粒子。候选者包括弱相互作用大质量粒子（WIMP）、极轻的轴子和惰性中微子等，但地下直接探测实验和发现希格斯玻色子的LHC至今都未见信号。另一种思路是像莫德采·米尔格罗姆1983年提出的修正牛顿动力学（MOND）那样修改引力定律，但它难以同时解释星系团和宇宙背景辐射。引力波观测和大型望远镜巡天有望提供新线索。
常见问题
- 暗物质和暗能量是一回事吗？
- 不是。暗物质通过引力把物质聚在一起、维系星系；暗能量则是推动宇宙加速膨胀的神秘因素。
- 暗物质此刻正穿过我的身体吗？
- 如果它是粒子，很可能如此，但它几乎不与普通物质相互作用，所以你完全感觉不到。
来源核查日期：2026-10-26
参考文献
- Zwicky, F. (1933). Die Rotverschiebung von extragalaktischen Nebeln. Helvetica Physica Acta, 6, 110–127.
- Rubin, V. C., & Ford, W. K. (1970). Rotation of the Andromeda Nebula from a spectroscopic survey of emission regions. Astrophysical Journal, 159, 379–403.
- Planck Collaboration. (2020). Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics, 641, A6.