暗物质的发现历程
宇宙组成示意图
如上图所示，宇宙主要由物质组成，这其中的物质又可分为普通物质、暗物质、暗能量和其它物质
正如所聪明的你所想的那样，普通物质便是我们能看得见的物质，可以观测到的物质，也就是天体，仅仅只占据了宇宙中物质含量的4.9%
"暗"即为黑的意思，以至于黑到了一种无法进行观测到的地步，它不与电磁辐射进行相互作用，这便不能用电磁波进行探测，根据估计的数据来看，暗物质占据了宇宙总质量的超过80%，你又显而易见，这对宇宙的结构无疑是有着巨大的影响
就是辣么一种神秘的物质，它不发光也不发热
科学家们花了很长时间才开始理解"暗物质″
- 本篇科普文将会带你了解暗物质的探索经历~
暗物质的起源
银河系
命运的齿轮从20世纪30年代开始转动~
当时，一个名叫弗里茨·茨维基的天文学家在观察星系团时发现了一个奇怪的现象：根据我们所见的恒星和气体，星系应该无法保持稳定，它们应该因缺乏足够的引力而分崩离析
然而，星系却稳定地旋转着，这意味着必须有额外的引力来源，而且星系团中的星系运动得竟然比理论上的预期要快很多
这很是不对劲啊！十分甚至有九分不对劲
茨维基突发奇想，会不会是星系团中有一些我们看不见摸不着的物质产生了引力呢？这些看不见的物质产生的引力不就能解释星系的快速运动了？
于是，他提出了“暗物质”的概念，起源正是如此
暗物质的证据
银河系结构示意图
茨维基的发现虽然令人惊讶不已，可这并没有立即引起学界上的轰动
直到在1970年代，一位名叫维拉·鲁宾的天文学家通过观察星系的旋转，发现了可以支持暗物质存在的线索
她发现，星系边缘的恒星和星系中心的恒星旋转速度几乎一样快，离大谱，这和我们所知道的物理定律明显不符，根据万有引力定律，星系中心的恒星转速应该＞星系边缘的恒星转速，然而事实是几乎一样快
鲁宾也同样认为，只有在星系中存在大量我们无法观测的物质，才能解释这种现象
这样一来，暗物质的存在更加具有说服力
暗物质的探索
暗物质地图
科学家们开始用各种方法来寻找暗物质
他们利用宇宙微波背景辐射（宇宙早期留下的辐射）和引力透镜效应（星系团的引力使光线弯曲）等现象，间接地进行探测暗物质，但仍然无法进行观测
为了找到暗物质，科学家们采取了多种策略
1. 直接探测实验
氢原子
科学家们正在使用地下实验室中的高灵敏度探测器来寻找暗物质粒子与普通物质直接相互作用的信号
XENON实验和LUX实验，它们利用液态氙或氦作为探测介质，尝试捕捉暗物质粒子与探测器中的原子核发生弹性散射的事件
显然，这种方法目前并没有成功证明暗物质的存在
2. 间接探测实验
宇宙射线
间接探测实验关注的是暗物质粒子在宇宙中与其他粒子相互作用后产生的信号，如高能伽马射线、中微子
IceCube实验通过探测中微子来寻找暗物质粒子的间接证据
同样，这一探测方法目前仍然不能证明暗物质的存在
3. 粒子加速器实验
粒子加速器
粒子加速器实验，如欧洲核子中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC），通过模拟宇宙中的高能粒子碰撞过程来研究暗物质粒子与普通物质之间的相互作用
尽管LHC已经运行多年，但至今尚未直接探测到暗物质粒子的确切证据
4. 新方法和理论
射电望远镜
有研究者提出利用射电望远镜直接探测暗光子暗物质的可能性
中国科学院紫金山天文台的研究人员与清华大学、北京大学的研究人员合作，提出了利用射电望远镜直接探测暗光子暗物质的新方法，并且利用中国天眼射电望远镜（FAST）的观测数据，在1-1.5GHz的频率范围内寻找暗光子暗物质产生的信号，给出了这个频率范围内对暗光子暗物质的最强实验限制
尽管如此，暗物质的本质和特性仍然是现代物理学和天文学中的一个未解之谜。
5. 新的观测项目
太阳
未来几年，一些新的实验和观测项目将启动，这些实验可能会为我们揭示更多关于暗物质的秘密
2024年将公布一项探测轴子这种暗物质粒子的实验结果，轴子被认为由太阳释放并转化成了光，但这种微粒子也从未在实验中观测到过
暗物质是什么
综合上述的5种探测方法，截止目前均没有成功探测暗物质的证据
科学家们提出了很多关于暗物质可能是什么的想法。有的说它可能是弱相互作用重粒子（WIMPs），有的说可能是轴子或特殊的中微子
为了找到这些粒子，科学家们在地下深处建造了实验室，使用粒子加速器来尝试制造和探测它们
暗物质未来的希望
尽管暗物质仍然是个未解之谜，但科学家们并未放弃
通过不断设计新的实验和望远镜，科学家们希望能在不久的将来揭开暗物质的神秘面纱
随着技术的进步，我们对宇宙的理解将越来越深入
暗物质是宇宙中一个巨大的"秘密″，它虽然看不见，却无处不在，深刻的影响着宇宙的每一处角落，它提供了无形的引力给予天体，稳定了星系的正常运转
也许随着研究的深入，我们能揭开暗物质的神秘面纱，一旦揭开这个谜题，这意味着也许会发现宇宙的"秘密″，更深入地了解我们所在的这个宇宙
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