暗物质到底是什么 科学家称其为宇宙真正的主宰者

暗物质到底是什么，科学家称其为宇宙真正的主宰者。暗物质在上个世纪就有科学家提出这一观点，然而并没有人相信，在本世纪初期，暗物质才被证实存在。暗物质是一种比粒子和电子还小的物质，而它却是宇宙的主要组成物质。在宇宙的数十亿个星系中，暗物质才是主宰宇宙的。和小编一起看看暗物质到底是什么吧。

暗物质起源

暗物质可能存在的第一个暗示性发现可追溯至1932年，荷兰天文学家简·奥尔特（Jan Oort）测量了银河系内恒星的轨道开放模式，并发现它们运行速度太快，无法通过观测银河系质量进行解释。然而近半个世纪之后天文学家才开始认真搜寻暗物质，上世纪70年代，天文学家维拉·鲁宾（Vera Rubin）和仪器制造商肯特·福特（Kent Ford）依据恒星与星系中心的距离，测量了附近星系的自转速率，他们将测量结果与标准牛顿引力理论进行了对比分析。

恒星以接近圆形路径环绕主星系运行，而引力是保持恒星处于轨道位置的作用力。牛顿第二定律预测该作用力使这颗恒星在圆形轨迹中移动，F（圆形轨道作用力）应当等于恒星的引力作用，如果没有F（引力作用力），恒星将偏离进入太空轨道，或者进入银河系中心。对于记得高中物理知识的人们来看，F（圆形轨道作用力）是一种惯性的表述，仅是牛顿第二定律F = ma，F（引力作用力）是牛顿万有引力定律。

在接近银河系中心的位置，鲁宾和福特发现F（圆形轨道作用力）大致上与F（引力作用力）相等，但远离银河系中心的区域，F = ma的匹配性不是很好，虽然星系之间详细状况有所差异，但是它们的观测结果基本上一致。

像这样明显的差异性需要进行解释，接近星系中心的区域，罗宾和福特的测量数据意味着该理论有效，而较大轨道距离的差异性意味着现有理论无法解释一些现象。他们的观测结果表明，要么我们不理解惯性如何运行（例如：F（圆形轨道作用力）），或者我们不理解引力是如何工作的（例如：F（引力作用力））。第三种可能性是牛顿第二定律等式是错误的，意味着还有其它的作用力或者影响并未计算在内，这是唯一的可能性。

关于暗物质未解答的问题

暗物质理论在预测许多测量值方面效果很好，这就是为什么该理论在科学界被普遍认可的原因。但是暗物质仍是一个未经证实的模式，迄今所有暗物质存在的证据都是非直接的。如果暗物质存在，当它穿过地球时，我们应当直接观测暗物质的交互作用，同时，我们可以在较大的粒子加速器中制造暗物质，像大型强子对撞机。然而这两种方法都没有成功。

此外，暗物质应当与所有的、而不仅仅是许多天文观测一致。虽然暗物质是迄今为止最成功的模型，但它并不是完全成功的。暗物质模型预测大量矮卫星星系环绕像银河系这样的大型星系，其数量将比现已发现的数量更多。虽然现已发现大量的矮星系，但它们数量非常少，无法与暗物质预测数值进行对比。

对于暗物质的严峻挑战

对于暗物质模型而言，塔利·费舍尔关系是一个严峻的挑战，一个星系的旋转受它所包含的物质总量控制。如果暗物质真实存在，那么宇宙物质的总质量就是普通物质和暗物质的总和。

但是现今暗物质理论预测称，任意星系都可能包含较大部分或者较小部分的暗物质，因此当人们发现宇宙可见物质时，你可能错过发现占较大部分的暗物质。可见质量只能预测星系总质量的一小部分，星系的质量可能与普通的可见物质质量相似，也可能大得多。

因此，这里没有理由认为可见质量应当很好地预测星系的旋转速度。事实上，今年一份研究报告表明，暗物质怀疑论者使用不同星系塔利·费舍尔关系的测量数据，来反驳暗物质假说，以及修正后的惯性理论。

暗物质能够较好地预测宇宙结构理论，它并不完整，它需要通过发现实际的暗物质粒子进行验证。所有当前仍有一些工作需要做。但是计算是重要的环节，便于我们知晓宇宙是否由暗物质主宰。