2010年12月12日，中國首個極深地下“暗物質”實驗室投入使用。你可知道，暗物質是什么？為什么說宇宙中藏有暗物質？

　　怎樣才能知道口袋里裝了幾顆糖呢？你可以打開口袋數一數，也可以不打開口袋用秤稱一稱，來估計糖的數量。1933年，瑞士天文學家茲維基就是這樣估計星系團的質量的。他驚訝地發(fā)現，某些星系團根據發(fā)光物質“數”出來的質量遠小于根據星系運動“稱”出來的質量，兩者竟相差10倍以上！這說明星系團內發(fā)光物質太少，大部分物質可能是不發(fā)光的！茲維基稱其為“短缺質量”或“無蹤質量”，意為一部分物質無影無蹤不知上哪兒去了。

　　一開始并沒有人重視茲維基的結果。過了將近40年后，類似的情況越來越多，天文學家開始明白，宇宙中可能存在不發(fā)光的物質。它們雖然不發(fā)光，但是有引力，所以能夠感覺到它們的存在。天文學家把這種不能直接看見的物質統(tǒng)稱為“暗物質”。

　　現在有越來越多的觀測證據，例如星系團的形態(tài)、星系自轉、引力透鏡、星系團發(fā)出的X射線、宇宙微波背景輻射各向異性等都表明，宇宙中可能存在大量的暗物質。

　　先說星系團的形態(tài)。星系團中的星系都在快速運動著，但100多億年來，星系團居然一直保持團狀而不瓦解，內部一定有一種強大的引力將團內星系緊緊吸引住，否則這些星系早就會由于快速運動而四處飛散，星系團也早就土崩瓦解了。提供這種引力的主要就是暗物質。不僅如此，星系團的形成過程也應該有暗物質作為“陷阱”，吸引發(fā)光的物質落入其中而形成星系。

　　再說星系的自轉。天文學家原以為星系邊緣的恒星，一定也像行星繞太陽轉動那樣，距離越遠，速度就越小，繞行的速度大致同距離的平方根成反比，這就是所謂的開普勒運動。1975年，美國女天文學家維拉·魯賓發(fā)現，旋渦星系里大多數恒星都以相同的速度繞星系中心轉動，這與上述理論完全相悖。最流行的解釋就是星系暈里有大量的暗物質，它們的引力造成了星系奇特的轉動曲線。

　　不僅如此，對宇宙密度的測量結果等表明，整個宇宙的物質組成中，可見物質同暗物質的質量之比大致在1∶5到1∶6之間。所以說，暗物質對我們整個宇宙都至關重要。

　　宇宙中的物質構成

　　那么暗物質是由什么組成的呢？可能有兩種。一種就是普通物質，也就是所謂的重子物質，比如褐矮星、黑矮星、中子星、黑洞等發(fā)光微弱的天體。它們可以參與電磁相互作用，即可以發(fā)射光或吸收光。但是由于太小、太冷或太遠而不能被目前的望遠鏡探測到。不過，根據理論研究可知，重子物質不可能占到這么高的比例。所以絕大部分暗物質可能是另一種物質--非重子物質。非重子物質不參與電磁相互作用，不會發(fā)光，也不會吸收光。按運動快慢，它又分為熱暗物質和冷暗物質。但是，宇宙的大尺度結構表明熱暗物質沒有這么多，所以暗物質應該主要是冷暗物質。冷暗物質最有可能的候選者有渺中子、軸子、引力微子等。渺中子是超對稱理論預言的粒子，它非常重，質量可以達到質子的1000倍。不過在宇宙中的分布非常稀疏。軸子也是理論預言的粒子，其質量非常小，只有質子的一百萬億分之一，但是密度非常大。目前對暗物質粒子的探測還在進行中，尚沒有確定的結果。