‘壹’ “暗物质”存在最有力的一个证据来源于一次惨烈的星系碰撞事件
1. 作者：黄姤 / 黄媂 @天体生物学 / @太空生物学
2. 网络上流行着一句话：在科学界，有一种“传说中的物质”，人们知道它的存在，却对其一无所知。这种物质既看不见，也摸不着，但它的存在是必要的。就像日常生活中遇到“灵异事件”时，我们可能会说自己遇到了“鬼”，而科学家则用“暗物质”这个名词来描述这种宇宙中的神秘物质。
3. 古人们知道天上有星星，地下有人群，也知道金、木、水、火、土、阴阳五行等自然规律。现代物理学家则不断探索宇宙，发现了星系、星云、星系团、恒星、行星、小行星等现象，并深入微观世界，发现了电子、质子、中子、夸克、中微子、费米子、胶子等基本粒子。尽管我们对宇宙的了解已经很多，但每当发现新事物时，我们总是发现自己更加无知，有更多值得探索的地方。
4. 举个例子，如果你坐在旋转木马上，木马的旋转会使你感受到一种向外甩出的力量。如果木马失控，转速加快到连蚂蚁都要飞出去的程度，你却能安然无恙地坐在木马上，这如果不是因为见了“鬼”，那就一定是有什么神奇的力量在作怪。
5. 1933年，瑞士天文学家兹威基在观测一个包含大约1000个星系的星系团时，发现了一些远离中心的星系围绕中心的运动速度非常快。按照常理，这样的速度应该会使得星系被甩出星系团，但它们却没有。兹威基认为，星系团中存在一些独特的物质，它们不发光、不吸收光、不反射光，只通过万有引力影响宇宙，这些物质虽然看不见、摸不着，但它们有质量，是真实存在的。
6. 兹威基这个人性格怪异，脾气暴躁，喜欢把不同意见的同事称为“球形的混蛋”。他的观点在当时并不被接受，但他的重要发现却在40年后被重新提出。
7. 上个世纪的70年代，美国天文学家鲁宾在研究银河系的恒星运动速度时，发现了一个新的现象。她发现，无论是远离星系中心的恒星还是距离星系中心更近的恒星，它们的运动速度都相差不大。这表明，仅凭可见物质无法解释星系的运动，因此她假设银河系中存在一些无法用光线探测到的物质，它们通过引力影响了恒星的运动。
8. 鲁宾的研究成果在当时也受到了很多嘲讽，但她的工作为暗物质的研究奠定了基础。
9. 到了80年代，科学家在计算星系的总质量时发现，引力质量和光度学质量之间存在很大的差异，这进一步证明了暗物质的存在。
10. 暗物质的存在还有另一个强有力的证据，那就是“引力透镜”效应。光线在弯曲的时空中会发生偏折，这种现象在1980年被首次观测到，成为寻找暗物质的重要工具。
11. 例如，在2007年，天文学家在室女星系团中发现了明显的引力透镜效应，但没有发现任何可见的物质，这表明该星系团可能主要由暗物质构成。
12. 在距离我们38亿光年的“子弹星系团”中，两个星系发生了碰撞，科学家通过引力透镜效应和光学方法测量了星系团的总质量，发现两个测量结果并不重合，这表明在星系碰撞过程中，正常物质和暗物质的行为不同。
13. 星系的结合过程中，正常物质和暗物质发生了分离，这是目前为止暗物质存在的最有力的证据。
14. 尽管有诸多证据表明暗物质的存在，但我们仍然对其知之甚少。暗物质不参与电磁相互作用，因此无法通过常规方法观测到。目前，科学家正在通过各种手段寻找暗物质，但进展缓慢。
15. 一些科学家认为，暗物质可能是一些我们不熟悉的新粒子，例如大质量弱相互作用粒子（WIMP）。科学家通过地下实验室和太空卫星等多种方式寻找暗物质，但目前还没有找到确凿的证据。
16. 另一方面，也有科学家提出了新的理论来解释暗物质现象，例如修正牛顿动力学、张量引力理论、矢量引力理论等，但这些理论也无法完全解释所有现象。
17. 总之，暗物质的存在与否目前还存在争议，但我们在寻找暗物质的过程中对宇宙的认知已经得到了深化。