暗物质是弗里兹·扎维奇发现的在宇宙中的一种不可见的物 质，它的质量甚至占了宇宙的96%。几十年来，人们一直在探 测暗物质，但始终没有一个标准答案来规定它到底是什么？
什么是暗物质
暗物质是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的 物质，它可能是宇宙物质的主要组成部分，但又不属于构成可 见天体的任何一种目前已知的物质。
天体物理学研究发现，在浩瀚的宇宙空间里，我们能够观 测到的发光星体（包括发射X射线、γ射线的星体）的质量仅仅只是宇宙空间里物质总质量的一小部分。还有很大一部分质量 则来自至今我们还没有弄清楚的东西。这种视而不见又确实存 在的东西，我们称它为“暗物质”。
暗物质究竟是什么呢？对此，科学家有过许多猜想：有人 说暗物质是弥散在宇宙空间里的气体，也有人说它是宇宙里的 尘埃，还有人猜它是已经变暗的“死星”，甚至可能是黑洞。 这些猜想虽然都事出有因，但缺乏有力的证据，未能得到学术 界的认同。
暗物质的天文观测证据 l星系旋转曲线与弥散速度分布 星系旋转曲线描述了旋涡星系中可见天体的环绕速度和其 距离星系中心距离的关系。根据对旋涡星系中可见天体质量分 布的观测以及万有引力定律的计算，靠外围的天体绕星系中心 旋转的运动速度应当比靠中心的天体更慢。然而对大量漩涡星 系旋转曲线的测量表明，外围天体的运行速度与内部天体近乎 相同，远高于预期。这暗示着这些星系中存在着质量巨大的不 可见的物质。结合位力定理，可以通过星系中可见天体的弥散 速度分布计算出星系中的物质分布。这种方法同样适用于测量 椭圆星系和球状星团的物质分布。结果表明，除个别以外，大 部分星系和星团的物质分布都与观测到的可见物质的分布不 符，可见物质的质量仅占星系和星团总质量的较小部分。
l星系团观测
星系团的质量分布主要可以通过三种不同的手段得出：1） 观测星系团中的星系的运动，通过引力理论计算得到。2）观测 星系团产生的X-射线。星系团中普遍存在能发射出X-射线的炽 热气体，当气体在星系团引力场中达到流体力学平衡后，可通 过其温度推测出星系团的质量分布。3）引力透镜效应。根据广 义相对论，来自星系团背后的光线经过大质量星系团时会发生 弯折，这与光学中的透镜类似。可一根据背景光线的弯折程 度，推算出星系团中物质的分布。这三种方法互不影响，相互 佐证，使得星系团观测成为研究暗物质的重要手段。目前这些 观测一致表明星系团中物质的总质量远超出其中可见物质的总 质量。
l宇宙微波背景辐射
在宇宙尺度上，通过对宇宙中微波背景辐射各向异性的精 细观测，可以确定出宇宙中暗物质的总量。目前的观测表明宇 宙总能量的26.8% 由暗物质贡献，构成天体和星际气体的常规 物质只占4.9%，其余68.3%为推动宇宙加速膨胀的暗能量。
