在歐洲原子能機(jī)構(gòu)（CERN）的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)室從事基礎(chǔ)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究人員發(fā)現(xiàn)了希格斯波色子，當(dāng)CERN的總干事長(zhǎng)羅爾夫·霍培爾被問(wèn)及到下一個(gè)將要發(fā)現(xiàn)的粒子時(shí)，他不加思索地說(shuō)到是暗物質(zhì)粒子。物理學(xué)家將暗物質(zhì)粒子作為優(yōu)選的對(duì)象之一，原因在于暗物質(zhì)在宇宙的存在比普通物質(zhì)更為普遍，暗物質(zhì)相當(dāng)于普通物質(zhì)數(shù)量的5倍，它們似乎以團(tuán)塊形式“漂浮”在宇宙中，構(gòu)成了宇宙大而全的“腳手架”，依托暗物質(zhì)的框架，可見的普通物質(zhì)聚攏為美輪美奐的星系。

科學(xué)家確認(rèn)了暗物質(zhì)的存在，但不能確定它們的性質(zhì)，他們認(rèn)為暗物質(zhì)的組成方式如同普通物質(zhì)，暗物質(zhì)和普通物質(zhì)都由基本粒子構(gòu)成。暗物質(zhì)概念時(shí)常出現(xiàn)在媒體中，好似外星人概念經(jīng)常出現(xiàn)在新聞報(bào)道中，暗物質(zhì)和外星人概念在媒體出現(xiàn)的頻率十分相似。時(shí)常傳出世界各地實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)某種潛在暗物質(zhì)信號(hào)的消息，但科學(xué)和媒體界人士都對(duì)暗物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)時(shí)刻充滿期待，科學(xué)家因?yàn)榘滴镔|(zhì)的發(fā)現(xiàn)而獲得物理諾獎(jiǎng)，這已沒(méi)有什么懸念。

科學(xué)家迄今沒(méi)有發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)粒子，但他們?cè)缫寻l(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)現(xiàn)象。二十世紀(jì)三十年代，奧地利的天體物理學(xué)家弗里茨·茨維基觀測(cè)了后發(fā)座星系群中轉(zhuǎn)動(dòng)的星系，后發(fā)座星系團(tuán)由1000多個(gè)星系組成，距離地球3億光年，茨維基以星系發(fā)出的光線為參考估算了星系質(zhì)量，他非常驚奇地發(fā)現(xiàn)，估算的星系質(zhì)量不足以維持自身的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，由于缺少足夠的物質(zhì)引力，星系將會(huì)分崩離析。茨維基計(jì)算出至少有相當(dāng)于星系質(zhì)量400倍的額外物質(zhì)才能將星系維系成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。神秘兮兮或看不見、摸不著的物質(zhì)就是“暗物質(zhì)”，它們構(gòu)成了星系物質(zhì)的主要部分，而主要部分的“暗物質(zhì)”和次要部分的普通物質(zhì)構(gòu)成了星系的總物質(zhì)。

在茲維基提出“暗物質(zhì)”概念之后的很長(zhǎng)時(shí)間，似乎“不切實(shí)際”的概念在一定程度上被科學(xué)人士忽略了，直到二十世紀(jì)七十年代，美國(guó)女天文學(xué)家維拉·魯賓通過(guò)觀測(cè)證實(shí)了茨維基的發(fā)現(xiàn)，她仔細(xì)檢測(cè)了作為銀河系鄰居的仙女座星系中恒星的轉(zhuǎn)動(dòng)速率，一般而言，星系邊緣的恒星受到較小的引力，它們繞星系中心的轉(zhuǎn)動(dòng)速度較慢，而星系中心附近的恒星受到很大引力的拖動(dòng)，它們繞星系中心的轉(zhuǎn)動(dòng)速度很快，然而，魯賓感到困后不解，星系邊緣的恒星和星系中心的恒星以幾乎相同的速度繞中心旋轉(zhuǎn)。

天文學(xué)家魯賓假定，仙女座星系被暗物質(zhì)包裹，不同距離的恒星繞中心的旋轉(zhuǎn)速度就會(huì)產(chǎn)生異常，暗物質(zhì)概念很好地解釋了星系內(nèi)恒星公轉(zhuǎn)速速的異?，F(xiàn)象。銀河系和仙女座星系的周圍可能被一大圈暗物質(zhì)“暈”包圍。其它的天文觀測(cè)成果證實(shí)，星系和光線在空間穿越時(shí)出現(xiàn)了怪異表現(xiàn)，未知的暗物質(zhì)引力解開了天文學(xué)家的迷惑。魯賓和茨維基認(rèn)可“暗物質(zhì)”的存在，但科學(xué)家沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它們，只是發(fā)現(xiàn)了它們的引力效應(yīng)。由于統(tǒng)計(jì)學(xué)或難以排除的其它原因，可能無(wú)需假設(shè)“暗物質(zhì)”的概念，但任何替換性解釋都要得到觀測(cè)的證實(shí)。

1998年，埋藏在意大利格蘭·薩索山洞的暗物質(zhì)探測(cè)器在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了某種有趣的信號(hào)。DAMA實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的科研人員探測(cè)到了疑似暗物質(zhì)的奇異粒子，它的奇特之處是數(shù)量密度出現(xiàn)了周期變化，粒子密度呈年度性增減，6月份達(dá)到密度的高值，12月份達(dá)到密度的低值，DAMA實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的科研人員聯(lián)想到天文學(xué)家正在尋找暗物質(zhì)的“暈”，銀河系周圍包裹了一大層昏暗的“暈”，銀河系內(nèi)部也充斥了暗物質(zhì)“氣體”，地球在繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)穿越了暗物質(zhì)“氣體”，太陽(yáng)系繞銀心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不間斷地穿越了層層疊疊分布的暗物質(zhì)。

DAMA實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的科研人員解釋了非常奇特的暗物質(zhì)存在方式，在半年之內(nèi)，如果地球沿太陽(yáng)和太陽(yáng)沿銀河系的旋轉(zhuǎn)方向相同，那么“暗物質(zhì)”粒子的密度增加；在半年之內(nèi)，如果地球沿太陽(yáng)和太陽(yáng)沿銀河系的旋轉(zhuǎn)方向相反，那么“暗物質(zhì)”粒子的密度降低，地球和太陽(yáng)的結(jié)合速率在兩者的旋轉(zhuǎn)方向一致時(shí)表現(xiàn)得更快，地球和太陽(yáng)的結(jié)合速率在兩者的旋轉(zhuǎn)方向不一致時(shí)表現(xiàn)得更慢。DAMA的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)似乎表明，地球和太陽(yáng)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿越了“暗物質(zhì)暈”的包裹層，然而存在實(shí)驗(yàn)漏洞的可能。

除了暗物質(zhì)暈的設(shè)想，還存在其它可能的解釋，科學(xué)家不能完全確認(rèn)，地球和太陽(yáng)在公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中穿越了看不見的暗物質(zhì)媒介物。在意大利進(jìn)行的DAMA實(shí)驗(yàn)被稱為DAMA/LIBRA，實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的科研人員仍在繼續(xù)尋找某種粒子密度的年度增減現(xiàn)象。暗物質(zhì)成為了目前科學(xué)界熱門的搜索對(duì)象，在世界各地出現(xiàn)了多個(gè)暗物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，DAMA項(xiàng)目在地面進(jìn)行，搭載在國(guó)際空間站的質(zhì)譜儀和中國(guó)的“悟空”號(hào)暗物質(zhì)衛(wèi)星則在太空搜索暗物質(zhì)的信號(hào)。

（編譯：2018-9-1）