暗物質

想像你在看一座旋轉木馬，轉得飛快，外圈的孩子按理該被甩出去——可他們卻穩穩抓著，彷彿有看不見的手拽住了他們。星系也在做同樣怪異的事。星系外緣的恆星和氣體繞轉得極快，快到所有看得見的恆星和氣體加在一起產生的重力，遠遠不足以把它們拉在軌道上。要麼重力在這種巨大尺度上行為不同，要麼就存在大量我們根本看不見的額外質量。後一種想法叫暗物質：一種有重力、卻既不發光也不吸光的物質，望遠鏡直接穿過它。

暗物質不是單一一項觀測，而是一張彼此獨立、卻都指向同一結論的證據網。星系自轉得太快，靠看得見的質量撐不住；星系團靠遠超其恆星和氣體所能提供的重力才聚在一起；重力使光線彎曲（重力透鏡）暴露出沒有任何光的地方藏著質量；而宇宙微波背景中微弱的漣漪，以及星系在全宇宙的成團方式，都只有在大部分物質是暗的時才說得通。把這一切加總：普通原子只佔宇宙成分的約 5%，暗物質約 27%，其餘是暗能量。所以暗物質的總量，大約是我們能看見的一切的五倍。

對這個名字的含義，值得誠實一些。「暗物質」是給一處知識空白貼的標籤：我們有把握確實有看不見的質量在拽動萬物，卻還不知道它由什麼構成。它幾乎肯定不是普通原子（是非重子的），它運動緩慢（是冷的），而且除重力外幾乎不與任何東西作用。候選者包括 WIMP、軸子、惰性微中子等假想粒子，但搜尋了幾十年，一個也沒逮到。少數物理學家主張應當改的是重力理論（MOND）。多數宇宙學家更傾向真實的粒子，因為暗物質能一舉解釋許多修改重力難以處理的現象——但這道謎題確實仍未有定論。