暗物質（物理名詞）

暗物質（物理名詞）

暗物質（Dark Matter）是指宇宙中無法通過電磁波觀測（即不發射、反射或吸收電磁輻射），但能通過引力效應推斷其存在的物質。其存在最早由瑞士天文學家弗里茨·茲威基（Fritz Zwicky）於1933年提出，目前被認為構成宇宙總質能約26.8%（與可見物質的4.9%相比）。

• 1933年：茲威基研究后髮座星系團時，發現星系運動速度遠超理論預測，提出"不可見物質"假說。

• 1970年代：薇拉·魯賓（Vera Rubin）通過星系旋轉曲線研究，證實星系外圍恆星運動速度異常，進一步支持暗物質存在。

• 21世紀：弱引力透鏡、宇宙微波背景輻射（CMB）等觀測數據均指向暗物質的實質性影響。

1. 非重子性：不屬於質子、中子等常規粒子，否則會影響宇宙輕元素豐度。

2. 弱相互作用：除引力外幾乎不參與其他基本力作用，極少與普通物質碰撞。

3. 冷暗物質模型（CDM）：主流理論認為暗物質粒子運動速度遠低於光速。

• 星系旋轉曲線：星系外緣恆星速度不隨距離下降，暗示暗物質暈存在。

• 引力透鏡效應：光線經過大質量天體時扭曲程度超可見物質預測。

• 子彈星系團（1E 0657-56）：X射線觀測顯示普通物質與質量中心分離，直接證明暗物質分布。

1. 宇宙結構形成：暗物質引力是星系形成的"種子"，決定宇宙大尺度結構。

2. 粒子物理擴展：可能指向超對稱理論等超出標準模型的新物理。

3. 宇宙命運關聯：與暗能量共同主導宇宙膨脹速率及終極演化。

• 暗物質是否由單一粒子構成？

• 能否與普通物質發生非引力相互作用？

• 為何暗物質密度分布與可見物質存在相關性？

當前全球多個實驗項目（如中國錦屏地下實驗室、歐洲核子中心LHC）正試圖直接探測暗物質粒子，相關突破可能引發物理學革命性進展。