什么是暗物质

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暗物质是宇宙中可能存在的一种不可见物质，可能是宇宙物质的主要成分，但不属于任何已知的构成可见天体的物质。在大量天文观测中发现的疑似违反牛顿引力的现象，在暗物质存在的前提下可以很好的解释。现代天文学的观测结果，如天体运动、牛顿引力现象、引力透镜效应、宇宙大尺度结构的形成、微波背景辐射等。表明暗物质可能存在于大量的星系、星团和宇宙中，而且它的质量远远大于宇宙中所有可见天体的总质量。结合宇宙中微波背景辐射的各向异性观测和标准宇宙学模型(CDM模型)，可以确定宇宙中暗物质占所有物质总质量的85%，占宇宙总质量和能量的26.8%。

一个被广泛接受的理论认为，暗物质是由弱相互作用的大质量粒子(WIMP)组成的，它们的质量和相互作用强度接近电弱尺度。在宇宙膨胀过程中，观测到的剩余丰度是通过热解耦获得的。此外，还有假说认为暗物质由其他类型的粒子组成，如轴子和惰性中微子。

暗物质的存在已被广泛认识，但对其性质知之甚少。已知的暗物质属性仅包括有限的几个方面：

(1)暗物质参与引力相互作用，所以应该有质量，但单个暗物质粒子的质量无法确定。

(2)暗物质应该是高度稳定的。因为在宇宙结构形成的不同阶段都有暗物质的证据，所以暗物质在宇宙年龄的时间尺度上(几十亿年)应该是稳定的。

(3)暗物质基本不参与电磁相互作用，暗物质与光子的相互作用一定很弱，所以暗物质基本不发光；暗物质基本不参与强相互作用，否则会干扰初级核合成的过程，光元素丰度发生变化，导致与目前观测结果不一致。

(4)通过对宇宙大尺度结构形成的计算机模拟，可知暗物质的运动速度应该远低于光速，即“冷暗物质”，否则我们的宇宙在重力作用下无法形成观测到的大尺度结构。

结合这些基本属性。可以断定暗物质粒子不属于任何我们知道的基本粒子。这对目前成功的粒子物理标准模型提出了挑战。