对于像宇宙一样古老的东西，暗物质在科学界之外并没有受到太多关注。也许这是因为除了短暂的SyFy系列和后期Randy Newman专辑之外，这个模糊不清的明星们在打破流行文化障碍方面遇到了困难。

但事实是，今天，暗物质从未如此重要stylechina.com。我们自己的银河系嵌入在它的巨大云中， 我们正在寻找它在地球内部的相互作用，并且有没有它的整个星系。

那么暗物质到底是什么？科学家为什么不能获得足够的东西，即使他们实际上找不到它？它有什么深刻，黑暗的秘密？它能最终塑造我们所知道的生活的未来吗？

物理学家在1933年首次将暗物质的存在理论化，部分原因是方程式显示星系中没有足够的可观测物质来阻止它们分解，观测到的星系旋转速度不符合标准物理模型的预期结果。

进一步的研究大致等到20世纪70年代，当时从接收器到伽马辐射探测空间望远镜的更好的科学仪器让天文学家和物理学家证实了早期的计算和观测。强大的射电望远镜也提供了诸如引力透镜（物质导致光源在其源和观察者之间弯曲）的线索，强烈暗示我们可以检测到一种物质，但看不到。

“你能看到的一切，你感受到的一切，你所构成的一切，只占宇宙的5％，剩下的就是这些黑暗的东西......我们不知道它是什么，” Rebecca Leane说，麻省理工学院的理论物理学家。Leane的博士学位 论文是关于暗物质的现象学。

物理学家估计，整个宇宙中约有27％是暗物质，其余的（68％）是一种类似暗物质的暗物质。是什么让暗物质如此神秘？

你能看到的一切，你所感受到的一切，你所构成的一切，只占宇宙的5％，剩下的就是这些黑暗的东西。

“最重要的是我们无法看到它; 它不与光相互作用，“ 伦斯勒理工学院物理学助理教授Ethan Brown说。（本文顶部的照片是来自光学和X射线望远镜的合成图像，其中蓝色阴影描绘了可能的暗物质，即使它没有直接显示在图像中。）

从广义上讲，我们可以通过四种相互作用中的一种来观察宇宙中的物质和能量：

暗物质排除了大部分观测结果，因为它除了通过引力外似乎根本不与标准物质相互作用。但这并没有阻止物理学家排除其他方法。

布朗的一个研究领域是试图以液态氙同位素的形式捕获暗物质与正常物质的相互作用。氙-124的半衰期比宇宙时代长大约一万亿倍。大块的东西被深深塞进地壳的钻孔中，以限制背景噪音，如可能干扰测量的电磁辐射。只有暗物质和某些亚原子粒子如μ子和中微子才能穿过数千英尺的致密岩石。

 印度最深的实验室在二十一世纪距离地球表面半公里

这条走廊通往印度的Jadugoda地下科学实验室。该实验室位于地表以下1,820英尺处，将寻找弱相互作用的大质量粒子（WIMPS），它指出了暗物质的存在。

因此，它是一个非常“安静”的房间，理论上只有氙-124极慢的天然放射性衰变，或与μ子，中微子或暗物质的相互作用可能会导致同位素发生某种变化。如果一个暗物质的亚原子粒子从氙-124中剔出一个电子，那么想一想，Xenon1T实验就会看到它。

虽然暗物质科学家实际上还没有检测到与难以捉摸的亚原子粒子的直接相互作用，但他们肯定做了一些其他有趣的观察 - 包括氙-124的衰变，这只是人类历史上记载的罕见事件。

那么什么是暗物质？

我们能更多地了解暗物质是不是比它是什么。首先，它不是暗能量。这是某种能量，证据也是间接的，但可能存在，因为宇宙正在以越来越快的速度扩张，这违反了正常物质和能量的物理定律。

暗物质也不是反物质，这是由亚原子粒子组成的正常物质，它与物质具有完全相反的电荷。当反物质和物质碰撞时，湮灭会产生伽马射线的爆发。当暗物质与其对应物，暗反物质碰撞产生标准物质时，暗物质也会产生伽马射线。

最后，暗物质不仅仅是像强子，轻子或玻色子这三个普通物质家族的不同类别，后者其中两个以前是理论上的，但最终直接在粒子加速器中观察到并且不表现像我们期望的那样

然而，轻子和玻色子确实给了我们一个暗示。暗物质似乎是由完全不同的一类或一类亚原子粒子组成的物质形式。其中最有希望的是WIMP：弱相互作用的大质量粒子。

WIMP尽管名称微不足道，但它们的质量比标准物质的质子高出一千倍。Leane说，WIMP理论上的工作方式与计算宇宙中必须存在多少暗物质的方式非常吻合。这被称为WIMP奇迹。

但WIMP远非唯一的理论。还有原始的黑洞，它们基本上是从大爆炸遗留下来的小黑洞。然而，我们没有观察到它们的引力微透镜，因此排除了一些原始黑洞的质量可能是暗物质。

然后是理论上的粒子，如SIMP和轴 - 以及无数其他潜在的线索。“现在有更多的理论比我理解的要多，”布朗承认。

当然，当你无法实际观察到你认为存在的东西或者并不总是存在时，进行研究可能会非常烦人。例如，耶鲁大学的研究人员发现了两个完全没有暗物质的星系。

“很难指出这些可能形成的解决方案，” 耶鲁大学博士生Shany Danieli说，他是两位研究的共同作者。“一开始，我们认为这可能只是某种异常现象，但现在我们发现了第二个星系。”

该研究指出了暗物质在宇宙中如何发挥作用的一些有趣的可能性：暗物质通过我们尚不知道的机制 - 即宇宙中所谓的“暗力”或第五力与正常物质相互作用。

另一个想法是，暗物质通过更多已知的力而不仅仅是重力进行相互作用，但是在如此微小的相互作用强度下这样做，我们根本就没有能力可靠地检测信号。

换句话说，科学远非决定性的。

什么暗物质意味着什么

那么，为什么物理学家如此专注于解开暗物质之谜呢？

“过去50年来，粒子物理学的工作就是将宇宙分解成最小的成分，”RPI的布朗说。

现在，暗物质不符合对宇宙如何运作的某些理解，特别是粒子物理学的标准模型。

“当我们了解暗物质是什么，以及它是如何表现的时候，这是了解宇宙基本基础的重要一步，”布朗说。“我们可以回答诸如宇宙如何发展到今天的问题？”

此外，基础粒子物理学，包括对暗物质的研究，已经产生了真正的技术收益。该领域中使用的许多检测工具都非常适用于医学成像或核安全等其他领域。

Leane指出，互联网的创建部分是因为CERN的粒子物理学家希望找到相互分享数据的新方法。同时，GPS在某种程度上依赖于爱因斯坦的广义相对论，它解释了重力如何曲线的空间和时间，Danieli说。

我们不能开始知道我们对暗物质的研究可能会产生什么，但是考虑一下传统物质研究的类比，它产生了最基本的技术，使我们能够在现代生活中做任何事情。如果没有JJ汤姆森在1897年发现的电子，我们甚至都不会有电，更不用说电脑和由它驱动的互联网了。

因此，虽然我们今天对暗物质仍然知之甚少，但它很可能改变我们明天的生活方式。