上世紀(jì)三十年代，科學(xué)家扎維觀察星系的運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，星系的運(yùn)行速度要比根據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算出的速度大。以那么大的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，按理說(shuō)會(huì)被甩出去，可實(shí)際上星系還是在那里運(yùn)轉(zhuǎn)。扎維大膽地猜測(cè)宇宙中還存在我們看不見(jiàn)的質(zhì)量，他把那些沒(méi)有被看到的物質(zhì)命名為暗物質(zhì)。

扎維的觀點(diǎn)在當(dāng)時(shí)沒(méi)有引起關(guān)注，幾十年后科學(xué)家在研究螺旋星體的運(yùn)動(dòng)、恒星速度色散關(guān)系、星體的引力透鏡等問(wèn)題時(shí)發(fā)現(xiàn)了與理論不符的現(xiàn)象，看不見(jiàn)的暗物質(zhì)設(shè)想得到了重視。雖然有一部分科學(xué)家從修改引力理論方面去解決遇到的問(wèn)題，但是修改后的理論并不能解釋所有的現(xiàn)象，并且還會(huì)面臨很?chē)?yán)重的問(wèn)題。暗物質(zhì)理論被大多數(shù)科學(xué)家所認(rèn)同。根據(jù)理論分析，宇宙中看得見(jiàn)的物質(zhì)大約占4%至5%，暗物質(zhì)大約是物質(zhì)的5至6倍。

暗物質(zhì)存在與否不能只看理論，還需要發(fā)現(xiàn)它。暗物質(zhì)不參與電磁相互作用，故不論什么頻段的望遠(yuǎn)鏡都不能觀察到它。目前探測(cè)暗物質(zhì)常用的方法有三種。

第一種方法是借助大型對(duì)撞機(jī)。對(duì)撞機(jī)能夠?qū)⒄戳Ｗ蛹铀俚胶芨叩哪芰亢笥^相撞，在撞擊的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生新的粒子，也許能夠產(chǎn)生未曾發(fā)現(xiàn)的暗物質(zhì)粒子。雖然看不到暗物質(zhì)粒子，但是其他粒子很容易探測(cè)到。如果把其他粒子都找到后發(fā)現(xiàn)有能量丟失，有可能就是被暗物質(zhì)粒子帶走的。

第二種方法是假設(shè)暗物質(zhì)也存在正反粒子，暗物質(zhì)的正反粒子湮滅后可能會(huì)產(chǎn)生普通的粒子，根據(jù)產(chǎn)生的普通粒子去推測(cè)暗物質(zhì)的存在。這種方法用得比較普遍，上世紀(jì)末丁肇中就曾將阿爾法磁譜儀送到太空尋找暗物質(zhì)，遺憾的是沒(méi)有獲得想要的數(shù)據(jù)。目前國(guó)際空間站上還有第二代阿爾法磁譜儀超期服役，依然在為探測(cè)暗物質(zhì)努力著。中國(guó)也有自己的命名為“悟空”的暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星，探測(cè)宇宙中來(lái)自暗物質(zhì)的過(guò)量正電子。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多異常的正電子，至于這些正電子是否來(lái)自暗物質(zhì)還需要進(jìn)一步確認(rèn)。

第三種方法是讓暗物質(zhì)和原子核相撞，原子核獲得動(dòng)量后會(huì)在探測(cè)器中顯現(xiàn)出電信號(hào)。由于太陽(yáng)系中暗物質(zhì)的分布不均勻，地球轉(zhuǎn)到不同位置時(shí)暗物質(zhì)和原子核的碰撞也就會(huì)有不同，這樣探測(cè)器探測(cè)到的信號(hào)就會(huì)表現(xiàn)出隨季節(jié)的變化。宇宙射線中的高能粒子也會(huì)撞擊原子核，為了避開(kāi)宇宙射線，探測(cè)器只能到深深的地下。中國(guó)在錦屏山建有世界上最深的探測(cè)實(shí)驗(yàn)室，深度達(dá)2400米。

以上三大方法使用以來(lái)，并沒(méi)有取得確切證據(jù)表明暗物質(zhì)的真實(shí)存在。也許是實(shí)驗(yàn)的精度還需進(jìn)一步提高，也許需要探索新的方法。去年11月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的彭新華在《自然-物理》發(fā)表論文，他與德國(guó)科學(xué)家合作的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種新型超靈敏量子精密探測(cè)技術(shù)，利用自選放大器將暗物質(zhì)與原子核作用產(chǎn)生的贗磁場(chǎng)進(jìn)行放大，使原子磁力計(jì)的磁探測(cè)靈敏度提高100倍，大大提高了搜尋靈敏度，并且可將實(shí)驗(yàn)裝置的尺寸縮小到桌面那么大。該方法有望在探測(cè)暗物質(zhì)、粒子物理學(xué)、原子與分子物理學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生大的影響。

19世紀(jì)末物理學(xué)的天空有兩朵烏云，那兩朵不起眼的烏云最終引起了物理學(xué)翻天覆地的變化，相對(duì)論和量子力學(xué)相繼建立起來(lái)。有很多人認(rèn)為暗物質(zhì)、暗能量就是當(dāng)今物理學(xué)天空中的烏云。關(guān)于暗物質(zhì)的理論研究及實(shí)驗(yàn)探索是當(dāng)今粒子物理學(xué)的重要研究熱點(diǎn)，這一問(wèn)題的解決也許真的能夠帶來(lái)物理學(xué)又一次翻天覆地的變化。值得一提的是，中國(guó)在這方面的研究并不落后于其他國(guó)家，中國(guó)的科技實(shí)力整體上是在穩(wěn)步提升的。