暗物质之所以被称为暗物质，是因为它不与电磁场相互作用，这意味着它不吸收、反射或发射电磁辐射，因此很难被探测到。现代天文学依靠引力透镜、宇宙中大尺度结构的形成、微波背景辐射等方法和理论来探测暗物质。

暗物质简介

暗物质的主要证据来自计算结果，这些计算结果表明，如果没有大量看不见的物质，许多星系会飞离，或者它们甚至不会形成，也不会按照人们观测到的样子运行。简单来说，暗物质是基于计算和理论推导出来的，并没有被直接观测到。在标准的Lambda CDM宇宙学模型中，由普朗克卫星探测的数据得到，宇宙的构成，包含4.9%的常规物质，26.8%的暗物质和68.3%的暗能量。因此，暗物质占总质量的85%，而暗能量和暗物质占总质量和能量的95%。

暗物质的早期历史

1884年，开尔文勋爵估计了银河系的质量，他确定，宇宙的质量不同于可见恒星的质量。因此，开尔文勋爵得出结论：“我们的许多恒星，也许其中的绝大多数，可能是暗物质”。像开尔文、庞加莱等这些大人物，都猜想过暗物质的存在，不过这些都是猜测。为暗物质提供强大理论基础的，就是大名鼎鼎的广义相对论。之后，爱因斯坦和德西特联手写了一篇有关宇宙存在「看不见物质」的论文。而德西特也是被誉为「暗物质和暗能量的理论先驱」。

1932年，荷兰科学家扬·奥尔特提出证据并推断了暗物质的存在，他根据银河系恒星的运动提出银河系里面应该有更多的质量的想法，不过，后面这一证明被说是错误。

20实际60年代，维拉·鲁宾，肯特·福特和肯·弗里曼的工作为暗物质提供了进一步强有力的证明。此外，鲁宾和福特还利用一种新的光谱仪，更精确地测量了螺旋星系边缘的速度曲线。众所周知，行星距离恒星越远，公转速度就越慢（开普勒定律），基于此，旋转星系也应该遵守这一规则。

但他们测得的结果却出乎意料。处在远离星系中心的恒星，公转速度要比开普勒定律的理论值大很多。想要拴住这些速度极快的恒星，就需要更大的力，这些引力是从哪来的？故他们推测是有数量庞大的质能拉住星系外侧组成，以使其不致因过大的离心力而脱离星系，这就是著名的星系自转问题。

暗物质分类

历史上，人们将可能的暗物质分为三个大类：冷暗物质、温暗物质、热暗物质。这个分类并非依照粒子的真实温度，而是依照其运动的速率。

• 冷暗物质：在经典速度下运动的物质。
• 温暗物质：粒子运动速度足以产生相对论效应。
• 热暗物质：粒子速度接近光速。

暗物质的探测

直接探测

对于暗物质的直接探测实验一般都这设置于地底深处，以排除宇宙射线的背景噪声。目前大部分的实验使用低温探测器或惰性液体探测器。这两种探测技术都能够从其他粒子与电子对撞的噪声中辨识出暗物质与核子的碰撞。

间接探测

暗物质的间接探测主要是观测其两两湮灭时所产生的讯号。然而在完全了解其他来源的背景噪声以前，这类的探测不足以当作暗物质的决定性证据，因此只能算作间接探测。

总结

由于暗物质还没有被最终确定，而且有其他的假说已经出现，旨在解释观测的现象，暗物质也是被用来解释观测到的现象。目前，最常用的方法是修正广义相对论。广义相对论在太阳系尺度上得到了很好的检验，但它在银河系或宇宙学尺度上的有效性还没有得到很好的证明。大多数天体物理学家的主流观点是，尽管对广义相对论的修正可以解释部分观测证据，但有足够的数据得出结论，宇宙中一定存在某种形式的暗物质。对于暗物质的直接探测实验一般都这设置于地底深处，以排除宇宙射线的背景噪声。