目前可觀測到的物質(zhì)產(chǎn)生的引力確實不足以維持銀河系的形態(tài)。那這具體是咋回事呢？
這我們要從上世紀30年代說起，當時就有天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個問題，就是他們在觀測星系團邊上的恒星系時，發(fā)現(xiàn)這些恒星系都跑得特別快，快到什么程度呢？
具體來說，就是我們可以通過牛頓的萬有引力公式來計算這個速度，而實際觀測的速度要遠遠大于理論計算的速度。
就拿我們銀河系來說，太陽系如果通過理論計算應(yīng)該是160km/s，而實際觀測到的速度達到了220km/s。
如果你手邊有個帶線的耳機，你可以試一下，把耳機甩起來繞圓周運動，如果甩得越快，這個耳機就越有要飛出去的趨勢，你就需要有更大的力氣抓住。同樣的道理，銀河系要抓住太陽系，其實也需要足夠的質(zhì)量，這樣才有足夠的引力。但事實上，所需要的引力要大于銀河系所能夠提供的質(zhì)量，這意味是不是存在什么人類無法觀測到物質(zhì)存在。而且這個物質(zhì)只提供引力，由于我們觀測是通過電磁波，因此這個物質(zhì)是不參與電磁力的。
于是，科學(xué)家就開始尋思這到底是什么到底，具體來說，有這么幾種可能。
第一種就是黑洞，光子都跑不出去黑洞，因此肯定不可能用電磁波的方式來觀測，而且黑洞確實引力巨大。
第二種是已經(jīng)冷卻躺尸的中子星和白矮星，這些星體是不會發(fā)生核聚變的，只要原來的熱量消耗完就徹底涼了，超遠距離是肯定看不見的。
第三種就是中微子，因為中微子質(zhì)量極其小但畢竟還是有質(zhì)量的，而且中微子穿透力超級強，我們要捕捉到中微子的難度極其大，因此只要中微子的量足夠多，那是有那么一絲絲理論上的可能。試想一下，每秒鐘穿透一個人身體的中微子要達到1000萬億個，但我們毫無察覺，這就能知道它的穿透力有多強，多難觀測到了。
為了搞清楚到底是什么，科學(xué)家可是進行計算，這個計算主要是針對于“質(zhì)量”，看看額外的引力需要多少質(zhì)量的物質(zhì)來提供。不算不知道，一算真的是嚇一跳。這個物質(zhì)是我們可觀測到物質(zhì)的5倍。
如果是黑洞的話，那豈不是到處都是黑洞，那地球才造就被黑洞吃干凈了。
同樣的道理，如果是中子星，白矮星，中微子，那宇宙應(yīng)該是是擠滿了這些東西，我們不可能看不到。所以也都被排除掉了。
于是，沒辦法了?？茖W(xué)家只能假設(shè)存在一種物質(zhì)叫做：暗物質(zhì)。不過，暗物質(zhì)是什么，我們是真不知道。說實在的它就是一個科學(xué)家用紙筆加觀測推演出來的。但是它的存在是可以被證明的。如果沒有它，各種星系就會分崩離析，所以它真的是名副其實的星系粘合劑，這也是一個間接證據(jù)。
除此之外，現(xiàn)代天文學(xué)還有幾種辦法來觀測它，首先就是引力透鏡。下圖就是科學(xué)家通過哈勃望遠鏡觀測星系團CL0024+17，發(fā)現(xiàn)存在一個暗物質(zhì)圈，也就是途中藍色的部分。
除了引力透鏡，還有宇宙中大尺度結(jié)構(gòu)的形成、微波背景輻射等方法和理論。其中，我們通過宇宙微波背景輻射可以獲知，宇宙誕生之后38萬年的時候，也就是宇宙微波背景輻射剛剛被釋放出來。當時的全宇宙溫度和物質(zhì)密度非常的均勻，全宇宙各處幾乎沒啥差別。
但后來是什么把物質(zhì)聚合起來的呢？要知道我們可以觀測到的物質(zhì)都會釋放電磁輻射（只要是高于絕對零度的物質(zhì)都會），不僅會釋放，同時還能接收熱輻射。我們可以把宇宙現(xiàn)象成一杯熱水，如果我們把冷水倒進去，結(jié)果會咋樣？溫度會隨著時間，最后分布均勻，不會一處冷，一處熱。這其實就是一個熱平衡的過程。
所以，事實上，如果按照宇宙誕生38萬年的節(jié)奏發(fā)展，宇宙中應(yīng)該一直均勻地分布著各種物質(zhì)，而不可能出現(xiàn)現(xiàn)在這樣的星系或者恒星系的。而暗物質(zhì)正好是不參與電磁相互作用的。因此，是它們把可觀測的物質(zhì)進行聚合的，我們現(xiàn)在宇宙中，可觀測到的一切的星系，恒星，甚至是黑洞，都是受到暗物質(zhì)的影響才形成。
而且，暗物質(zhì)應(yīng)該就像中微子一樣，廣泛存在于宇宙空間當中，甚至這個時候正在穿過你的身體，因為它不參與電磁力，所以你壓根感知不到。我們甚至可以說，整個地球都是被暗物質(zhì)包圍著，但我們就是看不到它。
不過，事實可能要比我們現(xiàn)象中的復(fù)雜，2018年和2019年，就分別有天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)有兩個星系是不存在暗物質(zhì)的。
對于暗物質(zhì)的研究其實是未來科學(xué)發(fā)展的重點，各國都設(shè)立了研究暗物質(zhì)的觀測項目，我們國家有“悟空”探測器，對于它的了解，將很有可能打開一番新的天地。
最后，我們來總結(jié)一下，暗物質(zhì)是假設(shè)出來的物質(zhì)，是它提供了額外的引力，使得星系可以聚合。而且它很有可能是宇宙誕生的38萬年后，把物質(zhì)聚集起來的原動力。
