我們常常說世界是由原子組成的。無論是銀河系里的恒星，還是有智慧的人類概莫能外。

現(xiàn)代科學(xué)將原子細分為多種不同類型的基本粒子，然后又根據(jù)它們的基本相互作用類型進行分類。

我們在物理課上學(xué)到的彈性力、摩擦力、壓力、支持力等等，在原子或亞原子的層面上，都是通過電磁相互作用實現(xiàn)的。這就是其中一種基本相互作用。除此之外，還有強相互作用（負責束縛原子核中的中子、質(zhì)子等），弱相互作用（負責放射性衰變等），引力相互作用（如果引力理論最終能夠結(jié)合量子力學(xué)的話）。

也就是說，物理學(xué)家眼中的世界是基本粒子+基本相互作用。假如世界上有一種新的未知現(xiàn)象，物理學(xué)家首先會想到在已知的模型中尋找對應(yīng)解釋。如果實在找不到，就想辦法對已有的理論修修補補，以期能解釋新的發(fā)現(xiàn)。

暗物質(zhì)的概念就是這樣來的。首先，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)許多星系中都存在額外的看不見的引力源。其次，宇宙學(xué)家把宇宙的膨脹速度的大小，跟所有觀測到的星系、塵埃、輻射等等物質(zhì)的總質(zhì)量放進廣義相對論方程里比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)宇宙的總質(zhì)量應(yīng)該遠遠大于已知物質(zhì)的總質(zhì)量。第三，物理學(xué)家曾經(jīng)在計算機中模擬一團原始物質(zhì)在引力和宇宙膨脹的共同作用下，逐漸聚集成星系的過程。如果假設(shè)宇宙中不存在額外的物質(zhì)，那么模擬結(jié)果就和實際的觀測對不上。如果假設(shè)存在一種大質(zhì)量的粒子，只參與弱相互作用和引力，不參與其它相互作用的話，并且占宇宙的總質(zhì)量的比例大概在20%多時，模擬結(jié)果就比較理想了。

種種未知現(xiàn)象都迫使天文學(xué)家和物理學(xué)家提出，宇宙中存在一種”暗物質(zhì)“。主流觀點認為，暗物質(zhì)是一種大質(zhì)量、弱相互作用粒子，簡稱為WIMP。這種粒子不是某類具體的粒子，而是一個總稱。滿足這個要求的候選粒子不止一種。

我記得暗物質(zhì)的特點是在星系中呈球狀分布，而不像原子物質(zhì)聚集成一個盤。所以，地球附近的暗物質(zhì)的總質(zhì)量不會對我們產(chǎn)生影響（否則在牛頓時期就會發(fā)現(xiàn)了）。暗物質(zhì)對于理解宇宙的形成、演化，對于完善物理學(xué)基本理論都有重要意義。畢竟，宇宙一詞不但包括我們看得見的那一小部分，還得包括我們看不見的那一大部分。