【陈学雷丨聆听宇宙“天籁”，探寻暗物质之谜】版权归原作者所有，如有侵权，请联系科普中国
“天籁”是一种宇宙的韵律，
我们想要探测宇宙大爆炸产生的声音，
然后用它去理解暗能量到底是一种什么东西。
陈学雷 · 中国科学院国家天文台研究员 宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家
宇宙是怎样开始的呢？有的朋友说，宇宙开始于一个大爆炸。
这是上个世纪一些科学家提出来的一种大胆猜想，后来这种理论被观测证实了。
宇宙的未来是怎样的？
既然宇宙开始于大爆炸，那么它有没有结束？未来是什么样子呢？
其实提出宇宙大爆炸理论的这些科学家也做了一些预言，他们假定宇宙中充满了各种物质，然后使用爱因斯坦的广义相对论去预测宇宙的命运。
大家可以看到左面展示的是大爆炸的过程，而右面的这幅图上展示的是对未来的预测。
宇宙经过大爆炸以后，它就处在膨胀中，由于物质万有引力的作用，它会使膨胀慢慢变慢，变慢以后会怎么样呢？
这就取决于这里面物质的多少，和一开始膨胀的速度之间的关系。
如果这个膨胀的速度一开始不是那么大，而物质很多，那么造成的结果就是它膨胀到一定程度以后，膨胀就会慢慢地减速，最后减到一定程度，很可能就停止了膨胀。然后又开始收缩，收缩到一定程度以后，最后就进入了一个“大塌缩”的状态。
大塌缩之后宇宙会变成什么样子?目前并不知道，因为到那个时候，所有的能量和密度都太高了，现在的理论都无法描述。
如果宇宙一开始的时候膨胀速度比较快，而这个物质并没有那么多，它也会使宇宙的膨胀减速，但是减速可能不足以使它停下来，这样的话宇宙就会一直的膨胀下去。
也就是这幅图里右边的两种图景——它一直膨胀，但是减慢的速度可能没有那么明显。
这就是过去，大家对宇宙的未来的认识，那是不是这样子呢？到底这几种情况哪一种是对的呢？
加速膨胀的宇宙
已完成：10%
在上个世纪的八十年代，有一些科学家想要解决这个问题，但是都面临一个很大的困难，就是我们怎么才能判断到底是哪一种情况呢？
这个办法就是测量不同时刻宇宙膨胀的速度。
左边这幅图上展示的是日常生活当中很常见的测量速度的方法。
宇宙学当中的这个情况略有不同，但道理是一样的，就是测量宇宙中的不同时刻，它膨胀到底有多快，然后看看它的速度是怎么变化的。
当然宇宙学当中一个很大的问题在于，我们并不知道怎么样测量这个距离。
自古以来，想要了解天体的距离就是非常困难的。
比如说，我们国家有一个著名的寓言，据说孔子遇到了两个小孩在辩论：太阳到底是在早晨的时候离我们近一些，还是在中午的时候离我们近一些？
两个小孩都提出了一些很好的论据，孔子就没有办法决定了，这就是所谓“两小儿辩日”的故事。
实际上想要测量像太阳这样一个离我们比较近的天体的距离，并不是那么容易，要测量更远处的天体，当然就更难一些。但是科学家还是提出了一些方法。一种办法就是通过所谓“标准烛光”来测量距离。
什么叫标准烛光呢？
在19世纪的时候，人们为了研究光学，发明了一种比较标准的蜡烛，这些蜡烛点出来以后，光的亮度都是一样的。
把它放在不同的距离上，可以看到，越远的蜡烛看上去越暗一些，这就是标准烛光的作用。
就是我们知道它的绝对发光亮度，又可以测出它看上去有多亮，根据这两者之间进行比较，就可以知道天体到底有多远了。
问题在于我们有没有这样的蜡烛呢？
科学家们找到了一种这样的“蜡烛”，这个“蜡烛“就是Ia型的超新星。
什么是超新星呢？
天空中的星星，有一些暗，有一些亮，亮的大多是离太阳系比较近的一些恒星。有时这些恒星会突然发生爆炸——爆炸往往是因为到了它的寿命尾期，或者由于它的核心塌缩，或者是由于吸积了别的物质。
在宋朝的1054年，大家突然发现白天里出现了一颗星，非常非常亮，在白天都可以清楚地看到。
这颗星就是著名的1054年超新星，它遗留下来的爆炸痕迹今天还可以在天空中看到，就是所谓的蟹状星云。
这颗超新星的爆炸亮度最大的时候，可以达到太阳亮度的100亿倍。
上图的右边，就可以看到，一个星系中一颗超新星爆发以后，它非常非常亮。
虽然它这么亮，但是要在宇宙的距离上看到它，还是很困难的。我们需要在非常远的地方找到这样的超新星。
天文学家在漫天星斗中寻找这种超新星，可能就是有一个地方稍微亮了一点儿，亮的那一点儿实际上就是个超新星。
超新星有不同的种类。其中有一种超新星叫做Ia型的超新星，它的亮度经过一些修正后，可以作为一种标准烛光，并且可以拿它来确定距离。
在20年前，当时国际上有两个相互竞争的科学家团队，这两个团队有一个惊人的发现。
他们当时本来是想要测量宇宙到底是持续地膨胀下去，还是到一定程度以后会减速最后转成收缩，结果他们发现这两种情况都不对。
他们发现的是什么结果呢？
宇宙膨胀是在加速，越胀越快。
这项结果轰动了全球，其中贡献最大的几位科学家也获得了诺贝尔物理学奖。
神奇的暗能量
已完成：30%
这就给我们提出了一个问题，就是为什么宇宙膨胀越来越快？原来这些大爆炸的提出者的预言错了吗？
科学家们进一步提出了各种理论，最终得到了一个结论，就是宇宙当中可能含有大量的暗能量。
现在组成宇宙的普通物质只占我们这个宇宙的5%左右，剩下的95%以上的，很可能都是一些我们不知道的物质，其中有百分之二十多是所谓的暗物质。
虽然暗物质不发光，我们看不到它，但是根据它的引力可以推测，它在星系或者星系团中大量存在，占这个宇宙的百分之二十多。
它的性质还算不难理解，它毕竟是产生万有引力的。
而这个暗能量，它的性质就非常奇异。它的效应是使得宇宙的膨胀加速，也就是说相当于某种万有斥力一样，这是一种很神奇的东西。
正因为它这种神奇，我们给它起了个名字叫做“暗能量”，但是它到底是什么？我们其实并不知道。
有了暗能量以后，宇宙的命运就会发生很大的变化。就是它不但在膨胀，而且膨胀得越来越快。
来源: 格致论道讲坛
“天籁”是一种宇宙的韵律，
我们想要探测宇宙大爆炸产生的声音，
然后用它去理解暗能量到底是一种什么东西。
陈学雷 · 中国科学院国家天文台研究员 宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家
宇宙是怎样开始的呢？有的朋友说，宇宙开始于一个大爆炸。
这是上个世纪一些科学家提出来的一种大胆猜想，后来这种理论被观测证实了。
宇宙的未来是怎样的？
既然宇宙开始于大爆炸，那么它有没有结束？未来是什么样子呢？
其实提出宇宙大爆炸理论的这些科学家也做了一些预言，他们假定宇宙中充满了各种物质，然后使用爱因斯坦的广义相对论去预测宇宙的命运。
大家可以看到左面展示的是大爆炸的过程，而右面的这幅图上展示的是对未来的预测。
宇宙经过大爆炸以后，它就处在膨胀中，由于物质万有引力的作用，它会使膨胀慢慢变慢，变慢以后会怎么样呢？
这就取决于这里面物质的多少，和一开始膨胀的速度之间的关系。
如果这个膨胀的速度一开始不是那么大，而物质很多，那么造成的结果就是它膨胀到一定程度以后，膨胀就会慢慢地减速，最后减到一定程度，很可能就停止了膨胀。然后又开始收缩，收缩到一定程度以后，最后就进入了一个“大塌缩”的状态。
大塌缩之后宇宙会变成什么样子?目前并不知道，因为到那个时候，所有的能量和密度都太高了，现在的理论都无法描述。
如果宇宙一开始的时候膨胀速度比较快，而这个物质并没有那么多，它也会使宇宙的膨胀减速，但是减速可能不足以使它停下来，这样的话宇宙就会一直的膨胀下去。
也就是这幅图里右边的两种图景——它一直膨胀，但是减慢的速度可能没有那么明显。
这就是过去，大家对宇宙的未来的认识，那是不是这样子呢？到底这几种情况哪一种是对的呢？
加速膨胀的宇宙
已完成：10%
在上个世纪的八十年代，有一些科学家想要解决这个问题，但是都面临一个很大的困难，就是我们怎么才能判断到底是哪一种情况呢？
这个办法就是测量不同时刻宇宙膨胀的速度。
左边这幅图上展示的是日常生活当中很常见的测量速度的方法。
宇宙学当中的这个情况略有不同，但道理是一样的，就是测量宇宙中的不同时刻，它膨胀到底有多快，然后看看它的速度是怎么变化的。
当然宇宙学当中一个很大的问题在于，我们并不知道怎么样测量这个距离。
自古以来，想要了解天体的距离就是非常困难的。
比如说，我们国家有一个著名的寓言，据说孔子遇到了两个小孩在辩论：太阳到底是在早晨的时候离我们近一些，还是在中午的时候离我们近一些？
两个小孩都提出了一些很好的论据，孔子就没有办法决定了，这就是所谓“两小儿辩日”的故事。
实际上想要测量像太阳这样一个离我们比较近的天体的距离，并不是那么容易，要测量更远处的天体，当然就更难一些。但是科学家还是提出了一些方法。一种办法就是通过所谓“标准烛光”来测量距离。
什么叫标准烛光呢？
在19世纪的时候，人们为了研究光学，发明了一种比较标准的蜡烛，这些蜡烛点出来以后，光的亮度都是一样的。
把它放在不同的距离上，可以看到，越远的蜡烛看上去越暗一些，这就是标准烛光的作用。
就是我们知道它的绝对发光亮度，又可以测出它看上去有多亮，根据这两者之间进行比较，就可以知道天体到底有多远了。
问题在于我们有没有这样的蜡烛呢？
科学家们找到了一种这样的“蜡烛”，这个“蜡烛“就是Ia型的超新星。
什么是超新星呢？
天空中的星星，有一些暗，有一些亮，亮的大多是离太阳系比较近的一些恒星。有时这些恒星会突然发生爆炸——爆炸往往是因为到了它的寿命尾期，或者由于它的核心塌缩，或者是由于吸积了别的物质。
在宋朝的1054年，大家突然发现白天里出现了一颗星，非常非常亮，在白天都可以清楚地看到。
这颗星就是著名的1054年超新星，它遗留下来的爆炸痕迹今天还可以在天空中看到，就是所谓的蟹状星云。
这颗超新星的爆炸亮度最大的时候，可以达到太阳亮度的100亿倍。
上图的右边，就可以看到，一个星系中一颗超新星爆发以后，它非常非常亮。
虽然它这么亮，但是要在宇宙的距离上看到它，还是很困难的。我们需要在非常远的地方找到这样的超新星。
天文学家在漫天星斗中寻找这种超新星，可能就是有一个地方稍微亮了一点儿，亮的那一点儿实际上就是个超新星。
超新星有不同的种类。其中有一种超新星叫做Ia型的超新星，它的亮度经过一些修正后，可以作为一种标准烛光，并且可以拿它来确定距离。
在20年前，当时国际上有两个相互竞争的科学家团队，这两个团队有一个惊人的发现。
他们当时本来是想要测量宇宙到底是持续地膨胀下去，还是到一定程度以后会减速最后转成收缩，结果他们发现这两种情况都不对。
他们发现的是什么结果呢？
宇宙膨胀是在加速，越胀越快。
这项结果轰动了全球，其中贡献最大的几位科学家也获得了诺贝尔物理学奖。
神奇的暗能量
已完成：30%
这就给我们提出了一个问题，就是为什么宇宙膨胀越来越快？原来这些大爆炸的提出者的预言错了吗？
科学家们进一步提出了各种理论，最终得到了一个结论，就是宇宙当中可能含有大量的暗能量。
现在组成宇宙的普通物质只占我们这个宇宙的5%左右，剩下的95%以上的，很可能都是一些我们不知道的物质，其中有百分之二十多是所谓的暗物质。
虽然暗物质不发光，我们看不到它，但是根据它的引力可以推测，它在星系或者星系团中大量存在，占这个宇宙的百分之二十多。
它的性质还算不难理解，它毕竟是产生万有引力的。
而这个暗能量，它的性质就非常奇异。它的效应是使得宇宙的膨胀加速，也就是说相当于某种万有斥力一样，这是一种很神奇的东西。
正因为它这种神奇，我们给它起了个名字叫做“暗能量”，但是它到底是什么？我们其实并不知道。
有了暗能量以后，宇宙的命运就会发生很大的变化。就是它不但在膨胀，而且膨胀得越来越快。
来源: 格致论道讲坛
山中地下2400米，建在四川的全世界最深地下实验室，在研究什么
#暗物质##宇宙质量中暗物质占80%##科学[超话]##科技快讯##新闻看点##新星v计划#
随着人类科技发展的不断进步，人们对于宇宙之中的神秘物质逐渐有了一些认知。为了探测和研究这些神秘物质，人们往往会选择一些让人们意想不到的特殊环境和特殊位置来建造探测器和实验室。譬如，日本用来探测中微子的超级神冈探测器，就被修建于地下千米深的地底，而同样对中微子感兴趣的俄罗斯，则把探测实验室建造于贝加尔湖畔的水底。
我国作为强国之一，本着“科技兴国”的原则，自然也不会放过对于这些宇宙空间神秘物质的研究探测，试图从中找到一些关于宇宙和物理的未知规律，解开关于人类科技领域的未知面纱。为此，我国也在四川西昌的彝族自治州锦屏山地下2400米深处，建造了全世界最深的地下实验室。而这个实验室的研究对象，正是宇宙之中神龙不见首尾的暗物质。
那么，我们为什么要选择研究暗物质，又为什么要选在地下两千四百米深的地底来研究暗物质？暗物质有什么特别之处？
暗物质
我们首先来了解一番这个藏在地下两千四百米深处实验室的主要研究目标-暗物质。
暗物质是在基于星系自转曲线理论提出的一种物质，这种理论与爱因斯坦的引力波一样违背牛顿万有引力的观点，证实星系的质量从理论模型上来看与预期产生了巨大的差异，这些质量的差异就来源于星系之间所存在的许多人们观测不到的物质，这种物质广泛且大量地存在于宇宙之中，是宇宙物质的重要组成部分，可以随意构成任何一种已知物质。因此，这种神秘不可见的物质就被称为暗物质。
并且，这种暗物质占有宇宙全部物质总质量的八成以上，平均每天有几万亿个暗物质从人体穿身而过，人体却不会有任何感觉。有些被广泛认同的观点认为，组成这种暗物质的主要成分是一些能产生微弱互相作用的，有质量惰性粒子，或者一种非常轻的中性粒子。目前，人类对于暗物质的了解还十分有限，在人类的有限认知里，目前已经证实暗物质具有以下几个属性：
首先，暗物质是有质量的，这是人们发现暗物质参与引力的相互作用所得出的结论。但是人们还不能确定暗物质质量的具体数值和大小。其次，暗物质不参与电磁波的互相作用，与光子的相互作用也非常微弱，因此暗物质很暗，几乎不会散发任何光芒。
并且，暗物质的运动速度也远低于光速，是一种极冷极暗的物质，这导致暗物质的结构特性也十分稳定，不会产生太大的变化，与我们人类目前所认知的任何一种粒子都大相径庭，成功挑战基础的粒子物理标准模型。
暗物质探测之路
人们提出暗物质的猜想和理论最早是在上个世纪二十年代初，天文学家卡普坦最先在观察星系运动的过程之中，根据一些星系运动的异常现象，推测出星系周围可能存在不可见的物质，但未经证实。
在三十年代初期，同样作为天文学家的兹威基在研究狮子座附近一个星系团的过程之中，通过用光度学和动力学来分别测算星系团质量的时候，发现这两种测量方法得出的质量结果竟相差一百六十多倍。正式提出有关暗物质的猜想：暗物质有质量，却不发光，所以，利用动力学能测量到它，光度学却测量不到它。这个猜想也使得暗物质一词正式出现在学术论文之中，但兹威基并未对暗物质进行进一步研究。
直到三十年之后，另一位天文物理学家鲁宾对暗物质产生了浓厚的研究兴趣，在经过十余年的漫长观测和数据计算之后，针对暗物质进行了详细的描述和研究，通过银河系质量的“丢失”间接证实了暗物质的存在。
但直接证实暗物质的存在还是在这个世纪初才被得到正式的证实，2006年，一个天文研究团队通过X射线望远镜观测到星系团之中产生的一系列星系碰撞，在这个星系碰撞的过程之中，暗物质被分离出来，而这个观测证据由此打开了人们对暗物质的正式研究大门。
但是，无论是直接观测还是间接观测，都仅仅停留在“观测”阶段，要对暗物质进行研究，还需要切实的探测手段。而这些探测手段就需要一定的探测证据作为标准来证实暗物质的成功捕捉。目前公认的探测证据主要是通过对星系和宇宙辐射尺度这两大方面的探测来实现的。从星系来说，可以通过对星系团的运动和X射线以及引力透镜的观测来证实暗物质，从宇宙背景来说，可以通过研究宇宙微波辐射总量和宇宙总体结构尺度来推算暗物质。
当然，只要暗物质能与物质产生作用，我们就能够探测到它。只是这会对我们人类的科学技术和探测条件提出非常大的挑战和困难。目前主要有直接探测，间接探测和对撞机探测三种方式。
其中，前两种探测方式是通过对暗物质与其它物质产生作用所留下的痕迹进行间接或直接的探测。而最后一种粒子对撞机探测方式则是在粒子对撞实验里产生暗物质，但这种在粒子对撞之中产生的暗物质粒子很难被探测到，还是会产生暗物质不可见的特征。所以，现在一般都会将粒子对撞的探测方法与前两种直接或间接的探测方法相结合，才能达到最好的效果。
中国锦屏地下实验室
随着暗物质这个科学话题的逐渐热门，许多国家都针对暗物质实验进行布局，我国自然也不例外。2010年，中国第一个地下极深实验室-中国锦屏地下实验室正式投入使用，其2400米的深度荣登世界岩底最深实验室之名，正在开展针对暗物质的探测研究。
中国锦屏地下实验室，利用的是修建锦屏山水电站时挖的隧道改造而成，极深的地底位置能够有效屏蔽来自宇宙射线的干扰，使得暗物质探测器的探测结果更加精准，为了使抗干扰能力更加强悍，在暗高纯锗晶体物质探测器的外部，除了岩石还包裹着厚达半米的混凝土和厚达一米的聚乙烯，以及一层铅状物，就连中子都不得入内。
并且，这座地下实验室由于建造位置的便捷，研究人员只需要在地面就能够对地下实验室的探测设备进行控制，并对探测数据进行研究分析。而中国锦屏地下实验室主要通过两种探测方式对暗物质进行探测研究，分别是以清华研究组为代表的低温半导体探测器与上海交大的液氙探测器。
这两种探测器都是采用对暗物质与粒子发生碰撞引起的反冲核数据来证实暗物质的存在，用直接观测法来对暗物质进行研究，将世界暗物质的直接探测水平提高到一个全新高度。
目前，在对暗物质探测器进行研制改进的过程中，我国已经掌握了暗物质探测器的商业级制造技术，并通过精密的暗物质探测实验结果，排除了美国实验组给出了暗物质存在区域，缩小了暗物质的存在范围，为发现暗物质提供了更大可能性。
随着暗物质的研究成果不断的进步，我国已经不满足于单单对暗物质进行研究，而是要升级为能够研究中微子和核天体的物理实验室。为了满足实验需求，在2014年，锦屏地下实验室正式开启了扩建计划，这个扩建计划甚至被纳入了国家科技建设领域的“十三五规划”，即将升级成为地下极深极低辐射物理实验室，能够容纳更多的实验项目和实验团队。其面积将从四千立方米增加到三十万立方米，是一个绝佳的地底研究实验室。
暗物质的作用
那么，暗物质这种宇宙之中极其神秘的物质，究竟有什么用呢？
其实，现阶段人类对于宇宙的了解认知还十分有限，随着暗物质、暗能量、引力波、双缝干涉实验的证实，传统的物理模型似乎已不再适用于当前人们所认知的宇宙规则。
而暗物质的证实，除了能为我们修正和打开物理模型和天文物理的新视野，还能用以解释一些现今科学所不能解释的领域和现象：宇宙之中那些占比很高但却不为人所知的暗物质，有没有可能就是我们所认知的“灵魂”，“意识”或中医学，道教之中的“气”“道”？
如果人类科技的发展水平能够对暗物质进行肆意利用和转化，那么，也许人类科技可以少走很多弯路。我们不妨来大胆猜测一下，既然暗物质具备形成宇宙之中一切基本物质的条件，那么我们是否能够利用暗物质来造物，甚至“隔空取物”，意念交流？毕竟在电磁波刚被发现证实之时，人们也从未想过它有一天会将人类信息传播途径和方法抬升到一种全新的境界。
从哲学上来说，暗物质的存在从某种程度上也影响着科学主义至上理论，为目前广泛所为人认知的物质决定意识观点提出质疑，也许能够帮助人类理解意识的起源甚至“第六感”的本质，那么，人类的科技和进化将会达到一个全新的层次和维度。
所以，我国在地下两千四百米深建造的实验室，未来不仅是对暗物质进行研究，更是对所有宇宙之中无知的未知进行研究探索，并且，对于未知的探索也就是对于科学的探索，只有不断揭开未知，才能够超越自我，将认知完善拔高到一个全新的境界。
而这些探索和开发的科技成果，也有助于我们国家具备更高的科技水平和综合国力，同时，这些看似玄妙的科技成果，随着时间的推移终究会反哺并影响到千家万户的日常生活，给我们带来一个全新的世界。
#暗物质##宇宙质量中暗物质占80%##科学[超话]##科技快讯##新闻看点##新星v计划#
随着人类科技发展的不断进步，人们对于宇宙之中的神秘物质逐渐有了一些认知。为了探测和研究这些神秘物质，人们往往会选择一些让人们意想不到的特殊环境和特殊位置来建造探测器和实验室。譬如，日本用来探测中微子的超级神冈探测器，就被修建于地下千米深的地底，而同样对中微子感兴趣的俄罗斯，则把探测实验室建造于贝加尔湖畔的水底。
我国作为强国之一，本着“科技兴国”的原则，自然也不会放过对于这些宇宙空间神秘物质的研究探测，试图从中找到一些关于宇宙和物理的未知规律，解开关于人类科技领域的未知面纱。为此，我国也在四川西昌的彝族自治州锦屏山地下2400米深处，建造了全世界最深的地下实验室。而这个实验室的研究对象，正是宇宙之中神龙不见首尾的暗物质。
那么，我们为什么要选择研究暗物质，又为什么要选在地下两千四百米深的地底来研究暗物质？暗物质有什么特别之处？
暗物质
我们首先来了解一番这个藏在地下两千四百米深处实验室的主要研究目标-暗物质。
暗物质是在基于星系自转曲线理论提出的一种物质，这种理论与爱因斯坦的引力波一样违背牛顿万有引力的观点，证实星系的质量从理论模型上来看与预期产生了巨大的差异，这些质量的差异就来源于星系之间所存在的许多人们观测不到的物质，这种物质广泛且大量地存在于宇宙之中，是宇宙物质的重要组成部分，可以随意构成任何一种已知物质。因此，这种神秘不可见的物质就被称为暗物质。
并且，这种暗物质占有宇宙全部物质总质量的八成以上，平均每天有几万亿个暗物质从人体穿身而过，人体却不会有任何感觉。有些被广泛认同的观点认为，组成这种暗物质的主要成分是一些能产生微弱互相作用的，有质量惰性粒子，或者一种非常轻的中性粒子。目前，人类对于暗物质的了解还十分有限，在人类的有限认知里，目前已经证实暗物质具有以下几个属性：
首先，暗物质是有质量的，这是人们发现暗物质参与引力的相互作用所得出的结论。但是人们还不能确定暗物质质量的具体数值和大小。其次，暗物质不参与电磁波的互相作用，与光子的相互作用也非常微弱，因此暗物质很暗，几乎不会散发任何光芒。
并且，暗物质的运动速度也远低于光速，是一种极冷极暗的物质，这导致暗物质的结构特性也十分稳定，不会产生太大的变化，与我们人类目前所认知的任何一种粒子都大相径庭，成功挑战基础的粒子物理标准模型。
暗物质探测之路
人们提出暗物质的猜想和理论最早是在上个世纪二十年代初，天文学家卡普坦最先在观察星系运动的过程之中，根据一些星系运动的异常现象，推测出星系周围可能存在不可见的物质，但未经证实。
在三十年代初期，同样作为天文学家的兹威基在研究狮子座附近一个星系团的过程之中，通过用光度学和动力学来分别测算星系团质量的时候，发现这两种测量方法得出的质量结果竟相差一百六十多倍。正式提出有关暗物质的猜想：暗物质有质量，却不发光，所以，利用动力学能测量到它，光度学却测量不到它。这个猜想也使得暗物质一词正式出现在学术论文之中，但兹威基并未对暗物质进行进一步研究。
直到三十年之后，另一位天文物理学家鲁宾对暗物质产生了浓厚的研究兴趣，在经过十余年的漫长观测和数据计算之后，针对暗物质进行了详细的描述和研究，通过银河系质量的“丢失”间接证实了暗物质的存在。
但直接证实暗物质的存在还是在这个世纪初才被得到正式的证实，2006年，一个天文研究团队通过X射线望远镜观测到星系团之中产生的一系列星系碰撞，在这个星系碰撞的过程之中，暗物质被分离出来，而这个观测证据由此打开了人们对暗物质的正式研究大门。
但是，无论是直接观测还是间接观测，都仅仅停留在“观测”阶段，要对暗物质进行研究，还需要切实的探测手段。而这些探测手段就需要一定的探测证据作为标准来证实暗物质的成功捕捉。目前公认的探测证据主要是通过对星系和宇宙辐射尺度这两大方面的探测来实现的。从星系来说，可以通过对星系团的运动和X射线以及引力透镜的观测来证实暗物质，从宇宙背景来说，可以通过研究宇宙微波辐射总量和宇宙总体结构尺度来推算暗物质。
当然，只要暗物质能与物质产生作用，我们就能够探测到它。只是这会对我们人类的科学技术和探测条件提出非常大的挑战和困难。目前主要有直接探测，间接探测和对撞机探测三种方式。
其中，前两种探测方式是通过对暗物质与其它物质产生作用所留下的痕迹进行间接或直接的探测。而最后一种粒子对撞机探测方式则是在粒子对撞实验里产生暗物质，但这种在粒子对撞之中产生的暗物质粒子很难被探测到，还是会产生暗物质不可见的特征。所以，现在一般都会将粒子对撞的探测方法与前两种直接或间接的探测方法相结合，才能达到最好的效果。
中国锦屏地下实验室
随着暗物质这个科学话题的逐渐热门，许多国家都针对暗物质实验进行布局，我国自然也不例外。2010年，中国第一个地下极深实验室-中国锦屏地下实验室正式投入使用，其2400米的深度荣登世界岩底最深实验室之名，正在开展针对暗物质的探测研究。
中国锦屏地下实验室，利用的是修建锦屏山水电站时挖的隧道改造而成，极深的地底位置能够有效屏蔽来自宇宙射线的干扰，使得暗物质探测器的探测结果更加精准，为了使抗干扰能力更加强悍，在暗高纯锗晶体物质探测器的外部，除了岩石还包裹着厚达半米的混凝土和厚达一米的聚乙烯，以及一层铅状物，就连中子都不得入内。
并且，这座地下实验室由于建造位置的便捷，研究人员只需要在地面就能够对地下实验室的探测设备进行控制，并对探测数据进行研究分析。而中国锦屏地下实验室主要通过两种探测方式对暗物质进行探测研究，分别是以清华研究组为代表的低温半导体探测器与上海交大的液氙探测器。
这两种探测器都是采用对暗物质与粒子发生碰撞引起的反冲核数据来证实暗物质的存在，用直接观测法来对暗物质进行研究，将世界暗物质的直接探测水平提高到一个全新高度。
目前，在对暗物质探测器进行研制改进的过程中，我国已经掌握了暗物质探测器的商业级制造技术，并通过精密的暗物质探测实验结果，排除了美国实验组给出了暗物质存在区域，缩小了暗物质的存在范围，为发现暗物质提供了更大可能性。
随着暗物质的研究成果不断的进步，我国已经不满足于单单对暗物质进行研究，而是要升级为能够研究中微子和核天体的物理实验室。为了满足实验需求，在2014年，锦屏地下实验室正式开启了扩建计划，这个扩建计划甚至被纳入了国家科技建设领域的“十三五规划”，即将升级成为地下极深极低辐射物理实验室，能够容纳更多的实验项目和实验团队。其面积将从四千立方米增加到三十万立方米，是一个绝佳的地底研究实验室。
暗物质的作用
那么，暗物质这种宇宙之中极其神秘的物质，究竟有什么用呢？
其实，现阶段人类对于宇宙的了解认知还十分有限，随着暗物质、暗能量、引力波、双缝干涉实验的证实，传统的物理模型似乎已不再适用于当前人们所认知的宇宙规则。
而暗物质的证实，除了能为我们修正和打开物理模型和天文物理的新视野，还能用以解释一些现今科学所不能解释的领域和现象：宇宙之中那些占比很高但却不为人所知的暗物质，有没有可能就是我们所认知的“灵魂”，“意识”或中医学，道教之中的“气”“道”？
如果人类科技的发展水平能够对暗物质进行肆意利用和转化，那么，也许人类科技可以少走很多弯路。我们不妨来大胆猜测一下，既然暗物质具备形成宇宙之中一切基本物质的条件，那么我们是否能够利用暗物质来造物，甚至“隔空取物”，意念交流？毕竟在电磁波刚被发现证实之时，人们也从未想过它有一天会将人类信息传播途径和方法抬升到一种全新的境界。
从哲学上来说，暗物质的存在从某种程度上也影响着科学主义至上理论，为目前广泛所为人认知的物质决定意识观点提出质疑，也许能够帮助人类理解意识的起源甚至“第六感”的本质，那么，人类的科技和进化将会达到一个全新的层次和维度。
所以，我国在地下两千四百米深建造的实验室，未来不仅是对暗物质进行研究，更是对所有宇宙之中无知的未知进行研究探索，并且，对于未知的探索也就是对于科学的探索，只有不断揭开未知，才能够超越自我，将认知完善拔高到一个全新的境界。
而这些探索和开发的科技成果，也有助于我们国家具备更高的科技水平和综合国力，同时，这些看似玄妙的科技成果，随着时间的推移终究会反哺并影响到千家万户的日常生活，给我们带来一个全新的世界。
这个世界指什么，如果你把家人或亲人朋友看成一个世界，那么这个世界就指代家人亲人朋友，那么敲门的或许是陌生人，比如你穿越了来到了另一时空世界，那么开门的是另一时空的人，对你来说是陌生人。不一定是指代平行世界的另一个你。书画动影范樱个人观点仅供参考。【小泡说说】爱因斯坦出生于德国，是伟大的物理学家，他提出光子假设、成功解释了光电效应，还创立狭义相对论 爱因斯坦诡异提问：若世界上只剩你一个人，门外敲门的人会是谁？ https://t.cn/A6Mo85eC
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