仰望夜空,你會看到頭頂萬千閃耀群星,但看到最多的還是黑暗。你或許會將這些黑暗之處想象成空無一物的空間。但事實並非如此。如今,天文學家相信這裏充滿了不可見的“暗物質”。這種物質的粒子或許現在就飄浮著穿過你的身體,而你永遠都不會察覺到,這是因為暗物質從根本上不同於一般物質。兩者幾乎從不相互作用,而且,暗物質較可見類型的物質要多得多—總量超過物質的五倍。
鑒於這一概念的古怪性,在很長一段時間裏,天文學家不願相信有暗物質存在的這件事也就無足為奇了。事實上,從第一次提出暗物質存在,到主流科學接受它真的存在,兩者之間幾乎相隔了半個世紀之久。
發現暗物質的人是瑞士天體物理學家弗裏茨·紮維奇[23],1925年,他接受了美國加州理工學院的一個職位之後,搬到了美國居住。在那裏他的部分時間是用來做巡天觀測的,這是一種常規性的天文工作,涉及給全天的天體做記錄的工作內容。在此過程中,他的注意力被後發座星係團吸引了,這是一個龐大的星係團,位置距地球三億兩千萬光年遠。
紮維奇注意到這一星係團中的各個星係移動得極快—快到據他的測算,它們應該在很久以前就已經各自分散,相距遙遠了。但與此相反,它們仍然作為一個星係團存在,並受到彼此的引力束縛。這令他十分困惑,因為他知道需要很大的引力才能抵消它們的速度。紮維奇做了計算以弄清確切的數字,這時事情開始變得奇怪。他估計所需要的引力是後發座星係團所有可見星係生成引力的五十倍。
也許大多數天文學家會認為自己在計算中犯了什麽錯誤,但紮維奇對自己的工作很有信心,而且他並不會怯於跳躍性地得出宏大結論。他認定那裏必然有大量額外的隱藏物質,令整個星係團受引力束縛而聚在一起。在一篇1933年刊發的德語文章中,他將這種物質描述為“暗物質”。