我们看得见的世界居然只占整个宇宙的5%！其余95%是幽灵，是黑洞，还是其他？科学家告诉我们，广阔而巨大的宇宙居然只有不到5%是常规物质，剩下的95%都是由看不见、摸不着的暗物质和暗能量构成的。作为宇宙中渺小的存在，我们人类像盲人一样在一片黑暗当中寻找光明。那么，我们今天就来聊一聊什么是暗物质。
暗物质顾名思义就是“暗”，也就是说它实际上是不发光、不参与电磁相互作用的。光就是电磁波，所以它就是一种我们看不到的物质。比方说，我们知道在太阳系里行星会绕着太阳运动，行星离太阳越远的时候，速度会变得越慢，这是开普勒发现的定律。大家把这个定律推广到银河系这样的尺度，去观察离银河系中心不同距离的恒星和气体物质，它们是怎么绕着银河系中心运动的。
原则上，我们的预期认为它和太阳系是一样的，距离越远，运动越慢。但大家看到的情况好像正相反，离银河系中心越远的恒星，它的速度和距离较近的恒星的速度几乎差不多的。甚至在某些星系里面，大家看到越远地方的恒星会运动得越快这样的反常现象。大家觉得很难理解，为什么会是这个样子？
一种比较直接的解释是：这里可能有一些我们看不到的物质，所以当只是通过发光的气体和恒星去估计质量的时候，会把质量估计小了，它原本的质量可能是更大的。这些不发光又能提供引力到底是什么东西呢？我们就给它取个名字叫做暗物质。
像银河系这样的星系，差距大概是十倍左右，我们需要的暗物质的量是看到的那些发光物质的量的十倍左右。也就是我们把银河系里所有恒星提供的引力算在一起，也解释不了剩余十分之九的问题。所以才有一个假设，假设中间可能存在不发光但又提供引力的东西，叫做暗物质。
暗物质的历史应该有很久了。19世纪末20世纪初，那时候的天文学家就已经开始把视野放到比较遥远的天体上。大家都在做天体的测量，目的可能就是想测一下银河系的结构或者物质分布。有一些天文学家就发现了这种额外的物质，或者叫做失踪的物质。但当时大家不知道这叫做暗物质，认为可能只是有一些物质的发光比较弱。像那些非常暗淡的褐矮星，你看不到它，但它肯定在那里，还提供一些引力。
大家曾经一度认为黑洞可能就是暗物质，现在这个可能性也没有被完全排除。有一种所谓的原初黑洞，是在宇宙极早期的时侯、在所有的结构形成之前通过量子涨落这些过程产生的。这些黑洞不参与后面时间里我们能看到的一系列过程，比如原初核合成、微波背景辐射的退耦、星系的形成等等。这样形成的原初黑洞遗留到今天，就可能是暗物质。
我们主要是通过测量宇宙的演化。宇宙演化速度的快慢和宇宙里的物质构成有关，因为不同类别的物质影响宇宙演化的方式会不一样。比方说物质和暗物质影响宇宙演化的方式基本上是一样的，暗能量影响宇宙演化的方式就不同。
暗物质这个领域当然主要是理论物理学家发挥了作用。他们的这些理论实际上不完全是为了解决暗物质的所提出的，很可能是为了解决别的问题，比如为一些基础理论还有粒子物理里的一些问题提出来一些新的粒子。研究后发现新的粒子的性质好像在很多方面和我们需要的暗物质的性质不谋而合，大家就很兴奋，暗物质可能就是这个东西吧。
最大的困难就是不知道你的目标在哪，不知道从哪里去入手。简单来讲，实际上暗物质探测是铺得很开的。我们需要在一个大的范围内用一定的探测手段，比如我现在很感兴趣的超轻暗物质探测。
我们紫金山天文台正在做一个暗物质探测实验，但是和刚才舒老师讲的那种直接探测实验有点不太一样，我们那个叫间接探测实验。刚才舒老师讲的暗物质可能和物质之间有一种所谓的相互作用，但它还会有另外一个效果，比如这个暗物质粒子它可能会湮灭。湮灭之后，它就能产生我们知道的那些普通的粒子。
其实挺多的，而且做得还非常好。比如在四川锦屏的国家地下实验室了。在很多探测中，实际上宇宙中的μ子会给你很多干扰，相当于是噪音。我们想把它排掉，最简单的方式就是把实验本身放在深地，越深越好，它穿过这些岩石就会被自动屏蔽掉了。
我们今天请来了中国科学院理论物理研究所的舒菁研究员，和中国科学院紫金山天文台的袁强研究员，全程云里雾里地聊了一期暗物质。在节目的最后，我们请二位老师表达一下参与节目录制的感想。暗物质不是鬼，如果科学家真的发现了暗物质，也没有见到鬼，而是见到了诺贝尔。