如果仅仅依靠人类已知的物质世界，根本不应该是现在这个样子，一定有别的神秘力量在起作用。我们原来认识的宇宙形态是星球之间通过万有引力互相吸引，围绕着对方旋转。但后来科学家通过计算星球之间的引力，发现星球自身的这点引力是远远不能维持一个个完整的星系的。
在过去，我们一般认为宇宙是由恒星、行星、星系组成的。但是科学家们经过研究发现，这些物质只占宇宙总质量的0.4%，即便就算是黑洞以及星际之间的气体，也不过占宇宙总质量的4%左右。剩下的宇宙成分中，神秘物质约占23%，而神秘能量约占73%。这些神秘物质本身不发光，也不和光产生作用，不参与电磁力。所以到目前为止，我们没有发现这种物质，它只存在于理论框架中。所以科学家们把它叫做暗物质和暗能量。
最早发现证据并推断出暗物质存在的是荷兰科学家扬·奥尔特。他在1932年根据银河系恒星的运动，提出银河系里边应该还存在更多的质量。1933年，瑞士天文学家弗里茨。兹维基研究后发系座星系团时，使用维里定律推断出星团内部有看不见的物质，但当时没有把它叫做暗物质，而是被称为“丢失了的质量”。
在这之后，还有很多的天文学家在观测时都发现了宇宙中存在不明物质。2006年，美国天文学家利用钱德拉X射线望远镜对星际团1E0657-558进行观测，无意间观测到星系碰撞的过程。星系团碰撞威力非常的大，将暗物质和正常物质分开，因此发现了暗物质存在的直接证据。科学家通过计算，要保持现在宇宙的运行秩序，暗物质的品质必须五倍于我们现在看到的物质，但现在还没有真正的监测到暗物质，只是发现光线在经过某个区域时发生转弯，但是该区域没有我们能看到的物质也没有黑洞。
科学家通过观测发现，我们的宇宙正在加速膨胀。如果匀速膨胀，我们还可以理解，但加速膨胀就需要有新的能量的加入。但科学家并不清楚它是什么，所以把它叫做暗能量。科学家通过质能方程式计算，要维持当前宇宙的这种膨胀速度，暗能量必须是现有物质和暗物质总和的一倍多。要想理解暗物质，先要理解量子纠缠。
什么是量子纠缠呢？科学家实验发现，两个没有任何关系的量子会在不同的位置出现完全相关的相同的表现。比如相隔几光年远的两个量子之间，一个出现变化，另一个机会同时出现相同的变化。而且这不是巧合。量子纠缠是经过实验证明过的，科学家已经实现了6到8个量子的纠缠态。中国科学家也实现了13公里级的量子纠缠态的拆分和发送。我们现在所有的物理学理论都以光速不可超越为基础。但根据测定，量子纠缠的传导速度至少四倍于光速。为什么会出现这种情况呢？科学家们也无法理。于是把这种现象总结为量子的一种纠缠态。
由于暗物质既不释放任何光线，也不反射任何光线，因此，用目前人类已知的一切也无法直接探索。根据科学家们的理论，暗物质通常也不会和大多数常规物质结合，但暗物质能够直接穿越人体、房屋，甚至能轻松穿越地球。于是科学家开始在地下建立实验室，寻找暗物质粒子存在的证据。为什么要把实验室建在地下呢？因为在足够深的地下，除了暗物质，其他物质根本无法到达。探测器的原理是由锗元素或硅元素组成的小块，如果锗或硅原子的原子核被暗物质粒子击中，它就会反弹，并向探测器发送一个信号。
2009年12月，美国“低温暗物质搜寻计划”项目组发表声明称，他们在明尼苏达州地下的一个矿井中捕获到了暗物质粒子。如果这一发现最终得到证实，他将成为近百年物理学领域最重要的发现之一。中国四川省锦屏暗物质实验室位于地下2500米，是目前世界上最深的暗物质实验室。该实验室最核心的装置就是高纯锗探测器。传统高纯锗探测器被广泛应用于基础研究、核监测、核放射性管理等领域。但是检测暗物质对锗的纯度要求非常高，它的纯度有多高呢？我们都知道千足金，它的纯度是99.9%。但是实验室需要的锗纯度要达到千足金纯度的四倍以上。
地球上另一种探寻暗物质的实验就是粒子加速器，它的全名叫做核荷电粒子加速器，它可以将亚原子粒子加速到接近光速，然后让它们互相碰撞。科学家们的目的就是希望通过接近光速的高速碰撞，从而产生奇异粒子，其中就包括暗物质粒子。2015年12月17号，中国发射暗物质粒子探测卫星，名叫悟空号，用于探测暗物质。它是由中科院研制，是目前世界上观测能段最宽、能量分辨率最高的空间探测器。它能接收到来自宇宙的高能原子核电子和伽马射线的信号，观测能段是阿尔法磁谱仪的十倍，能量分辨率比国际同类探测仪高三倍以上。
因此中国已经建成地下、地上和空中三位一体的暗物质监测实验室。在暗物质方面的研究，在世界范围内已经保持了领先地位。进入21世纪以来，全世界的科学家们都达成了一个共识，就是研究暗物质是21世纪的重中之重，谁了解了暗物质，谁就将引领科学的发展。在这里，我也希望我的祖国在暗物质方面取得巨大的成果。就像探测卫星的名字悟空一样，用火眼金睛发现暗物质，用超强的本领取得真经，让我们拭目以待。好了，今天就分享到这里，我们下期再见。
联系客服
