在观测到引力波之前,天文观测都是基于电磁波的观测,因此计算出来的质量分布都只包含看得见的物质.随着天文学发展,发现宇宙中许多通过引力效应推测出的质量分布和通过电磁波观测计算出的质量分布存在矛盾,为此需要寻找一种合理的解释. 暗物质指的是不参与电磁相互作用的一类物质.通过眼睛看见物体以及大多数天文观测都是利用电磁相互作用,而暗物质由于不参与电磁相互作用无法被电磁波探测到. 暗物质模型的证据： （1）星系旋转曲线。 每个星体围绕星系的旋转速度和该星体与星系中心之间的距离的关系曲线就是旋转曲线.实际观测到的可见质量集中在星系中心,由可见质算出的旋转曲线应该随着距离增加而下降.但实际上直 接对速度进行测量时发现旋转曲线在星系外围随距离变化不大,比如 1939 年美国天文学家巴布科克通过光谱研究,发现在仙女座大星云外围星体的运动速度远比用可见质量计算出来的速度要大[4] . （2）引力透镜效应 利用引力透镜效应的测量是基于光线在经过有质量的物体时会因为引力作用被弯曲这一原理.弯曲的程度和光线所通过的质量的多少有关,弯曲后形成的图像也和通过物体的质量和形状有 关,与物体是否发光无关.并且用引力弯曲估算出的星系总质量比用光学方法测量估算出的质量大得多,这一部分多出来的质量就对应着看不见的暗物质[10] （3）宇宙微波背景辐射 通过对宇宙微波背景辐射( cosmic microwave background radiation,CMB) 各向异性的精细观测和参数拟合,可以确定出宇宙的年龄、物质组成和形状等等重要信息.这些辐射并不是均匀分布的,而是存 在着包含许多重要信息的微小涨落[11].对 CMB 的温度分布数据图进行分析,发现如果可见物质、暗物质和推动宇宙加速膨胀的暗能量所占比例分别约为4.9%、26.8%、68.3%时[12] ,模拟的结果就和观测到的 CMB 数据相吻合. （4）宇宙大尺度结构的形成 基于其运动速度,暗物质被分为热、温、冷暗物质三类. 冷暗物质指的是经典速度下运动的不可见物质,以弱相互作用大质量粒子(weakly interacting massive particles, WIMP) 为代表;而温暗物质则对 详细可见：暗物质和修正引力理论的研究进展
郑雪瑶1
,康现伟2
,张丰收2
(1. 北京师范大学 物理学系,北京 100875; 2. 北京师范大学 核科学与技术学院,北京 100875) |
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