1. 暗物质 最早提出证据并推断暗物质存在的是20世纪30年代荷兰科学家Jan Oort与美国加州理工学院的瑞士天文学家弗里兹·扎维奇等人。
（企业心文化建设—诸子百家智慧学院） 1932年，美国加州工学院的瑞士天文学家弗里兹·扎维奇最早提出证据并推断暗物质的存在。弗里兹·扎维奇观测螺旋星系旋转速度时，发现星系外侧的旋转速度较牛顿重力预期的快，故推测必有数量庞大的质能拉住星系外侧组成，以使其不致因过大的离心力而脱离星系。 弗里兹·扎维奇发现，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上，否则星系团根本无法束缚住这些星系。由此便推断出星系中可能存在大量未知的暗物质。暗物质刚被提出来时仅仅是理论的产物，直到1978年才出现第一个令人信服的证据，这就是测量物体围绕星系转动的速度。根据地球绕太阳运行的速度和地球与太阳的距离，就可以测出太阳的总质量。同理，根据物体（星体或气团）围绕星系运行的速度和该物体距星系中心的距离，就可以估算出星系范围内的总质量。这样计算的结果发现，星系的总质量远大于星系中可见星体的质量总和。 科学家们通过各种观测和计算证实，在组成宇宙的物质成分中，暗能量约占到73%，暗物质约占到23%，而普通物质仅占到4%。 中科院国家空间科学中心主任吴季说,暗物质粒子的探测目前是国际科学前沿竞争最为激烈的研究领域,全世界的科学家都在不遗余力地寻找暗物质、暗能量及其隐藏的巨大科学宝藏。“可到目前为止,人们找到的还都只是一些疑似证据。”吴季说,“人类还没有找到它,也不知道其质量、性质,不能用物理学标准模型去解释。” 暗物质无法用任何光学或电磁观测设备直接“看”到。科学界公认,揭开暗物质之谜将是继日心说、万有引力定律、相对论及量子力学之后的又一次重大飞跃,将带来物理学的又一次革命。诺贝尔物理学奖获得者李政道教授曾多次指出：“暗物质是笼罩20世纪末和21世纪初现代物理学的最大乌云，它将预示着物理学的又一次革命。” 2. 星系旋转曲线 以星系的中心为原点，以横坐标R表示恒星到星系中心的距离，以纵坐标V表示恒星绕星系中心运动的速度。把大量恒星的R和V标记在这个坐标图中，每个恒星对应着图中的一个点，把所有的点连接起来形成一条曲线。这条曲线就叫星系旋转曲线。图1所示包含了六个星系的旋转曲线，其中红色的曲线代表银河系的旋转曲线，其余5条曲线为临近星系的旋转曲线。 根据图1所示，当R值很小时，星系自转速度就像一个刚体转动那样，各处的旋转角速度都一样，线速度V随着距离R的增大而急速上升。我们把星系像刚体转动的区域叫星系核心区。从图1中可以看出，当恒星的运动半径R超过13kpc时，恒星的运动速度基本上保持不变。很显然，星系中恒星的运动规律与太阳系中行星的运动规律有很大的区别。太阳系中行星的运动规律符合开普勒运动曲线，见图2所示。在开普勒运动曲线中，行星的运动速度随着运动半径R的增加而快速减少，在距离O点较远的区域，行星的运动速度非常小。而在星系中，在距离O点较远的区域，恒星的运动速度基本上保持高速和恒定。
3. 恒星运动的向心力和离心力 恒星绕O点运动会产生离心力，用F2来表示。根据离心力公式，F2与恒星运动速度的平方成正比，速度越大，F2值就越大。恒星所受到的星系中心的引力用F1来表示。根据牛顿的万有引力定律，引力与距离R的平方成反比，R值越大，引力F1就越小。只有当F1=F2时，恒星才能稳定地绕星系中心旋转而不至于脱离星系。在图1中，当R大于13kpc时，恒星的运动速度基本保持不变，其值多数超过200公里/秒，则F2值也保持不变。但F1值却随着距离R的不断增加而快速减少，导致向心力F1比离心力F2小成百上千倍。由此造成的结果必定是：在R≧13kpc范围内的所有恒星必定会脱离星系的引力束缚，逃逸到宇宙深处而不知去向，星系中的绝大部分恒星会瓦解消散。但实际情况却与之相反，星系并未瓦解，星系中的所有恒星仍然在围绕星系中心运动。这一反常现象令科学家困惑不解。 根据牛顿的万有引力定律，引力是由质量产生。为了解释星系旋转过程中出现的反常现象，科学家们便猜想，在R≧13kpc的星系边缘，必定存在着大量我们无法观察到的暗物质，正是在这些暗物质的引力作用下，才把星系边缘的所有恒星束缚住，使它们不至于脱离星系而去。根据科学家们的精确计算，这些暗物质的质量大约是我们能够观察到的恒星、星云等物质质量的5倍以上。 4 宇宙大爆炸产生的物质运动的初速度
根据哈勃定律，星系的退行速度V可以用如下公式求得： V= H0×d 根据最新的测量结果，哈勃常数H0 = 67.6 ± 4.0 km /(s.Mpc)（即误差5.9%）。 现在我们要寻找最遥远天体的距离d。 图3所示就是一张最遥远的天体图。这张图像中间部位那个不太显眼的红色模糊光点事实上是一个星系，这是人类迄今所观测到的最遥远天体。美国宇航局哈勃空间望远镜拍摄了这张照片，这一星系存在的时期距离宇宙大爆炸仅有4.8亿年，而宇宙大爆炸发生在137亿年前。这一星系的红移值约为10，这相当于距离地球315亿光年。看起来这一星系似乎非常孤单，在它的周围没有发现与它同时期的星系存在。 用最遥远天体的距离d=315亿光年=9662Mpc，用最小的哈勃常数H0=63.6km/(s. Mpc)代入哈勃定律公式，得到如下结果： V=63.6km/(s. Mpc) ×9662Mpc≈61万公里/秒 计算结果表明，这个遥远天体以61万公里/秒的速度离开我们。由此可以断言，宇宙大爆炸产生的物质运动的初速度必定大于20万公里/秒。 我在上一篇文章中假设，宇宙大爆炸后物质以20万公里/秒的速度向四面八方逃逸。很显然，这个假设已经偏向保守。 5 高速运动的恒星不脱离星系的原因 假设宇宙从0点开始爆炸，爆炸之后物质以20万公里/秒的速度向四面八方逃逸。图4所示是一个星系的运动情况。在图4中，恒星的运动受到三种速度的影响：宇宙大爆炸时产生的初速度V0，由向心力产生的线速度V2，以及由离心力产生的离心速度V1。从图1中可以看出，所有恒星的运动速度都小于350公里/秒，所以，V1和V2都小于350公里/秒。这个速度相对于V0(20万公里/秒)来说可以忽略不计。
在图4中，b点的离心速度V1是向上的，但被强大得多的速度V0硬拖曳着向V0的方向拐弯（V0和V1合矢量的方向几乎与V0的方向相同，按尺寸大小比例画一张矢量图就很清楚了。），结果，b点处的恒星无法脱离星系；C点的离心速度V1是向右的，与V0的运动方向相反，但被强大得多的V0抹平，结果，C点处的恒星也无法脱离星系；d点的离心速度V1是向下的，但被强大得多的速度V0硬拖曳着向V0的运动方向拐弯，结果，d点处的恒星也无法脱离星系；a点的离心速度V1是向左的，其运动方向与V0的方向相同，a点处的恒星就更不会脱离星系了。 通过上述分析可知，星系已经成为一个惯性系。这个惯性系的运动速度就是宇宙大爆炸时产生的初速度V0（20万公里/秒），其运动方向就是V0的方向。不管恒星是向心运动，还是离心运动，处于这个惯性系中的恒星都不能脱离它们的惯性系，除非它们的运动速度增大到接近这个惯性系的运动速度V0。 结论：高速运动的恒星不脱离星系的原因是受制于宇宙大爆炸时产生的初速度，而不是受制于由暗物质的质量产生的引力。宇宙中根本不存在暗物质。暗物质事件是由经典理论错误引发出来的子虚乌有事件，它是科学发展史上第二次出现的重大乌龙事件，第一次出现的重大乌龙事件则是暗能量事件。
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