宇宙空間中一個不解的謎團
宇宙中不能發光、不能看見的物質被稱為暗物質。這些物質與通常可見的物質在引力的作用下聚集，形成一些從個別星係到巨大的超星係團等大小不一的天體。
暗物質，是天體物理領域中一個不解的謎團。對星係團和大尺度的觀測表明：也許，宇宙中不過1/4的物質是我們平時所見到的原子和分子組成的。而在這些物質內，隻有1/4的物質能夠放出我們能夠覺察到的輻射。所以，宇宙的大部分對我們來說是暗的，我們同樣也不了解它的組成。
長久以來，為了尋找暗物質的候選人，人們花費了不少的力氣。一個可能就是，暗物質是由相互作用大質量亞粒子組成的，也就是平時所說的WIMP。另外一種可能就是，暗物質是由暈族大質量致密天體組成的，例如已經死亡或者正在死亡的恒星（中子星或者冷的矮星）。
1915年，愛因斯坦根據他的相對論得出推論：宇宙的形狀取決於宇宙質量的多少。他認為，宇宙是有限封閉的。如果是這樣，宇宙中物質的平均密度必須達到5×10-30克/立方厘米。但是，迄今可觀測到的宇宙的密度，卻比這個值小100倍。也就是說，宇宙中的大多數物質“失蹤”了，科學家將這種“失蹤”的物質叫“暗物質”。一些星體演化到一定階段，溫度降得很低，已經不能再輸出任何可以觀測的電磁信號，不可能被直接觀測到，這樣的星體就會表現為暗物質。這類暗物質可以稱為重子物質的暗物質。還有另一類暗物質，它的構成成分是一些帶中性的有靜止質量的穩定粒子。這類粒子組成的星體或星際物質，不會放出或吸收電磁信號。這類暗物質可以稱為非重子物質的暗物質。1930年初，瑞士天文學家茲威基發表了一個驚人結果：在星係團中，看得見的星係隻占總質量的1/300以下，而99%以上的質量是看不見的。不過，茲威基的結果許多人並不相信。直到1978年才出現第一個令人信服的證據，這就是測量物體圍繞星係轉動的速度。我們知道，根據人造衛星運行的速度和高度，就可以測出地球的總質量。根據地球繞太陽運行的速度和地球與太陽的距離，就可以測出太陽的總質量。同理，根據物體（星體或氣團）圍繞星係運行的速度和該物體距星係中心的距離，就可以估算出星係範圍內的總質量。這樣計算的結果發現，星係的總質量遠大於星係中可見星體的質量總和。結論似乎隻能是：星係裏必有看不見的暗物質。那麼，暗物質有多少呢？根據推算，暗物質占宇宙物質總量的20%～30%才合適。
宇宙學研究發現，在宇宙大爆炸初期產生的各種基本粒子中，有一種叫做中微子的粒子不參與形成物質的核反應，也不與任何物質作用，它們一直散布在太空中，是暗物質的主要“嫌疑人”。但中微子在1931年被提出來以後，一直被認為質量為零。這樣，即使太空是中微子的海洋，也不會形成質量和引力。曾有人設想存在一種“類中微子”，它的性質與中微子類似，但有質量。可是一直沒有發現“類中微子”的存在。極小的中微子運動速度極高，可自由穿透任何物質，甚至整個地球，很難被捕找到。但中微子與物質原子和亞原子粒子碰撞時，會使它們撕裂而發出閃光，探測到這種效應就是探到了中微子。但為了避免地麵上的各種因素的幹擾，必須把探測裝置（如帶測量儀器並裝有數千噸水的水箱）放在很深（如1000米）的地下。1981年，一名蘇聯科學家在試驗中發現中微子可能有質量。近幾年，日、美科學家進一步證實中微子有質量。如果這個結論能得到最後確認，則中微子就是人們尋找的暗物質。