我們常常說(shuō)世界是由原子組成的。無(wú)論是銀河系里的恒星，還是有智慧的人類概莫能外。
現(xiàn)代科學(xué)將原子細(xì)分為多種不同類型的基本粒子，然后又根據(jù)它們的基本相互作用類型進(jìn)行分類。
我們?cè)谖锢碚n上學(xué)到的彈性力、摩擦力、壓力、支持力等等，在原子或亞原子的層面上，都是通過(guò)電磁相互作用實(shí)現(xiàn)的。這就是其中一種基本相互作用。除此之外，還有強(qiáng)相互作用（負(fù)責(zé)束縛原子核中的中子、質(zhì)子等），弱相互作用（負(fù)責(zé)放射性衰變等），引力相互作用（如果引力理論最終能夠結(jié)合量子力學(xué)的話）。
也就是說(shuō)，物理學(xué)家眼中的世界是基本粒子+基本相互作用。假如世界上有一種新的未知現(xiàn)象，物理學(xué)家首先會(huì)想到在已知的模型中尋找對(duì)應(yīng)解釋。如果實(shí)在找不到，就想辦法對(duì)已有的理論修修補(bǔ)補(bǔ)，以期能解釋新的發(fā)現(xiàn)。
暗物質(zhì)的概念就是這樣來(lái)的。首先，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)許多星系中都存在額外的看不見(jiàn)的引力源。其次，宇宙學(xué)家把宇宙的膨脹速度的大小，跟所有觀測(cè)到的星系、塵埃、輻射等等物質(zhì)的總質(zhì)量放進(jìn)廣義相對(duì)論方程里比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)宇宙的總質(zhì)量應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于已知物質(zhì)的總質(zhì)量。第三，物理學(xué)家曾經(jīng)在計(jì)算機(jī)中模擬一團(tuán)原始物質(zhì)在引力和宇宙膨脹的共同作用下，逐漸聚集成星系的過(guò)程。如果假設(shè)宇宙中不存在額外的物質(zhì)，那么模擬結(jié)果就和實(shí)際的觀測(cè)對(duì)不上。如果假設(shè)存在一種大質(zhì)量的粒子，只參與弱相互作用和引力，不參與其它相互作用的話，并且占宇宙的總質(zhì)量的比例大概在20%多時(shí)，模擬結(jié)果就比較理想了。
種種未知現(xiàn)象都迫使天文學(xué)家和物理學(xué)家提出，宇宙中存在一種”暗物質(zhì)“。主流觀點(diǎn)認(rèn)為，暗物質(zhì)是一種大質(zhì)量、弱相互作用粒子，簡(jiǎn)稱為WIMP。這種粒子不是某類具體的粒子，而是一個(gè)總稱。滿足這個(gè)要求的候選粒子不止一種。
我記得暗物質(zhì)的特點(diǎn)是在星系中呈球狀分布，而不像原子物質(zhì)聚集成一個(gè)盤。所以，地球附近的暗物質(zhì)的總質(zhì)量不會(huì)對(duì)我們產(chǎn)生影響（否則在牛頓時(shí)期就會(huì)發(fā)現(xiàn)了）。暗物質(zhì)對(duì)于理解宇宙的形成、演化，對(duì)于完善物理學(xué)基本理論都有重要意義。畢竟，宇宙一詞不但包括我們看得見(jiàn)的那一小部分，還得包括我們看不見(jiàn)的那一大部分。
