宇宙中看不见摸不着的暗物质，科学家是怎么发现的？

看过电影《指环王》的朋友们一定会记得，当主角弗罗多戴上至尊魔戒后，身体会隐形，谁都看不见他。这种隐形的能力也多次帮助弗罗多从劫难中脱身。我们今天要说的暗物质，它们不仅是隐形的，而且还是宇宙中的主角——暗物质是宇宙物质的主要组成部分，其质量占了整个宇宙物质总质量的85%。

最初，天文学家们在观测离我们较近的天体（比如太阳系）时，发现它们的运动规律完全符合牛顿提出的万有引力定律。但是后来，当天文学家把目光放到银河系之外的星系团时，发现它们的运动并不完全符合万有引力定律，好像有什么我们看不见的东西在影响这些庞大星系团的运动。

天体物理学家兹威基（Fritz Zwicky）在测量一个大型星系团中各个星系的相对运动速度时发现，各星系的速度都太高，仅靠星系团内的可见星体的引力是没法把它们束缚在星系团内的。兹威基推测星系团内一定存在大量的不可见物质，其质量是可见星体的上百倍，产生的引力能把那些高速运转的星系牢牢束缚。他把这些不可见物质定义为暗物质。在后来几十年的天文观测中，科学家们也证实了暗物质的存在。

既然暗物质是“隐形”的，我们怎么把它们找出来呢？方法很简单，就像《指环王》中，尽管弗罗多隐身了，咕噜怪也能通过他的脚印来判断出他的位置一样。

当今最具说服力的发现暗物质的方法是使用引力透镜（gravitational lensing）效应来追踪暗物质。根据广义相对论，运动中的光子是有质量的，只不过质量非常非常的小，我们根本感觉不到。既然有质量，就必然会与其他天体产生引力。当光线经过像黑洞这样的质量超大，而引力超大的天体时，光子就会受引力的影响而发生弯曲，甚至被吸走。同样，当光线经过质量超大的星系团时，也会受其暗物质的引力影响而发生弯折，科学家们正是根据这些光线的弯折程度，来推算出星系团中的暗物质分布的。