天文学家曾言：地球夜空能看见7000多颗星星，但都位于银河系内

夜幕降临时，头顶那片闪烁的星海究竟藏着多少颗星？为什么无论我们看得多远，看到的星光其实都还没有走出银河系这个"家门口"？

作为生活在地球上的万千物种之一，人类和其他物种相比，最大的不同就是会仰望星空，而星空正是宇宙的所在。

根据天文学家的统计，整个地球天区一共有7000多颗星星能够被人类用肉眼直接看见，但由于地球时刻在自转，所以一般人在同一时间实际能看到的，只是半个天区内的3000多颗左右。

这些星星里既有太阳系内的火星、木星等行星，也有太阳系之外的众多恒星，比如牛郎星、织女星以及北斗七星。在毫无光污染的高纬度地区，甚至还能用肉眼直接分辨出一些星团。

然而无论看上去多么浩瀚，这些星光的来源，几乎全部落在银河系的范围之内，真正属于银河系之外的天体，肉眼几乎无从触及。

可当我们把目光从这7000多颗可见的星辰移开，就会发现一个更令人震撼的事实：放眼望去，你能在宇宙中看到各种各样的天体，其中发光的主要是恒星。但宇宙里的主要物质，恰恰是肉眼看不见的，甚至目前连实验仪器也探测不到，这就是暗物质。

简单来说，暗物质就是广泛存在于宇宙中，只提供万有引力，不参与任何其他相互作用的物质。再加上万有引力本身就非常弱，所以要在地球范围内探测到暗物质，是非常困难的。

那么既然探测不到，暗物质的概念又是怎么来的呢？这要归因于银河系转得太快了。暗物质的假设，最早就是来自于对银河系转速的观测。

银河系里面有很多天体，从外观上看像一个巨大的圆盘，围绕着银河系的中心转动。既然是转动，那就需要一个向心力。

比方说一根绳子，绑上一个重物，然后挥舞绳子让重物转动起来，转速越快，手里绳子的张力就越大，这个力就提供了重物持续转动所需的向心力。银河系既然在旋转，那么它也需要一个向心力，而这个向心力，其实就是银河系里的天体所提供的万有引力。

银河系里的可见天体有多少，是可以通过天文观测站估算出来的。夜空中那些被人类记录、被望远镜捕捉的行星、恒星、星团，都是这份"账本"上的一部分。

有了这个数值，也就能够估算出这些天体能给银河系的旋转提供多少万有引力。算下来之后就会发现，以目前银河系的转速，现有的可见天体是无法提供那么大的万有引力的。

换句话说，银河系转得太快了。如果光靠现有的可见天体来提供万有引力，那银河系早就散架了。

那要如何解决这个矛盾呢？于是科学家们就引入了暗物质的概念。

想象中的暗物质，是科学家们假想的一种物质，它几乎只提供万有引力，所以现实中还没有任何可靠的实验手段能够探测到。起初，它只是为了解释银河系转速过快的问题，暗物质并不产生任何其他效果，这些暗物质跟电磁场也没有相互作用。

那么为什么电磁场的相互作用这么重要呢？因为在实验室里，要研究任何一种物质或者基本粒子，通常都是通过电磁相互作用来探测的。

如果暗物质不跟电磁场发生相互作用，那就等于我们用常规手段探测不到它。除了没有电磁相互作用之外，暗物质也几乎不参与强力和弱力的相互作用，这样一来，我们也无法用粒子物理的办法去探测到它。

也就是说，如果暗物质存在，那么它在现实世界中碰到其他物质，都不会受到任何障碍，暗物质可以穿透一切物质。

这也正是为什么到目前为止，暗物质的概念已经提出了几十年，但科学家们除了观察到它的引力效果之外，完全没有任何相关的实验信息。

并且由于万有引力非常弱，所以在地球范围内做实验，暗物质的引力效果几乎是观察不出来的，只有在大到银河系的尺度上，才能够显著地感受到它的存在。

有科学家提出，如果在对撞机里面能够制造出暗物质，由于除开引力，它不参与任何其他相互作用，可以穿透一切的暗物质，就应该会在被制造出来之后自发地逃逸出对撞机。这样一来，就会造成对撞机内的物质的能量与动量不守恒，而这种不守恒是应该可以被探测到的。

虽然这一理论颇有道理，但目前在实验上并没有显著的进展。

假设暗物质真的存在，我们可以根据天文观测来估算一下它在宇宙中的含量。根据计算，暗物质占宇宙中总能量的20%以上，这是一个巨大的数字。

要知道，宇宙中普通物质的质量占比也就是5%左右，也就是说，肉眼能望见的那3000多颗星星、连同太阳系里的行星，加起来也只是这5%里的极小一部分。再加上此前提到的、主导宇宙膨胀的暗能量，它和暗物质加起来，总共占据了全宇宙能量的95%以上。

所以宇宙里的物质，可以说绝大部分是隐藏着的，是我们感知不到的，这更增加了宇宙的神秘感。

当然，也存在另外一种可能，就是我们目前的理论并不完善。宇宙的尺度非常大，但从实验探测的角度上来说，人类至今还没有飞出太阳系。

虽然我们的科学理论在太阳系尺度内看来是很准确的，但仅仅依靠对太阳系以外宇宙的观测，并不能百分之百地保证，像广义相对论这样描述大尺度宇宙行为的理论，放在银河系甚至整个宇宙中仍然是正确的，这一点是无法保证的。

所以，暗物质的概念未必是正确的，暗物质也未必真的存在，只是我们以往的理论还不够完善，不足以解释银河系转速过快的问题。

由此可见，人类在探索宇宙这条道路上，还有很长的路要走。抬头能看见的7000多颗星辰，只是这场探索的入口，而不是终点。

回望这一切会发现，人类肉眼所能看见的星光始终没有越出银河系，而银河系本身之所以能维系旋转，靠的却是一种至今看不见、摸不到的物质。可见天体只是宇宙账本上极小的一栏，暗物质和暗能量则藏在95%以上的份额里，默默塑造着星系的形状与运动。

或许有一天新的理论会取代今天的假设，也或许探测器终将捕捉到那缕幽微的信号，但在此之前，仰望星空这件事，本身就是人类不断追问宇宙、也不断认识自身位置的方式。