暗物质和普通物质最大的区别就是它完全不可见 ， 只能通过天体速度异常来确认它的存在古典物理学奠基人艾克萨.牛顿在17世纪对引力现象进行了总结归纳并发展出了“万有引力定律” ， 该定律结合微积分这个强有力的数学工具后开始在天文学中大放异彩 ， 比如说海王星就是在物理学家先用万有引力定律计算出轨道的情况下再被天文学家“蹲点捕获”的 ， 因此海王星也被称为“笔尖上发现的行星”除了发现新行星以外 ， 万有引力定律还告诉我们“引力的大小与距离的二次方成反比” ， 这也是为什么距离太阳越远的行星公转速度越慢（海王星需要84年才能绕太阳公转一圈） ， 距离太阳越近的行星公转速度越快的原因（水星只需要87天就能绕太阳公转一圈）万有引力定律以及平方反比定律的准确和高效一度让天文学家们认为整个宇宙的天体运行规律都再无秘密可言 ， 然而他们错了 。
1933年天体物理学家兹威基通过光谱分析了后发座星系团内的星系运动速度 ， 然而分析结果却显示星系团边缘的星系运动速度竟然比星系团内侧星系的运动速度还要快 ， 而按照平方反比定律外围星系的运动速度应该慢于内侧星系才对 ， 于是兹威基认定在后发座星系团内肯定还有其他未被发现的物质提供着额外的引力 ， 这种“额外物质”便是今天我们说的暗物质 ，
后来天文学界从茨威基的发现开始大规模分析宇宙中天体的运动速度 。结果发现暗物质其实广泛存在于宇宙中(在今天的宇宙学模型中 ， 暗物质占24% ， 而普通物质只占4.6% ， 剩下的71.4%是暗能量) 。目前可以肯定的是 ， 暗物质不是由任何已知的粒子组成的 ， 我们在电磁波谱上找不到它的踪迹 。所以目前物理学界对暗物质的研究还是 。
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