我们是怎样知道暗物质占总物质的85%？这个数字怎么来了|163

目前认为暗物质和正常物质构成了我们所说的物质，而正常物质只占了宇宙总质能的4.6%，暗物质23%，剩下的暗能量72%！也就是说暗物质占了总物质质量的83-85%，正常物质只有15-17%，大约是正常物质的5倍。这个数字怎么来的呢？下文会详细说。

暗物质你也可以理解为一种概念或者理论，因为暗物质的提出本来就是为了解释大尺度结构形成的问题。也被归为宇宙学标准模型中的一小部分！下面我们就说下，我们怎样发现暗物质存在呢？为什么要提出这个补充理论？以及上面的5倍比例是怎么来的。

通过星系发出的光我们就可以知道星系中恒星的总质量

我们先看看太阳系，我们可以把所有的岩石行星、气态巨行星、小行星、卫星、彗星以及整个柯伊伯带的小零碎都加起来，把它们和太阳进行比较（太阳是太阳系中唯一发光天体）。毫无疑问，太阳占太阳系总质量的99.8%。而剩下的0.2%，木星自己一个就占了0.1%，相当于除了自己和太阳以外所有天体质量总和！意思就是有恒星在其他物体都轻如鸿毛，不值一提！这是我们对太阳系的普查！

当然，星系中不是每颗恒星都和太阳一样，还有许多更大更亮，占大多数更小更暗的恒星。

然后对我们夜空中所有可见的恒星进行普查，在平均所有恒星发出的光和所有恒星的质量后，我们会发现太阳比银河系中所有恒星的平均光度要低很多！所以最大、最亮、最蓝的恒星主宰着星系的光度，通过这些测量，我们可以为正常恒星主宰的星系构建一个质光比。结果证明，每相差一个太阳质量，整个星系的亮度大约增加太阳的三倍。

所以当我们看宇宙中的星系时，它包含了数十万到数百万亿颗恒星，如果我们测量整个星系发出的光度，我们就能知道有多少质量以恒星的形式存在。这只是一个天文学的基础。

根据引力理论我们也可以算出一个星系的质量

我们还有另外一种方法测算整个星系的质量，那就是引力定律。无论你看到的是一个螺旋星系，还是成千上万个星系组成的星系团，如果我们能测量这些星系运动的速度，根据引力和质量之间的关系，我们也能算出一个星系的总质量。

这两种方法测量的来的质量相差甚远

在一个简单而理想的宇宙里，如果我们的理论是正确的，这两种测量方法，一个来自星光，另一个来自引力，应该会给我们一个相同的数值，不相等至少也是相近吧。

但事实的情况，你应该已经很清楚了，两个数字相差甚远。

无论我们测算一个大小与银河系相当的星系，还是测算一个由数百甚至数千星系组成的巨大星系团，引力给出的结果，都远远超过了恒星所能解释的质量。那么相差了多少？一个巨大的比例：50倍。听起来不大啊，别急看下面解释！

如果我们把所有的看得见的和看不见的东西都加起来，这个比例呢？

我知道，你现在满脑子的疑惑？你光算了恒星，才差了50倍，这有什么奇怪的？有本事把看不见不发光的所有物质都加进去！

你考虑的很对，确实没问题！除了发光的恒星，星系中应该充满了行星和岩石，还应该有星际气体、尘埃、等离子体、死亡的恒星、黑洞，以及几乎任何我们能想象到的由质子、中子和电子组成的物质。

所以我们试着把所有不同的质子、中子和电子的来源加起来，然后和我们看到的总质量进行比较。结果依旧令人震惊。

我们通过对星系团进行大量的x光观测，确定总质量中有多少是以恒星、气体、尘埃以及其他已知物质(由质子、中子和电子组成)的形式存在的。每次的观测都得到了非常一致结果，观测到的数字在总质量的13-17%之间，但不会超过这个比例。