星系的保护垫哈勃太空望远镜最近传回了英仙座星系团中 29 个矮星系的图片，从外表来看，它们本应被其巨型邻居的引力潮汐力撕成碎片。然而，这些小星系却像风暴海中的平静岛屿一样，保持稳定和完整。一个欧洲天文学家团队表示，它们得以保持凝聚力的秘诀在于一层暗物质保护垫，能保护它们免受外部引力拉扯。暗物质被认为在这些矮星系中含量尤其丰富，它抵消了附近巨星系的吸引力，让小星系得以平静。
哈勃望远镜的发现标志着一项旨在理解宇宙中最奇特物质的研究迈出了新的一步。暗物质既不发射也不反射光，无法直接观测，这对科学家们来说是一个挑战。尽管暗物质被认为比“普通”物质多五倍，但寻找足够的研究材料一直很困难。
尽管进行了 75 年多的研究，暗物质的本质仍然是天文学中最大的未解之谜之一。宇宙学家认为，暗物质只通过引力与普通物质——熟悉的质子、中子和其他粒子——相互作用。如果暗物质通过其他力与普通物质相互作用，那么科学至今未能找到任何证据。因此，所有的数据都是间接的：天文学家可以看到这种看不见的物质如何拉扯和扭曲星系，但他们无法解释其运作机制。
自身的反面一些研究人员通过分析星系的运动来寻找暗物质，而另一些人则在寻找指示性的粒子证据。今年四月，一个国际团队使用名为PAMELA（反物质和轻核天体物理学载荷）的卫星载荷，发现了一种名为正电子的高能粒子过剩，这可能是暗物质的产物。根据一种理论，暗物质粒子是它们自身反粒子——这意味着，如果一个粒子与另一个粒子碰撞，两者都会被湮灭。这些高能碰撞应该会产生电子和正电子，这可能是 PAMELA 发现的正电子过剩的来源。
类似以太的风麻省理工学院的物理学家 Jocelyn Monroe 正在研究一种旨在测量暗物质“风”的探测器。随着地球绕太阳公转，太阳绕银河系中心公转，我们的行星会穿过暗物质。Monroe 解释说，这种运动应该会产生一股可检测到的暗物质粒子“微风”，就像把手伸出高速行驶的汽车窗外一样。
火箭上的鳍在哈佛-史密松天体物理中心，天文学家 Warren Brown 采用了另一种寻找这个看不见的 the 的策略。Brown 说：“对于那些我们可以看见的天体，有一些有趣的观测要做。”在过去的几年里，他研究了一群移动速度极快的恒星，这些“逃逸恒星”很久以前就被银河系中心的超大质量黑洞抛出了星系。
Brown 认为，这些恒星的运动可以揭示我们星系暗物质晕的形状。这些恒星起源于星系中心，在向外移动的过程中穿过了银河系大部分的暗物质——这意味着它们的轨迹受到了暗物质引力的影响。通过追溯恒星的轨迹，Brown 的团队希望了解我们星系的引力分布。
与此同时，粒子物理学家正在建造实验，旨在在地球上寻找那些难以捉摸的暗物质粒子。尽管这类粒子可能无处不在，但寻找它们的努力面临着艰巨的挑战。马里兰大学的天体物理学家 Ed Shaya 说：“每秒钟可能有数十亿个粒子穿过你的头，”他还补充道，“问题是，这些粒子是什么，它们在我们的模型中处于什么位置？”
挖掘暗物质，在晶体中看见它，以及实际产生它目前，最被认为是暗物质粒子的是弱相互作用大质量粒子（WIMP）。在明尼苏达州和安大略省的废弃矿井中，研究人员建造了 WIMP 探测器，旨在探测暗粒子撞击普通原子时产生的微弱反应。在意大利，旨在探测暗物质粒子撞击大晶体中原子核的DAMA/LIBRA 实验，最近探测到了强烈的信号，这可能是暗物质的第一个迹象，但结果尚未得到证实。日内瓦附近的欧洲核子研究中心（LHC）粒子对撞机，在其将于今年晚些时候重新启动时，旨在重现早期宇宙的条件。如果暗物质是在大爆炸后不久诞生的，它可能会在 LHC 中再次出现——科学家们也许能瞥见它的身影。
自 1933 年天文学家 Fritz Zwicky 观察到一个星系团的运动速度如此之快，以至于它们应该像哈勃的矮星系一样分崩离析以来，科学家们一直在努力研究暗物质。他推测，一定有看不见的物质将它们维系在一起。1980 年，天文学家 Vera Rubin 和 W. Kent Ford 发现，要维系住一个星系所需的质量，恒星只占十分之一；如果没有暗物质，星系将不复存在。但即使在今天，我们对其存在的迹象仍然只是间接的。
怀疑暗物质事实可能证明，搜寻暗物质是一场徒劳的追逐。少数科学家正在探索如 TeVeS这样的替代理论，试图在不引入暗物质的情况下解释引力之谜。即使是旨在绘制我们星系暗物质图的 Brown，也心存疑虑。“它真的存在吗？我们确实看到了无法用我们对引力的理解来解释的某些东西，”他说，“但随着时间的推移，我越来越担心我们可能走错了理论。”
热词
英仙座星系团 位于距离地球 2.5 亿光年处的一个由一千多个星系组成的群体。
正电子 一种亚原子粒子，其质量与电子相同，但带有正电荷。
弱相互作用大用粒子 假想的、中性的基本粒子，仅通过引力与物质相互作用。
TeVeS 张量-标量-矢量，是物理学家 Jacob Bekenstein 提出的引力的一种相对论方法。
