不参与电磁力的物质
目前可观测到的物质产生的引力确实不足以维持银河系的形态。那这具体是咋回事呢？
这我们要从上世纪30年代说起，当时就有天文学家发现一个问题，就是他们在观测星系团边上的恒星系时，发现这些恒星系都跑得特别快，快到什么程度呢？
具体来说，就是我们可以通过牛顿的万有引力公式来计算这个速度，而实际观测的速度要远远大于理论计算的速度。
就拿我们银河系来说，太阳系如果通过理论计算应该是160km/s，而实际观测到的速度达到了220km/s。
如果你手边有个带线的耳机，你可以试一下，把耳机甩起来绕圆周运动，如果甩得越快，这个耳机就越有要飞出去的趋势，你就需要有更大的力气抓住。同样的道理，银河系要抓住太阳系，其实也需要足够的质量，这样才有足够的引力。但事实上，所需要的引力要大于银河系所能够提供的质量，这意味是不是存在什么人类无法观测到物质存在。而且这个物质只提供引力，由于我们观测是通过电磁波，因此这个物质是不参与电磁力的。
于是，科学家就开始寻思这到底是什么到底，具体来说，有这么几种可能。
第一种就是黑洞，光子都跑不出去黑洞，因此肯定不可能用电磁波的方式来观测，而且黑洞确实引力巨大。
第二种是已经冷却躺尸的中子星和白矮星，这些星体是不会发生核聚变的，只要原来的热量消耗完就彻底凉了，超远距离是肯定看不见的。
第三种就是中微子，因为中微子质量极其小但毕竟还是有质量的，而且中微子穿透力超级强，我们要捕捉到中微子的难度极其大，因此只要中微子的量足够多，那是有那么一丝丝理论上的可能。试想一下，每秒钟穿透一个人身体的中微子要达到1000万亿个，但我们毫无察觉，这就能知道它的穿透力有多强，多难观测到了。
暗物质：星系的粘合剂
为了搞清楚到底是什么，科学家可是进行计算，这个计算主要是针对于“质量”，看看额外的引力需要多少质量的物质来提供。不算不知道，一算真的是吓一跳。这个物质是我们可观测到物质的5倍。
如果是黑洞的话，那岂不是到处都是黑洞，那地球才造就被黑洞吃干净了。
同样的道理，如果是中子星，白矮星，中微子，那宇宙应该是是挤满了这些东西，我们不可能看不到。所以也都被排除掉了。
于是，没办法了。科学家只能假设存在一种物质叫做：暗物质。不过，暗物质是什么，我们是真不知道。说实在的它就是一个科学家用纸笔加观测推演出来的。但是它的存在是可以被证明的。如果没有它，各种星系就会分崩离析，所以它真的是名副其实的星系粘合剂，这也是一个间接证据。
除此之外，现代天文学还有几种办法来观测它，首先就是引力透镜。下图就是科学家通过哈勃望远镜观测星系团CL0024+17，发现存在一个暗物质圈，也就是途中蓝色的部分。
除了引力透镜，还有宇宙中大尺度结构的形成、微波背景辐射等方法和理论。其中，我们通过宇宙微波背景辐射可以获知，宇宙诞生之后38万年的时候，也就是宇宙微波背景辐射刚刚被释放出来。当时的全宇宙温度和物质密度非常的均匀，全宇宙各处几乎没啥差别。
但后来是什么把物质聚合起来的呢？要知道我们可以观测到的物质都会释放电磁辐射（只要是高于绝对零度的物质都会），不仅会释放，同时还能接收热辐射。我们可以把宇宙现象成一杯热水，如果我们把冷水倒进去，结果会咋样？温度会随着时间，最后分布均匀，不会一处冷，一处热。这其实就是一个热平衡的过程。
所以，事实上，如果按照宇宙诞生38万年的节奏发展，宇宙中应该一直均匀地分布着各种物质，而不可能出现现在这样的星系或者恒星系的。而暗物质正好是不参与电磁相互作用的。因此，是它们把可观测的物质进行聚合的，我们现在宇宙中，可观测到的一切的星系，恒星，甚至是黑洞，都是受到暗物质的影响才形成。
而且，暗物质应该就像中微子一样，广泛存在于宇宙空间当中，甚至这个时候正在穿过你的身体，因为它不参与电磁力，所以你压根感知不到。我们甚至可以说，整个地球都是被暗物质包围着，但我们就是看不到它。
不过，事实可能要比我们现象中的复杂，2018年和2019年，就分别有天文学家发现有两个星系是不存在暗物质的。
对于暗物质的研究其实是未来科学发展的重点，各国都设立了研究暗物质的观测项目，我们国家有“悟空”探测器，对于它的了解，将很有可能打开一番新的天地。
最后，我们来总结一下，暗物质是假设出来的物质，是它提供了额外的引力，使得星系可以聚合。而且它很有可能是宇宙诞生的38万年后，把物质聚集起来的原动力。
