什么是「暗物质」和「暗能量」？

迄今为止，物理学家和天文学家根据观测事实和理论推测构建了各种宇宙模型，其中最成功的是大爆炸模型，宇宙正在加速膨胀也是公认的事实。暗物质是基于现有引力理论的假想物质，暗能量是基于现有宇宙模型的假想能量。

暗物质和暗能量的存在可以解释一系列令人费解的天文观测现象，也可以在现有的理论模型下很好地解释宇宙的演化和存在。但是，没有一个实验可以直接探测到暗物质和暗能量，并果断地描述它们的存在。然而，许多新的观察指向同一个事实:暗物质和暗能量是真实存在的。

长期以来，物理学对物质本质的描述一直在走向两个极限。一个是微观极限，现在已经深入细胞核；另一个是宏观极限，现在已经扩展到整个宇宙。微观上，标准模型可以解释目前发现的大部分粒子，标准模型也是基于地球上的物质，对撞机产生的粒子和宇宙射线。然而，当人类将探索的触角伸向浩瀚的宇宙时，却发现了一些令人费解的现象。

在20世纪30年代和70年代，许多科学家观察了不同的星系，发现星系的引力质量远大于光度质量。此后，科学家指出宇宙中存在大量不可见物质——如果只有可见物质参与引力相互作用，那么从星系中心到旋臂的旋转速度会随着半径的增大而越来越低。根据天体物理学的理论，这将导致星系的不稳定性。我们也可以简单通过中学物理中用到的引力圆周运动公式得到这个结论。

但实际观测表明，稳定星系的旋臂的自转速度随着半径的增大呈现匀速，这样星系就会保持稳定。这一现象也说明，星系的大部分质量并没有集中在星系中心，而是有很多看不见的“暗物质”分布在整个星系中，可见物质只是星系质量的一小部分。

我们知道，到目前为止，虽然理论物理可以完全独立发展，但是理论是否正确，最终还是要靠可靠的实验来检验，理论和实验是相辅相成的。暗物质的提出虽然只是来自于科学家的头脑风暴和数学计算，但对人类了解宇宙有着重要的意义。至于理论最终会被证实还是被推翻，还是要看具体的实验检测。