旋轉之謎
銀河系，這個包含地球的巨大星系，以一種令人驚嘆的速度旋轉著。根據牛頓的萬有重力定律，一個天體的旋轉速度應當隨著距離中心位置的增加而減小。這是因為，更遠的物體受到的中心重力更小，理應擁有較低的軌域速度。
但是，天文學家對銀河系邊緣星體的觀測，發現這些星體的旋轉速度並未顯著下降，而是與靠近銀河中心的星體相似，甚至在某些情況下幾乎相同。這種現象違背了傳統的物理學預期，引出了一個問題：是什麽使得銀河系能夠如此高速且均勻地旋轉？
傳統的萬有重力理論無法完全解釋銀河系邊緣星體的高速旋轉，這種現象提示，可能有人類尚未發現或理解的物質或力量在起作用。
暗物質的影子
1970年，美國天文學家薇拉·魯賓和她的同事肯特·福特，觀察銀河系的邊緣星體時，發現這些星體的旋轉速度遠超過基於可見物質質素預期的速度。
二人透過研究提出，除了可見的星體、塵埃和氣體外，還必須有大量的未知質素存在於銀河系中，為星系的旋轉提供額外的重力。
這些隱形的質素被統稱為暗物質，構成了銀河系質素的一個重要部份，對銀河系的結構和動態特性起著決定性的影響。
暗物質的發現為銀河系高速旋轉提供了一個合理的解釋，天文學家開始認識到，宇宙中的大部份質素實際上是人類看不見、摸不著的。
這一認識的轉變，使暗物質成為現代宇宙學研究中的一個核心話題，推動了對宇宙最基本結構和演化過程的深入探索。
例項證明
同時，天文學家對銀河系鄰近的仙女座星系進行了類似的觀測和分析，結果顯示，仙女座星系邊緣的星體旋轉速度同樣高於基於可見物質計算的預期速度。
這表明高速旋轉不是銀河系獨有的現象，在許多其它星系中也有觀察到，是宇宙中許多星系的共同特點，是一個普遍存在的宇宙現象。
科學家們發現星系旋轉曲線的平坦性不能僅僅透過星系中的可見物質來解釋。觀察結果強烈暗示：有大量暗物質分布在星系邊緣，為星系提供額外的重力，支持其高速旋轉。
這一點在星系動力學模擬中得到了驗證，模擬顯示，只有在加入大量暗物質的情況下，才能準確重現觀測到的星系旋轉行為。
暗物質的謎團
盡管暗物質在解釋銀河系及其它星系的高速旋轉中起著關鍵作用，它本身的本質和組成仍然是當代物理學中最大的謎團之一。
暗物質不同於人類在日常生活中遇到的物質，它不與電磁力發生作用，意味著它既不發光也不反射光，使得無法直接透過電磁波譜來觀測或檢測它。盡管如此，透過暗物質對可見物質的重力效應，科學家能夠間接探測到它的存在。
暗物質被認為構成了宇宙總質素的約27%，這一巨大比例意味著它在宇宙的形成和演化中扮演著主導角色。
當前的理論和實驗都在試圖揭開暗物質的秘密，從粒子物理實驗到宇宙學觀測，科學家們正在使用多種方法探尋暗物質的線索。
例如，大型強子對撞機(LHC)和地下暗物質直接探測實驗等都在尋找暗物質體子的可能證據。另外，透過對宇宙背景輻射和大尺度結構的研究，科學家們也在嘗試從宇宙學的角度理解暗物質。
透過天文觀測、物理理論和計算模擬，科學家們構建了更加復雜和精確的宇宙模型。在這個模型中，暗物質解釋了銀河系等星系的旋轉問題，也揭示了宇宙的大尺度結構如何形成。隨著科技的進步和研究方法的創新，有理由相信，暗物質的宇宙之謎終將被揭開。
