文／郭詠澧　

天文學家由觀測宇宙星系與對宇宙探測所得數據的驗證，提出暗物質的「隱形」特性，源自於下列一些獨特的物理屬性：

中性電磁 質量微弱



電磁中性：暗物質是一種不參與電磁相互作用的特殊物質形式，無法被光學、射電等傳統觀測手段捕捉，不發光、不發射、不參與電磁作用、不能反射電磁波、無法被傳統望遠鏡直接觀測，其存在主要通過引力效應被間接證實。

弱相互作用：暗物質與普通物質的相互作用極其微弱，只能透過引力效應間接探測；又與普通物質的碰撞概率極低，平均每10億個暗物質的粒子如微中子，穿過地球僅有一個發生作用。

非「重子」（baryon）構成：既然暗物質有質量，那是由哪種基本粒子構成的呢？有科學家認為暗物質是在宇宙初期誕生的原初黑洞（primordial black hole），又稱為太初黑洞；有的科學家認為暗物質可能是由已知的17種基本粒子與其他未知的粒子組成，其中最被看好的是微中子。

神祕物質 候選粒子



目前科學家表示組成暗物質的候選粒子有下列幾種：

「弱相互作用大質量粒子」（weakly interacting massive particle,WIMP），質量約100～1000倍質子，僅與普通物質通過弱核力作用，是超對稱理論的預言產物。

因為暗物質不帶電荷，不與其他物質產生交互作用，且會輕易地穿過其他物質。這些暗物質的特徵與微中子（Neutrino）幾乎相同。事實上，宇宙中也確實充滿了微中子。因此，微中子很可能是暗物質的真面目。

物理學家推論暗物質是不同於質子、中子普通物質，是一些特殊類型的粒子組成，例如軸子（axion），一種超輕質量粒子，質量僅10-18電子伏特；暗物質也有可能是惰性中微子（sterile neutrino），與普通中微子（即微中子）不同，具有更大質量與更弱相互作用。

暗物質如同宇宙的「隱形骨架」，支撐著星系的誕生與演化，科學家對其本質的探測已開啓了天文物理學的新紀元。人類雖然無法直接看見此種神祕物質，但透過引力效應、宇宙結構與尖端探測技術，以及對天文數據詳盡的解析，正一步步揭開這個謎底；這些努力不僅是對宇宙奧祕的探索，更是對人類認知邊界的永恆拓展。