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暗物質（英語：Dark matter），是指在宇宙學中無法通過電磁波的觀測進行研究，也就是不與電磁力產生作用的物質。人們目前只能透過重力產生的效應得知，而且已經發現宇宙中有大量暗物質的存在。

現代天文學經由引力透鏡、宇宙中大尺度結構的形成、微波背景輻射等方法和理論來探測暗物質。而根據ΛCDM模型，由普朗克衛星探測的數據得到：整個宇宙的構成中，常規物質（即重子物質）占4.9%，而暗物質則占26.8%，還有68.3%是暗能量（質能等價）。暗物質的存在可以解決大爆炸理論中的不自洽性（inconsistency），對結構形成也非常關鍵。暗物質很有可能是一種（或幾種）粒子物理標準模型以外的新粒子所構成。對暗物質（和暗能量）的研究是現代宇宙學和粒子物理的重要課題。

2015年11月，NASA噴射推進實驗室的科學家蓋瑞‧普里茲奧（Gary Prézeau）以ΛCDM模型模擬銀河系內暗物質流過地球與木星等行星的情形，發現這會使該暗物質流的密度明顯上升，並呈現毛髮狀的向外輻射分布結構。

暗物質存在的證據

最早提出證據並推斷暗物質存在的是荷蘭科學家揚·奧爾特，在1932年他根據銀河系恆星的運動提出銀河系裡面應該有更多的質量的想法。 1933年，美國加州工學院的瑞士天文學家弗里茨·茲威基研究后髮座星系團時，使用維里定理推斷出其內部有看不見的物質。 但當時並未稱為暗物質，而是稱為被丟失了的質量。

星系自轉曲線

美國天文學家薇拉·魯賓觀測星系轉速時，發現星系外側的旋轉速度較牛頓重力預期的快，故推測是有數量龐大的質能拉住星系外側組成，以使其不致因過大的離心力而脫離星系。在1980年魯賓和同事將其結果發表了一篇有影響力的論文。

星系與星系團觀測

2006年，美國天文學家利用錢德拉X射線望遠鏡對星系團1E 0657-558進行觀測，無意間觀測到星系碰撞的過程，星系團碰撞威力之猛，使得暗物質與正常物質分開，因此發現了暗物質存在的直接證據。

雖然暗物質在宇宙中大量存在是一個普遍的看法，但是科學家們發現螺旋星系NGC 4736的旋轉能完全依靠可見物質的引力來解釋，也就是說這個星系沒有暗物質或者物質很少。

暗物質的探測

暗物質的探測在當代粒子物理及天體物理領域是一個很熱門的研究領域。對於大質量弱相互作用粒子來說，物理學家可能通過放置在地下實驗室，背景噪聲減少到極低的探測器直接探測WIMP，也可以通過地面或太空望遠鏡對這種粒子在星系中心，太陽中心或者地球中心湮滅產生的其他粒子來間接探測。人們也希望歐洲大型強子對撞機（LHC）或者未來的國際直線加速器中人工創造出這些新粒子來。

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